中科院微生物所发现野油菜黄单胞菌群体感应系统新功能

<正>野油菜黄单胞菌(Xcc)可引起拟南芥、甘蓝等多种十字花科植物的黑腐病,是研究植物与病原细菌相互作用分子机理的重要模式菌。Xcc基因组中具有一个xccR/pip遗传位点,是细菌发挥致病功能所必需的。XccR是细菌群体感应转录因子LuxR的同源蛋白,因缺失相应的LuxI信号分子合成酶被称为LuxRsolo蛋白。在前期研究中,中国科学院微生物研究所研究员贾燕涛带领的研究小组在中科院院士方荣祥指导下发现,pip基因(编码的脯氨酸亚氨基肽酶)缺失     

野油菜黄单胞菌群体感应的跨界信号交流首次发现

<正>群体感应是细菌根据自身分泌的信号分子的浓度感应细胞密度进而产生细菌群体行为的基因调控方式。由信号分子介导的信号传递途径不仅发生在细菌之间,也存在于真核生物与细菌之间。野油菜黄单胞菌(Xcc)是导致多种十字花科植物发生黑     

十字花科黑腐病菌hrpW基因导入油菜之研究初报

为了研究十字花科植物黑腐病菌（Xanthomonas campestris pathovar campestris,简称Xcc）hrpW基因的功能及Xcc的致病机理,实验以甘蓝型油菜为试验材料,以5~6d无菌苗的带柄子叶为外植体,建立了高效稳定的带柄子叶再生体系,同时探索了影响根癌农杆菌介导转化甘蓝型油菜子叶柄的各种因素;并用农杆菌介导法将hrpW基因导入甘蓝型油菜中,经PCR检测法分析,证明hrpW基因已整合到油菜基因组中。hrpW基因编码HarpinXcc（十字花科植物黑腐病菌Harpin蛋白）,该转基因植株的获得,为进一步研究十字花科植物黑腐病菌的致病机理提供了材料,也为选育高效抗病油菜种质奠定了基础。     

微生物效应蛋白在植物-微生物互作中作用的研究进展

微生物效应蛋白在植物与微生物的相互作用过程中发挥种间的信息交流功能,起到重要的桥梁作用。它通过抑制植物受体诱导的免疫、调控植物基因转录、酶激活或抑制等方式为微生物侵染植物提供便利。不同类型微生物效应蛋白发挥的功能不同,作用方式和分子机制也不尽相同,且研究状况存在一定的差异,本研究通过回顾近些年来微生物效应蛋白的研究结果,对其在细菌、真菌、卵菌等病原菌及有益共生菌侵染宿主过程中的作用和分子机制进行总结,为植物-微生物相互作用机制深入研究提供相关理论依据。     

T4噬菌体的组装、感染及细胞裂解

为深入开发利用T4噬菌体展示系统及T4噬菌体的临床细菌病治疗,应用现代各种分子生物学手段,在蛋白分子和组成结构上对T4噬菌体颗粒的各个重要组成部分进行分析,例如头部、尾部和尾板,描述了其蛋白构成和各种影响因子,并着重介绍了在噬菌体装配中最为重要的DNA的包装。同时针对噬菌体T4的感染与超感染免疫性和感染所导致的细胞裂解和裂解抑制等方面,介绍了这些现象发生的分子机制和影响因素。以期对T4噬菌体的分子装配和侵染机制有更为深刻的了解。     

科技

正我国科学家在稻米蛋白品质形成分子机制研究中取得新进展日前,由万建民院士领衔的科研团队在稻米蛋白品质形成的分子基础研究中取得新进展。该研究从细胞、遗传和生化层面阐明了GPA4蛋白在调控水稻贮藏蛋白内质网输出中的关键作用,相关成果于11月1日在线发表在植物学权威刊物《植物细胞学(The Plant Cell)》上。万建民院士科研团队在研究中发现了一个水稻蛋     

