条锈菌诱导的抗锈小麦种质的基因表达分析

以条锈菌接种前后的抗条锈病种质N 95175的小麦幼苗叶片为材料,利用抑制消减杂交技术,构建了条锈菌接种初期小麦抗性种质叶片的SSH-cDNA文库。通过对文库中随机选取的50个阳性克隆提取质粒,进行测序,共获得已知功能的EST序列14条,如蛋白激酶、锌指蛋白、细胞色素P 450和OM T 1等抗病相关基因,它们涉及植物的信号传导、转录调控、丙烷代谢途径及防卫反应等方面。     

条锈菌诱导的小麦抗病与感病近等基因系SSH文库构建及分析

为分析条锈菌诱导下的小麦抗病与感病近等基因系之间差异表达的基因,以接种小麦条锈菌CY26小种的抗病近等基因系Yr4/6×Taichung 29幼苗叶片cDNA作为实验方,接种CY26的感病亲本Taichung 29幼苗叶片cDNA为驱动方,利用抑制消减杂交(SSH)技术构建了一个包含1 300余克隆的消减文库。对文库中600个克隆进行了反向Northern点杂交筛选,对获得的阳性克隆进一步进行了Northern杂交验证,获得显著差异的克隆12个。经测序和BlastX分析,其中6个差异表达序列的推测产物分别为亮氨酸重复序列蛋白、过氧化氢酶、硫氧还蛋白、RNA结合蛋白、抗坏血酸过氧化物酶和热激蛋白。除亮氨酸重复序列为信号传导类蛋白外、其他几个均为抗病防御类蛋白。     

小麦条锈菌钙调素依赖蛋白激酶基因Pscamk的功能

【目的】克隆小麦条锈菌钙调素依赖蛋白激酶基因Pscamk,并分析其在条锈菌侵染小麦过程中的表达特征及初步功能。【方法】基于本实验室已测序的小麦条锈菌基因组序列,利用RT-PCR方法,从小麦条锈菌生理小种CYR32中克隆Pscamk基因的cDNA序列,并利用网络数据库和生物信息学工具预测该基因编码蛋白的基本特征和保守结构;运用qRT-PCR技术分析Pscamk在不同发育及侵染阶段的表达水平,进一步通过钙调素依赖蛋白激酶(CaMK)的免疫抑制剂KN-93处理小麦条锈菌夏孢子,观察其萌发状况。【结果】获得1个1620 bp的小麦条锈菌CaMK基因Pscamk;序列分析发现,Pscamk编码蛋白包含CaMK蛋白的保守结构域,并与小麦杆锈菌该类蛋白序列相似性最高。qRT-PCR分析表明,Pscamk在条锈菌侵染初期过程中的芽管发育、初生菌丝侵染及吸器形成时期呈显著上调表达,且在条锈菌接种6 h时表达量最高,为对照夏孢子的20.74倍。在专一性免疫抑制剂KN-93处理后,随着KN-93施加浓度的增加,条锈菌夏孢子萌发率逐渐降低,当浓度为1.4μmol/L时夏孢子萌发率为8.02%,仅为对照的12%。【讨论】推测Pscamk基因参与了小麦条锈菌夏孢子萌发、芽管发育以及初期侵染结构的形成。本研究为进一步探索条锈菌细胞钙信号传导机理和致病机制奠定了基础。     

抑制差减杂交分离赤霉病菌诱导的小麦特异表达基因

为了全面探索小麦赤霉病抗性机理,以抗赤霉病小麦品种‘苏麦3号’及其感病的近等基因系(Hwo4)为实验材料,构建了一个‘苏麦3号’受赤霉病菌诱导表达的正向差减杂交文库。随机选取了141个阳性克隆测序,共获得133条通读EST。将获得的EST去除载体及接头序列后,利用CAP3软件进行聚类分析,133条EST被聚成90个序列重叠群(contigs),片段大小介于106~643 bp间,平均长度为274 bp。利用NCBI的Blastx软件对序列进行蛋白序列同源性比对,结果显示76条序列在蛋白数据库中可以找到同源序列,功能涉及能量代谢、物质代谢、疾病/防御、转录及细胞结构等。其中以能量及物质代谢相关的基因数量最多,分别占总EST的21.1%及17.1%;其次是与抗病及防御反应有关的EST,数量占总EST的15.8%。进一步的分析表明与抗病及防御相关的EST功能主要涉及抗氧化、细胞解毒及相关物质的代谢。     

