青枯菌Ⅲ型分泌系统HrcN原核表达与亚细胞定位

为探究青枯菌Ⅲ型分泌系统（type Ⅲ secretion system,T3SS）HrcN在致病过程中的功能,分别克隆青枯菌CBM613菌株的hrcN基因并连接至pET30a和pRI-eGFP载体,转化寄主细胞,开展原核表达及亚细胞定位研究。结果显示,HrcN蛋白是T3SS的结构组分之一,具有ATP酶活性,可在胞内水解ATP酶为效应蛋白的分泌过程提供能量。蛋白亚细胞定位预测表明,青枯菌HrcN蛋白定位于细胞内膜和细胞质,激光共聚焦定位结果显示,HrcN蛋白部分在叶绿体表达,部分在细胞内膜和细胞质表达,与蛋白亚细胞定位预测结果基本一致。据此推测HrcN是一种定位于细胞内膜上的外周蛋白,该结论为后续研究青枯菌T3SS的功能及其致病机制奠定基础。     

4种噬菌体对寄主青枯菌的敏感性及作用受体分析

【目的】明确不同噬菌体混合对茄劳尔氏菌(青枯菌)Ralstonia solanacearum裂解能力和对噬菌体抗性产生的影响,了解4种噬菌体的作用受体。【方法】将4种噬菌体P1556-1、P1556-2、P7-1和P1521两两混合后,比较其在青枯菌平板上产生的噬菌斑大小;噬菌体与青枯菌混合培养测定青枯菌对噬菌体的抗性;通过噬菌体与脂多糖和膜蛋白的吸附试验测定噬菌体的作用受体。【结果】噬菌体P1556-1产生的噬菌斑最大,裂解青枯菌的能力强。4种噬菌体两两混合产生的噬菌斑与单一噬菌体产生的噬菌斑大小没有显著差异,但可延缓抗噬菌体的青枯菌产生。噬菌体P1556-2可被青枯菌的脂多糖吸附,P1521能被脂多糖和膜蛋白吸附,而P1556-1和P7-1均不能与脂多糖和膜蛋白作用。【结论】不同噬菌体混合不能提高其裂解青枯菌的能力,但可以延缓抗性青枯菌的产生;不同噬菌体作用受体不同。     

繁殖体数量对外来Ralstonia solanacearum 在红壤中入侵潜力的影响

外来种的繁殖体压力因可调控其他入侵影响因素(如外来种特性)而备受入侵生态学家的关注。前人研究指出剂量-响应曲线能够定量分析繁殖体数量对入侵潜力的影响,但关于该曲线形状的认识尚未统一。利用土壤微宇宙,比较了初始接种量为10³（PP3）、10⁵（PP5）、10⁷（PP7）和10⁹ CFU·g^-1（PP9）的青枯病菌Ralstonia solanacearum进入土壤3 和42 d后的存活量,并对初始接种量和存活量之间关系进行拟合,试图探清地下部微生物入侵的剂量-响应曲线状况。研究发现,不同接种量处理外来R. solanacearum接入土壤3 d后的存活量差异显著（P<0.05）,从大到小依次为PP9、PP7、PP5和PP3,初始接种量和存活量之间拟合的剂量-响应曲线为指数型;而外来Ralstonia solanacearum接入土壤42 d后,除了初始接种量为10⁹ CFU·g^-1处理的存活量稍高外,其余处理间差异不显著,此时的剂量-响应曲线呈直线型（斜率约为0）。结果表明,外来病原菌入侵土壤时的剂量-响应关系会随其进入土壤时间的延长而改变,前期为指数型,后期转为直线型,这说明外来R. solanacearum在红壤中的入侵潜力在入侵前期随繁殖体数量增加而呈指数增长,在入侵后期不受繁殖体数量的影响。     

赣南地区番茄青枯菌菌系多样性分析

【目的】分离鉴定赣南地区番茄青枯病菌,明确菌系分化,为当地番茄抗青枯病育种和病害防治奠定基础。【方法】从江西省赣南地区采集番茄青枯病病株,经选择性平板分离、纯化和分子鉴定,获得不同地理来源的青枯菌Ralstonia solanacearum菌株。通过生理生化测定和接种番茄试验,鉴定青枯菌的生化变种和致病类型。PCR扩增内切葡聚糖酶基因egl序列,明确青枯菌的演化型和序列变种。双层平板培养法测定其对8个不同噬菌体的敏感性。【结果】获得了来自赣南地区9个市(县)的番茄青枯菌菌株44个,其中,41个菌株为生化变种Ⅲ,3个菌株为生化变种Ⅳ;致病力测定结果聚为I、II和III类,其致病力分别为强、中和弱,其中,强致病力菌株占65.9%。所有菌株属于亚洲分支演化型(Ⅰ),并进一步划分为Sequevar13、14、15、17、18、34、44和48等8个序列变种。大部分菌株对供试的8个噬菌体敏感。【结论】赣南地区番茄青枯菌以生化变种III和强致病力菌株为主,对噬菌体较敏感,存在8个序列变种,具有明显的菌系分化现象和遗传多样性。     