细菌群体感应系统的研究进展

群体感应是细菌监控自身群体密度的环境信号感受系统。细菌在繁殖过程中分泌一些特定的化学信号分子,这种信号分子从胞内扩散到胞外,当这种信号分子达到一定的阈值时,细菌感受到自身的细胞密度,启动某些基因的表达,这一过程称为群体感应（quorum- sensing）。目前,已在许多革兰氏阳性菌和阴性菌中发现了群体感应系统,调控许多基因的表达。笔者综述了细菌的群体感应系统的最新进展及群体感应的作用,并阐述了其在生物技术领域的应用前景。     

植物病原物效应子与寄主植物互作的研究进展

植物病原物在侵染寄主过程中会分泌与寄主植物相互作用的蛋白,这类蛋白称为效应蛋白(效应子),这些效应蛋白在植物细胞内发挥着重要作用,从而影响植物病原物与寄主的相互作用。针对植物病原物效应子功能及其作用机理的研究将有助于更好地了解植物病原物与寄主植物相互作用的分子机制。本研究对细菌、卵菌、真菌和线虫的效应子的研究进展进行了综述,并重点阐述了这4类病原物与寄主植物相互作用的理论基础、效应子的功能机制,这些研究结果可为未来作物抗病改良和病害防控策略的制定提供参考。     

植物K+吸收转运的分子机制研究进展

K 在植物的生命活动中发挥着十分重要的作用。植物对K 的吸收,可分为高亲和吸收与低亲和吸收两个组分。在分子水平上,高亲和吸收主要由KUP/HAK/KT及HKT家族的K 转运蛋白来承担;而Shaker、KCO等家族的K 通道蛋白,则主要在植物的低亲和吸收中发挥重要作用。在高等植物K 吸收转运的分子机制的研究中,KAT1及AKT1是两个最先克隆出来的K 通道基因。植物中最先克隆出来的高亲和K 转运体基因,是小麦的HKT1。在棉花的生长发育过程中,K 的作用十分关键。棉花的K 转运蛋白GhKT1在棉纤维的发育中至关重要。综述了高等植物K 吸收运转及调节的分子机制研究方面的最新进展,并对研究的前景进行了展望。     

CsKNAT3亚细胞定位与转录活性分析

为进一步探究CsKNAT3蛋白的功能与作用,本研究采用亚细胞定位,确定CsKNAT3能够定位于细胞核中作为转录因子发挥调节作用,同时采用原生质体瞬时转染确定CsKNAT3能够下调下游基因的表达,为转录抑制因子。研究通过酵母双杂交初步证实了CsKNAT3与CsATH1存在蛋白互作关系,双分子荧光互补进一步印证了这个蛋白互作,由于CsATH1是一个多效的植物发育调节因子,暗示CsKNAT3可能在植株发育过程中发挥重要调控作用。本研究对揭示KNOX家族蛋白调控植物形态建成分子机理具有重要意义。     

Nature：T3SS的作用机制被发现

据报道：T3SS（第三类分泌体系）是一种细胞器，其作用是将细菌蛋白送进真核细胞中。这些细胞器是首先在病原体中发现的，基因组扫描显示，它们在很多其他细菌中也存在，后者对动植物来说都是共生的或致病的。Jorge Galan和Hans Wblf-Watz对关于T3SS作用机制的最新研究工作进行了综述，并发表于（（Nature））杂志。这种细胞器在病原性细菌中所起的作用使其成为新型抗菌方法的一个可能的目标，也许还可利用它们来输送不同的蛋白，用于治疗或免疫目的。     

