昆虫组蛋白修饰的研究进展

组蛋白修饰作为表观遗传修饰的一种主要形式,对基因表达和表型调控具有重要作用。组蛋白修饰的N端尾区可通过乙酰化、甲基化、磷酸化等修饰来改变染色质的状态以及调控基因的表达。与脊椎动物相比,昆虫种类繁多,且有变态发育、表型复杂等特征,可以成为探索动物社会行为、发育调控和毒理作用等表观遗传基础的模型。本文总结了昆虫组蛋白修饰的主要类型(乙酰化和甲基化修饰)及修饰酶的研究进展,对染色质免疫共沉淀测序技术(chromatin immunoprecipitation followed by sequencing,ChIP-seq)、染色质转座酶可及性测序技术(assay for transposase-accessible chromatin with high-throughput sequencing,ATAC-seq)、转录组测序技术(RNA-seq)、组蛋白修饰酶功能验证以及Western blot、免疫细胞化学(immunocytochemistry,ICC)、免疫组织化学(immunohistochemistry,IHC)、酶联免疫吸附测定(enzyme linked immunosor...     

具有植物诱导抗病活性的先导化合物及其结构修饰

系统介绍了苯并噻二唑、2,6-二氯异烟酸、β-氨基丁酸和水杨酸这4类应用较广泛的植物诱导抗病激活剂的研究进展,并对其衍生物及其抗病活性进行了归纳总结,对其诱导抗性进行了讨论。     

禾谷镰刀菌组蛋白乙酰转移酶FgHat1在DON毒素生物合成中的功能

 由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病是小麦最主要的真菌病害之一。禾谷镰刀菌侵染小麦时分泌脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)真菌毒素,威胁人畜健康。本研究通过对组蛋白乙酰转移酶基因FgHAT1的功能研究,发现该基因编码的蛋白定位于细胞核并调控组蛋白H4的乙酰化。Fghat1敲除突变体在生长发育和致病过程中表现正常,但毒素合成存在显著缺陷。敲除FgHATI导致参与DON毒素合成的TRI基因转录水平降低,突变体产毒相关的细胞分化也表现异常。外源添加cAMP可以有效回复突变体的产毒缺陷,表明FgHat1对毒素的调控与cAMP信号通路有关。研究结果表明组蛋白表观修饰和胞内信号通路之间存在联系,这两者的交叉互作对DON毒素合成的精确调控至关重要。     

活性氧参与调控植物生长发育和胁迫应激响应机理的研究进展

复杂多变的自然环境使植物进化出复杂而又巧妙的机制来感知外部信号,并对外部环境的变化做出适应性调整。在这种信号整合和决策过程中起关键作用的一类物质是活性氧(ROS)。细胞内、外产生的ROS与Ca~(2+)和电信号相互偶联组成的ROS波,向"友邻细胞"或远端细胞进行快速信号转导,进而伴随着多种信号组分共同完成应激响应表达。而ROS的产生与清除平衡关系决定了ROS在植物生长发育、器官发生和抗逆方面的作用。系统结并讨论了ROS的产生来源、信号传导机制、响应表达及ROS引起的细胞程序性死亡的最新研究进展。为深入了解ROS激活相关基因的表达,进而研究触发信号转导通路,使植物积极、高效地应对各种内在或外源的刺激信号,以调控植物的生长发育或适应胁迫环境,提供新的观点和见解。     

苹果属植物寄主应答病原菌胁迫的蛋白质组学研究进展

苹果基因组研究的不断深入,为苹果属植物蛋白质组学研究奠定了基础。近年来,蛋白质组学分析方法在探讨苹果属植物应答病原菌胁迫时,所启动的抗病相关蛋白的差异表达,以及相关抗病机制方面发挥了重要作用。本文针对近年来蛋白质组学研究技术在果树上的应用,综述了苹果属植物应答火疫病、褐斑病、黑星病等主要病害胁迫的蛋白质组学研究进展,分析了蛋白质组学分析技术在苹果属植物相关研究中存在的问题,以期为进一步探究苹果属植物抗病的分子机制提供参考。     

