沉默囊泡分选蛋白(VPS)对辣椒疫霉效应因子RxLR504功能的影响

辣椒疫霉(Phytophthora capsici)是一种重要的病原卵菌,能产生大量的RxLR效应分子帮助病原菌定殖。前期实验证明RxLR504效应分子能够抑制INF1引发的细胞死亡,并证实囊泡分选蛋白(VPS)与其相互作用。本文借助VIGS tool在线工具设计靶标基因沉默片段;利用烟草脆裂病毒(TRV)介导的基因沉默技术(VIGS)沉默本氏烟靶标基因;提取沉默样品叶片组织RNA,构建c DNA文库;利用qRT-PCR检测靶标基因表达水平;在沉默植株叶片上表达RxLR504,24 h后接种INF1,观察病斑症状。结果表明:本氏烟中设计沉默片段长度为300 bp,构建c DNA文库质量较高;荧光定量PCR结果显示,沉默植株中靶标基因表达水平下降86.2%,与对照相比差异性显著;接种实验证明RxLR504在沉默植株与对照植株上均能抑制INF1引发的细胞死亡。RxLR504与VPS互作不影响其抑制INF1引起的细胞坏死,为进一步揭示病原物利用植物靶标基因抑制植物免疫从而促进自身寄生的机制打下基础。     

猪肺炎支原体HNMhy1株免疫原性基因的鉴定与分析

为了研究猪肺炎支原体的致病机制,对其遗传变异及分子流行病学进行研究,以防控猪支原体肺炎。对分离的猪肺炎支原体河南株HNMhy1的主要免疫原性基因P36、P46、P97、P65、P110进行扩增测序,与GenBank中已公布的猪肺炎支原体菌株的序列进行比对,同源性均在98%以上,部分毒株同源性高达100%。将HNMhy1株的P36基因的核苷酸序列与GenBank中其他菌株基因序列进行比对,同源性均在98%以上;系统进化树显示,河南分离株HNMhy1与湖南株HN13的进化关系最近。以上结果表明,河南分离株HNMhy1主要免疫原性基因高度保守,在遗传演化中未发生太大变化。     

242份小麦品种(系)成株期抗条锈病鉴定及分子标记检测

对贵州、四川等省242份小麦材料在田间成株期进行抗条锈病鉴定,并利用5个已知抗条锈基因(Yr5、Yr10、Yr15、Yr18、Yr26)的分子标记对其进行检测,以期明确小麦材料的条锈病抗性水平和抗病基因类型,为科学合理利用小麦优异抗病材料奠定基础。结果表明,242份小麦材料经田间鉴定,成株期表现抗病的材料有116份,其中表现为免疫、近免疫、高抗和中抗的材料分别为11份、27份、41份和37份,分别占供试材料的4.54%、11.16%、16.94%和15.29%;表现为慢锈的材料仅有1份,占0.41%;表现中感和高感的材料有125份,占51.65%。经分子检测,供试材料中59份携带Yr26基因,13份含有Yr18基因,21份含有Yr15基因,14份含有Yr10基因,52份含有Yr5基因。其中,贵农19号等39份材料同时含有2个抗性基因;贵农775、贵协3号等7份材料携带3个抗性基因;80F-1-4-2含有4个抗性基因;其余抗性材料未检测到上述Yr基因,可能含有其他未检测的抗病基因。     

细菌表达 dsRNA 介导桔小实蝇 flightin基因的 RNA 干扰

【目的】探索饲喂细菌表达目标基因dsRNA介导桔小实蝇flightin基因RNAi的可行性。【方法】将桔小实蝇flightin基因的相应干扰片段构建至L4440干扰载体,并转化大肠杆菌HT115(DE3)菌株,利用IPTG诱导表达flightin基因对应的dsRNA,命名为flightin-dsRNA。【结果】通过饲喂表达flightin-dsRNA的大肠杆菌10倍浓缩菌液,桔小实蝇flightin基因的表达普遍出现了不同程度的上调,其中,雌虫饲喂后5、10、20 d,雄虫饲喂后5 d与对照差异显著,雄虫饲喂后15 d诱发约43%的下调;该方法对桔小实蝇飞行能力及胸部肌肉发育未产生明显影响。【结论】通过饲喂表达flightin-dsRNA的大肠杆菌对桔小实蝇flightin基因进行RNA干扰不可行或干扰效果不明显。     

主要农作物 lncRNA 鉴定与分析研究进展

随着基因组和生物信息学技术的进步,特别是高通量测序技术的发展,人们发现了许多没有蛋白质编码潜力的转录单位。其中,长链非编码RNA(long non-coding RNAs,lncRNAs)是一种长度大于200 nt的非编码RNA,有着独特的二级结构且不编码蛋白质,lncRNAs可以在核内发挥作用,也可以在细胞质中发挥作用。大量的证据表明,lncRNAs几乎是每个细胞过程的调节器,其重要性引起了越来越多的人关注。lncRNAs主要与mRNA、DNA、蛋白质和miRNA相互作用,从而以多种方式在表观遗传、转录、转录后、翻译和翻译后水平调控基因表达。lncRNAs介导的调控在动物中已经被大量研究,而植物中的lncRNAs研究才刚刚起步,近期许多新的研究结果表明,lncRNAs在植物逆境胁迫、生长发育及系统进化的过程中起了非常重要的作用。概述了lncRNAs的来源、分类及lncRNAs在植物发育中的调控机制,列举了可用于植物lncRNAs分析的主要数据库资源,并就近年来玉米、水稻、小麦等主要农作物lncRNAs研究情况进行了梳理和总结,为今后深入挖掘植物lncRNAs的作用机制及其在农作物中的应用提供一定的参考。     

