苜蓿假盘菌侵染苜蓿叶片的细胞学研究

采用微分干涉相差显微镜、扫描和透射电镜技术系统研究了苜蓿假盘菌Pseudopeziza medicaginis在苜蓿叶片的侵染过程及超微结构特征。结果表明,接种4h后,子囊孢子萌发产生芽管;12h后,芽管以直接侵入的方式进入表皮细胞形成侵染菌丝;24h后,表皮细胞中侵染菌丝向相邻表皮细胞扩展,同时侵入到叶肉细胞以胞内生长方式扩展;接种72h后,侵染菌丝在表皮细胞下的叶肉组织中形成初始菌落;第5d后,菌丝扩展至整个叶片组织,大量菌丝聚集形成子座组织,并进一步形成子囊盘与子囊。病菌菌丝在侵入寄主细胞初期,并不穿透寄主质膜与原生质,而是被其所包围。但随着菌丝进一步扩展,叶片组织发生了一系列的病理变化,其中包括叶肉细胞肿胀、细胞质消解、叶绿体等细胞器解体以及寄主细胞坏死塌陷,并最终在叶表面产生典型的褐斑病症状。     

指状青霉Penicillium digitatum侵染柑橘果实的细胞学研究

采用电子显微镜技术系统研究了指状青霉Penicillium digitatum对柑橘果实的侵染过程及超微结构特征。结果表明室温条件下,接种12h后,伤口附近的分生孢子开始萌发产生芽管;然后从伤口处直接侵入果实表皮细胞内;接种24h后,受侵染果实细胞中的菌丝向相邻细胞扩展蔓延,寄主细胞壁开始消解,质壁分离,细胞内含物及各类细胞器凝集,颜色加深,最后完全消解,伤口部位的果皮开始变软,伤口处的菌丝向外生长;84h后伤口处病斑软化,部分长出白色的霉层;96h后病斑软化面积直径达3cm,白色霉层面积逐渐扩大;120h后白色霉层中间伤口处霉层颜色加深变为灰绿色;144h后整个果实变软腐烂。果胶质标记结果表明,菌丝侵入果实后产生果胶酶并降解柑橘细胞壁中的果胶,使得细胞壁松弛,软化腐烂。     

戊唑醇对赤霉病菌生长发育影响的细胞学和免疫细胞化学研究

本文采用电子显微镜和免疫细胞化学技术研究了三唑类杀菌剂戊唑醇 (Tebuconazole) 对小麦赤霉病菌Fusarium graminearum菌丝的形态结构、细胞壁成份和毒素产生的影响。结果表明,戊唑醇不但强烈抑制了培养基上菌丝的生长,而且可引起菌丝形态和结构的明显畸形。电镜观察发现,药剂处理后菌丝呈现不规则的肿胀、过度分枝;菌丝细胞壁不规则加厚,尤其是菌丝顶端部位加厚明显;菌丝形成的不完整隔膜增多,且隔膜壁不规则增厚;菌丝细胞内液泡增加、脂肪粒累积,细胞器排列紊乱,原生质最终坏死。有时在坏死菌丝内可发现新的子菌丝,但子菌丝细胞壁不规则加厚、细胞质坏死、也呈不正常状态,并可再度形成新的菌丝。免疫细胞化学标记表明,药剂处理后菌丝细胞中毒素的标记密度明显低于对照菌丝,表明毒素的产生受到了抑制;而菌丝细胞壁的主要成份几丁质和-1,3-葡聚糖的标记密度明显高于对照处理,表明药剂处理可引起菌丝细胞壁中几丁质和-1,3-葡聚糖的过度累积。     

小麦TaLSD1锌指蛋白基因的电子克隆及序列分析

采用电子克隆与RT-PCR相结合的技术,在条锈菌(Pucciniastriiformis f.sp.tritici)侵染的小麦中克隆了一个LSD1型锌指蛋白基因,命名为TaLSD1(GenBank登录号为EF553327)。序列分析表明,该基因全长1024bp,编码生成1个包含3个保守LSD1型锌指结构(CxxCxRxxLMYxxGASxVxCxxC)且长度为146个氨基酸的多肽。进化树分析表明,TaLSD1与水稻(Oryza sativa)、拟南芥(Arabidopsis thaliana)和芜菁(Brassica rapa)中部分含有3个保守LSD1型锌指结构的同源基因亲缘关系较近,而与其它包含不同数目的LSD1型锌指结构基因亲缘关系较远。推测TaLSD1在进化中丢失了部分序列,进而执行新的功能。半定量RT-PCR结果显示,该基因在亲和以及非亲和组合中的表达模式很相似,均表现在前期基因表达被抑制而后期恢复正常。初步推测TaLSD1在转录水平上的表达受光诱导,同时,作为一个细胞程序性死亡的负调控因子在小麦与条锈菌互作过程中起作用。     

