板栗疫病菌ntl基因的功能研究

板栗疫病菌(Cryphonectria parasitica)是引起板栗疫病的病原真菌。在实验室前期研究中,获得了一个不支持病毒复制且丧失致病力的板栗疫病菌紫外诱变突变株UV57。与野生型菌株EP155相比,UV57中检测不到蛋白100472的表达。为研究蛋白100472的功能,我们构建了编码100472蛋白的ntl基因的缺失突变体△ntl及其互补转化株△ntl-com。与野生型EP155相比,△ntl菌株表型不变,但对休眠板栗树枝的致病性明显降低,而互补转化株△ntl-com的致病力与野生型没有区别。ntl基因的缺失不影响低毒病毒CHV1-EP713的复制累积量,但导致参与G蛋白信号传导途径的cpga1、cpgb1、cpgc1和ste12基因以及参与MAPK途径的cpmk1转录水平明显下调。本研究结果为阐明病原真菌致病机制提供了新的知识。     

丝状真菌遗传转化体系的研究进展

随着现代测序技术的飞速发展,主要丝状真菌的基因组序列相继公布,对丝状真菌基因水平的研究也不断深入,发展高效的遗传转化技术是真菌基因功能研究以及定向改良菌种的前提。近年来,尽管研究者不断优化并开发新的遗传转化方法,然而在丝状真菌中仍然存在转化效率较低、阳性转化子筛选困难等问题。适宜的转化方法和筛选标记对丝状真菌的遗传转化有至关重要的作用。该文综述了丝状真菌遗传转化系统的研究进展,主要从受体细胞的处理、外源基因的整合与表达、常用转化方法和阳性转化子的筛选鉴定等方面进行概述,旨在为今后丝状真菌遗传转化体系的构建提供思路。     

丝状真菌胞外蛋白高效分泌机制的研究进展

丝状真菌由于其胞外蛋白分泌的高效性,成为生产酶制剂的高效细胞工厂.近年来针对真核生物胞外蛋白分泌途径的研究发现,丝状真菌蛋白的分泌途径相比其他真核生物具有高效分泌的特性.为了研究丝状真菌高效分泌的机制,本文总结了近年来丝状真菌分泌途径的最新研究进展,并且选取了分泌途径中关键环节的数种蛋白进行分析,通过与其他真核生物相关蛋白进行结构与序列比对,推测了丝状真菌胞外蛋白高效分泌的可能机制.     

一种产黄青霉突变体库的简单快速构建方法

产黄青霉(Pennicillium chrysogenum)是重要的工业丝状真菌,为更好地提高青霉素产量,了解青霉素合成的调控途径及相关基因的功能,突变体库的构建是一种有效途径。本研究以PCR扩增得到的T-DNA片段为外源DNA,通过PEG介导转化至产黄青霉原生质体中,成功地将含有外源博来霉素抗性基因(ble)和绿色荧光蛋白基因(gfp)的T-DNA插入到产黄青霉基因组中,构建了产黄青霉突变体库,并实现了ble基因和gfp基因在产黄青霉中的表达。该方法不依赖于农杆菌介导,无需构建二元表达载体,只需一步PCR即可实现外源基因的制备,简单快速,也为研究其它真菌基因功能和突变体库构建提供参考。     

玉米脱氧麦根酸分泌通道蛋白基因YS3启动子的克隆与启动活性分析

缺铁是世界范围内农业生产面临的严重问题,玉米通过分泌脱氧麦根酸(2’-deoxymugineic acid, DMA)吸收利用土壤中的难溶性铁。为探明玉米DMA分泌通道蛋白基因YS3的表达和调控机制,本文通过克隆获得长为2813 bp的YS3基因启动子,该序列含有大量TATA-box、CAAT-box等启动子基本元件,以及光响应、激素调控等多个顺式调控元件;构建YS3启动子驱动GUS基因的植物表达重组载体pCAMBIA-YS3GUS,利用农杆菌介导转化拟南芥,获得pYS3::GUS转基因植株,对转基因植株进行GUS组织化学染色,并通过石蜡切片技术对转基因植株进行组织观察,分析pYS3::GUS转基因植株中YS3基因启动子的活性。结果表明,YS3启动子主要驱动GUS基因在拟南芥根部表达,且主要集中在根部表皮细胞,机械损伤可激发YS3启动子活性,驱动GUS基因在损伤临近部位表达。本研究对于理解玉米DMA分泌的分子调控机理方法od3 gmaigensuan有重要意义。     

