稻瘟病菌几丁质结合蛋白MoChtbp1的功能初步研究

稻瘟病是一种由子囊真菌稻瘟病菌引起的危害粮食安全的世界性病害.多数效应蛋白对于稻瘟病菌的毒力起到重要作用,在与寄主植物的相互作用中至关重要,因此,筛选并鉴定稻瘟病菌效应蛋白,阐释其基因功能对于稻瘟病的防治具有重要意义.本研究根据已有的稻瘟病菌效应蛋白相关研究方法以及生物信息学软件筛选出了一个几丁质结合蛋白Mo-Chtb...     

稻瘟病菌生理小种菌体可溶性蛋白特性初探

 采用聚丙烯酰胺凝胶等电聚焦法对来自江苏、浙江两省经全国统一鉴别寄主鉴定的稻瘟病菌7个生理小种群、12个生理小种的16个菌株菌体可溶性蛋白进行了分析比较,结果表明:供试菌株菌体可溶性蛋白电泳谱带有37~43条,谱带等电点分布范围为3.00~8.15。除个别菌株外,同一生理小种群内各生理小种问菌体可溶性蛋白电泳图谱的相似系数大于0.70,不同生理小种群的生理小种间菌体可溶性蛋白电泳图谱的相似系数一般为0.50~0.60。供试各生理小种群、生理小种乃至同一生理小种的不同菌株间,其可溶性蛋白电泳图谱存在不同程度的差异,表现为谱带数目的多少和部分谱带等电点(谱带位置)分布的不同。     

稻瘟病菌F-box蛋白MoFbr7生物学功能分析

F-box蛋白在泛素-蛋白酶体途径(ubiquitin-proteasome pathway,UPP)中参与调控胞内蛋白降解、受体识别、信号传导等生物学过程。本研究从稻瘟病菌中克隆了F-box基因MoFbr7,序列分析表明,该基因编码产物具有1个F-box结构域(N-端)和8个连续的WD40重复序列(C-端),在丝状真菌中高度保守。利用基因敲除方法,获得4个MoFbr7基因敲除突变体,同时构建了回补菌株。表型分析结果显示,MoFbr7基因缺失突变体在产孢量、附着胞形态、原生质体释放、致病性等方面均无异常。突变体在MM、RDC培养基上生长速率下降;对细胞壁胁迫因子CFW(Calcofluor white)、刚果红敏感。以上结果表明MoFbr7参与稻瘟病菌的营养生长与细胞壁完整性,为进一步揭示其生物学功能奠定基础。     

稻瘟病菌ABC转运蛋白基因中 SSR的分布及其功能预测

 ABC转运蛋白在真菌的致病性方面起着重要的作用。本研究查找和分析了稻瘟病菌基因组中47个ABC转运蛋白基因的外显子区、内含子区、5′-UTR和3′-UTR区中的SSR,并对编码区中SSR的扩张或收缩对蛋白结构的影响进行了预测。结果表明,SSR在这些基因的调控区和编码区分布不均一,且在基因的外显子区、内含子区、5′-UTR和3′-UTR区中SSR的组成和分布均不相同;基因的编码区中三碱基和六碱基SSR相对较多,SSR的基序大都表现为GC含量较高,编码的亲水性氨基酸出现频率远远高于疏水性氨基酸。根据稻瘟病菌自然群体中SSR的变化幅度,预测了SSR的扩张或收缩对蛋白二级结构的影响,发现SSR的扩张或收缩都可能对蛋白的结构产生影响。暗示着SSR的变异在致病相关基因的变异中可能扮演着重要角色。     

氮胁迫条件下稻瘟病菌分泌蛋白致病性分析

 以CH-63和TH-162个致病性差异的稻瘟病菌株为材料,在缺氮培养条件下进行液体培养。经培养2 d后,采用铵盐沉淀及透析纯化处理获得稻瘟病菌培养滤液中的分泌蛋白。分别采用致伤接种及浸泡处理对该蛋白作用水稻植株后的病理反应进行系统研究,结果表明经致伤接种的水稻叶片及茎杆接种斑处出现明显的坏死病斑,其病斑直径是对照的2~4倍。浸泡处理的水稻幼根出现严重褐化,植株生长矮小,株高仅为对照的1/2。对上述稻瘟病菌株分泌蛋白进行酶解处理后病症消失或减弱,进一步确证其为引起上述病理反应的主要因子。将该分泌蛋白接种24个水稻单基因系,接种后72 h根据病斑长度将24个IRRI水稻单基因系按抗、中、感病性状分组。对稻瘟病菌菌株CH-63和TH-16的缺氮分泌蛋白致病力强弱差异与菌丝块接种结果进行比较,结果表明CH-63致病力强于TH-16。     

