烟草丛顶病毒ORF1蛋白的多克隆抗体制备及应用

PCR扩增烟草丛顶病毒(Tobacco bushy top virus,TBTV)的ORF1序列并克隆到原核表达载体pEHISTEV中,转化大肠杆菌Rosetta菌株经IPTG诱导表达TBTV ORF1蛋白。利用切胶纯化的ORF1蛋白免疫新西兰大耳白兔制备并获得抗血清,间接ELISA检测效价为1:24 3000。经抗原亲和纯化从抗血清中得到特异性和灵敏度俱佳的ORF1多克隆抗体。Western blot分析显示,TBTV ORF1多克隆抗体既可以检测田间发病的烟草丛顶病样品中ORF1蛋白,也可检测在体内和体外翻译体系中的TBTV ORF1蛋白的表达。另外发现ORF2蛋白以ORF1延长蛋白的形式存在,根据ORF1和ORF2的重叠情况及潜在的七核苷酸滑动序列和下游的稳定二级结构,推测此ORF1延长蛋白是移码翻译产物。     

利用RNA介导的抗病性获得高度抗马铃薯Y病毒的转基因烟草

 以马铃薯Y病毒坏死株系(PVY^N)的RNA为模板,应用反转录-聚合酶链式反应(RT-PCR)方法,扩增出长度为801 bp的非翻译的马铃薯Y病毒外壳蛋白基因。将扩增的片段克隆到pBSK的BamHI和KpnI之间并进行了序列测定。用BamHI和KpnI从重组克隆载体上切下该基因并插入到质粒pROKII内得到植物表达载体pPVYCP。通过根癌农杆菌(LBA4404)介导的方法转化烟草NC89,经卡那霉素抗性筛选、PCR和Southern blot检测,获得82株转基因植株。Northern blot和Western blot分析表明,转基因植株只在RNA水平上得到了表达。抗病性试验表明转基因植株之间抗性水平存在着差异,其中有7株是对PVY^N高度抗病性的植株。转基因植株抗病特异性试验初步表明,对PVY^N表现高度抗病的植株对PVY^O也具有高度抗病性。     

小麦黄花叶病毒Nib蛋白介导的体外转录体系的创建

 本研究是利用异源表达的小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus, WYMV)复制酶Nib蛋白创建了病毒核酸的体外复制系统。将WYMV的Nib编码序列扩增并插入到大肠杆菌表达载体pMAL-C2X中以构建原核表达质粒pMAL-WY-Nib。0.4 mmol·L^-1 IPTG诱导可特异性表达分子量约为100 kDa的MBP-Nib融合蛋白。根据温度梯度测定,20℃下诱导MBP-Nib的可溶性比例较高,约为30％,可满足MBP标签的亲和层析。通过与WYMV的其他蛋白和烟草丛顶病毒的RdRp进行比较,纯化的MBP-Nib融合蛋白可以特异性识别WYMV RNA1和RNA2的3′末端区域并体外合成其互补链,此体外转录体系可用于WYMV复制调控的研究。     

利用RNA介导的抗病性获得抗2种病毒的转基因烟草

 RNA介导的病毒抗性(RMVR)是近年发展起来的一种新的植物抗病毒基因工程策略,具有抗病性强、抗性持久、生物安全性高等特点。利用该策略培育多抗病毒植株具有广阔的应用前景和重要的实践意义。本研究将非翻译的马铃薯X病毒的衣壳蛋白(PVX-CP)基因和非翻译的马铃薯Y病毒的衣壳蛋白(PVY-CP)基因组成嵌合基因,构建植物表达载体pROKXY,利用农杆菌介导法转化烟草NC89,获得6株对PVX和PVY的混合侵染表现为免疫的转基因植株。分子分析表明,这种抗性为RNA介导的病毒抗性。这一研究结果为利用RMVR进行植物多抗病毒育种提供了重要数据和资料。     

小RNA深度测序鉴定昭通市烟草脉斑病病毒

烟草脉斑病在云南昭通市的烟草上发生危害严重,为明确昭通市烟草脉斑病的病毒种类,本研究采集昭通市的4个烟草种植区症状表现为疑似烟草脉斑病的烟草样品,采用小RNA深度测序技术对不同来源的混合样品进行小RNA测序分析。结果显示混合样品中的病毒分别属于烟草花叶病毒属Tobamovirus、马铃薯Y病毒属Potyvirus和马铃薯卷叶病毒属Polerovirus。根据不同病毒属设计通用引物,分别对不同地区的烟草样品进行RT-PCR验证,结果表明,烟草样品中病毒种类有烟草花叶病毒、烟草脉带花叶病毒、烟草脉扭病毒和马铃薯Y病毒的PVYN、PVYN-Wi和PVYNTN株系。     

马铃薯Y病毒复制酶基因不同位置cDNA区段介导对PVY的不同抗性

为探究靶序列位置对RNA介导的病毒抗性产生的影响,利用聚合酶链式反应(polymerase chain reaction,PCR)技术扩增马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)复制酶基因(nuclear inclusion b,NIb)不同位置的cDNA区段,反向插入双元载体pROKII中,构建了发夹RNA(hairpin RNA,hpR-NA)结构的植物表达载体。将构建的植物表达载体采用冻融法转入农杆菌LBA4404,叶盘法转化烟草NC89,获得转基因植株。攻毒试验表明:PVYNIb基因不同位置cDNA区段介导的对PVY的抗性存在显著差异;3′端1/2处和中间位置的序列可介导高水平的病毒抗性,抗性植株的比例在50%以上,而5′端、5′端1/2处和3′端的序列介导的抗性效率较低,抗性植株的比例仅为10%~30%。Northern杂交显示:抗病植株中RNA的积累量明显低于同类型的感病植株,抗性与RNA积累量呈负相关;抗病转基因植株中有siRNA存在,表明病毒抗性是由RNA介导的。     

siRNA对烟草原生质体中TMV RNA积累的干扰作用研究(英文)