水稻-病原菌互作途径研究进展

水稻稻瘟病和白叶枯病分别由真菌病原菌Magnaporthe oryzae (M. oryzae)和细菌病原菌 Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)引起,是造成世界范围内水稻减产的主要病因,水稻-稻瘟病菌及水稻-白叶枯病原菌互作已成为研究植物-病原菌互作的模式系统。本文归纳了目前已克隆的抗稻瘟病及白叶枯病基因与其分子结构和功能,概括了近年来鉴定的一些病原菌相关分子(Pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)及稻瘟病菌和白叶枯菌分泌的效应蛋白,并总结了针对稻瘟病菌和白叶枯菌介导的病原物分子诱导的抗病反应(PAMP-triggered immunity,PTI)和效应蛋白诱导的抗病性(Effector-triggered immunity,ETI)及其信号传导途径的研究成果,指出效应蛋白-抗病蛋白间互作将为探索植物-病原菌间互作提供新的分子基础,并为水稻抗病育种实践提供借鉴与指导。     

促生细菌通过miRNA调节拟南芥根部关键基因的表达

促生细菌在生态和农业领域的应用前景,已经引起了广泛关注,但目前对促生细菌对植物生理影响的分子机理的研究还比较少。miRNA被视为植物中重要的一类转录后调控因子,通常以转录因子为靶标,并参与多种生理过程的调节。本研究发现在拟南芥主根促生细菌枯草芽孢杆菌ACCC 01380处理下,长度明显高于普通细菌大肠杆菌处理;采集两种处理下拟南芥植株根部样本,进行小RNA测序,比较两种处理下拟南芥根部miRNA表达情况;筛选出表达受到促生细菌枯草芽孢杆菌ACCC 01380影响的miRNA;利用拟南芥丰富的生物信息数据,预测两种处理下差异表达miRNA的靶基因,分析其功能;最后对差异表达miRNA及其靶基因进行实时定量PCR验证。本研究为揭示促生细菌对植物生理影响的分子机理,以及这一过程中miRNA的作用提供了理论基础。     

水稻-病原菌互作途径研究进展

水稻稻瘟病和白叶枯病分别由真菌病原菌Magnaporthe oryzae (M. oryzae)和细菌病原菌 Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)引起,是造成世界范围内水稻减产的主要病因,水稻-稻瘟病菌及水稻-白叶枯病原菌互作已成为研究植物-病原菌互作的模式系统。本文归纳了目前已克隆的抗稻瘟病及白叶枯病基因与其分子结构和功能,概括了近年来鉴定的一些病原菌相关分子(Pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)及稻瘟病菌和白叶枯菌分泌的效应蛋白,并总结了针对稻瘟病菌和白叶枯菌介导的病原物分子诱导的抗病反应(PAMP-triggered immunity,PTI)和效应蛋白诱导的抗病性(Effector-triggered immunity,ETI)及其信号传导途径的研究成果,指出效应蛋白-抗病蛋白间互作将为探索植物-病原菌间互作提供新的分子基础,并为水稻抗病育种实践提供借鉴与指导。     

转fla基因水稻的育成及抗病谱分析

植物在长期抵御病原物侵染的进化过程中,通过识别病原相关分子模式(pathogen-associated molecular pattern,PAMPs)激活植物的防卫反应是一个重要的抗病机制。细菌鞭毛蛋白保守的分子特征属于PAMPs,植物可通过识别鞭毛蛋白来感知细菌,从而启动植物自身的免疫系统。这一特性提示鞭毛蛋白在植物抗病育种具有较大的应用前景。本研究利用转基因载体p CAMBIA1300将来源于枯草芽胞杆菌的鞭毛蛋白基因转入水稻,通过转基因植株的分子鉴定和抗性鉴定,筛选到3株苗期高抗稻瘟病的转基因植株。转基因植株不产生类似过敏反应的褪绿斑点。这一结果提示枯草芽胞杆菌鞭毛蛋白在水稻稻瘟病抗性育种中具有一定的应用潜力,获得的转基因抗性植株对不同抗性机制的研究具有一定的意义。     