茄科雷尔氏菌IMSA-LAMP检测方法的建立

【目的】桑树青枯病是由茄科雷尔氏菌Ralstonia solanacearum引起的一种危害严重的细菌性病害,建立一种快速、灵敏的茄科雷尔氏菌检测方法,对桑树青枯病的有效控制有重要意义。【方法】本研究以茄科雷尔氏菌果胶裂解酶基因（Pectate lyase gene）为靶标,基于等温多自配引发扩增技术（Isothermal multiple self-matching-initiated amplification,IMSA）的引物设计原理,结合环介导等温扩增技术（Loop-mediated isothermal amplification,LAMP）的反应体系,建立一种快速有效检测茄科雷尔氏菌的IMSA-LAMP法,并对该方法的最佳反应参数进行了筛选。【结果】基于果胶裂解酶基因建立的IMSA-LAMP检测方法在64.5℃条件下,45 min内可完成对阳性样品的特异检测,对茄科雷尔氏菌的模板DNA检测灵敏度达200 fg/μL （对应菌为1×10²CFU/mL）;对生产上收集的疑似桑树青枯病病样的检出率为87.5%。【结论】IMSA-LAMP检测方法具有良好的实用...     

受青枯菌诱导表达的马铃薯转录因子类StWRKY8的克隆与表达分析

【目的】从接种青枯菌（Ralstonia solanacearum）的马铃薯中薯3号（Solanum tuberosum）中克隆类StWRKY8部分序列,分析其序列结构特征,研究该基因在感、抗病基因型马铃薯中受诱导的差异表达模式及其不同的组织表达定位。【方法】分别培养抗病基因型马铃薯ED13、感病基因型中薯3号至9-10叶期,以伤根浸菌法接种青枯菌菌株PO41。提取叶片总RNA,反转录为cDNA,使用PCR筛选cDNA差减试剂盒构建消减文库,筛选出384个阳性克隆作为原始SMART cDNA文库,采用5'-RACE法根据SMART-RACE cDNA扩增试剂盒说明克隆全长类StWRKY8。并分别应用生物信息学软件BioEdit、BLAST、MEGA 5.0分析类StWRKY8的基因序列、序列相似性比对以及建立系统进化树。利用ProtParam、ProtScale、SWISS-MODEL、NetPhos2.0 Server、WOLF PSORT、TargetP1.1 Server等在线服务器预测类StWRKY8的理化特性、三级结构、磷酸化位点以及亚细胞定位。提取马铃薯ED13、中薯3号接种青枯菌后的叶片总RNA,采样时间点分别为处理后6 h、12 h、1 d、2 d、3 d、4 d和6 d,运用反转录PCR和荧光定量PCR检测类StWRKY8的表达情况。以类StWRKY特异PCR产物制备地高辛标记探针,取材料茎、叶组织制作石蜡切片,并与标记探针进行原位杂交,定位其组织表达。【结果】获得了类StWRKY8 cDNA部分序列,长563 bp,包括一个完整开放阅读框258 bp,编码85个氨基酸。类StWRKY8属于第二类WRKY,锌指结构类型为C₂H₂,具有一个典型的WRKY保守结构域。其氨基酸序列与茄科（Solanaceae）其他成员具有高度同源性,与马铃薯转录因子StWRKY8相似性高达98%。预测类StWRKY8等电点约为9.1,半衰期大于5.5 h,为水溶性蛋白,其三维结构为非球状分子,含有3个磷酸化位点,亚细胞定位于细胞内。类StWRKY8受青枯菌诱导后表达上调,且在感、抗病基因型马铃薯中表达有差异。类StWRKY8在感病基因型马铃薯接种青枯菌6 h内表达量较低,而在抗病基因型马铃薯接种青枯菌6 h内高强度表达。该基因主要在茎叶维管束系统的韧皮部表达,具有组织特异性。【结论】类StWRKY8具有转录因子的一般结构特征,受青枯菌等病菌的诱导表达,同时受寄主植物固有抗性的影响,在感、抗病基因型中表达模式不同。推测其在植物防御反应中发挥作用并参与机体调控。     