 RNA干扰被认为是转录后基因沉默的一种机制。RNA干扰通过小干扰RNA特异性降解目标mRNA来沉默基因表达。本文以烟草花叶病毒126kD蛋白为靶蛋白,在原生质体水平上研究了小干扰RNA对病毒侵染的干扰和抑制作用。ELISA和Northern杂交的实验结果表明,共转染小干扰RNA和TMV的原生质体内检测到较低的病毒含量。在枯斑寄主上,叶片接种小干扰RNA和TMV共转染原生质体后,与对照叶片相比,仅有很少量的病斑产生。这说明,小干扰RNA能够在原生质体水平对病毒起到干扰和抑制作用。因此认为,烟草原生质体系统有利于快速和定量分析小干扰RNA介导对植物病毒的抑制作用。     

2012年-2022年TBTV、TVDV、TBTVsatRNA和TVDVaRNA在云南主要烟区的发生与分布

烟草丛顶病(tobacco bushy top disease,TBTD)是一种由烟草丛顶病毒(tobacco bushy top virus,TBTV)及其卫星RNA(tobacco bushy top virus satellite RNA,TBTVsatRNA)和烟草扭脉病毒(tobacco vein distorting virus,TVDV)及其伴随RNA(tobacco vein distorting virus associated RNA,TVDVaRNA)共同侵染引起的危险性病害,曾在云南很多烟区造成严重损失。本研究对烟草丛顶病及其相关病原物在云南烟草上的发生情况进行了多年的调查研究,力图对烟草丛顶病及其相关病原物的发生与分布进行追踪和分析。结果表明,2012年-2022年,烟草丛顶病在云南各大烟区仅零星发生,2019年以来已很难发现。烟草丛顶病的相关病原物主要在曾经暴发流行过病害的楚雄、保山和大理发现,且TBTV、TVDV、TBTVsatRNA和TVDVaRNA在烟草上并不总是同时被检出,其中引起烟草丛顶病典型症状的TBTV+TVDV+TBTVsatRNA+TVDVaRNA检出率在5%以下,TVDV的检出率最高,达30.44%,TBTVsatRNA的检出率最低,为7.68%。TBTV、TVDV、TBTVsatRNA和TVDVaRNA不能同时感染同一烟株可能是当前烟草丛顶病很少发生的主要原因。     

正向和反向重复RNA介导的抗马铃薯Y病毒基因工程比较研究

 RNA介导的病毒抗性与RNA沉默现象密切相关。反向重复cDNA序列(IR)的转录产物往往形成双链RNA结构,而双链RNA是诱发RNA沉默的有效因子。据此,本研究通过体外合成马铃薯Y病毒坏死株系衣壳蛋白基因(PVY^N-CP)5'端反向重复cDNA序列和正向重复cDNA序列(DR),分别构建植物表达载体pROK-IR和pROK-DR,利用农杆菌介导方法转化烟草NC89,比较这2种转基因烟草在RNA介导抗病性方面的差异。抗病性检测表明,转化IR和DR的转基因烟草均可获得抗病程度达到免疫的植株,但转化IR序列可大大提高抗病植株在转基因植株中的比例。分析结果表明所获得的抗病性为RNA介导的抗病性,是RNA沉默的结果。这一研究结果为利用IR策略进行抗病毒遗传育种提供了理论依据,并为讲一步开展RNA介导抗病性的机制研究奠宗了基础。     

RNA聚合酶ω亚基的研究进展

阐述了ω(Omega)亚基是细菌RNA聚合酶(RNA polymerase,RNAP)的核心酶中最小的1个亚基。其在结构上主要是起到保护β′亚基、帮助β′亚基折叠并协助RNA聚合酶组装等作用。探讨了ω亚基在链霉菌属、分支杆菌属以及十字花科黑腐病菌等细菌中的功能。阐述了ω亚基对抗生素的合成、形态变异以及生物膜形成的影响,参与了细胞内鸟苷四磷酸(ppGpp)水平的调节。     

2种类型的烟草扭脉病毒外壳蛋白基因的序列和结构分析

 烟草丛顶病主要由烟草丛顶病毒(Tobacco bushy top virus ,TBTV)和烟草扭脉病毒(Tobacco vein distorting virus ,TVDV)复合侵染引起。其中,TVDV的CP蛋白可分别包装TBTV和TVDV形成病毒粒子;但也存在TVDV单独侵染不携带TBTV的病样。本文利用RT-PCR对自然状态下携带TBTV的TVDV(采自云南弥渡)和不携带TBTV的TVDV (采自云南保山)的cp基因进行序列克隆,发现TVDV弥渡分离物的cp基因为618个核苷酸,而TVDV保山分离物的cp基因为621个核苷酸,二者的核苷酸序列一致性为90.02 %,氨基酸序列一致性为89.81 %;而长度相同的TVDV cp基因序列一致性为98.5 % ~ 100 %。表明这2个cp基因属于2种不同类型。系统发育树分析也表明这2个cp基因属于进化距离较远的2个群。利用SWISS-MODEL进行同源建模,发现2种类型的TVDV CP蛋白的主要空间结构域基本一致,存在细小的结构域及结构域之间无规则卷曲角度的差异,整体空间结构没有发生明显改变。推断TVDV保山分离物CP蛋白中关键氨基酸的序列突变是导致CP无法包装TBTV,从而在病害传播过程中丢失TBTV的主要因素。