水稻白叶枯病菌ahpC基因转录单元分析和原核表达

从水稻白叶枯病菌(Xanthomnas oryzae pv.Oryzae,Xoo)菌株PXO99A中克隆了H2O2降解基因ahpC,发现其编码的烷基过氧化氢酶AhpC在所测定的不同种病原细菌中的蛋白序列高度保守;采用RT-PCR方法分析了基因的转录结构特征,发现ahpC基因与酶电子供体基因ahpF组成了同一个转录单元;通过对ahpCp-lacZ活性检测,发现该启动子活性显著地受转录调控因子OxyR的正调控.此外,利用表达载体pET-28a(+)对ahpC基因进行了原核表达,经诱导后获得了可溶性的靶蛋白,可用于后续的生物学功能的分析.     

水稻白叶枯病菌TonB-Dep-Rec蛋白家族成员Tdrxoo的功能鉴定

【目的】旨在揭示水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)致病性和运动性及其基因表达的调控途径。【方法】本研究通过基因克隆、序列分析和缺失突变方法,对与应答调节子GacAxoo互作的Tdrxoo的分子特征和功能进行了鉴定。【结果】利用序列特异性引物进行基因扩增,成功地从野生型菌株PXO99A中克隆了tdrxoo基因。Tdrxoo与其它病原黄单胞菌的同源序列高度保守,具有TonB-Dependent-Receptor(TDR)结构域,推测其是位于细菌外膜、可能接收来自细菌体外环境信号的蛋白。用基因标记交换法,构建了△tdrxoo基因缺失突变体。与PXO99A相比,Δtdrxoo在人工培养条件下的生长受到影响,致病性完全丧失,胞外纤维素酶和木聚糖酶活性和运动能力显著减弱,基因互补可以使之恢复;Δtdrxoo嗜铁素产生无明显改变。【结论】Tdrxoo作为一种细胞外膜蛋白,可能参与调控了病菌的生长、致病性、胞外酶活性和运动性等表型。     

水稻白叶枯病菌△rpfxoo基因缺失突变体DSF信号产生和毒性表达

[目的]旨在阐明3个DSF/Rpfxoo信号系统成员RpfFxoo、RpfCxoo和RpfGxoo在水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)毒性表达中的功能.[方法]用标记置换法缺失突变rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo基因,测定突变体及其互补菌株的DSF(diffusible signal factor)信号分子产生、胞外多糖(EPS)产生及其对水稻的致病性.[结果]从野生型菌株PX099A 基因组中克隆了推测与DSF信号生成和传导有关的基因rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo,获得了相应的单基因或双基因缺失突变体.与PX099A 产生DSF相比,△rpfFxoo、△rpfY+Cxoo和△rpfr+Gxoo均不产生DSF,△rpfCxoo过量产生,△rpfGxoo产量降低;rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo可以分别互补Xoo和Xce的相应基因突变体,恢复DSF产生表型.除△rpfFxoo的EPS产生无明显变化外,其余突变体的均显著减少.所有突变体对水稻的致病性均显著下降.[结论]RpfFxoo、RpfCxoo和RpfGxoo调控了Xoo的DSF信号生成、EPS产生和致病性.     

水稻与白叶枯病菌互作机制研究进展

水稻白叶枯病由Xanthomonas oryzae pv.Oryzae(Xoo)致病菌引起,为水稻三大病害之一,对世界水稻生产造成了严重危害.水稻与Xoo互作符合“基因对基因”假说,是研究植物与细菌互作的典型模式系统.水稻基因组以及Xoo基因组测序的完成,极大地推动了水稻-Xoo互作分子机理的研究.就有关水稻与Xoo互作机制的最新研究进展作一概述.     