枸橼C-05抗柑橘溃疡病相关PRR基因LYK5的初步鉴定

为筛选出抗溃疡病病菌相关PRR(Pattern Recognition Receptors)基因,本研究以接种了溃疡病菌Xcc的抗病种质枸橼C-05(JY C-05)和感病种质冰糖橙(BTC)、酸橙(SC)及早蜜椪柑(ZM)为研究对象,利用荧光定量PCR分析PRR基因的表达,结果显示PRR基因中的LYK5(LYSIN MOTIF-CONTAINING RECEPTOR-LIKE KINASE5)基因在枸橼C-05中表达上调而在其它感病种质中表达下调,表明LYK5基因可能与枸橼C-05抗溃疡病相关;对枸橼C-05和感病种质LYK5核酸序列及氨基酸序列进行差异分析,发现枸橼C-05 LYK5基因与冰糖橙、来檬(LM)有差异,但是与大香橼(DXY)和爪哇柠檬(ZWNM)LYK5基因相似度为100%,说明基因结构差异不是枸橼C-05的LYK5基因参与抗溃疡病的原因;进一步对其蛋白关键结构域进行比较分析,显示LYK5蛋白质信号肽第16位氨基酸、LysM基序区域(第203号氨基酸,第209号氨基酸)和蛋白激酶结构域(第394位,第449位,第468位,第492位,第647位氨基酸)存在差异;同时,对其三级结构进行比对发现枸橼C-05 LYK5蛋白结构与感病种质冰糖橙、来檬、爪哇柠檬和大香橼并无差异,进一步表明LYK5基因参与枸橼C-05抗溃疡病的过程不是由其蛋白结构差异所致。分析枸橼C-05和其他柑橘种质的LYK5启动子,大多数元件的差异不能区分抗病和感病柑橘种质,只有枸橼C-05缺失激活分生组织特异性调控元件,其他柑橘种质均有该元件,这是不是LYK5在接种Xcc的不同柑橘中表达差异的原因还有待进一步探究。     

含苏云金芽孢杆菌aiiA基因的重组荧光假单胞菌的构建及对软腐病的抗病活性

aiiA基因编码的AiiA蛋白能降解细菌群体感应系统中的信号分子N_酰基高丝氨酸内酯AHLs,从而减弱致病菌对植物的危害。本文将aiiA基因转入到植物根际促生细菌荧光假单胞菌P303中,构建成防治植物细菌和真菌病害的工程菌P303-ss10。通过PCR和RT-PCR鉴定,均获得0.8 kb的目的片断,表明aiiA基因已经导入P303中。室内平板抑菌试验表明,该工程菌保留了出发菌株对多种植物病原真菌的抑制作用;室内离体试验表明该工程菌对马铃薯软腐病和大白菜软腐病都有一定的抑制作用。     

天津工生所揭示枯草芽孢杆菌非经典分泌途径的选择机制

<正>非经典分泌途径在细菌中普遍存在,能够分泌不具有典型信号肽的蛋白。枯草芽孢杆菌利用非经典分泌途径可分泌多种细胞质蛋白,但其分泌机制知之甚少。目前在非经典分泌途径研究中有多个公认的热点问题:非经典蛋白分泌的通道挖掘;非经典蛋白分泌的选择机     

中科院微生物所在植物病原细菌的“智商”感知信号研究中获进展

<正>细菌常常被认为是一类"低等"的单细胞生物,生存方式简单。然而,现代微生物学研究改变了这一错误看法,发现细菌具有许多和高等生物类似的特性。例如,在信号认知这个事关生命生存与死亡的关键问题上,细菌不仅能感知环境刺激,而且不同细菌个体之间能利用化合物作为分子"语言"进行细胞     

细菌素应用在食品中有效且安全

许多细菌能产生抗细菌肽或蛋白，这种由细菌产生的抗细菌蛋白或肽称为细菌素。细菌素由核糖体合成，它能杀死与产生菌种属相近的其他细菌。在革兰氏阳性细菌中，乳酸菌（Iactic acid bacteria，LAB）具有作为有效天然食品防腐剂的巨大潜力。细菌素已被用于栅栏技术，多种技术的联合应用产生了更有效的防腐效果。