利用RecTE基因重组体系构建hrpS基因缺失型冠菌素工程菌株

冠菌素 (coronatine, COR) 是一种新型植物生长调节剂,能有效调控植物生长,增强植物抗逆性。目前冠菌素主要通过微生物菌株发酵的方式获得,而菌株自身产率低是限制冠菌素应用的最大问题。为了开发冠菌素高产菌株,本研究以模式菌株丁香假单胞菌番茄致病变种Pseudomonas syingae pv. tomato DC3000为出发菌株,利用RecTE基因重组体系对菌株Pst DC3000中hrpS基因进行了敲除,并成功筛选到基因重组菌株H1-20。对H1-20菌株进行发酵培养,结果表明,H1-20菌株中冠菌素的产量达到了22.67 mg/L,是出发菌株冠菌素产量的2.36倍。本研究通过RecTE基因重组体系,成功地构建了冠菌素工程菌株H1-20,为产冠菌素菌株提供了更多选择,为后续进一步开展冠菌素高产菌株改造工作奠定了基础。     

狗头枣GSTU基因的克隆及其序列分析

为探索红枣GSTU类基因在红枣抗逆中的分子作用机制,本研究以狗头枣枣树叶片的DNA为模板,根据枣GSTU基因的序列(HM345954.1)设计引物,采用PCR方法获得GSTU基因序列,并利用生物信息学手段对其所对应蛋白的结构域、功能域、理化特性、跨膜区、二级结构及亚细胞定位等进行分析。结果表明:克隆到的DNA序列全长838 bp,具有2个外显子和1个内含子,内含子在292~460 bp碱基处,该序列与GenBank中枣的GSTU核苷酸序列和氨基酸序列的同源性分别为99.85%和100%,表明成功的克隆了狗头枣的GSTU基因。该序列编码222个氨基酸,分子量为25.268 kD,理论等电点(pI)为6.10;亲水性的平均数为-0.242,表明该蛋白是亲水性蛋白。二级结构主要以α-螺旋为主,其次是无规则卷曲,不存在信号肽,表明该蛋白可能为非分泌性蛋白,该蛋白可能位于内质网(膜)和质膜上。本研究获得的狗头枣GSTU基因在基因结构上含有1个内含子,在核酸序列及氨基酸序列上与GenBank中枣的GSTU基因同源性高,并对其理化性质、结构等进行了预测与分析,为进一步研究红枣抗逆分子机制提供理论基础,同时为红枣品种的选育提供理论支持。     

禾谷镰孢菌FGSG＿09482基因功能初探

为研究禾谷镰孢菌FGSG09482基因的生物学功能,以禾谷镰孢菌为试材,采用Split-Marker基因敲除技术构建基因敲除盒,PEG (聚乙二醇)介导转化法转化禾谷镰孢菌原生质体,在含有潮霉素的培养基上培养筛选,获得FGSG09482基因敲除突变株。通过观察比较其敲除突变体表型,从而分析鉴定该基因的生物学功能。结果表明:以野生型PH-1作为对照,敲除突变体的菌落形态没有明显变化,分生孢子形态没有明显差异,培养滤液颜色没有明显区别。分生孢子侵染番茄果实实验表明,以番茄果实为侵染宿主,对比野生型PH-1,突变体致病力没有减弱。但突变体菌落的生长速率滞后于野生型PH-1;敲除突变体的产孢量低于野生型PH-1;有性杂交实验表明,敲除突变体几乎不产生子囊壳,野生型PH-1可以。本研究初步表明,FGSG09482基因对禾谷镰孢菌菌落的生长速率有一定的调控作用;对禾谷镰孢菌的分生孢子的产量、子囊壳的产生也有影响,推测FGSG09482基因可能与禾谷镰孢菌有性生殖、无性生殖过程相关。     

旱垂柳转录组测序及赤霉素在垂枝形成中的作用

垂枝作为特殊的林木形态结构,因形态优美在全世界被广泛用于绿化和园林景观而成为研究热点。国内外对垂枝植物的研究表明赤霉素在垂枝形成中起作用,但是垂枝形成的分子背景研究仍比较缺乏。本研究以旱垂柳(Salix matsudana var. pseudo-matsudana)的垂枝为研究对象,通过对旱垂柳在不同生长发育时期的叶片、茎尖和茎基部进行了转录组和数字表达谱测序研究,共获得71 474个Unigenes序列。将Unigenes与COG和KEEG数据库比对,与转录和信号转导机制相关的基因在旱垂柳中高度富集,最终确定8 359个差异表达的基因,其中427个基因与激素相关。进一步分析赤霉素相关基因得出,主要参与2条赤霉素合成途径,具有生物活性的GA4是合成途径中的主要产物,而且GA4在枝条中的含量显著高于GA1和GA3。参与赤霉素信号转导途径中的GID1B在旱垂柳中上调表达,以及在G1和G4生长期的表达量高于其他时期,而DELLA蛋白GAI在G2生长期以后下调表达,GID1B和GAI在旱垂柳的垂枝生长过程中可能起非常重要的作用。这些研究结果将有助于探索赤霉素在旱垂柳垂枝形成中的分子作用,可为林木形态的遗传改良提供基础理论依据。