CAPS标记在番茄抗黄化曲叶病毒病基因 Ty1和Ty3遗传关系分析上的应用

以分别携带有 Ty1/ Ty1· Ty3a/ Ty3a和 Ty1/ Ty1· Ty3/ Ty3的番茄材料09（1）和09（2）为亲本的F₂群体的89个单株为研究对象,利用分子标记的方法对F₂群体所有单株的抗病基因型进行检测。结果发现,明显发生交换的单株有6个,占到F₂群体89个单株的6.74%。表明 Ty1位点与 Ty3位点之间属于不完全连锁关系且连锁较紧密,为番茄抗病基因 Ty1和 Ty3（或 Ty3a）的聚合育种提供一定的理论依据。     

甜荞花同源异型基因FeMADS1的克隆和序列结构分析

采用同源克隆方法,并结合RACE技术,从甜荞花芽分离得到1个A类MADS-box基因FeMADS1的cDNA全长,GenBank登录号为KM386627,其cDNA全长1 107bp,包括1个编码234个氨基酸、长为705bp的开放阅读框。序列同源比对和分子系统发生分析表明,其蛋白与拟南芥AGL8(FUL)的相似性最高,属A类MADS-box基因亚家族中的euFUL进化系,含MADS、I、K和C末端4个明显的结构域,并且K结构域包含K1、K2和K3共3个保守的富含疏水氨基酸残基的亚结构域,C末端结构域含FUL型基因2个特有的模体:FUL motif和paleoAP1motfi。     

蜻蜓凤梨AfACO1基因的克隆及乙烯响应特性分析

观赏凤梨是一种重要的热带花卉。生产上常人工施加外源乙烯或乙烯衍生物促进凤梨科植物开花,但作用的分子机制不清楚。以热带观赏花卉蜻蜓凤梨(Aechmea fasciata)为材料,利用转录组数据结合cDNA末端快速扩增(rapid amplification of cDNA ends,RACE)技术克隆了乙烯生物合成过程中限速酶1-氨基环丙烷-1-羧酸(1-aminocyclopropane-1carboxylate,ACC)氧化酶(ACC oxidase,ACO)的一个编码基因,将其命名为AfACO1。AfACO1cDNA全长732bp,编码156个氨基酸。理化性质分析表明,该蛋白分子质量为17.47ku,等电点为8.46。AfACO1蛋白有保守的抗坏血酸和辅因子亚铁离子结合位点。进化树分析结果表明,AfACO1与水稻的2个OsACO1-likes蛋白亲缘关系最近,且进一步的结构域分析表明,它们拥有相似的保守基序。实时荧光定量PCR(quantitative real time PCR,qPCR)结果表明,AfACO1在抽薹39d后的成株心叶中表达量最高,且施加外源乙烯利后,AfACO1的表达量逐渐上调。结果表明AfACO1可能是蜻蜓凤梨成熟期乙烯生物合成的关键酶之一。研究结果为解析外源乙烯调控凤梨科植物开花的机制奠定了基础。     

甘蓝抗枯萎病基因FOC1植物表达载体构建及遗传转化

为研究甘蓝枯萎病抗性基因FOC1的抗性功能,利用前期克隆的FOC1基因,以pBI121质粒为植物表达载体,采用同源重组法构建FOC1基因的过表达载体;将构建好的重组质粒采用冻融法转入根癌农杆菌LBA4404菌株中,并通过农杆菌介导的甘蓝外植体转化法对感病甘蓝进行遗传转化,利用载体特异引物对获得的转基因植株进行PCR鉴定。结果表明,最终成功构建FOC1基因的过表达载体pBI121-35S-FOC1,并已成功整合到受体甘蓝基因组中。     

海岛棉GbHCT基因的表达分析

通过海岛棉基因组数据库和GSDS 2.0在线生物信息学软件,分析GbHCT基因的结构,利用实时荧光定量PCR技术,检测GbHCT基因在海岛棉不同组织和棉纤维不同发育时间的表达量。结果表明,该基因DNA序列长度为1 953bp,开放阅读框长度为1 311bp,编码436个氨基酸,在海岛棉基因组中对应scaffold3453序列,含有1个内含子和2个外显子。GbHCT基因在不同组织和纤维发育不同时期中均有表达,在各个组织中,苞叶和花中表达量最高,在棉纤维不同发育时期开花后5d和25d表达量最强。该基因可能参与棉纤维发育伸长期和次生壁增厚期。为深入研究该基因的功能,构建植物表达载体pEGAD-GbHCT并转入根癌农杆菌,为下一步研究奠定试验基础。     