水稻白叶枯病菌广西分离株K74中主效TAL效应物的鉴定

水稻是世界上主要的粮食作物之一。水稻白叶枯病(Bacterial leaf blight)是危害水稻最严重的细菌性病害,可使水稻减产20%以上,严重时甚至绝产,给农业生产和经济造成巨大影响。水稻白叶枯病由水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)的侵染造成,而TAL效应物是Xoo的重要致病因子。近年来,该病在广西也有多发的趋势。2007年从防城港疫区分离得到Xoo K74菌株,经前期研究表明该菌株中有18个tal基因。本研究中,我们对K74菌株中的TAL效应物进行了功能研究。通过基因同源整合突变及互补等研究,我们鉴定到了K74菌株一个与致病力相关的主效TAL效应物。     

水稻白叶枯病菌受寄主诱导启动子的克隆

用一个具链霉素（Ｓｍ）抗性,含无启动子ＣＡＴ基因的广宿主启动子探针质粒ｐＩＪ３１００．用鸟枪法克隆水稻白叶枯病菌染色体ＤＮＡ的ＢａｍＨ１酶切片段,重组质粒转化大肠杆菌ＥＤ＿（８７６７）,在含链霉素和氯霉素的ＬＢ平板上筛选含有水稻白叶枯病菌启动子活性片段的转化子。在帮助质粒ｐＲＫ２０１３的帮助下,通过三亲交配,将转化子中重组质粒转移进野生型的水稻白叶枯病菌中去,在分别含有链霉素和氯霉素的ＰＳＡ对照平板上筛选对热氯霉素敏感的接合子。随机挑取２００个该接合子,接种用氯霉素处理的水稻感病品种金南风,得到１５个比对     

水稻白叶枯病菌核苷酸信号受体蛋白Clpxoo的分子鉴定及其功能

【目的】本文的目的为阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, 简称Xoo)核苷酸信号途径及其作用机理。 【方法】本研究对推导的信号受体蛋白Clpxoo进行了基因克隆、序列分析、缺失突变和互补及其相关表型的鉴定。【结果】克隆的clpxoo基因序列与大肠杆菌crp和铜绿假单胞菌vfr的同源性较高,与其它几种病原黄单胞菌clp高度保守。Clpxoo序列N端具有环化核苷酸cNMP结合结构域(CAP_ED?),C端具有保守的DNA结合结构域(HTH_CRP)。用双交换法构建了基因缺失突变体(△clpxoo)。与野生型菌株PXO99A相比,△clpxoo的运动性、胞外多糖产生能力和对H2O2的抗性均显著降低,基因互补可使之部分恢复;△clpxoo胞外酶产生和对烟草致敏性无显著改变。【结论】Clpxoo可能作为全局性的保守调控因子之一,调控了Xoo的鞭毛运动性、胞外多糖产生和对H2O2的抗性。     

白叶枯病菌侵染水稻体细胞无性系变异植株叶片的扫描电镜观察

选用离体筛选的抗白叶枯病水稻体细胞无性变异系后代植株的种子,收获后播种。对其功能叶用白叶枯病菌菌株浙１７３剪叶接种７２ｈ后,对叶片进行扫描电镜观察。结果发现,筛选的抗性品种的水孔周围病菌较少,而感病品种的水孔周围病菌则分布较多。证明了白叶枯病菌的侵染途径首先是通过水孔进入植物叶片内部的;另外也证明了筛选的水稻体细胞无性变异系后代植株已具有成株抗性。     

水稻白叶枯病菌Δrpfxoo基因缺失突变体DSF信号产生和毒性表达

【目的】旨在阐明3个DSF/Rpfxoo信号系统成员RpfFxoo、RpfCxoo和RpfGxoo在水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)毒性表达中的功能。【方法】用标记置换法缺失突变rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo基因,测定突变体及其互补菌株的DSF(diffusible signal factor)信号分子产生、胞外多糖(EPS)产生及其对水稻的致病性。【结果】从野生型菌株PXO99A基因组中克隆了推测与DSF信号生成和传导有关的基因rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo,获得了相应的单基因或双基因缺失突变体。与PXO99A产生DSF相比,ΔrpfFxoo、ΔrpfF+Cxoo和ΔrpfF+Gxoo均不产生DSF,ΔrpfCxoo过量产生,ΔrpfGxoo产量降低;rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo可以分别互补Xoo和Xcc的相应基因突变体,恢复DSF产生表型。除ΔrpfFxoo的EPS产生无明显变化外,其余突变体的均显著减少。所有突变体对水稻的致病性均显著下降。【结论】RpfFxoo、RpfCxoo和RpfGxoo调控了Xoo的DSF信号生成、EPS产生和致病性。     