稻瘟病菌CAAX蛋白酶MoRce1的功能研究

 蛋白质的翻译后异戊烯化修饰(CAAX修饰)能够介导真核生物中许多重要蛋白质的亚细胞定位以及蛋白与蛋白间的相互作用。稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引致的稻瘟病是水稻最重要病害之一,造成全球水稻严重减产。为深入了解稻瘟病菌致病机理,更好地防控稻瘟病,我们研究了异戊烯修饰是否影响稻瘟病菌的生长发育和致病性。首先从稻瘟病菌基因组数据库中鉴定到一个稻瘟病菌的异戊烯蛋白酶MoRce1,同源比对发现MoRce1保守结构域在各物种之间变化较大,猜测在不同物种中该蛋白可能出现了功能分化。经同源重组方法敲除MoRCE1基因,发现MoRCE1缺失突变体在胁迫培养条件下细胞壁完整性明显缺陷,但是对营养生长、产孢、萌发以及致病性没有明显影响,说明MoRce1蛋白可能通过参与稻瘟病菌细胞壁合成相关蛋白的异戊烯化修饰进而影响该菌细胞壁的完整性,其具体机制还有待深入研究。     

枯草芽孢杆菌C-D6抗菌蛋白对稻瘟病菌的抑菌作用

枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis菌株C-D6及其发酵滤液在平板上对稻瘟病菌Magnaporthe oryzae显示明显的抑制作用。通过20%饱和度硫酸铵沉淀和Sephadex G-75凝胶柱层析分离,获得1个影响病原菌附着胞形成的抗菌蛋白,SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳检测发现该蛋白的分子量为32kD。显微观察发现：用该蛋白处理的孢子虽能完全萌发,但形成串珠状膨大的芽管和色浅、膨大的附着胞,并抑制芽管的正常生长。该蛋白的活性表现具有较好的热稳定性（80℃,30min）和较广的pH适应范围（5.6～9.3）。     

利用绿色荧光蛋白GFP研究稻瘟病菌与水稻的互作

稻瘟病菌Magnaporthe oryzae严重威胁水稻的产量与质量,明确稻瘟病菌与水稻互作过程及机理,对防治稻瘟病具有重要意义。本研究利用稻瘟病菌常用致病菌株GUY11和ZB25,构建了绿色荧光蛋白GFP的过量表达菌株,并通过荧光显微观察菌株侵染寄主水稻过程中侵染结构的形成与发育,包括孢子萌发、附着胞形成、侵染钉形成、侵染菌丝增殖、坏死斑形成及产孢。另外,通过比较过量表达菌株对稻瘟病高抗水稻和易感水稻的侵染过程,发现侵染过程的差异主要集中于侵染钉的穿透和侵染菌丝的定殖。本研究为分析稻瘟病菌对寄主水稻的定殖规律提供了一种有效工具。     

西瓜噬酸菌效应蛋白AopK的功能研究

瓜类细菌性果斑病是西甜瓜产业中最重要病害之一,其病原菌西瓜噬酸菌的Ⅲ型分泌系统效应蛋白在致病过程中起重要作用。XopK为黄单胞菌效应蛋白,具有E3泛素连接酶活性,其在西瓜噬酸菌中的同源基因aopK鲜有研究。为鉴定效应蛋白AopK并探究其功能,本研究构建了西瓜噬酸菌AAC00-1菌株的aopK缺失突变株和互补菌株,发现基因aopK的缺失显著降低病原菌在西瓜幼苗上的致病力。通过AopK在本氏烟中的亚细胞定位实验,显示AopK定位于植物的细胞质膜。转录水平、外泌性及BAX共表达试验,证明aopK的表达受HrpX和HrpG正调控,其产物能够通过Ⅲ型分泌系统分泌到细胞外,并且能够抑制烟草叶片细胞中活性氧产生、胼胝质沉积以及细胞坏死产生,具有潜在抑制植物防卫反应的毒性功能。以上结果表明AopK为西瓜噬酸菌的Ⅲ型效应蛋白,研究结果为进一步探究其与寄主植物间的互作机理奠定了基础。     

