稻瘟菌基因组规模分泌蛋白的预测分析*

 利用信号肽分析软件SignalP v3.0,亚细胞器蛋白定位软件TargetP v1.01,GPI-锚定位点软件big-PI Predictor和跨膜螺旋结构软件THMM-2.0这4个软件分析预测稻瘟菌12595个蛋白序列中有1134个分泌蛋白。编码这些蛋白的可读框(ORF)最小值为78bp,最大值为7849bp,平均1231bp。引导它们的信号肽长度介于15～45个氨基酸之间,平均为21个氨基酸。435个分泌蛋白具有功能描述,主要是与代谢有关的酶类。分析了其中降解细胞壁组分和与致病相关的酶类,提示在稻瘟菌侵染水稻不同阶段产生的关键酶及基因的功能需进一步研究。     

24个水稻抗稻瘟病单基因鉴别品系悬浮细胞系的建立

以IRRI-Japan24个水稻抗稻瘟病单基因鉴别品系和对照普感品种丽江新团黑谷（LTH）的成熟种胚为材料诱导愈伤组织,诱导过程中发现不同基因型愈伤组织诱导能力差异极大,愈伤组织诱导率在14．3％-97．1％,将2,4-D浓度从3．0mg／L提高到5．0mg／L时,可提高愈伤组织诱导率。经诱导成功的水稻愈伤组织继代培养一段时间后,不同基因型的愈伤组织继代特性出现明显差异,选取生长状态良好的单株系愈伤组织建立了水稻悬浮细胞系。悬浮培养过程中对胚性悬浮系的细胞形态变化进行了观察。发现细胞的形状由开始的不规则、长条形逐渐转交成近椭圆形、椭圆形;细胞质由很淡、透明、具明显的大液泡逐渐转变成浓厚、不透明、较小的液泡。大多数品系的单细胞率由30％-40％提高到60％～90％。本研究通过努力,建立了14种单基因型水稻材料的稳定悬浮细胞系,构建过程中发现基因型、继代培养特性、愈伤组织类型选择是影响胚性悬浮细胞系建立的重要因素。该悬浮细胞系的建立为进一步研究稻瘟菌分泌蛋白与水稻细胞互作的生化机理奠定基础。     

马铃薯种薯抹芽播种对产量的影响评价

芽生长过长和细弱的种薯,需要抹芽播种,块茎表现出生理年龄老化,干瘪皱缩。抹芽种薯出苗晚,苗期的抗逆性差,植株生长势较弱,早衰。植株主茎细,匍匐茎多,形成块茎小而多,单株产量低、单薯重量低,商品率不高。最终产量降低15.56%~49.97%。单薯重量减少0.008~0.044 kg,单株重量减少0.01~0.22 kg,商品薯率减少12.49%~45.08%。     

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。     

云南马铃薯资源抗旱种质筛选

用多年收集和选育、引进的云南马铃薯30个品种,以在宣威推广种植面积较大的宣薯4号为对照品种,在宣威农业技术推广中心马铃薯品种展示园进行抗旱性、丰产性和稳产性评价鉴定,筛选适宜当地种植抗旱、丰产的马铃薯品种和育种材料。结果表明:结合根提拉力和产量作为评价旱作马铃薯抗旱种质资源和筛选马铃薯抗旱品种的主要技术指标,05-290、05-363、S03-3276、夏波蒂、05-287、04-016、05-188、宣薯5号、05-225、丽薯200202均高于对照,表现出显著抗性,是较为抗旱的品种。      

云南省近年稻瘟病菌生理小种的组成和分布

用日本 9个水稻单基因鉴别品种和BL1、K59两个参考品种鉴定了云南省 4个稻作区21个县 (市 )采集、分离的 155个稻瘟病菌单孢菌株 ,结果出现 78个稻瘟病菌生理小种 ,其中优势小种为136.4(出现频率为65%)、317.4(出现频率52% )、007(出现频率 5.2% )小种。通过研究各稻作区生理小种对日本鉴别品种的侵染率 ,分析了各垂直抗性基因在不同稻作区的利用价值。     

氮胁迫条件下稻瘟病菌菌丝体蛋白质组学研究

采用改进的三氯乙酸/丙酮法,对稻瘟病菌菌丝体蛋白质进行双向电泳,获得了高分辨率电泳图谱,较改进前三氯乙酸/丙酮法蛋白质点数量平均提高687个点。在等电点pI 3～10和4～7范围内,电泳图谱上可分别检测到(500±40)及(984±70)个蛋白点。利用该方法对氮胁迫条件下稻瘟病菌菌丝体蛋白质进行双向电泳,在pI 4～7范围内电泳图谱上检测到(1 169±90)个蛋白点。通过加强对样品的清洗结合丙酮对蛋白质在水化液中的二次沉淀,能较好地除去样品中杂质而保证电泳质量。优化后的方法可用于稻瘟病菌菌丝体蛋白质组的研究,并获得了更加理想的效果。     