ITS序列结合培养特征鉴定梨树腐烂病菌

对采自中国4个省份的9个梨树腐烂病菌分离株和7个苹果树腐烂病菌分离株的ITS序列进行了测定和分析,并结合GenBank的有性型Valsa ceratosperma、V.ambiens和V.mali的ITS序列构建了系统发育树。结果表明梨和苹果树的各分离株在ITS核苷酸序列上分化较小（p-distance=1.55%）,均在V.ceratosperma聚类组,但二者又分别处于两个独立小分支。其与V.ambiens和V.mali处在不同的聚类组中,且亲缘关系较远,表明供试梨树腐烂病菌并非V.ambiens。培养性状和生物学特点的研究结果还发现,梨树腐烂病菌各分离株无论在菌落颜色、产孢特点、还是37℃高温的生长情况都和苹果腐烂病菌有一定差别。前者菌落始在PDA终为乳白色,而后者菌落初为白色后期变褐色;在20?A上,前者形成的产孢体较大而数量较少,在37℃高温下能正常生长,后者则形成的产孢体较小而数量较多,在37℃高温下不能正常生长。并未发现二者在子实体上有稳定明显的差异。因而表明梨树腐烂病菌应为V.ceratosperma,但可用培养性状和生物学特点进行区分其和苹果树腐烂病菌。     

Vm-milR21调控苹果黑腐皮壳侵染致病的功能和机理

苹果黑腐皮壳(Valsamali)引起的腐烂病是苹果最具毁灭性的枝干病害。微小核糖核酸(microRNA-like RNAs, milRNAs)在真菌生长发育、侵染致病和胁迫响应等过程中发挥重要作用。前期研究发现Vm-milR21在病菌侵染阶段特异性下调表达,推测其可能参与V. mali的侵染致病过程。【目的】本文对Vm-milR21的功能进行研究。【方法】制备Vm-milR21前体过表达和沉默转化株,评价不同转化株与野生型菌株表型差异。进而,通过实时荧光定量聚合酶链反应(quantitative real time polymerase chain reaction, qRT-PCR)和共转化技术验证Vm-milR21与其潜在靶标Vm-03494之间的靶向调控关系。在此基础上,构建Vm-03494的基因敲除突变体,并鉴定突变体表型。【结果】与野生型菌株相比,过表达转化株的菌丝生长速率以及对叶片和枝条的致病力均大幅降低,而沉默转化株无明显变化。Vm-milR21能够序列特异性地抑制Vm-03494表达。相较于野生型菌株,Vm-03494敲除突变体菌丝生长速率和致病力均显著降低。【结论】...     

淡紫灰链霉菌gCLA4坏死诱导蛋白基因的克隆表达及功能

【背景】淡紫灰链霉菌(Streptomyceslavendulae)gCLA4是从黄瓜中分离到的一株放线菌,研究表明该菌对多种植物病原菌均有很好的拮抗作用,具有潜在的生防价值。【目的】深入研究Streptomyces lavendulae gCLA4中坏死诱导蛋白(necrosis-inducing protein) 4955的功能,明确其提高植物抗性的作用机制。【方法】对坏死诱导蛋白4955基因进行克隆,于Escherichia coli BL21(DE3)中表达,并以烟草为材料检测该蛋白的活性和稳定性;使用Protparam、PredictProtein、NCBI CDD、SWISS-MODEL分析蛋白的基本性质和三维结构;检测该蛋白对烟草防御反应相关酶活(CAT、SOD、POD、PAL)和防御相关基因(NPR1、PR1-b、PAL、LOX、PR1-a)表达量的影响。【结果】蛋白4955的耐受温度达40°C,耐受pH 6.0-10.0。该蛋白分子量为24 491.12 Da,由225个氨基酸组成,其等电点为5.96,经氨基酸序列比对含保守NPP1结构域。蛋白4955处理烟草2 d时,烟草CAT、SOD、PAL酶活增加,POD酶活无显著变化。该蛋白处理烟草第1、3、5天时,基因PR1-b、LOX表达量提高;在第4天时,基因PAL的表达量提高。【结论】Streptomyces lavendulae gCLA4中的坏死诱导蛋白4955确实能诱导烟草中的植物防御反应。     

