中国橡胶树疫霉种的研究*

疫病是我国植胶区的主要病害。近年来,作者从云南西双版纳和广东海南岛的橡胶树和胶园土共分离出57株疫霉菌种。通过分类研究,共鉴定出4个种:恶疫霉 Phytophthoracactorum(Leb.＆ Cohn)Schroeter,辣椒疫霉 P.capsici Leoman,柑桔褐腐疫霉 P.citrophthora(Sm.＆ Sm.)Leonian,和棕榈疫霉 P.palmivora(Butl.)Butler。其中辣椒疫霉是首次在橡胶树上发现。我国橡胶树疫霉的种群结构与东南亚和南亚的有所不同,除棕榈疫霉外,其余3种在东南亚和南亚均未发现。而东南亚常见种:簇囊疫霉(P.botryosa)、橡胶疫霉(P.heveae)和蜜色疫霉(P.meadii),在我国却迄今尚未发现或有待证实。以前报道分离自胶园土壤中的芋疫霉(P.colocasiae),可能系柑桔褐腐疫霉之误。绝大多数分离物经配对培养均可产生性器官:辣椒疫霉的A~1交配型和A~2交配型大致相等;柑桔褐腐疫霉和棕榈疫霉的A~2交配型则明显多于A~1交配型。     

巴西固氮螺菌的周质蛋白与宿主相关性的研究

本文报道用一种微量的方法研究从小麦、玉米、水稻、谷子等作物根系分离到的30株巴西固氮螺菌的周质蛋白。结果表明:尽管经形态、生理生化等多项指标鉴定确认它们同属于Azospirillum brasilcnse (巴西固氮螺菌),但是来源于不同植物根表的菌株间的周质蛋白扫描图谱有明显的差异,而来自同一种作物根表的菌株间的周质蛋白图谱却很相似。从而表明,巴西固氮螺菌具有宿主特异性。     

巴西固氮螺菌Yu62draTG基因及其下游区域的克隆与核苷酸序列分析

以Azospirillum brasilense sp74. 0kb draTG片段为探针。自A．Brasilense Yu62的基因文库中克隆了约8kb的draTG同源片段。通过对该片段的Southern杂交分析发现Abrasilense Yu62的draTG基因定位在3．0kb EcoRI-Kpn I片段上,其上游与nifH基因相邻。DNA序列分析结果表明：该片段含有完整的draTG,这两个基因下游还有两个开放阅读框架(ORF3和ORF4,其中ORF4是不完整的),draTG及下游的ORF3推测以一个操纵元的方式转录;在draG及ORF3的上游区域均发现。54依赖型启动子的特征序列(DPE及UAS)．推测它们与draT共转录外,还有可能单独转录。同源比较的结果表明Azospirillum的DraTG是非常保守的．它们在菌株及种间的差异都很小;紧接着drag的ORF3除与A lipoferum和Rhodospirillum rubrum相应位置的ORF同源外,还与Azotobacter vinelandii的ORFl4同源;ORF3下游的ORF4与大肠杆菌的yafj基因有较高的同源性。     

橡胶草90年来主要研究成果及最新研究进展

天然橡胶是重要的国防战略物质,巴西橡胶树（Hevea brasiliensis（Willd.ex A.Juss.） Muell.Arg）是天然橡胶的唯一来源,天然橡胶商业化形式极为单一,潜在的供给不足问题亟待解决。因此,寻找可替代巴西橡胶树的产胶植物一直受到全世界高度重视。蒲公英属橡胶草（Taraxacum kok-saghyz Rodin）根部含有与橡胶树橡胶类似的天然橡胶分子,该植物主要分布在温带和寒带地区,具有易于机械化收获、生长周期短、遗传转化相对容易等特点,是最具开发潜力的产胶植物。本文对橡胶草90年（1931-2018）来的研究历史和主要成果进行了概括,对近10年取得的最新成果进行了深度分析,并预测橡胶草在未来天然橡胶产业中的作用,期望为开展橡胶草商业化生产和橡胶生物合成相关基础研究提供一定的参考。     

紫云英根瘤菌及巴西固氮螺菌的氢酶表达特征

紫云英根瘤菌氢酶表达依赖于H_2并受碳底物和高O_2浓度的阻遏及cAMP的显著促进。整体细胞的吸氢活性对O_2不敏感,受碘乙酸(50mmol L~(-1))的强烈抑制。少数氧化还原电位为正值的人工电子受体可支持吸氢活性。与紫云英根瘤菌不同,巴西固氮螺菌氢酶表达并不依赖于H_2,受碳底物阻遏及cAMP促进的效应均不显著,而对O_2敏感。整体细胞吸氢活性受碘乙酸的抑制作用不明显。无论正、负值氧化还原电位人工电子受体均可支持吸氢活性。在经饥饿的静止细胞中,H_2可支持固氮活性并增强固氮酶对O_2的耐受能力。     