水稻白叶枯病菌EAL结构域蛋白VieAxoo基因缺失突变和功能分析

摘要：【目的】旨在揭示水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, 简称Xoo) 环鸟苷二磷酸（c-di-GMP）信号蛋白VieAxoo的生物学功能。【方法】本研究通过标记置换法对vieAxoo基因(PXO_04753)进行了缺失突变研究,采用表性测定进行了部分功能鉴定。【结果】从野生型菌株PXO99A中克隆的vieAxoo基因序列与其它病原黄单胞菌的同源序列高度保守。VieAxoo具有参与c-di-GMP降解的磷酸二酯酶（PDE）EAL结构域和磷酸信号识别受体REC结构域     

MinC Protein Shortens FtsZ Protofilaments by Preferentially Interacting with GDP-bound Subunits

The interaction of MinC with FtsZ and its effects on FtsZ polymerization were studied under close to physiological conditions by a combination of biophysical methods. The Min system is a widely conserved mechanism in bacteria that ensures the correct placement of the division machinery at midcell. MinC is the component of this system that effectively interacts with FtsZ and inhibits the formation of the Z-ring. Here we report that MinC produces a concentration-dependent reduction in the size of GTP-induced FtsZ protofilaments (FtsZ-GTP) as demonstrated by analytical ultracentrifugation, dynamic light scattering, fluorescence correlation spectroscopy, and electron microscopy. Our experiments show that, despite being shorter, FtsZ protofilaments maintain their narrow distribution in size in the presence of MinC. The protein had the same effect regardless of its addition prior to or after FtsZ polymerization. Fluorescence anisotropy measurements indicated that MinC bound to FtsZ-GDP with a moderate affinity (apparent K_D ∼10 μm at 100 mm KCl and pH 7.5) very close to the MinC concentration corresponding to the midpoint of the inhibition of FtsZ assembly. Only marginal binding of MinC to FtsZ-GTP protofilaments was observed by analytical ultracentrifugation and fluorescence correlation spectroscopy. Remarkably, MinC effects on FtsZ-GTP protofilaments and binding affinity to FtsZ-GDP were strongly dependent on ionic strength, being severely reduced at 500 mm KCl compared with 100 mm KCl. Our results support a mechanism in which MinC interacts with FtsZ-GDP, resulting in smaller protofilaments of defined size and having the same effect on both preassembled and growing FtsZ protofilaments.     

Expression of cGMP-dependent protein kinase inEscherichia coli

Cyclic GMP-dependent protein kinase (cGMP kinase) is involved in the relaxation of smooth muscle. The enzyme has been cloned and expressed in eukaryotic cell lines but so far not in prokaryotic cells. Three vectors were constructed for the expression of I cGMP kinase inEscherichia coli. Transformation with the pET3a/cgk vector which uses the T7 RNA polymerase/promotor system resulted in efficient accumulation of cGMP kinase. Most of the protein was in an insoluble and catalytic inactive form. Various solubilization and refolding conditions did not yield an active enzyme. A small fraction of the cGMP kinase was present in the soluble cell extract. This fraction bound cGMP with high affinity but had no cGMP stimulated kinase activity. To prevent aggregation two additional vectors were constructed. (I) A bacterial leader sequence, which directs the export of proteins into the periplasmic space, was fused to the aminoterminus of the cGMP kinase. (II) A gram/gram⁺ shuttle vector for expression under the control of the tac promotor was used. Both constructs directed the synthesis of an isoluble and inactive cGMP kinase. These results suggest that large amounts of cGMP kinase can be expressed inE. coli, but mainly in an isoluble and inactive form. In contrast to eukaryotic cells, bacteria may lack systems for correct protein folding and/or posttranslational modification that are crucial for the productive folding and/or activation of cGMP kinase.     