甾醇生物合成抑制剂粉锈宁对苹果黑星病菌发育的影响

采用电子显微镜和细胞化学技术,研究了杀菌剂粉锈宁（甾醇生物合成抑制剂）对苹果黑星病菌在苹果叶片上发育的影响。观察结果表明,接种前24h施药对病菌入侵有明显的影响。表现为分生孢子的萌发受阻,推迟萌发及萌发率降低;并引起芽管畸形,不能形成附着胞。接种后6天（显症前）施药,可引起叶片角质层下菌丝细胞和子座细胞的原生质坏死、细胞壁不规则增厚及液泡增大, 从而使菌丝进一步发育受阻。接种后12天（显症后）施药,不仅导致菌丝、子座细胞发生上述变化, 而且引起分生孢子和分生孢子梗塌陷、畸形,阻止了病菌的进一步产孢和扩展。细胞化学定位分析结果表明,?-1,3-葡聚糖和几丁质这两种胞壁主要成分在对照菌丝和药剂处理后的菌丝细胞壁内含量有很大差异。在药剂处理的菌丝细胞壁中,这两种成分的标记密度明显高于对照菌丝,表明杀菌剂对病菌质膜透性的不利影响使?-1,3-葡聚糖和几丁质在菌丝细胞壁中过度累积。     

内生菌KM-1-2全基因组ORFs信号肽和分泌蛋白预测及功能分析

【目的】内生菌普遍存在于植物中,与宿主在长期的进化中形成了互利共生的关系。目前对内生菌和植物之间的互作机制研究较少,为深入了解银杏叶内生菌KM-1-2与寄主植物作用机制,本研究对其分泌蛋白进行预测,并明确其特征。【方法】组合使用信号肽分析软件Signal P,跨膜螺旋结构分析软件TMHMM 2.0和Phobius,蛋白质细胞定位软件PSORT,亚细胞定位软件Target P和GPI锚定位点分析软件big-PI Predictor,预测KM-1-2基因组范围内所有分泌蛋白,定义为分泌组。【结果】KM-1-2全基因组5299条蛋白序列中发现271个具有典型信号肽的分泌蛋白,占全基因组的2.4%;编码这些蛋白的ORF最短为61 bp,最大为2105 bp,平均为373 bp;引导它们的信号肽长度分布在15–37 aa之间,平均为24 aa。信号肽中出现频率最高的氨基酸依次为丙氨酸、亮氨酸和缬氨酸,信号肽切割类型多属于A-X-A型,即SPI切割类型。共66个蛋白质有功能描述,其中包括26个酶类。这些酶主要包括各种糖苷水解酶、酯酶、蛋白酶、碳氧裂解酶等。【结论】通过上述生物信息学分析方法有效实现了银杏叶内生菌KM-1-2分泌蛋白的预测,这些分泌蛋白功能涉及较多的酶类以及其他未知功能,为进一步研究内生菌和植物的互作提供了基础。     

备孕二胎女性人群中MTHFR基因多态性及相关环境因素的调查分析

目的:调查评估备孕二胎女性人群中MTHFR基因多态性及其生活习惯、一胎孕期情况等相关环境因素,以发挥孕前检查在子代先心病一级预防中的作用。方法:选取江苏部分地区参加备孕二胎优生健康检查妇女共402名进行问卷调查,并检测外周血中MTHFR基因rs1801131、rs1801133两个位点的突变情况。结果:收回有效问卷389份,其中备孕二胎女性平均年龄为27.04±2.68,最大43岁,最小19岁。MTHFR rs1801131纯合突变(CC型)为3.5%、杂合突变(AC型)为29.1%;rs1801133纯合突变(TT型)22.9%、杂合突变(CT型)48.5%;rs1801131、rs1801133双杂合突变为16.7%。结论:备孕二胎女性人群中存在一定的先心病环境危险因素暴露和MTHFR相关位点基因多态性。加强女性孕前保健,为高危人群制定个性化叶酸增补方案并降低先心病危险因素的暴露,从而做好出生缺陷一级预防,提高出生人口质量。