红花CtMYB-TF1基因的克隆与表达分析

为了探索R2R3-MYB转录因子与植物类黄酮的次生代谢调控之关系,及对植物花青素合成代谢的作用,以红花花瓣为试验材料,采用RT-PCR结合RACE技术,从红花(Carthamus tinctorius)中克隆获得1个全长1 260 bp的调控花青素代谢的 CtMYB-TF1基因。结果表明,该基因序列可编码249个氨基酸,其蛋白质分子质量为28.08 ku;红花CtMYB-TF1蛋白分子式为C_(1220)H_(1930)N_(358)O_(378)S_(13),是一种不稳定的碱性亲水蛋白;由系统进化树分析可知,红花 CtMYB-TF1与葡萄 VvMYBPA1亲缘关系较近;通过RT-qPCR技术对表达体系进行基因表达量的检测分析,红花 CtMYB-TF1基因在花期的各个时期相对表达量均高于红花CtANS基因,并且随着花期的延长红花 CtMYB-TF1基因和CtANS基因的相对表达量也有增高,其中在花期的第5天红花 CtMYB-TF1基因的相对表达量出现峰值,说明 CtMYB-TF1基因对CtANS基因具明显的上调作用,可为构建高产、稳定的红花基因工程改良细胞株提供参考。     

T-2毒素在马铃薯品种对镰刀菌干腐病抗性评价中的应用

为明确T-2毒素作为抗病筛选指标的可行性,采用T-2毒素对不同抗性的马铃薯品种进行抗病性评价,对其进行抗病生理生化特性研究。结果表明,50 ng/mL T-2毒素可以作为马铃薯抗干腐病抗病性筛选的最佳指标。在生理生化测定中,经T-2毒素处理的3个品种块茎内的可溶性糖和还原糖含量均增加;细胞防御酶——超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性增强;苯丙氨酸代谢途径关键酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)和4-香豆酰-辅酶A连接酶(4CL)活性提高;丙二醛(MDA)含量升高。抗病品种可溶性糖、还原糖、SOD、POD、PAL、4CL生理指标均高于感病品种,而抗病品种的MDA含量低于感病品种。由此表明,T-2毒素可以作为马铃薯抗病筛选的指标。     

茶树己糖激酶基因CsHXK1的克隆与表达分析

己糖激酶(HXK)是植物呼吸和代谢过程中的关键酶之一,不仅催化己糖磷酸化,而且参与植物糖感应和糖信号转导过程,在植物生长发育和逆境响应中发挥重要作用。试验以茶树‘龙井长叶’为材料,克隆获得了茶树己糖激酶基因 CsHXK1的cDNA序列,其包含一个1 488 bp的开放阅读框,编码495个氨基酸,预测蛋白分子质量为53.63 ku,理论等电点为5.96。蛋白序列分析结果显示,CsHXK1含有2个保守的磷酸化激酶域、1个底物结合域和1个ATP结合域,与拟南芥、苹果等HXK1亲缘关系较近。另外, CsHXK1基因启动子区域包含多种与逆境响应和糖信号转导相关的顺式作用元件,如ABA响应元件(ABRE)、脱水响应元件(MYBCORE)及糖信号转导相关元件(SREATMSD)等。qRT-PCR分析结果显示, CsHXK1基因表达受高温、干旱、低温及盐胁迫的诱导,其可能在茶树响应多种非生物胁迫过程中发挥重要作用。     

甘蓝型油菜DGAT1重复基因的克隆与表达分析

二酰甘油酰基转移酶(Diacylglycerol acyltransferase,DGAT1)是十字花科植物种子三酰甘油积累主要的贡献者。甘蓝型油菜为异源四倍体,存在多个DGAT1重复基因,目前还缺乏对这些基因的系统研究。以甘蓝型油菜为试验材料,根据TAIR已公布的拟南芥DGAT1基因序列在BRAD数据库中进行BLAST比对,根据比对得到的2个白菜型油菜与2个甘蓝的DGAT1基因序列设计引物,利用RT-PCR技术获得4个甘蓝型油菜DGAT1包含完整编码区的基因片段,并对所得到片段进行测序和生物信息学分析。结果表明:克隆得到的基因片段分别为BnDGAT1-1,1 509bp;BnDGAT1-2,1 533bp;BnDGAT1-3,1 515bp;BnDGAT1-4,1 506bp。这4个基因具有极高的相似性,BnDGAT1-1与BnDGAT1-2、BnDGAT1-3与BnDGAT1-4的2个基因相似度均高达97%以上。跨膜结构分析表明BnDGAT1-1与BnDGAT1-2这1对基因所编码的蛋白质含有9个跨膜结构域,而BnDGAT1-3与BnDGAT1-4这对基因所编码的蛋白质含有8个跨膜结构域。包含有BnDGAT1-1与BnDGAT1-3的基因对BnDGAT1-a与包含有BnDGAT1-2与BnDGAT1-4的基因对BnDGAT1-b在含油量不同的各种甘蓝型油菜种子中表达无明显差异,表明这2对DGAT1基因的表达差异并不是影响所选材料种子含油量的决定因素。     

