不同营养类型植物病原真菌次生代谢产物合成基因簇的差异性研究

选择全基因组序列已经公布的22种真菌为研究对象,利用antiSMASH数据库对不同营养类型真菌的次生代谢产物合成基因簇进行注释,以期发现不同营养类型植物病原真菌在侵染植物过程中次生代谢产物所发挥的作用及合成基因簇的差异性。结果表明：半活体营养型真菌和死体营养型真菌中次生代谢产物合成基因簇的种类和数量都高于活体营养型真菌;进一步对非核糖体肽合成酶（NRPS）、聚酮合酶（PKS）、萜烯（terpene）三大类次生代谢产物合成基因簇进行分析,发现半活体营养型和死体营养型病原菌中NRPS基因簇、PKS基因簇和萜烯基因簇的数量也都高于活体营养型病原菌。     

pqq基因簇在Escherichia coli DH5α中表达及对其溶磷促生的影响

为丰富植物促生菌的构建模式,本文以Escherichia coli DH5α为供试菌株,通过遗传转化,将水生拉恩氏菌(Rahnella aqautilis)HX2的pqq基因簇导入E.coli DH5α,获得DH5α(pqq)菌株,采用平板溶磷、钼锑抗比色法、HPLC法、温室盆栽等试验分析研究DH5α(pqq)菌株溶磷产酸促生作用机理。DH5α(pqq)菌株与E.coli DH5α相比,溶磷圈直径、有效磷浓度增加,溶解矿质磷的能力显著增强;有机酸代谢显著增加,以产葡萄糖酸为主。DH5α(pqq)处理与对照相比对玉米株高、茎鲜重、植株鲜重、茎干重、植株干重、全磷、土壤有效磷分别提高了5.2%、30.0%、32.5%、18.5%、7.7%、30.8%和24.0%,并呈显著性差异(P0.05)。表明来自HX2菌株的pqq基因簇通过异源表达具有活性,能够实现对溶磷促生的遗传改造。     

产细菌素猪链球菌的筛选及其基因簇功能分析

以猪链球菌的细菌素为研究目标,采用琼脂扩散法筛选出27株产类细菌素猪链球菌菌株,其中CZJYW024菌株的细菌素抑菌活性最强。使用细菌素检测引物(nisin A和scn A)对产类细菌素菌株进行检测,scn A和nisin A的携带率分别为33.3%和14.8%。初步纯化CZJYW024菌株的抑菌物质,提取物对马链球菌兽疫亚种ATCC35246的抑菌环直径达(23.30±0.20)mm,经有机酸、过氧化氢干扰试验及质谱鉴定,证实该抑菌物质属于羊毛硫细菌素家族,对热、pH和蛋白酶稳定,命名为suicin024。抑菌试验证实该基因缺失株抑菌活性消失,进一步分析发现suicin024包含10个开放阅读框,由scz基因簇编码。CZJYW024菌株经BALB/c小鼠模型证实为无毒株。本研究为该细菌素在动物制药和食品原料加工等抗生素替代品的研究和开发上提供理论依据。     

钝齿棒杆菌精氨酸生物合成相关基因簇argCJBDFR的扩增及序列分析

采用PCR方法扩增钝齿棒杆菌精氨酸生物合成基因簇argCJBDFR,其序列长为6080bp,其中含有argJ、argB、argD、argF和argR5个完整的开放阅读框。序列和结构分析表明这5个结构基因编码的氨基酸序列与谷氨酸棒杆菌的相应基因编码的氨基酸高度同源,同源性分别为92%、95%、96%、97.5%和100%。     

链霉菌ATCC55365中噻唑肽类抗生素GE37468生物合成基因簇的鉴定及其在变铅青链霉菌中的异源表达

噻唑类多肽是细菌次生代谢产物,能够抑制革兰氏阳性细菌及疟原虫的蛋白合成。研究报道这类包含三噻唑基嘧啶类的天然产物是核糖体合成的前体蛋白经过一系列的翻译后修饰而形成的大环骨架复合物,该类药物可作为抗肿瘤药物用     

pqq基因簇在Escherichia coli DH5α中表达及对其溶磷促生的影响

为丰富植物促生菌的构建模式,本文以Escherichia coli DH5α为供试菌株,通过遗传转化,将水生拉恩氏菌(Rahnella aqautilis)HX2的pqq基因簇导入E. coli DH5α,获得DH5α(pqq)菌株,采用平板溶磷、钼锑抗比色法、HPLC法、温室盆栽等试验分析研究DH5α(pqq)菌株溶磷产酸促生作用机理。DH5α(pqq)菌株与E. coli DH5α相比,溶磷圈直径、有效磷浓度增加,溶解矿质磷的能力显著增强;有机酸代谢显著增加,以产葡萄糖酸为主。DH5α(pqq)处理与对照相比对玉米株高、茎鲜重、植株鲜重、茎干重、植株干重、全磷、土壤有效磷分别提高了5.2%、30.0%、32.5%、18.5%、7.7%、30.8%和24.0%,并呈显著性差异(P<0.05)。表明来自HX2菌株的pqq基因簇通过异源表达具有活性,能够实现对溶磷促生的遗传改造。     