白叶枯病菌胁迫下云南普通野生稻SSH文库的构建及抗病相关基因分析

以云南普通野生稻为材料,利用抑制差减杂交技术（SSH）,构建了白叶枯病菌胁迫的云南普通野生稻特异表达基因的差减文库.通过对文库所有阳性单克隆进行测序,聚类分析后共获得494条高质量的表达序列标签（EST）.经过BlastN分析,有417条与已知功能的序列有较高同源性;经BlastX分析,有104条EST与未知功能蛋白或假定蛋白有较高相似性,49条EST未能找到同源匹配,341条EST与已知功能蛋白有较高同源性.初步分析发现,这些基因主要涉及能量代谢、蛋白质代谢、核酸代谢、防御与抗逆应答反应、信号转导、光合作用及膜运输等代谢过程.使用半定量RT-PCR研究了7个可能与白叶枯病抗性相关的EST序列在云南普通野生稻对照和白叶枯病菌处理的叶片中的表达情况,并获得这些基因的表达谱.结果发现,克隆编号为OR7,OR68和OR826的EST受白叶枯病菌胁迫诱导上调表达,其中OR826 EST在蛋白数据库中无同源序列,可能是一类新的白叶枯病抗性基因,而组成型表达的OR143 EST在对照和接菌处理的叶片中均能检测到其mRNA的表达,但其表达量在白叶枯病菌胁迫48 h后逐渐增强,推测这些基因直接参与了云南普通野生稻抗病防御反应.本研究为从云南普通野生稻中发掘和克隆新的白叶枯病抗性基因提供了理论依据,为进一步研究云南普通野生稻抗白叶枯病的分子机制奠定了基础.     

中国小麦条锈菌转主寄主小檗的鉴定

用萌发的小麦条锈菌冬孢子接种采自陕西省境内的陕西小檗、少齿小檗和长穗小檗,3种小檗均产生了性孢子器和锈孢子器。用人工接种小麦条锈菌冬孢子在陕西小檗上产生的锈孢子器接种小麦铭贤169产生了典型的条锈菌夏孢子堆症状。特异性PCR和DNA序列分析表明,人工接种产生于小檗上的锈孢子、接种锈孢子于小麦上产生的夏孢子堆与小麦条锈菌DNA的ITS区序列完全一致。更为重要的是,用采自田间受锈菌侵染的小檗叶片产生的锈孢子接种小麦铭贤169,经培养在小麦铭贤169叶片上产生了典型的条锈病症状。从而证实,在自然条件下,在中国,小檗不仅可作为小麦条锈菌的转主寄主,而且小麦条锈菌可在小檗上完成其有性繁殖过程。这一发现对进一步揭示我国小麦条锈菌高度的群体遗传多样性与毒性变异机理、完善小麦条锈病的防治策略具有十分重要的理论和实际意义。     

小麦中小GTP结合蛋白基因TaRop2克隆及其表达分析

小GTP结合蛋白属于Rho家族,是植物特有的一类蛋白,在调控植物生长发育、抗逆和抗病过程中发挥着重要的作用。本研究通过筛选非亲和条锈菌小种CYR32侵染诱导的抗条锈病基因Yr5近等基因系(Taichung29*6/Yr5)c DNA文库,分离获得1个Rop家族基因的全长c DNA序列,命名为TaRop2(Triticum aestivum Rop2)。TaRop2包含1个591 bp的开放阅读框,预测编码含197个氨基酸残基的蛋白质,分子量为21.52 k D,理论等电点为9.49。通过在烟草表皮细胞瞬时表达,发现TaRop2分布于细胞核内和细胞膜上。RT-PCR分析结果表明,在高盐处理、非亲和条锈菌小种CYR32和亲和混合白粉菌菌株侵染时,TaRop2基因的表达水平升高,但被干旱、高温、低温和ABA处理抑制。说明TaRop2可能参与小麦防卫和抗逆反应过程。     

