植物病原真菌分泌蛋白质组学研究进展

分泌蛋白质组是指在特定时间和特定条件下,由组织或细胞等分泌的全部蛋白质。在病原真菌与植物的相互作用过程中,病原真菌会分泌大量的蛋白质和代谢产物,在病原真菌对植物的侵入、定殖和扩展等致病过程中起着重要作用。本文主要介绍了分泌蛋白质在植物病原真菌致病性中的作用、重要植物病原真菌分泌蛋白质组的研究进展、及植物病原真菌分泌蛋白质组的生物信息学预测分析等,对于全面了解植物病原真菌的致病机理具有重要意义。     

果实表达PGIPs的基因克隆及功能研究进展

多聚半乳糖醛酸酶(PGs)是病原真菌早期侵染植物的一个重要致病因子。多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIPs)作为植物防御蛋白,能特异性抑制真菌分泌的多聚半乳糖醛酸酶,并通过延长寡聚半乳糖醛酸(OGs)的稳定期激活植物防御反应。综述PGIPs在植物细胞中的定位,PGIPs与PGs之间的作用方式,PGIPs基因的分离与克隆,以及PGIPs对果实感病的影响,并对PGIPs的研究前景进行展望。     

组学技术在核盘菌研究中的应用

核盘菌Sclerotinia sclerotiorum是一种典型的死体营养型植物病原真菌,全球分布且寄主范围广泛,严重危害多种植物,对农业生产造成严重损失。核盘菌研究主要集中在真菌生物学及病理学等方面。近年来,随着高通量分析技术的不断改进,多种组学技术为系统生物学研究提供了平台。文中主要综述利用多种组学研究方法在植物病原真菌核盘菌研究中的应用及研究进展,探讨开展植物病原物及病害发展的系统性研究思路,以期为核盘菌的分子生物学及致病机理等研究提供参考,同时也为其他植物病原物及病害系统研究提供理论依据。     

植物病原真菌效应分子的研究进展

植物病原菌会分泌与寄主植物相互作用的效应分子(蛋白),这些效应分子在病原菌与寄主植物相互作用过程中起着重要作用。针对植物病原真菌效应分子功能及其作用机理的研究将有助于更好地了解植物病原真菌与寄主植物相互作用的分子机制,为植物真菌病害的防治提供新的思路与策略。本文章对植物病原真菌效应分子的研究进展进行了综述,并重点阐述了病原真菌与寄主植物相互作用的理论基础、真菌效应分子的转运及其功能机制等方面的最新发现。最后,对真菌效应分子未来值得重点关注的研究方向进行了探讨。     

真菌草酸的代谢和作用研究进展

草酸(oxalic acid)是一种重要的生物代谢产物,广泛分布于植物、动物和微生物中,在不同的生命体中发挥重要功能。本文回顾了国内外关于真菌草酸的相关研究进展。许多真菌能够分泌草酸,包括植物病原真菌、食药用真菌及工业真菌等。草酸作为一种简单的二元羧酸,在真菌中主要通过三羧酸循环途径、乙醛酸循环途径和草酰乙酸途径合成。草酸是真菌产生的一种重要的生物因子,能够影响真菌的生长与发育,还能够通过毒素作用、酸化寄主组织环境、参与细胞壁降解和诱导活性氧产生等作用方式,在真菌与寄主植物的互作中发挥作用,也在真菌的生活史和侵染循环中发挥重要的生物学和病理学作用。本文从草酸的理化特性、代谢途径、产草酸的真菌种类、草酸的作用和草酸相关基因功能等方面进行综述,并对未来真菌草酸研究应关注的问题提出了建议。     

PEX基因在过氧化物酶体形成及真菌致病性中的作用

过氧化物酶体(peroxisomes)是一类真核生物中普遍存在的细胞器,参与β-氧化、乙醛酸循环等多种重要的生化代谢。研究表明,过氧化物酶体在植物病原真菌侵染寄主过程中具有着举足轻重的作用。参与过氧化物酶体形成与增殖的基因,通常称为PEX基因。近年来,越来越多的PEX基因在植物病原真菌中得到鉴定,真菌过氧化物酶体的形成机制及其在植物病原真菌生长发育和致病过程中的作用越来越受到研究者的关注。本文围绕PEX 基因在过氧化物酶体形成中的作用、对过氧化物酶体相关生化代谢的影响,以及与植物病原真菌生长发育和致病性的关系进行了综述,以期为植物病原真菌致病机理研究和病害防控提供借鉴和参考。     

多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白的结构、功能以及应用研究进展

真菌病害严重影响植物的生长发育。为了自我保护,植物进化出了许多抵御病原真菌入侵的策略,例如防御相关蛋白的产生。多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（polygalacturonase-inhibiting proteins,PGIPs）是近年来研究较多的一种植物防御蛋白,它能与真菌分泌的多聚半乳糖醛酸酶（polygalacturonases,PGs）特异性结合,降低PGs水解植物细胞壁的活性并在植物体内累积能激活多种防御反应的长链寡聚半乳糖醛酸（oligogalacturonides,OGs）,从而达到抑制真菌侵染的目的。主要介绍了PGIPs的结构、功能及其抗菌机理,并综述了PGIPs在国内外转基因抗病育种中的应用研究进展。     