效应蛋白MoUPE4参与调控稻瘟菌致病力

稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是水稻上最重要的病害之一。效应蛋白作为一类重要的致病因子,在稻瘟菌与水稻的互作过程中起着重要作用;但目前鉴定的效应蛋白大多为经典分泌蛋白。在前期工作中,本研究室利用Shotgun质谱技术建立了稻瘟菌分泌蛋白质组数据库。其中,一个未表征的分泌蛋白(DUF967 domain-containing protein,命名为MoUPE4)被预测为候选效应子,其不含信号肽,属于非经典的分泌蛋白。本研究利用qRT-PCR、农杆菌介导的烟草瞬时表达、基因过表达、生物学表型、致病性测定等方法,对MoUPE4功能进行了分析。结果表明,MoUPE4基因的表达水平在稻瘟菌侵染水稻早期显著上调。在农杆菌介导的烟草瞬时表达试验中,MoUPE4能抑制由BAX引起的烟草叶片细胞坏死反应和H₂O₂积累。与稻瘟菌野生型菌株相比,过表达菌株OE-MoUPE4在菌落生长、对胁迫因子的敏感性、产孢量、分生孢子形态、分生孢子萌发、附着胞形成等方面都没有明显变化,但对水稻的致病力显著上升,在水稻植株内的真菌生物量明显增加。上述结...     

Selection and mutation of the avirulence gene AVR-Pii of the rice blast fungus Magnaporthe oryzae

Magnaporthe oryzae avirulence (AVR) genes are predicted to be involved in pathogen invasion and their virulence functions are restricted by the presence of the cognate resistance (R) genes. In this study, the distribution and variation of the avirulence (AVR-Pii) gene of M. oryzae in Yunnan province, China were analysed to understand haplotype diversity of AVR-Pii under field conditions. The presence of AVR-Pii in 454 field isolates of M. oryzae collected in Yunnan province was examined using gene-specific PCR markers. The results showed that 82 M. oryzae isolates carried AVR-Pii. Among them, 39 (35.5%), 5 (15.2%), 4 (14.3%), 2 (13.3%), 25 (12.8%) and 7 (9.7%) of the M. oryzae isolates carried AVR-Pii from central, southeastern, southwestern, northwestern, western and northeastern Yunnan province, respectively. Of these isolates, 55 were sequenced, while the remaining 27 isolates were not suitable for PCR-based sequencing and were not used for further analysis. Moreover, three AVR-Pii haplotypes were identified among the 55 isolates, in which H1 was identical with a previous sequence in GenBank (accession no. AB498874 ) and H2 and H3 were novel variants. All DNA sequence variations were found to occur in the protein-coding region resulting in amino acid substitutions. One virulent haplotype of AVR-Pii to Pii was identified among 55 field isolates, suggesting that the AVR-Pii gene has lost avirulence function through base substitution. These findings suggest that AVR-Pii is under positive selection and AVR-Pii mutations are responsible for overcoming race-specific resistance in nature.     

AtEDR1介导拟南芥对稻瘟菌的抗性(英文)

 稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)是一种半腐生病原菌,该病原菌可以侵染水稻,产生稻瘟病。对于水稻与稻瘟菌的互作机制,人们已经进行了大量的研究。然而,鉴于水稻基因组相对较大且稻瘟菌生理小种众多,致使研究进展缓慢。本研究通过将稻瘟菌生理小种Y34侵染拟南芥生态型Col-0,发现Y34可以感染Col-0,从而建立Y34-拟南芥互作模型,用以探究Y34与抗白粉突变体edr1的关系。结果显示,edr1比Col-0对于稻瘟菌更敏感。之前有研究表明,降低SA含量的突变体(pad4,sid2,nim1)均可抑制edr1相关表型。接种Y34于edr1与pad4、sid2、nim1形成的双基因突变体发现,所有双突变体的感病性比edr1单突均明显降低。推测EDR1可能在拟南芥抗稻瘟菌方面起一定正调控作用,且其作用依赖于SA途径的相关基因。     

钙离子响应蛋白GCaMP6s在稻瘟菌中的异源表达

稻瘟病严重威胁全球水稻的产量,钙离子信号通路参与了稻瘟菌生长、发育和致病,了解这些过程中菌株细胞质中钙离子浓度的变化对稻瘟病的防治具有重要意义.GCaMP6s作为一种细胞质钙离子感受蛋白在动物和植物中已有大量应用.本研究利用不同稻瘟菌菌株构建了 GCaMP6s基因的异源表达菌株,在0.01 g/mL钙离子处理下,GCa...     