利用大肠杆菌表达禽流感病毒聚合酶酸性蛋白

目的：通过在大肠杆菌中分段表达禽流感病毒聚合酶酸性蛋白（PA蛋白）,探索PA基因中可能影响表达的区域。方法：构建分段缺失的PA蛋白突变体,用IPTG在大肠杆菌RosettaGamiB（DE3）中诱导表达,比较各突变体的表达效率。结果：N端缺失长度在143～408个氨基酸残基之间的9个突变体在大肠杆菌中的表达水平较高;而突变体PA/K（Δ1-40aa）、PA/M（Δ1-56aa）、PA/N（Δ41-56aa）和PA/P（Δ57-75aa）的表达水平很低;全长PA蛋白和缺失N端20个氨基酸残基的突变体PA/L则检测不到表达。结论：PA基因的61～225bp和325～426bp可能是影响PA蛋白表达的2个重要区域,为下一步表达全长PA蛋白奠定了基础。     

原核系统可溶性表达策略

获得大量目的蛋白的最简单最经济的方法是利用原核表达系统表达外源基因.但由于原核系统的自身特点,使所表达的蛋白常常形成无活性的包涵体.多年来世界各国的研究为解决这一问题尝试了多种方法.本简单介绍原核表达系统的特点及提高蛋白可溶性表达的常用方法.     

Rapid inhibition of protein histidine phosphorylation by UV-irradiation in Xanthomonas oryzae pv. oryzae

Abstract Exposure of Xanthomonas oryzae pv. oryzae cells to 254 nm UV radiation resulted in an alteration of protein phosphorylation. Labelling of the phosphohistidine-containing proteins with molecular masses of 81 and 32 kDa, named p81 and p32, was rapidly reduced following UV irradiation in the early exponential cells, but the decrease was not detected in mid-exponential cells. Mitomycin C, a DNA replication inhibitor, and rifampicin, a drug generally used to inhibit RNA synthesis and DNA replication, were also found to reduce the histidyl phosphorylation. However, this alteration of protein phosphorylation was not hindered by chloramphenicol treatment. A possible role for these histidyl phosphopfoteins in sensing UV light is proposed.     

水稻病程相关PR1家族蛋白质在叶片生长及与白叶枯病菌互作反应中的表达

病程相关(PR)蛋白质经常被用作抗病反应的分子标记。利用免疫印迹(WB)技术检测了7个PR1家族蛋白质在水稻(Oryza sativa)叶片生长及与白叶枯病菌互作反应过程中的表达,发现6个PR1家族蛋白质在叶片生长中有表达。检测PR1蛋白质在Xa21介导的抗白叶枯病过程中的表达,结果显示PR1#052、PR1#072、PR1#073和PR1#121四个蛋白质在抗病反应后期呈上调或诱导表达,PR1#071则表达下调。进一步比较它们在抗病、感病和对照(Mock)反应中的表达丰度,发现在抗病和感病反应中的变化幅度均明显大于对照反应,推测这些PR蛋白质在水稻-白叶枯病菌互作反应中发挥作用。另外,对PR1基因上游启动子区的cis元件进行了分析。该研究初步揭示了水稻PR1家族蛋白质的表达谱,为进一步了解PR1蛋白质的功能提供了线索。     

重组蛋白在大肠杆菌周间腔的分泌表达

大肠杆菌是用于生产重组蛋白的重要工程宿主菌。但是,要获得足够的正确折叠的蛋白还存在一定的缺陷,其中一种解决此问题的方法就是使重组蛋白分泌到大肠杆菌的周间腔里。在这篇综述中,主要讨论了使重组蛋白分泌表达至大肠杆菌周间腔的近期的研究进展。     

SARS病毒S蛋白片段的克隆表达和纯化

以大肠杆菌表达载体pET22b为载体,直接表达SARS病毒S蛋白425-569及894-1033等2片段。表达所获得的包涵体形式蛋白经尿素溶解后分别经过2次离子交换层析,获得初步纯化。在酸性和低尿素浓度环境中,2种S蛋白片段极易沉淀。Western印迹鉴定显示其与抗SARS病毒血清呈阳性反应。获得的纯化蛋白可用于检验受体结合能力等研究。