泡桐丛枝植原体tRNA异戊烯基焦磷酸转移酶基因克隆、原核表达及功能分析

【目的】为了鉴定植原体tRNA异戊烯基焦磷酸转移酶基因(tRNA-ipt)的表达及蛋白功能,探索植原体致病机理。【方法】对泡桐丛枝、桑萎缩、长春花绿变及苦楝丛枝植原体tRNA-ipt基因完整序列进行PCR扩增和生物信息学分析。对泡桐丛枝植原体tRNA-ipt基因进行原核表达并制备抗体。利用Western blot和FITC间接免疫荧光显微镜检测其在植原体中的表达。使用分光光度计分析该基因对大肠杆菌生长的影响,用ELISA测定转化菌株细胞分裂素含量。【结果】首次发现泡桐丛枝、桑萎缩、长春花绿变及苦楝丛枝植原体中完整tRNA-ipt基因,大小为876 bp,编码291个氨基酸,且N端均含有ATP/GTP结合位点保守序列(GPTASGKT)。4种植原体tRNA-IPT之间的氨基酸序列相似率为99.1%-99.5%,与同组植原体同源性在95.4%-99.3%,与其他组植原体同源性低于70%。SDS-PAGE结果显示tRNA-IPT蛋白在大肠杆菌中得到表达。首次获得泡桐丛枝植原体tRNA-IPT抗体并检测到该蛋白在泡桐发病组织中的特异表达。经过对转化菌株生长曲线及玉米素含量的测定,发现该基因能促进大肠杆菌后期生长和玉米素核苷的积累。【结论】4种植原体tRNA-ipt基因编码相同特性的功能蛋白,泡桐丛枝植原体tRNA-IPT蛋白能够在植原体中表达,根据该基因对异源菌株生长速率和激素合成的影响推断该蛋白可能参与植原体的细胞分裂素合成,在致病过程中起到重要作用。     

片突菱纹叶蝉感染枣疯植原体与Wolbachia的检测及系统发育分析

[目的]探讨片突菱纹叶蝉Hishimonus lamellatus Cai et Kuo不同种群中枣疯植原体与沃尔巴克氏体Wolbachia的感染情况和Wolbachia在不同器官组织分布,明确枣园菱纹叶蝉中Wolbachia的感染类型和分类地位,为研究Wolbachia感染对枣疯植原体潜在介体叶蝉生物学及生态学影响奠定基础.[方法]通过枣疯植原体和Wolbachia的基因特异性引物对片突菱纹叶蝉田间自然种群和实验室种群进行分子检测和鉴定.[结果]田间采集的片突菱纹叶蝉成虫植原体感染率在55％-61％之间,而Wolbachia感染率为3％-4％.田间采集的片突菱纹叶蝉自然种群经室内饲养,在1-4龄若虫中检测到Wolbachia,2-5龄若虫中检测到了植原体.片突菱纹叶蝉实验室饲养无植原体种群在其卵巢、卵和若虫中发现感染Wolbachia,在其唾液腺和消化道也检测到了Wolbachia,感染率在58％-100％之间.基于Wolbachia的wsp基因构建系统发育树,发现片突菱纹叶蝉体内的2个Wolbachia株系同属于B大组,但不同于B大组其他株系,属于新株系wLam1和wLam2.[结论]片突菱纹叶蝉成虫采自田间种群可以感染枣疯植原体和Wolbachia,无植原体叶蝉实验室饲养种群成虫感染Wolbachia显著高于田间种群,片突菱纹叶蝉体内2个Wolbachia株系属于B大组.这一研究结果为Wolbachia作为介体叶蝉生物防治剂进一步利用提供了基础信息.     

泡桐丛枝和枣疯病植原体tuf基因上游序列结构、功能和遗传变异比较分析

【目的】探究泡桐丛枝和枣疯病植原体tuf基因上游序列结构、功能差异及其遗传多样性。【方法】利用热不对称交错式PCR(TAIL-PCR)扩增枣疯病植原体tuf基因上游未知序列,利用启动子探针载体pSUPV4构建了泡桐丛枝和枣疯病植原体tuf基因上游序列的大肠杆菌异源表达体系,分析泡桐丛枝、苦楝丛枝、莴苣黄化、桑萎缩、长春花绿变等16SrI组和枣疯病、樱桃致死黄化、重阳木丛枝等16SrV组株系tuf基因上游调控序列的遗传变异特征和启动子活性。【结果】泡桐丛枝等16SrI组植原体株系tuf基因和其上游fus A基因之间的间区序列长129-130 bp,预测有完整的启动子保守结构。泡桐丛枝植原体tuf基因上游130 bp片段具有启动子活性,此间区序列在5种35株16SrI组株系中存在4种变异类型;枣疯病植原体等16SrV组株系fusA和tuf基因间区长53-54 bp,未预测到完整启动子结构。枣疯病植原体tuf基因上游144 bp和346 bp片段均未检测到启动子活性,fus A和tuf基因间区序列在3种20株16SrV组株系中存在2种变异类型。fus A-tuf基因间区序列相对保守,基于此序列构建的进化树可清晰区分不同组别的植原体株系。【结论】研究方法和结果为深入研究植原体基因表达与调控、揭示植原体生长繁殖规律及其致病机理等奠定了良好的基础。     

芽胞杆菌BJ-6的鉴定及对甜瓜细菌性果斑病的防治

芽胞杆菌是目前植物病害生物防治研究最多的一类微生物,其在自然界中分布广泛,开发潜力大。【目的】为了探究从杏树根际土壤分离的芽胞杆菌BJ-6的分类地位及其防病促生作用。【方法】本研究测定了芽胞杆菌BJ-6的形态和生理生化特征,通过PCR扩增了该菌的16S rRNA、gyrA和gyrB基因并进行了序列测定,通过多基因聚类分析确定其分类地位,平板对峙法测定抗菌谱,盆栽幼苗实验验证其对甜瓜细菌性果斑病的防治效果和对甜瓜的促生作用。【结果】结合形态特征、生理生化特性及多基因序列分析建立的系统进化树,确定菌株BJ-6为解淀粉芽胞杆菌(B. amyloliquefaciens),抑菌实验发现该菌株对15种植物病原菌均有不同程度的抑菌活性,盆栽实验结果发现该菌株发酵液对甜瓜细菌性果斑病有很好的防治效果,并对甜瓜苗有很好的促生作用。【结论】BJ-6属于解淀粉芽胞杆菌,抑菌谱广,且具有防病促生作用,具有进一步开发为生防制剂的前景。