哈茨木霉NF9菌株对水稻的诱导抗病性

在温室条件下用哈茨木霉NF9菌株进行种子处理，诱导水稻感病品种原丰早幼苗对稻-瘟病和白叶枯病的抗病性，其抗性水平为中抗，对稻瘟病菌不同菌株(SYl、H16)以及对白叶枯病菌不同菌株(CRl、CR7)的抗性表现无显著差异。经木霉种子处理的水稻幼苗接种稻瘟病菌或白叶枯病菌后，过氧化物酶及苯丙氨酸转氨酶活性增强，在某一时段显著高于未经木霉种子处理的对照。诱导抗性可能是哈茨木霉NF9菌株的生防机制之一。     

海南稻作区稻瘟病菌AvrPik等位基因的变异监测与多样性分析

海南省地处热带。由于具有国内其他地区无可比拟的光温资源优势,每年有大量的水稻材料在南繁区繁育与种植,给稻瘟病菌的变异及传播带来了极大的便利。自20世纪70年代以来,Pik等位基因已被广泛地用作水稻抗稻瘟病育种的主要抗源。为了解海南稻瘟病菌AvrPik等位基因的变异及多样性,本研究从海南稻作区采集穗茎瘟病样,通过单孢分离获得100株稻瘟病菌株。利用AvrPik基因特异性引物扩增病原菌DNA,所得PCR产物经克隆、测序后与参考序列进行比对分析。结果从100株菌株中鉴定出AvrPik＿A、AvrPik＿B、AvrPik＿D、AvrPik＿E和AvrPik＿F共5种等位基因类型。其中AvrPik＿D类型最多,出现频率为50.00%;其次为AvrPik＿E类型,出现频率为32.08%;第三为AvrPik＿B类型,出现频率为8.49%。在AvrPik等位基因核苷酸多样性方面,非信号肽区域多样性要明显高于信号肽区域。就群体受到的选择压而言,南繁种植区与常规种植区的稻瘟病菌群体的Ka/Ks值均大于1,分别为2.703 1和1.236 6,表明,无论是南繁区还是常规种植区,AvrPik等位基因均受到了强...     

PWL基因家族在黑龙江省水稻稻瘟病菌中的分布与变异

根据已公布的PWL家族基因序列设计4对特异性引物, 对329个采自2016年及2017年黑龙江省各稻区的水稻稻瘟病菌单孢菌株DNA进行PCR扩增与序列分析, 研究了水稻稻瘟病菌中PWL家族基因的组成及变异特征?结果显示, PWL2与PWL4在黑龙江省各稻区稻瘟菌中均有分布且稳定存在, 出现频率分别为73.86%与73.25%; PWL3出现频率为40.73%; PWL1在329个菌株DNA中均未扩增出目的条带, 再次验证了PWL1在水稻的稻瘟病菌中显示为完全缺失?对部分菌株的PCR产物进行测序分析发现, PWL2?PWL3和PWL4基因编码区在黑龙江省水稻稻瘟病菌株中的主要变异为点突变, 且引起氨基酸的突变?     

水稻稻瘟病拮抗细菌WH1G的筛选鉴定及其抑菌活性

采用平板对峙法,从安徽水稻根际土壤样品中筛选对稻瘟病菌具有较强抑菌活性的拮抗细菌,通过菌落形态观察、生理生化特征、gyrB基因序列分析对该菌株进行鉴定,测定抑菌谱,对其抑菌机制进行初步研究。结果表明,拮抗菌株WH1G对稻瘟病菌具有较强的抑制作用,抑制率达91.79%,经鉴定为解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。该菌可产生蛋白酶和纤维素酶,不产生几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶;用代谢产物无菌滤液处理稻瘟病菌,可造成孢子萌发率降低,菌丝扭曲异常、分支明显减少并产生大量泡囊。该菌对常见的20种植物病原真菌及细菌均具有不同程度的拮抗作用,表现出广谱抗菌活性。     

一种快速测定稻瘟病菌群体毒性的简便方法

选育和布局抗病品种是控制稻瘟病最经济有效的方法,但病菌群体的毒性类型频率逐步上升导致品种抗性丧失已成为抗性品种选育和推广的瓶颈问题。为寻找一种能够为基层单位所掌握且快速、准确的稻瘟病菌群体毒性监测方法,本文将不同来源的穗颈瘟标样分别接种于一套抗稻瘟病单基因系、杂交稻主栽品种及亲本和抗源上,30 d后调查最高病害级别和株发病率。结果表明,‘丽江新团黑谷’、标样来源品种及其所含抗瘟基因的单基因系均能稳定发病。4个来自四川盆地的病菌群体对四川主栽品种的毒性明显强于来自云南楚雄的群体,且这4个病菌群体均具备对Pi-2及‘宜香优2115’的毒性。来自万州甘宁镇‘F优498’的病菌群体对主栽品种的毒性谱比崇州‘宜香优2115’来源的病菌更广。该方法操作简单,能快速准确地监测稻瘟病菌群体毒性状态,有助于基层单位更有效地开展稻瘟病防控布局工作。