橡胶树橡胶生物合成调控相关基因的表达相关性分析

该文通过qPCR获得了正常割胶条件下,9个茉莉酸信号途径关键环节基因HbCOI1、HbJAZ1、HbJAZ2、HbJAZ3、HbMYC1、HbMYC2、HbMYC3、HbMYC4、HbMYC5和6个橡胶生物合成相关基因HbHRT2、HbSRPP、HbREF、HbHMGR1、HbHRT1、HbGAPDH在5个橡胶树魏克汉种质和5个1981''IRRDB种质胶乳中的表达数据; 通过皮尔逊相关系数分析了这15个基因彼此间的表达相关性,分别获得105对基因的双变量相关系数(r12)和偏相关系数(r12.3),所有105对基因的双变量相关系数(︱r12︱)和偏相关系数(︱r12.3︱)的平均值分别为0.486 ± 0.220和0.304 ± 0.211,达到0.05的差异显著水平。其中,r12与r12.3方向相同的63对(60%),方向相反的42对(40%); ︱r12︱<︱r12.3︱的23对(21.905%),︱r12︱>︱r12.3︱的82对(78.095%); 双变量相关显著性P<0.05的76对(72.38%),P<0.01的59对(56.19%); 偏相关显著性P<0.05的21对(20%),P<0.01的16对(15.24%)。结果显示,这两条途径中的基因表达彼此相关,这为基因表达谱分析中普遍采用的前提假设“功能相关基因的表达相关”提供了进一步的实验证据,可用于挖掘、筛选和预测与橡胶生物合成相关的未知基因,为研究橡胶树产量形成的分子调控机理提供理论基础。     

基于CRISPR-Cas9技术构建橡胶树胶孢炭疽菌的基因敲除系统

[背景]CRISPR-Cas9基因组编辑技术为病原真菌的基因敲除、敲入及定点编辑提供了新的思路。[目的]建立适用于橡胶树胶孢炭疽菌的CRISPR-Cas9基因敲除系统。[方法]通过大肠杆菌原核表达系统合成含有细胞核定位信号的Cas9蛋白;以URA5为靶标基因,预测该基因中Cas9的切割位点,并在体外转录合成相应的SgRNA;体外构建Cas9-SgRNA复合体,并将该复合体转入橡胶树胶孢炭疽菌原生质体;通过表型筛选及测序鉴定,筛选URA5的敲除突变体菌株。[结果]体外表达的Cas9蛋白与SgRNA能够形成复合体,并在体外对目标基因URA5的DNA序列进行切割;Cas9-SgRNA复合体能够成功转入橡胶树胶孢炭疽菌原生质体,并完成对URA5的敲除;敲除突变株表现出尿嘧啶缺陷表现型。[结论]建立了适用于橡胶树胶孢炭疽菌的基因敲除系统。     

产胶植物橡胶转移酶的研究进展

天然橡胶合成中,橡胶转移酶催化异戊二烯焦磷酸的多聚化过程,这一过程对天然橡胶的品质及产量至关重要。橡胶转移酶及其性质、橡胶生物合成分子机理及橡胶的分子量大小决定机制是亟待解决的重要科学问题。本文介绍了以巴西橡胶树为主的产胶植物橡胶转移酶的性质和生物学功能,对橡胶转移酶的分离与鉴定及其活性调节等研究进展进行了综述。     

巴西橡胶树去泛素化酶UCHs基因的克隆及功能分析

为探究去泛素化酶中泛素羧基末端水解酶（UCHs）在巴西橡胶树乳管泛素化过程中发挥的潜在功能,从巴西橡胶树中成功分离2个UCHs家族成员（HbUCH-L3和HbUCH-L5）的全长序列,开放阅读框分别长993、558 bp,编码330、185个氨基酸,具有典型的UCHs结构域;qRT-PCR结果表明HbUCH-L3和HbUCH-L5在各组织中均有表达,且在胶乳中表达丰度较低;HbUCHs重组蛋白的体外泛素化底物切割试验表明,HbUCH-L3和HbUCH-L5均具有水解泛素的功能。HbUCHs显著降低C乳清中总蛋白整体泛素化水平,且HbUCH-L3去泛素化酶活性高于HbUCH-L5。由此推测橡胶树UCHs在乳管中参与维持泛素化动态平衡进而发挥其特定的生物学功能,但具体的作用及调控机制尚不清楚。