小麦条锈菌PsCdc2基因的克隆及在条锈菌侵染小麦后的转录表达分析

【目的】克隆小麦条锈菌细胞分裂基因PsCdc2,分析该基因在条锈菌接种小麦后不同时间点的表达特征。【方法】利用PCR和RT-PCR技术克隆PsCdc2的cDNA序列和基因组序列,采用生物信息学技术预测分析该基因编码蛋白的保守结构域及基本特性,对该蛋白进行系统发育分析,构建进化树;运用实时荧光定量RT-PCR技术,以PsCdc2在夏孢子时期的表达情况为对照,分析该基因在亲和及非亲和互作中不同时间点的表达特征。【结果】PsCdc2基因组序列长2279 bp,由11个外显子和10个内含子构成,开放阅读框为885 bp,编码294个氨基酸,分子量为33.14 kDa,等电点为6.26。编码蛋白含两个保守的激酶特征位点,一个跨膜螺旋区域。PsCdc2基因编码蛋白与小麦秆锈菌、新型隐球菌、玉米瘤黑粉菌等多种真菌的Cdc2高度相似,其中与小麦秆锈菌的Cdc2亲缘关系最近,序列相似性达73.1%。实时荧光定量RT-PCR结果表明,在亲和组合中,该基因在条锈菌接种小麦的前期上调表达,其中接种后12 h时表达量最高,约为夏孢子中表达量的1.62倍,接种后24-268 h,基因表达基本呈下调趋势,其中96 h基因表达量最低,仅为夏孢子时期的0.07倍。在非亲和组合中,该基因表达基本呈下调趋势,在接种后各个时间点的表达量均低于在夏孢子中的表达量,其中接种后12 h时表达量最高,但仅为夏孢子中表达量的0.34倍;接种后96 h表达量最低,为夏孢子中表达量的0.02倍。【结论】PsCdc2可能通过调控条锈菌的细胞周期循环参与了侵染前期初生菌丝生长和吸器母细胞的形成,与条锈菌的致病性相关。本文首次报道了小麦条锈菌的Cdc2基因,为进一步揭示条锈菌细胞周期调控的本质及研究开发靶向Cdc2的新型农药,以及实现对小麦条锈病的新型药剂防治提供了理论基础。     

疫霉侵染下辣椒幼苗消减文库的构建与初步分析

为了分离和鉴定辣椒中疫霉诱导基因,以高抗疫霉病辣椒品种L11为材料,以接种辣椒疫霉菌的幼嫩叶片为处理（tester）,以未接种自然生长的幼嫩叶片为对照(driver),利用抑制性消减杂交技术(suppression subtractive hybridization,SSH)构建了疫霉侵染下辣椒幼苗的消减文库。从消减文库中随机挑取30个阳性克隆,提取质粒进行PCR鉴定,显示插入片段大小大部分集中在200～1 000 bp之间,文库质量良好。随机挑取40个克隆进行测序,共获得35个有效EST序列。经Blastx分析表明：有30个EST与GenBank中其他序列有同源性,5个EST为未知功能序列。已知功能的EST序列分别编码NAC转录因子、丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶、P450单加氧酶、叶绿素a/b结合蛋白、谷胱甘肽转移酶、几丁质酶等,这些蛋白涉及抗病信号传递、抗氧化作用、转录调控及光合作用等多种生理过程。本研究为抗病基因克隆和系统研究疫霉侵染下辣椒基因的表达奠定了重要的理论基础。     

条形柄锈菌吸器特异效应蛋白Hasp68抑制寄主免疫并与小麦组织蛋白酶B互作

作为活体营养专性寄生真菌,条形柄锈菌（小麦条锈病）在侵染过程中通过形成吸器向寄主细胞释放效应蛋白,干扰寄主的防卫反应,促进其侵染与致病。因此,条形柄锈菌效应蛋白的鉴定与功能研究对揭示其毒性机理具有重要意义。本实验室前期完成了条形柄锈菌CYR31生理小种吸器转录组分析,从中鉴定得到一个吸器特异诱导表达分泌蛋白Hasp68,利用农杆菌侵染在烟草细胞中瞬时表达该基因,能够抑制小鼠促细胞凋亡蛋白Bax诱导的细胞程序性死亡,鉴定为条形柄锈菌候选效应蛋白。Hasp68基因全长318bp,编码105_aa,N-端包含20_aa的信号肽,无保守结构域。BlastX分析表明Hasp68为条形柄锈菌特有效应蛋白,在其他真菌中无同源蛋白,且在条形柄锈菌16个菌系中呈较低的序列多态性,表明其在条形柄锈菌的进化过程中相对保守。借助荧光假单胞菌EtHAn的三型分泌系统,在小麦细胞中过表达Hasp68能够抑制由非致病细菌引起的PTI（PAMP-triggered immunity）相关胼胝质的积累;同时,也能抑制小麦与无毒条形柄锈菌互作中ETI（effector-triggered immunity）相关的活性氧爆发和过敏性坏死反应,表明效应蛋白Hasp68具有抑制寄主免疫反应的功能。利用酵母双杂交系统筛选Hasp68在小麦中的互作蛋白,发现其与组织蛋白酶B（cathepsin B）TaCTSB互作,双分子荧光技术进一步验证二者在烟草细胞中共表达存在互作,初步揭示了效应蛋白Hasp68的互作靶标。     

