番茄细菌性斑点病抗病信号传导途径的研究进展

番茄细菌性斑点病是一种严重影响番茄质量和产量的世界性细菌性病害。目前对番茄与病原菌互作的研究取得了很大进展。番茄的Pto基因是指在基因对基因学说中,对引起番茄细菌性斑点病带有AvrPto基因的致病菌Pseudomonas syingae pv. tomato(PST)起抗性作用的基因。番茄中的抗病基因Pto与病原物中的无毒基因AvrPto互作是寄主对病原物互作的典型模式系统。这一模式识别的分子机制是Pto激酶与PST的两个效应子AvrPto和AvrPtoB中的任一个发生物理互作,然后与Prf一起激活下游多重信号传导途径,进而产生抗病性反应。已基本弄清Pto抗性传导途径,但对这个途径中的许多元件的作用及环节还有待于进一步研究。     

甘蓝型油菜磷脂二酰甘油酰基转移酶(BnPDAT1) cDNA的克隆和功能鉴定

磷脂二酰甘油酰基转移酶(phospholipids:diacylglycerol acyltransferase, PDAT1)是植物三酰甘油(triacylglycerol, TAG)合成的关键酶。本文在甘蓝型油菜湘油15号cDNA中克隆到3个PDAT1全长编码序列(coding sequence, CDS), 经比对分别定位于A02、A10、C09染色体, 分别命名为BnPDAT1-A02、BnPDAT1-A10和BnPDAT1-C09, 其序列长分别为1998、2002和2005 bp, 各自编码665、666、667个氨基酸。预测BnPDAT1基因编码蛋白定位于细胞质膜, 具有典型的PDAT1保守结构域。多序列比对和进化分析表明BnPDAT1基因编码蛋白与甘蓝、拟南芥、亚麻芥PDAT1蛋白具有较高的同源性。酵母互补实验证实该基因编码蛋白具有PDAT1酶活性。BnPDAT1基因在湘油15号中的表达现先上升后降低趋势, 在开花后25~30 d达最大值, 但3个拷贝的表达变化规律存在差异。     

甘蔗条纹花叶病毒HC-Pro、P3N-PIPO、CP和VPg基因酵母双杂交诱饵表达载体的构建及自激活检测

为探索甘蔗条纹花叶病毒与甘蔗的互作机制,利用酵母双杂交技术筛选与SCSMV互作的甘蔗因子基因,利用PCR技术克隆了SCSMV的HC-Pro、P3N-PIPO、CP和VPg的编码区,构建到酵母双杂交诱饵载体p GBKT7上,获得了p GBKT7-HC-Pro、p GBKT7-P3N-PIPO、p GBKT7-CP和p GBKT7-VPg 4个诱饵载体。结果显示,将重组质粒转化酵母Y2HGold酵母菌株后,酵母菌株在SD/-Trp平板上生长良好,表明重组诱饵质粒表达产物对酵母细胞无毒性;在SD/-Trp/X-α-gal平板上长出白色菌落未变蓝,在SD/-Leu、SD/-Trp/-Ade、SD/-Trp/-His和SD/-Trp/X-α-gal/Ab A平板上不能生长,表明重组诱饵质粒表达产物对MEL1、ADE2、HIS3和AUR1-C报告基因无自激活作用。构建的诱饵表达载体可以作为诱饵用于文库筛选,为探索SCSMV侵染机制和发病机理奠定了基础。     

Metschnikowia pulcherrima strain MACH1 outcompetes Botrytis cinerea, Alternaria alternata and Penicillium expansum in apples through iron depletion