AtWRKY63基因过表达拟南芥对核盘菌抗性的研究

为研究草酸在核盘菌致病过程中可能的作用,以模式植物拟南芥为材料,采用30mmol/L草酸喷施3周龄拟南芥,发现草酸显著诱导拟南芥AtWRKY63的表达。通过构建AtWRKY63过表达载体转化拟南芥,获得过表达AtWRKY63的纯系转基因植株,再用核盘菌活体接种拟南芥,结果表明过表达AtWRKY63植株对核盘菌的抗性显著增强。组织化学染色结果表明,AtWRKY63是通过诱导植物的氧爆发,抑制核盘菌菌丝的生长来抵御核盘菌的侵染;qRT-PCR对拟南芥转录水平分析表明,AtWRKY63可能激活了过表达植株的水杨酸与茉莉酸依赖的抗病信号途径,从而增强对核盘菌的抗性。     

植物病原真菌的自噬

作为真核生物中普遍存在的现象,自噬不但实现了对细胞内物质的降解和回收利用,而且与植物病原真菌早期侵染阶段的附着胞发育、膨压升高、菌丝体形成、完成侵染等一系列过程密切相关,并且发挥了重要的作用。本文归纳了植物病原真菌自噬的相关基因和自噬过程;总结了自噬对病原真菌生长发育、致病力的调控和影响;概括了病原真菌自噬所涉及的信号通路;阐明了自噬影响植物病原真菌侵染过程的主要分子机制。为今后以自噬相关基因或蛋白作为靶点来筛选抑制病原真菌侵染的新型药物提供新的策略和思路。     

植物病原真菌致病毒素草酸的研究进展

许多植物病原菌可以分泌草酸,草酸作为致病的关键因子在病原菌的侵染过程中发挥着重要作用,并与病原菌的致病性、毒性有密切关系。草酸可通过氧化和脱羧两条途径进行降解,因此可以将草酸降解酶基因导入植物,从而获得对这类病害的抗性。     

氮源受限条件下植物病原真菌氮调控基因表达特性

研究证实植物病害的发生往往是由于植物病原真菌分泌的效应子诱导引起的,在此过程中,调控效应基因表达能够了解病原菌的侵染过程。细胞的营养状况据推测对于效应基因的表达起着重要的作用。已有研究表明在氮胁迫条件下相同效应基因的诱导作用在植株体内和体外是一致的,表明氮源缺乏的环境在植物体进化的早期就已经存在了。文章阐述了在氮受限条件下真菌致病系统中效应基因调控机制及其已经发现的氮调节基因特异性表达研究结果,通过对比几个病原菌中氮调控基因的功能,比较寄主植物体内和体外在氮限制条件下基因的诱导效应,从而揭示出氮的有效性在寄主植物病害发展过程中起到重要作用。     

PGIP在植物抗病方面的研究进展

至今为止,已在20多种植物体内发现了多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白(PGIP)。这类蛋白质主要集中于细胞壁和内膜系统,但在不同生长时间、不同品种及不同器官中其含量是不一样的,研究表明这种差异与植物的抗性强弱有着密切关系。PGIP是病原真菌分泌的endo_PG的抑制剂,因此能延缓病原真菌对植物细胞壁的降解。来自菜豆和小麦的实验证据表明病原真菌侵染植株能诱导pgip基因高水平转录、表达,但pgip基因家族对这种诱导信号应答的分子机制待于进一步研究。     

植病生防菌盾壳霉的研究进展

盾壳霉是世界性病原真菌核盘菌的主要拮抗真菌之一。许多研究表明盾壳霉具有控制温室和田间多种作物菌核病的潜力。目前欧洲一些国家已有盾壳霉商品制剂销售。为了加速盾壳霉产业化进程和更好地发挥其控制菌核病的作用 ,以及为了使人们对盾壳霉的研究不断深入 ,综述了盾壳霉生态学特性、遗传改良、对核盘菌的生防机制、在菌核病防治上的应用及基因工程研究等方面的研究进展。     