Milbemycins的结构修饰

综述了一大类重要的天然产物Milbemycins在近十年来的研究进展情况。并重点对此类化合 物的结构化学修饰方法进行了论述,同时对经结构修饰所获得的化合物的生物活性进行了初步的总结。     

植物病原菌对解偶联剂的抗性机制研究进展

以氟啶胺为代表的解偶联剂具有低毒、广谱和高效的特点,对病原真菌、卵菌和细菌均表现出良好的抑菌活性。然而随着杀菌剂频繁而大量的使用,有害生物发展出越来越严重的抗药性。开展病原菌对杀菌剂的抗性机制研究,能够有效预防或治理病原菌抗药性。病原菌对杀菌剂的抗性机制解析方法通常以杀菌剂的靶标蛋白为线索展开,但由于氟啶胺这类杀菌剂在病原菌体内可能不是通过与靶标蛋白结合而产生的抑菌作用,使得通过寻找抗性突变体中发生变化的氨基酸位点,进而进行抗性机制解析的方法难以奏效。本综述以氟啶胺和我国自主创制的杀菌剂双苯菌胺为研究对象,对其作用机制及病原菌对其抗性机制的研究进展进行归纳总结,旨在为这类杀菌剂的田间科学使用提供参考,同时可为病原菌多药抗性机制的解析提供借鉴,丰富杀菌剂抗性研究体系,并能够在实践中为病原菌的抗性治理提供依据。     

新烟碱类杀虫剂的结构修饰及相关作用机制研究进展

新烟碱类化合物主要作用于昆虫的烟碱乙酰胆碱受体(nAChRs)。概述了新烟碱类杀虫剂的结构特征,阶段性地总结了近几年基于昆虫nAChRs结构,对新烟碱类化合物的杂环部分和功能基团进行结构修饰和改造的代表性研究成果,概要介绍了这些新化合物与昆虫nAChRs之间的相互作用机制,有助于进一步探索和开发高活性的新烟碱类化合物。     

MALDI-TOF质谱技术鉴定植物病原体研究进展

基质辅助激光解吸电离飞行时间质谱(MALDI-TOF MS)技术具有快速和高通量特点,适合分析微量蛋白质、多肽、多糖和核酸,该技术已在生命科学领域广泛应用。本文综述了 MALDI-TOF MS 技术原理以及近年来在植物病原真菌和细菌鉴定方面的研究进展。MALDI-TOF MS 作为一种简便和快捷的检测技术,必将在植物病原菌鉴定领域发挥更大的作用。     

植物抗病基因研究进展

 植物抗病基因的研究是目前植物病理学科的热点及难点之一。R基因的克隆与鉴定促进了寄主与病原物互作分子机制研究的深入。本文就近几年来对植物R基因的克隆、结构与功能,R基因信号传导途径和R基因的进化等方面的研究进展作一评述。     

水杨酸和乙烯在烟草抗黑胫病中的作用

5mmol/L水杨酸或1g/L乙烯外源处理可诱导烟草对黑胫病的抗性，推迟植株死亡。不能积累水杨酸的转nahG基因植株和不表现乙烯应答反应的转etr1-1基因植株对黑胫病的抗性显著弱于野生型植株。组成性积累高水平水杨酸的转entC和pmsB基因植株对黑胫病的抗性明显强于野生型植株。这些结果说明水杨酸和乙烯增强烟草对黑胫病的抗性，减缓黑胫病的扩展。0．5mmol/L KCN连续浇灌植株4天或浸溃叶片2，4h均不能恢复转nahG基因植株丧失的对黑胫病的抗病性。此结果进一步支持关于KCN处理不能恢复转nahG基因植株丧失的对真菌病害抗病性的假说。     

水杨酸不同施用方式对诱导烟草抗病性的影响

本研究比较了以0.25、0.50和0.75mol/L水杨酸(SA)进行喷施、穿刺和化学农药防治烟草病害对田间烟草抗病性的影响。结果表明:外源喷施SA和吸附SA插签两种给药方式均能诱导烟草产生对烟草番茄斑萎病、黑胫病、普通花叶病、野火病和赤星病的抗性。SA诱导的抗性具有广谱性,且防效随着施用浓度的增加而增加,在0.75mol/L时达到最大。相同浓度下,SA穿刺处理对烟草的抗性诱导较喷施处理更佳。处理后,随时间的推移,喷施SA处理抗性诱导呈逐渐降低的趋势,而SA穿刺处理,对烟株的抗性诱导作用在处理后第20~30天达到最大,在后期对烟草番茄斑萎病、野火病以及赤星病的抗性诱导作用显著高于对照(P0.05)。综合分析表明,SA穿刺施药技术对烟株病害具有广谱性、持久性以及安全性等特点,能保持高抗性诱导作用40d以上,并能有效减少农药使用量和次数,降低烟叶原料农药残留,具有较好的推广应用价值。     