A new strain of Metschnikowia pulcherrima (MACH1) was studied for its efficacy as a biocontrol agent against Botrytis cinerea, Penicillium expansum and Alternaria alternata on apples stored for 8 months at 1 °C. The results of two semi-commercial trials demonstrated the efficacy of the biocontrol strain MACH1. In order to understand the mechanism of action involved, the yeast strain was investigated for its competitive ability for iron against postharvest pathogens of apple. M. pulcherrima strain MACH1 was cultivated on PDA with different concentrations of iron (supplemented as FeCl₃) against A. alternata and B. cinerea. The yeast strain MACH1 produced a wider pigmented inhibition zone against both pathogens in low iron amendments while less inhibition was measured with increased iron concentrations. At the coloured inhibition zone, B. cinerea and A. alternata conidia did not germinate and mycelial degeneration was observed. In addition, a high reduction in infection by both pathogens was recorded in apples treated with M. pulcherrima strain MACH1 supplemented with low iron amendments compared to higher iron concentrations. The same experiments were carried out in vivo and in vitro against P. expansum. M. pulcherrima strain MACH1 amended with low iron concentration (5 μg mL⁻¹ FeCl₃), showing modest lesion diameter reduction and no effect on P. expansum under increased iron and without iron amendments. This study illustrated that iron depletion by the yeast strain MACH1 under low iron conditions could reduce the growth of some postharvest pathogens in vitro and in vivo. Although, iron depletion seems to be a primary mode of action against the postharvest pathogens studied, other mechanisms of action cannot be excluded in the biocontrol employed by M. pulcherrima strain MACH1.     

拟南芥AtCYS6基因酵母双杂交诱饵载体的构建及鉴定

为了筛选与拟南芥半胱氨酸蛋白酶抑制剂基因AtCYS6相互作用的蛋白,构建其酵母双杂交诱饵表达载体。本研究利用PCR方法扩增得到拟南芥AtCYS6的基因片段,与诱饵载体pGBKT7连接构建诱饵表达载体,经双酶切以及测序检测验证重组载体构建成功后,通过醋酸锂法将诱饵表达载体pGBKT7-AtCYS6与空载体pGBKT7分别转化到Y2HGold酵母菌株,检测其是否有自激活能力以及对宿主酵母菌株是否有毒性作用。结果表明:经PCR扩增后得到了AtCYS6基因,成功构建了无自激活和没有毒性的诱饵表达载体pGBKT7-AtCYS6。本研究结果可进一步为筛选与AtCYS6相互作用的蛋白质及功能研究提供科学依据。     

利用酵母单杂交筛选拟南芥AtSTK基因表达调控蛋白的研究

拟南芥丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶基因AtSTK的过量表达可以明显提高拟南芥的耐盐性。为进一步研究AtSTK基因表达的调控机制,以拟南芥基因组DNA为模板设计引物,扩增获得AtSTK基因的启动子序列,并构建到报告载体pAbAi,将重组报告载体质粒pAbAi-HYT利用BstbⅠ进行单酶切线性化,转化酵母菌株Y1H Gold,线性化的pAbAi-HYT整合到基因组中。然后,将纯化的拟南芥双链cDNA、pGADT7-Rec载体共转化含有报告载体pAbAi-HYT的酵母菌,将菌液涂布到含有100 ng/m L Ab A的SD/-Leu培养基上进行阳性克隆的酵母单杂交筛选。通过回复鉴定、序列测定,最终筛选获得了可能参与AtSTK基因表达调控的4个拟南芥基因。测序结果表明,酵母单杂交筛选获得的拟南芥基因AT3G32090含有WRKY转录因子保守结构域,为WRKY类转录因子的一员。因此,AtSTK基因的表达很可能接受MAPK信号传导途径中AT3G32090基因编码的WRKY类转录因子的调控,从而影响拟南芥植株的耐盐性。     