日本白鲫BMP15和GDF9基因片段的克隆及组织表达分析

根据斑马鱼GDF9、BMP15基因的保守序列设计引物,采用RT PCR方法扩增获得日本白鲫GDF9、BMP15基因片段。日本白鲫GDF9基因片段长778 bp,编码145个氨基酸;BMP15基因片段长811 bp,编码270个氨基酸。氨基酸序列分析表明日本白鲫GDF9与斑马鱼的同源性最高,为78%,与其他物种的同源性在58%~78%之间;日本白鲫BMP15与斑马鱼同源性最高,为80%,与其他物种的同源性在30%~80%之间。系统进化树分析显示,鱼类的GDF9基因独立聚成一支,其中日本白鲫的GDF9基因与斑马鱼的GDF9基因聚成一支;鱼类的BMP15基因独立聚成一支,其中日本白鲫的BMP15基因与斑马鱼的BMP15基因聚成一支。半定量PCR结果显示,BMP15 mRNA在脾脏、肝脏、鳃、脑、心脏、肌肉、肾脏、卵巢中均有表达,其中卵巢中表达量最高;GDF9 mRNA在肝脏、脑、心脏、肌肉、卵巢中均有表达,而在脾脏、鳃、肾脏中表达量极低或不表达,在卵巢中表达量最高,为进一步研究日本白鲫GDF9与BMP15基因的结构与功能奠定了基础。     

花绒寄甲Caspase-1基因在不同虫态的表达

为明确花绒寄甲Caspase-1基因及其蛋白酶活性在不同虫态中的表达特性,采用RT-PCR和Caspase酶活测定方法进行研究。结果表明:Caspase-1酶活性变化趋势与其基因表达趋势基本一致,Caspase-1基因及其蛋白酶在5龄幼虫期和蛹期有较高的活性,且其活性高于所有成虫期;成虫期随存活时间的延长,Caspase-1酶活性总体呈现增长趋势。Caspase-1及其酶活在不同虫态中表达规律的揭示,为研究Caspase-1基因与花绒寄甲生理代谢和寿命关系提供依据。     

NELL1和FMO3基因mRNA在绵羊肝脏与脂肪组织中的表达

旨在探究不同营养水平及不同生长阶段脂尾型绵羊NELL1和FMO3基因mRNA的组织特异性表达模式。选择健康、体质量相近的9月龄滩羊、同羊、哈萨克羊和西藏羊(羯羊)各3只,活体采集尾部脂肪样品。选择健康4月龄滩羊112只随机分为4组,公母各半,每组4个重复,每个重复7只羊。根据体质量增加目标分为3个阶段:22~28kg,28~35kg,35~40kg,每个阶段各组分别饲喂不同营养水平的日粮。每个生长阶段结束时采集肝脏、肾周脂肪、尾脂、皮下脂肪的组织样品,提取样品总RNA,采用实时荧光定量PCR的方法分析NELL1和FMO3 mRNA的表达差异。结果表明,FMO3 mRNA在哈萨克羊尾脂中的表达量最高,在同羊、滩羊、西藏羊尾脂中依次下降,且差异显著;NELL1 mRNA在西藏羊尾脂中的表达量最高,在滩羊、同羊、哈萨克羊中的表达量依次下降;营养水平和月龄对尾脂和肝脏中NELL1和FMO3 mRNA的表达水平有显著影响,而对皮下脂肪和肾周脂肪中NELL1和FMO3 mRNA的表达影响不显著。表明FMO3mRNA的表达水平与脂肪沉积呈正相关,而NELL1 mRNA的表达水平与脂肪沉积呈负相关;NELL1与FMO3对绵羊尾脂和肝脏中的脂肪沉积起调控作用,为进一步揭示脂尾型绵羊体内脂肪沉积的调控机制提供理论基础。