Entwicklungsgeschichte und Ultrastruktur von Pollenkitt und Exine bei nahe verwandten entomophilen und anemophilen Angiospermensippen derAlismataceae,Liliaceae, Juncaceae,Cyperaceae, Poaceae undAraceae

Some closely related members of the monocotyledonous familiesAlismataceae, Liliaceae, Juncaceae, Cyperaceae, Poaceae andAraceae with variable modes of pollination (insect- and wind-pollination) were studied in relation to the ultrastructure of pollenkitt and exine (amount, consistency and distribution of pollenkitt on the surface of pollen grains). The character syndromes of pollen cementing in entomophilous, anemophilous and intermediate (ambophilous or amphiphilous) monocotyledons are the same in principal as in dicotyledons. Comparing present with former results one can summarize: 1) The pollenkitt is always produced in the same manner by the anther tapetum in all angiosperm sub-classes. 2) The variable stickiness of entomophilous and anemophilous pollen always depends on the particular distribution and consistency of the pollenkitt, but not its amount on the pollen surface. 3) The mostly dry and powdery pollen of anemophilous plants always contains a variable amount of inactive pollenkitt in its exine cavities. 4) A step-by step change of the pollen cementing syndrome can be observed from entomophily towards anemophily. 5) From the omnipresence of pollenkitt in all wind-pollinated angiosperms studied one can conclude that the ancestors of anemophilous angiosperms probably have been zoophilous (i.e. entomophilous) throughout.

     

Identification and Characterization of the First Equine Parainfluenza Virus 5

正Dear Editor,Parainfluenza virus 5 (PIV5), known as canine parainfluenza virus in the veterinary field, is a negative-sense,nonsegmented, single-stranded RNA virus belonging to the Paramyxoviridae family (Chen 2018). The virus was first reported in primary monkey kidney cells in 1954 (Hsiung1972), then it has been frequently discovered in various     

Pathogenic Characterization and Full Length Genome Sequence of a Reassortant Infectious Bursal Disease Virus Newly Isolated in Pakistan

<正>Dear Editor,Infectious bursal disease (IBD) is one of the most important diseases of the poultry. The IBD virus (IBDV), a nonenveloped virus belonging to the Birnaviridae family with a genome consisting of two segments of double-stranded RNA (segments A and B), targets B lymphocytes of bursa of Fabricious leading to immunosuppression. In Pakistan,poultry farming is the second biggest industry and IBD is the second biggest disease threating the poultry sector.However, there is limited genome information of IBDV     

Mink Circovirus Can Infect Minks,Foxes and Raccoon Dogs

正Dear Editor,Mink circovirus (MiCV), which is clustered in the genus Circovirus of the family Circoviridae, was first described in minks from farms in Dalian, China in 2013 (Lian et al.2014). The complete single-stranded circular genome of the virus is 1,753 nucleotides long and contains two major open reading frames (ORFs), designated ORF1 (Rep gene)and ORF2 (Cap gene)(Lian et al. 2014; Ge et al. 2018).Sequence analysis has shown that MiCV is most closely     

CypA Regulates AIP4-Mediated M1 Ubiquitination of Influenza A Virus

Cyclophilin A (CypA) is a peptidyl-prolyl cis/trans isomerase that interacts with the matrix protein (M1) of influenza A virus (IAV) and restricts virus replication by regulating the ubiquitin–proteasome-mediated degradation of M1. However,the mechanism by which CypA regulates M1 ubiquitination remains unknown. In this study, we reported that E3 ubiquitin ligase AIP4 promoted K48-linked ubiquitination of M1 at K102 and K104, and accelerated ubiquitin–proteasome-mediated degradation of M1. The recombinant IAV with mutant M1 (K102 R/K104 R) could not be rescued, suggesting that the ubiquitination of M1 at K102/K104 was essential for IAV replication. Furthermore, CypA inhibited AIP4-mediated M1 ubiquitination by impairing the interaction between AIP4 and M1. More importantly, both the mutations of M1 (K102 R/K104 R) and CypA inhibited the nuclear export of M1, indicating that CypA regulates the cellular localization of M1 via inhibition of AIP4-mediated M1 ubiquitination at K102 and K104, which results in the reduced replication of IAV.Collectively, our findings reveal a novel ubiquitination-based mechanism by which CypA regulates the replication of IAV.