致病疫霉效应蛋白Pi16275的功能研究

【目的】分析致病疫霉效应蛋白Pi16275的超量表达对病原菌致病性的影响,明确Pi16275的亚细胞定位,筛选Pi16275在植物中的互作靶标蛋白及靶标蛋白在抵御病原菌侵染过程中的作用,初步揭示Pi16275在病原菌侵染植物过程中的作用机制。【方法】利用农杆菌介导的烟草瞬时表达系统在烟草叶片表皮细胞中瞬时表达Pi16275并观察其亚细胞定位,同时在瞬时表达部位接种致病疫霉游动孢子并统计病斑面积;通过酵母核系统cDNA文库及酵母双杂交技术筛选、验证,确定Pi16275在马铃薯中的靶标蛋白;运用病毒介导的基因沉默技术在植物中沉默靶标蛋白基因,探究基因沉默是否影响植物对病原菌的抗性。【结果】在烟草叶片中瞬时表达Pi16275显著促进致病疫霉的侵染;Pi16275定位在植物细胞核、细胞质及细胞膜中;初步筛选到3个与Pi16275互作的马铃薯蛋白：40S核糖体亚基蛋白S5 (StRPS5)、粘蛋白2 (StMUC2)、V型ATP酶E亚基类似蛋白(StVAEL);沉默StRPS5的同源基因后显著降低了烟草对致病疫霉的抗性。【结论】Pi16275在致病疫霉侵染植物过程中发挥重要作用。     

植物病原相关蛋白研究进展

植物在受到真菌、细菌、病毒侵染或意外的伤害时体内会产生新的蛋白质,称作病原相关蛋白(pathogenesisrelatedprotein简称PR蛋白)。PR蛋白的产生与植物对病原物的抵御直接相关,本文就PR蛋白的诱导表达、调控和作用机理方面的最新研究进展作一综述。     

植物病原真菌的MAPK基因及其功能

叙述在植物病原真菌中促分裂原活化蛋白激酶 (Mitogenactivatedproteinkinase,MAPK)基因的种类和特征 ,概括了MAPK基因在植物病原真菌生长发育、胁迫反应和侵染、致病过程中的作用及其研究现状 ,讨论了进行植物病原真菌MAPK基因研究的意义及重点研究的课题 ,并根据最新研究进展 ,提出了植物病原真菌MAPK基因研究的发展前景。     

全基因组预测禾谷炭疽菌的分泌蛋白

目的:禾谷炭疽菌侵染玉米、小麦等农作物引起的炭疽病,给农业生产造成了巨大经济损失。分泌蛋白在植物病原菌对植物侵染、定殖、扩展等致病过程中,发挥着重要作用。对禾谷炭疽菌分泌蛋白进行预测,并对其特征进行明确。方法:利用SignalP、ProtComp、TMHMM、big-PI Fungal Predictor和TargetP预测程序对禾谷炭疽菌中120 006条蛋白质序列进行分泌蛋白找寻,同时,对上述分泌蛋白的氨基酸分布、信号肽长度大小、信号肽切割位点以及理化性质等进行分析。结果:禾谷炭疽菌含有分泌蛋白为630个,其氨基酸长度多集中于100~600 aa之间;信号肽长度以17~20个aa的序列最为集中;信号肽切割位点属于A-X-A类型;分泌蛋白在分子量、等电点、稳定系数方面均存在差异,但大多数分泌蛋白属于亲水性蛋白。此外,上述分泌蛋白中,具有预测功能的蛋白为330个,其功能较多的集中于酶类,包括α-半乳糖苷酶、β-木聚糖酶、β-木糖苷酶等。结论:通过上述生物信息学分析方法有效地实现了禾谷炭疽菌分泌蛋白的预测,分泌蛋白的信号肽切割位点类型与已经报道的致病疫霉、粗糙脉孢霉等分泌蛋白信号肽切割位点一致,分泌蛋白功能涉及较多的酶类,也与其他已经报道的病菌分泌蛋白功能相类似。     

PGIP在植物抗病方面的研究进展

至今为止,已在２０多种植物体内发现了多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白（ＰＧＩＰ）。这类蛋白质主要集中于细胞壁和内膜系统,但在不同生长时间、不同品种及不同器官中其含量是不一样的,研究表明这种差异与植物的抗性强弱有着密切关系。ＰＧＩＰ是病原真菌分泌的ｅｎｄｏ－ＰＧ的抑制剂,因此能延缓病原真菌对植物细胞壁的降解。来自菜豆和小平的实验证明表明病原真菌侵染植株能诱导ｐｇｉｐ基因高水平转录、表达,但ｐｇｉｐ基因家族对     

真菌诱导的植物几丁酶蛋白

几丁酶,水解几丁质-真菌细胞壁的主要成分,该酶广泛存在于微生物和动植物中.近年来,植物几丁酶在植物抗真菌侵染过程中的作用和巨大的应用前景,已引起了人们的广泛关注.重点综述亲和组合、不亲和组合及内生菌根中真菌对植物几丁酶蛋白的诱导、几丁酶的组织细胞学定位及其抗真菌活性研究.     

细菌攻入植物内的新武器

近日,中美科学家联合报道了细菌毒性蛋白HopF2帮助病原细菌侵染植物宿主的机理。HopF2是丁香假单胞菌致病的关键武器,细菌能够将这些蛋白“注射”到植物宿主细胞内,干扰植物的免疫信号通路以及其他细胞活动,使宿主易感。