丝状真菌高效表达异源蛋白研究进展

丝状真菌是具有高效分泌蛋白质潜力的真核表达系统, 能对蛋白质进行翻译后修饰, 如蛋白质糖基化等; 并且比植物、昆虫和哺乳动物细胞具有更快的生长速率。近年来, 随着真菌分子遗传技术和菌种改良策略的进步, 尤其是真菌基因组学的发展, 利用丝状真菌生产异源蛋白越来越受到关注。综述了丝状真菌作为细胞工厂生产异源蛋白的最新探索与进展, 其中包括功能基因组学在蛋白表达与分泌研究中的应用, 同时探讨了异源蛋白表达和生产的改进策略。     

丝状真菌高效表达异源蛋白研究进展

丝状真菌是具有高效分泌蛋白质潜力的真核表达系统, 能对蛋白质进行翻译后修饰, 如蛋白质糖基化等; 并且比植物、昆虫和哺乳动物细胞具有更快的生长速率。近年来, 随着真菌分子遗传技术和菌种改良策略的进步, 尤其是真菌基因组学的发展, 利用丝状真菌生产异源蛋白越来越受到关注。综述了丝状真菌作为细胞工厂生产异源蛋白的最新探索与进展, 其中包括功能基因组学在蛋白表达与分泌研究中的应用, 同时探讨了异源蛋白表达和生产的改进策略。     

丝状真菌中的RNA干扰及其应用技术

RNA干扰是真核生物中相对保守的一种基因特录后表达调控机制,它通过双链RNA介导细胞内mRNA发生特异性降解或翻译抑制,从而调控靶基因的表达.对丝状真菌中RNA压制和减数分裂沉默等现象的研究表明,与动、植物一样,丝状真菌中也存在RNA干扰现象.通过对RNA压制缺失突变株和减教分裂沉默缺失突变株的一系列分子生物学研究,获得了与之密切相关的一系列蛋白,而这些蛋白在结构和功能上与动、植物RNA干扰途径的蛋白高度相似,这些结果证明了丝状真菌中的RNA存在干扰现象.RNA干扰技术作为丝状真菌分子生物学研究或遗传改造的工具具有特殊的意义,因为丝状真菌具有多核和发生非同源重组频率高的特点,难以用基因敲除手段进行改造.系统地介绍丝状真菌中的RNA干扰途径以及使用RNA干扰对真菌进行遗传改造的方法.     

有害疣孢霉Hypomyces perniciosus遗传转化体系的建立及其突变体库的构建

有害疣孢霉Hypomyces perniciosus是引起双孢蘑菇Agaricus bisporus湿泡病的病原真菌,目前其致病分子机理尚不清楚,而高效稳定的遗传转化体系和突变体库构建是挖掘和研究病原菌致病基因的基础和有效手段。因此,本实验以高致病力的有害疣孢霉菌株WH001为研究对象,采用冻融法将双元载体pBHt1转入农杆菌AGL-1中,建立并优化根癌农杆菌介导的遗传转化体系,并利用其构建T-DNA插入突变体库。结果表明有害疣孢霉菌株WH001的潮霉素（Hygromycin,Hyg）耐受浓度为250ng/L,当农杆菌侵染液浓度OD₆₀₀=1,侵染时间为30min,乙酰丁香酮（Acetosyringone,AS）浓度为1.5mg/mL,共培养时间为3d时,转化体系效率最高。然后利用该优化体系构建有害疣孢霉的突变体库,通过PCR检测和形态学鉴定获得若干表型发生改变、稳定遗传的T-DNA插入突变体,与原菌种WH001相比,突变体在菌丝形态、生长速率、色素分泌和致病力等方面发生改变。本研究为进一步挖掘有害疣孢霉未知基因功能、解析生物学性状、探讨致病分子机制奠定基础。     

稻瘟病菌分泌蛋白MoCDIE2诱导植物细胞死亡的功能分析

由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的稻瘟病是全球最严重的植物真菌病害之一。稻瘟病菌通过分泌效应蛋白进入与植物相互作用界面或转运到植物细胞内,抑制寄主植物的免疫防卫反应,使病原菌成功侵染。通过农杆菌介导的异源表达策略,筛选到能引起非寄主植物烟草细胞死亡的候选效应蛋白MoCDIE2(Cell Death-Inducing Effector)。序列分析表明:MoCDIE2基因编码一个蓖麻毒素B凝集素蛋白;系统发育树构建结果表明MoCDIE2同源蛋白保守存在于丝状真菌中;利用基因敲除的方法获得MoCDIE2的敲除突变体,结果表明MoCDIE2的敲除突变体在菌丝生长和致病性方面与野生型菌株Guy11没有明显差异。     