黑籽南瓜中NBS类抗病基因同源序列的克隆与表达分析

黑籽南瓜(Cucurbita ficifolia)是云南特有的对病害有较强抗性的一种瓜类作物。为发掘利用其蕴含的优异抗病基因资源,本研究根据已克隆到的植物核苷酸结合位点(nucleotide binding site,NBS)类抗病基因的保守氨基酸结构域基因设计简并引物,通过PCR扩增从黑籽南瓜基因组中分离了8条黑籽南瓜抗病基因同源序列(resistance gene analogous,RGAs),聚类分析和相似性比较结果显示,黑籽南瓜抗病基因同源序列2(black seed squash resistance gene analogous 2,HQRGA2(Gen Bank No.:MG946756)单独为一类,且具有核苷酸结合衔接子(nucleotide-binding adaptor shared by APAF-1,R proteins and CED-4;NBARC)结构,其余7条序列均不具有NBS保守结构域。核苷酸相似性分析表明,HQRGA2与部分抗病基因序列的相似性达到87%~99%,其中与南瓜(Cucurbita maschata)NBS类抗病蛋白基因13(squash resistance gene analogous,SQRGA-13)和SQRGA-8的相似性分别达到98.0%和97.0%。对HQRGA2编码的氨基酸保守结构域分析表明,其含有NBS类抗病基因的4个保守模块:P-loop、Kinase-2、Kinase-3a和GLPL区,且属于无Toll蛋白或白介素1受体类似的NBS富亮氨酸重复(non toll/interleukin-1 receptor like of NBS plus leucine-rich region,non-TIR-NBS-LRR)类抗病基因同源序列。HQRGA2编码氨基酸的同源性分析结果表明,其与南瓜抗病蛋白基因SQRGA-13氨基酸同源性较高,达到96.6%,与其余抗病基因同源性在16.6%~43.8%之间,NBS区域氨基酸系统进化树分析结果表明,HQRGA2可能是一个新的抗病基因片段。q RTPCR分析表明,黑籽南瓜HQRGA2片段的表达受尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的胁迫诱导,表现出先扬后抑的表达模式,说明HQRGA2可能为抗病相关基因片段。黑籽南瓜中NBS类抗病基因同源序列HQRGA2的获得为分离克隆其完整抗病基因提供了新线索。     

田间废次鲜烟叶提取液的杀虫效果研究

为探索田间废次鲜烟叶的资源化利用渠道,试验采用直接发酵和煮沸方式处理废次鲜烟叶获得提取液,以植物源农药苦参碱作对照,对小菜蛾开展了室内药效研究。结果表明,烟叶煮沸液杀虫效果最好,其原液、稀释10倍液和稀释100倍液在处理后第2 d的校正死亡率均达到100%。烟叶发酵液原液处理后的小菜蛾幼虫校正死亡率在第1 d为73.99%,第2 d为91.57%,第3 d达到100%。试验中废次鲜烟叶煮沸液的4个处理,发酵原液及稀释100倍液的杀虫效果均比商业化植物源农药苦参碱好,具有较大的推广价值。     

植物病原细菌(Ralstonia solanacearum)染色体基因组分泌信号肽计算机分析

应用SignalP3．0、TMHMM2．0、THUMBUP、big—PI、TargetP1．01、Lipop1．0、TatP1．0等7种软件对植物病原细菌Ralstonla solanacearumGMI1000染色体基因组3448个氨基酸序列进行预测分析。结果表明,该物种染色体基因组分泌信号肽ORFs有178个,占其基因组编码ORFs的5．2％,其中有150个ORFs属于I型分泌信号肽,28个ORFs属于Ⅱ型分泌信号肽。在178个ORFs中具RR—motif信号肽结构的有13个,其中11个属于I型信号肽,2个属于Ⅱ型信号肽。通过软件预测未发现Comc型信号肽与细菌素-信息素型信号肽结构。在染色体分泌信号肽ORFs中,有116个具可预测功能,其余62个为功能未知的推定蛋白。已知功能主要集中于细胞代谢、细胞调控及转运、细胞膜结构等领域,这些功能是该物种在长期进化过程中与环境中各种因子发生互作,相互适应的结果。