水杨酸和壳聚糖诱导苹果叶片对斑点落叶病抗性的研究

采用喷雾接种的方法测定了不同浓度的水杨酸和壳聚糖对苹果斑点落叶病菌(Alternaria mali Roberts)的室内抑菌作用、诱导抗病效果及诱导苹果叶片后各种抗病性物质含量的变化.结果表明,不同浓度的水杨酸和壳聚糖对A.mali均无明显的抑制作用,其中100μ g/mL的水杨酸和500 μg/mL的壳聚糖对A.mali的抑制率较低,仅为5.33％和4.73％,但诱导抗病效果较显著,分别达到70.90％和77.77％.两种药剂诱导叶片后,叶片中POD、PAL活性以及木质素积累量明显高于对照,且随时间的增长,POD和PAL酶活性先升高后降低,在第3天,POD和PAL酶活性均达到峰值;而壳聚糖诱导后PPO活性随时间的增长呈升高的趋势,但水杨酸对PPO酶活性变化的影响较小.     

Possible involvement of salicylic acid in systemic acquired resistance ofCucumis sativus againstSphaerotheca fuliginea

The possible involvement of salicylic acid in systemic acquired resistance ofCucumis sativus againstSphaerotheca fuliginea was studied. Cucumber plants were inoculated with tobacco necrosis virus on the cotyledons and the level of endogenous salicylic acid in the first true leaf was determined by gas chromatography. Salicylic acid increased continously from the second day after virus inoculation to the fifth day, when the same leaf was inoculated withSphaerotheca fuliginea. In healthy plants, the efficiency of exogenous salicylic acid in inducing resistance was assayed by applying aqueous solutions at different times beforeSphaerotheca fuliginea inoculation. To evaluate the level of induced resistance, the following parameters were examined by light microscopy: percentage of conidial germination, length of the hyphae derived from single conidia, number of haustoria, percentage of epidermal cells with lignified walls and of necrotic cells underlying fungal hyphae. In treated plants conidial germination was reduced, the total length of the hyphae was shorter, the number of haustoria was lower and the haustorium-containing epidermal cells had more frequently lignified walls. Moreover, an evident increase in callose deposition was observed leading to the formation of oversized papillae around the penetration pegs. These results indicate that the application of salicylic acid before inoculation withSphaerotheca fuliginea reduces the intensity of the infectious process and that salicylic acid is involved in the expression of systemic resistance in cucumber challenged by the biotrophic pathogenSphaerotheca fuliginea.     

SA浸种对NaCl胁迫下棉花幼苗生长及光合特性的影响

研究水杨酸(SA)浸种对盐胁迫下棉花幼苗光合特性的影响,以2个对盐胁迫敏感程度不同的"中棉所41号(耐盐品种)"和"中棉所49号(中等耐盐品种)"棉花品种为试验材料,采用盆栽培养法,研究不同浓度SA浸种对NaCl胁迫下棉花幼苗生长、光合及叶绿素荧光动力学的影响。结果显示:(1)0.80%NaCl致使两棉花品种的株高、叶面积、干物质积累量、叶绿素含量以及净光合速率下降,且叶片的PSII反应中心和受体侧受到伤害,其中中棉所41号的净光合速率比未用NaCl处理的降低17.19%,中棉所49号的降低19.46%。(2)SA浸种处理可以减缓盐胁迫对棉花的伤害,促进植株生长,有效地调节光合结构和气孔开度,促进光合色素的积累。(3)SA能引发棉花的自我抵御盐胁迫机制,0.80%NaCl胁迫下,0.05 mmol·L~(-1)SA的缓解效果优于0.10 mmol·L~(-1)SA处理。0.05 mmol·L~(-1)SA浸种对棉花盐胁迫的幼苗生长有促进作用,从而抵御盐胁迫逆境的伤害。     