拟南芥抗灰霉病基因T1N6_22互作蛋白的筛选与分析

前期研究中从拟南芥突变体库中筛选获得一株对灰霉病菌侵染表现为感病的突变体。利用TAIL-PCR等技术克隆获得拟南芥抗灰霉病基因T1N6_22。为了进一步明确T1N6_22在拟南芥抗灰霉病过程中的调控机制,利用酵母双杂交技术(Y2H),以构建成功的p AS1/T1N6_22蛋白为诱饵,筛选拟南芥的cDNA文库。通过酵母双杂交筛选,共获得28个酵母克隆。利用T1N6_2基因特异性引物鉴定酵母阳性克隆,并进行测序。共获得了4个可能与T1N6_22互作的蛋白AT2G19480、AT1G06050、AT5G34780和AT1G21400。Blast分析发现,AT2G19480、AT1G06050、AT5G34780和AT1G21400分别为核小体装配蛋白、功能未知蛋白、假定的泛酸还原酶和硫胺二磷酸盐结合折叠超家族蛋白,分别参与到核糖体装配、泛酸盐合成、植物代谢等过程中。研究结果为确定T1N6_22蛋白的互作蛋白,阐明其调控拟南芥抗灰霉病的分子机制奠定了基础。     

利用酵母双杂交系统筛选花生AhCaM相互作用蛋白

CaM是目前已知的胞内Ca2+受体蛋白中最重要的一种,参与多种生理活动的调节。为深入研究CaM蛋白的作用机制,探索其在花生钙信号途径中的作用靶点,用花生CaM基因构建了既无自激活性又无毒性的p GBKT7-AhCaM诱饵表达载体;同时从花生叶片组织中提取总RNA,分离得到mRNA,利用SMART技术合成并纯化双链cDNA后建立花生叶片cDNA文库;通过共转化法筛选与CaM相互作用的蛋白,并对阳性克隆分析和鉴定,筛选到5个与Ah CaM互作的蛋白,其中NAD激酶是已知能与钙调素互作的蛋白;而泛素能与AhCaM互作,说明AhCaM在花生发育及抗逆方面起作用。通过分析这些靶蛋白的已知功能,为研究AhCaM的未知生物学功能提供了重要信息。     

逆境下水稻(Oryza sativa L.)rHsp90基因的克隆及功能分析

本研究中,利用差异显示法,在碳酸盐逆境下,从水稻(OryzasativaL.)根的cDNA文库中克隆得到了水稻热激蛋白90基因(rHsp90,GenBankAccessionNo.AB037681)。Northern杂交结果表明,在水稻根中,rHsp90基因的转录水平在包括盐(NaCl,NaHCO3和Na2CO3),PEG,高pH(pH8.0和pH11.0)以及热激(50℃)逆境下,都受到了不同程度的诱导。同时,适量表达rHsp90基因的酵母(Saccharomycescerevisiae)在各种盐逆境以及热激逆境中,生长状态要好于对照。对转水稻rHsp90基因烟草的抗盐(NaCl,NaHCO3)分析表明,转基因烟草的生长势要好于野生型烟草。通过以上研究表明,水稻rHsp90基因与逆境之间具有一定的应答关系,并在植物适应环境逆境过程中起着重要的作用。     

利用酵母双杂交法检测甘蓝SCR与SRK之间的相互作用

为深入研究甘蓝S位点受体激酶(SRK)和S位点富含半胱氨酸蛋白(SCR)间相互识别的分子机理,以具有典型自交不亲和性的甘蓝D3为材料,利用巢式PCR分别扩增SRK胞外域(eSRK)和SCR,通过酵母双杂交检测二者之间的相互作用。并利用同源重组技术将eSRK与GAL4报告基因DNA活化域融合(pGADT7eSRK)以及SCR与GAL4报告基因DNA结合域融合(pGBKT7SCR)。两种重组质粒分别转化酵母Y187和Y2HGold后未出现自激活现象。融合的二倍体酵母(pGADT7eSRK× pGBKT7SCR)能在选择性固体培养基(SD/–Ade/–His/–Leu/–Trp/X-a-Gal/AbA)上生长,并且菌落呈蓝色。结果表明, eSRK与SCR蛋白能够相互结合, 为深入研究二者作用位点成功建立了一个技术平台。