菰黑粉菌T-DNA突变体库的构建及分析

通过建立适用于菰黑粉菌Ustilago esculenta的农杆菌介导遗传转化(Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation,ATMT)体系,构建菰黑粉菌T-DNA插入突变体库。针对性地筛选双核菌丝形成缺陷型转化子,并对T-DNA插入位点进行分析,为研究菰黑粉菌二态型转换的分子调控机理打下基础。以构建的菰黑粉菌自融合菌株TSP为出发菌株,以含有遗传霉素(G418)抗性基因(neo)的质粒为载体,通过ATMT构建菰黑粉菌T-DNA突变体库,并对诱导剂乙酰丁香酮(AS)浓度、转化的共培养时间、农杆菌浓度和菰黑粉菌芽孢子浓度等建库影响因素进行单因素条件试验,筛选最优条件;对继代培养的转化子基因组中的遗传霉素抗性基因进行PCR检测,验证转化子遗传稳定性;对突变体库中的转化子双核菌丝生长情况进行观察,测定其双核菌丝形成能力;对上述双核菌丝形成缺陷型转化子进行基因组重测序,分析其T-DNA插入位点。当遗传霉素浓度为75μg/mL时,菰黑粉菌的生长被完全抑制。当AS浓度为100μg/mL、共培养时间为24 h、孢子浓度为1×10⁵     

Spectrum of T-DNA integrations for insertional mutagenesis of Histoplasma capsulatum

Agrobacterium-mediated transformation is being increasingly used for insertional mutagenesis of fungi. To better evaluate its effectiveness as a mutagen for the fungal pathogen Histoplasma capsulatum, we analyzed a collection of randomly selected T-DNA insertion mutants. Testing of different T-DNA element vectors engineered for transformation of fungi showed that pBHt2 provides the highest transformation efficiency and the lowest rate of vector backbone carryover. Sixty-eight individual T-DNA integrations were characterized by recovery of T-DNA ends and flanking genomic sequences. The right border (RB) end of the T-DNA is largely preserved whereas the left border (LB) end is frequently truncated. Analysis of T-DNA insertion sites confirms the lack of any integration hotspots in the Histoplasma genome. Relative to genes, T-DNA integrations show significant bias towards promoter regions at the expense of coding sequences. With consideration for potential promoter interruption and the demonstrated efficacy of intronic insertions, 61 % of mapped T-DNA insertions should impair gene expression or function. Mapping of T-DNA flanking sequences demonstrates 67 % of T-DNA integrations are integrations at a single chromosomal site and 31 % of T-DNA integrations are associated with large-scale chromosomal rearrangements. This characterization of T-DNA insertions in mutants selected without regard to phenotype supports application of Agrobacterium-mediated transformation as an insertional mutagen for genome-based screens and functional discovery of genes in Histoplasma.     

The secretion pathway in filamentous fungi: a biotechnological view

The high capacity of the secretion machinery of filamentous fungi has been widely exploited for the production of homologous and heterologous proteins; however, our knowledge of the fungal secretion pathway is still at an early stage. Most of the knowledge comes from models developed in yeast and higher eukaryotes, which have served as reference for the studies on fungal species. In this review we compile the data accumulated in recent years on the molecular basis of fungal secretion, emphasizing the relevance of these data for the biotechnological use of the fungal cell and indicating how this information has been applied in attempts to create improved production strains. We also present recent emerging approaches that promise to provide answers to fundamental questions on the molecular genetics of the fungal secretory pathway.     

丝状真菌蛋白表达系统研究进展*

丝状真菌以其优秀的表达分泌能力和良好的环境适应能力,使得其在蛋白质表达领域应用越来越广泛。近几十年来,通过诱变、培养优化及遗传改造等手段,使得包含曲霉属、木霉属、青霉属等在内的丝状真菌被开发成高效表达宿主。为促进丝状真菌蛋白表达系统的开发,结合作者的研究工作,对工业上丝状真菌表达宿主、蛋白质表达元件及其改造策略进行综述,并探讨了当前丝状真菌表达系统开发过程中的不足之处,为新型丝状真菌表达系统的研究提供参考和启示。     

Transcriptome analysis of recombinant protein secretion by Aspergillus nidulans and the unfolded-protein response in vivo

Filamentous fungi have a high capacity for producing large amounts of secreted proteins, a property that has been exploited for commercial production of recombinant proteins. However, the secretory pathway, which is key to the production of extracellular proteins, is rather poorly characterized in filamentous fungi compared to yeast. We report the effects of recombinant protein secretion on gene expression levels in Aspergillus nidulans by directly comparing a bovine chymosin-producing strain with its parental wild-type strain in continuous culture by using expressed sequence tag microarrays. This approach demonstrated more subtle and specific changes in gene expression than those observed when mimicking the effects of protein overproduction by using a secretion blocker. The impact of overexpressing a secreted recombinant protein more closely resembles the unfolded-protein response in vivo.