根施水杨酸对铅胁迫下小麦根系生长发育的影响

以小麦品种“轮选988”为材料,采用溶液培养法,研究了80 mg·L^-1水杨酸（SA）对铅（50 mg·L^-1 Pb²⁺）胁迫下小麦幼苗生长及生理特性的影响。结果表明:根施SA后,铅胁迫下的小麦幼苗株高、根长、株鲜重、根鲜重、株干重和根干重较对照(铅胁迫下未根施SA)分别上升了17.67%、24.85%、23.46%、18.69%、18.95%和25.41%,根系超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）、抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性分别上升了215.73%、98.92%、137.45%和111.47%,根中超氧阴离子（O^—[KG-1][JX*3]·[JX-*3]₂）和过氧化氢（H₂O₂）含量分别降低了23.82%和28.99%;同时,根施SA,铅胁迫下小麦根系中可溶性糖含量上升了13.59％,而Pro含量下降了40.11%,根系中丙二醛（MDA）含量降低了16.78％,小麦根系活力增加了694.52%。因此,根施SA在一定程度上提高了小麦根系的抗氧化能力,缓解了铅离子对小麦根系的毒害。     

外源水杨酸对连作马铃薯生长发育及抗性生理的影响

探讨了不同浓度外源水杨酸处理对连作马铃薯幼苗生长发育、耐连作障碍、抗氧化能力以及块茎营养的影响。结果表明：5年连作导致马铃薯幼苗叶片中叶绿素含量、净光合速率、细胞膜稳定指数、渗透调节物质含量、抗氧化剂含量、抗氧化酶活性显著下降,块茎产量和硬度降低,块茎淀粉、Vc、可溶性蛋白含量下降,叶片MDA含量、活性氧水平显著增加,植株生长发育受到显著抑制;在施用外源水杨酸处理后,马铃薯幼苗的相对含水量增高,叶绿素含量、净光合速率、 根系活力和细胞膜稳定指数增强,生长得到促进,植物叶片内渗透调节物质含量、抗氧化剂含量、抗氧化酶活性提高,块茎产量、硬度以及块茎淀粉、Vc、可溶性蛋白含量增高,叶片MDA含量、活性氧水平显著降低;比较不同浓度的外源水杨酸处理,以20 μmol·L^-1和30 μmol·L^-1对促进马铃薯连作幼苗生长发育及缓解连作伤害效果最佳,其中对于连作5年的马铃薯,30 μmol·L^-1外源水杨酸处理相比于对照块茎产量相对增加64.4%,而叶片净光合速率相对增加287.0%。可见,适宜浓度的外源水杨酸处理显著减轻了连作障碍造成的伤害,促进了马铃薯植株的生长发育,提高了马铃薯块茎的产量,并改善了块茎的营养与品质。     

水杨酸诱导苹果抗轮纹病差异表达基因分析

以对苹果轮纹病抗病性不同的两个苹果品种‘北之幸’和‘礼泉短富’为材料,利用高通量测序技术对水杨酸(SA)处理后的苹果叶片cDNA文库进行差异基因表达谱分析。结果表明,经SA诱导后,抗病品种‘北之幸’的差异表达基因有257个;感病品种‘礼泉短富’的差异表达基因有150个;不同品种间得到差异表达基因828个。经GO分析,大部分差异基因参与代谢过程、应答刺激、生物学调控、免疫系统过程和抗氧化活性等。与抗性相关的功能注释主要涉及信号转导机制、防御机制和能量产生与转导等,但感病品种‘礼泉短富’没有注释到有关防御机制的差异基因。推测这些基因可能在SA诱导苹果抗轮纹病的过程中起重要作用。差异基因参与抗病相关的代谢通路涉及过氧化物酶体途径、苯丙烷生物合成途径、苯丙氨酸代谢途径、植物与病原菌互作途径和植物激素信号转导途径等。且抗性品种产生的差异基因数量、涉及的代谢通路均较感病品种多,说明抗病品种的抗性相关基因更易受到SA的诱导。