抗稻瘟病水稻材料谷梅2号中主效抗稻瘟病基因的成簇分布

应用由籼稻组合中156/谷梅2号衍生的304个重组自交系,构建了由177个标记组成、覆盖12条水稻染色体的连锁图谱,定位控制水稻稻瘟病抗性的主效基因。前期定位的控制对中国稻瘟菌菌系92 183（小种ZC15）穗瘟抗性的基因Pi25(t)的位置得到进一步确认,位于第6染色体标记A7和RG456之间,与A7和RG456的遗传距离分别为1.7和15 cM;发现群体对菲律宾稻瘟菌菌系Ca89（4谱系）的叶瘟抗性由单基因控制,将该暂命名为Pi26(t)的基因定位于第6染色体标记B10和R674之间,与B10和R674的遗传距离分别为5.7和25.8 cM。两个基因座位上的抗病等位基因均来源于谷梅2号,表明谷梅2号中存在控制水稻稻瘟病抗性的基因簇。     

花生疮痂病菌全基因组PKS基因簇挖掘及毒素生物合成基因ESCB1生物信息学分析

痂囊腔菌素（Elsinochrome,ESC）是由花生疮痂病菌（Elsino?arachidis）产生的一种具有光敏活性非寄主选择性毒素,是病菌侵染和病斑扩展过程中重要的毒力因子。本文在全基因组测序的基础上,开展了次生代谢相关PKS基因簇挖掘、毒素生物合成相关基因ESCB1克隆和生物信息学分析。结果表明,基因组含有6条PKS和PKSNRPS基因簇,ESCB1开放阅读框全长6636 bp。编码长度为2212 aa,分子量为238.84 kDa,理论等电点5.65,亚细胞定位在叶绿体中,是一个主要由α-螺旋和无规卷曲组成的亲水性蛋白。Q-PCR定量分析表明,ESCB1表达模式与毒素积累趋势基本一致,光照条件下ESCB1基因的表达量显著高于黑暗条件。本研究结果为解析ESC生物合成途径、构建调控网络和阐明花生疮痂病菌致病机制提供了理论基础。     

利用精密作图和DNA纤维荧光原位杂交把灯笼椒抗烟草花叶病毒属病毒L^3基因定位于含高度重复序列的类抗病基因簇的400kb区

我们用辣椒（Capsicum annuum）栽培种（已导入了灯笼椒Capsicum chinense L^3 基因）的种内F2代群体（2016株）和种间F2代群体（3391株）（由灯笼椒与Capsicum frutescence杂交产生）对灯笼椒抗烟草花叶病毒属病毒的L^3基因进行定位。通过L^3基因抗性紧密相关的AFLP分子标记的BAC文库的分析,揭示出番茄抗病同源基因12的存在。通过简并PCR技术,对来自35株不同辣椒的同源基因12的部分或全部编码序列进行克隆,且在种间组合中产生了17个遗传标记。图谱显示：L^3基因位于12同源基因标记IH1—04和BAC—end标记189D23M中间,L^3基因定位于包含两个不同BAC重叠群的区内,这两个不同的BAC重叠群分别由4个和1个无性系组成。DNA纤维荧光原位杂交揭示这两个重叠群被约30kb隔开。DNA纤维荧光原位杂交结果和BAC无性系的Southern杂交表明在高度重复序列中富集包含L^3基因位点的区。Southern杂交表明两个BAC重叠群包含多于十个的12同源基因拷贝体。相反,对于种间F2代群体,,重组后代没有结合位点,在种内F2代群体中,该结合位点存在于两个不同的BAC重叠群内,这两个不同的BAC重叠群分别由7个和2个无性系组成。而且,两个群体间结合位点分配的不同表明在含有L基因位点的区域连锁不平衡。     

木薯细菌性萎蔫病菌抗铜性评价及抗铜相关基因簇分子分析

细菌性萎蔫病是世界范围内木薯种植中的重要病害,也是中国木薯种植中为害最严重的病害。前期研究发现铜基杀菌剂对国内木薯细菌性萎蔫病防效欠佳,随即开展了病菌抗铜性评价及抗铜相关基因簇的分子分析工作。评价了42个不同来源病原菌菌株对硫酸铜的抗性,发现其抑菌最低有效浓度均在1.35~1.75 mmol/L之间。通过和已报道黄单胞菌类抗铜相关基因的比对分析,发现来自广西的菌株GX11携带有cop TAB和Xme RSA2个抗铜基因簇。对来自南美州、非洲和亚洲67个菌株的基因组序列分析发现绝大多数菌株均带有这2个基因簇,聚类分析发现相关基因在菌株之间具高度的同源性。