香蕉条斑病毒PCR检测方法的正交优化

香蕉条斑病毒引起的香蕉条斑病,对香蕉生产的危害越来越严重,因此对该病毒的检测也变得很重要.而PCR法已广泛用于植物病毒的检测,所以控制PCR的反应条件对结果的准确性有很大影响.由于在检测过程中使用的是较为敏感的简并引物,因此对PCR反应条件的要求较高.本文采用L9(34)正交设计对PCR体系的反应条件进行了优化.最终获得最佳反应条件为Mg2+ 1.5 mmol/L,dNTP 0.15 mmol/L,Primer0.5μmol/L,TaqDNA聚合酶1.5 U.通过最佳反应条件对采集回来的其他带BSV的植株叶片和吸芽的总DNA进行PCR扩增,其结果均表现为比较稳定.     

香蕉条斑病毒云南河口分离物开放阅读框Ⅱ的原核表达、融合蛋白纯化及抗血清制备

以课题组保存的连接在pMD-18T载体上的香蕉条斑病毒河口分离物全基因组为模板,设计一对特异引物,经过PCR扩增,切胶回收,并通过与pET32(b)载体共同双酶切及T4连接酶连接,得到重组载体pET32-ORF2。将获得的重组质粒pET32-ORF2转化表达菌株E.coli BL21(DE3)感受态细胞,得到表达BSV的ORFⅡ的工程菌。经0.1mmol/L的IPTG诱导表达,超声波破碎后,获得的融合蛋白大多为包含体,但仍有少部分为可溶性蛋白可以进行后续的纯化步骤。将上述可溶性融合蛋白通过Ni2+-NTA亲和层析柱纯化,获得纯度较高的融合蛋白。以纯化蛋白作为抗原免疫家兔,得到特异性抗血清。间接ELISA以及western blotting表明,所得抗血清效价和特异性都较高,可以用于检测。为BSV的快速检测以及一些相关后续理论研究工作奠定了一定基础。     

香蕉条斑病毒ORFⅠ、ORFⅡ在大肠杆菌中的原核表达和自激活特性的鉴定

目前,香蕉条斑病毒所有3个ORF表达产物功能均不明确,通过双杂技术研究病毒未知蛋白与宿主蛋白的互作,可以初步推断未知蛋白的功能。本实验旨在构建香蕉条斑病毒ORFⅠ和ORFⅡ在细菌双杂系统中的诱饵质粒。首先以课题组保存的连接有香蕉条斑病毒河口分离物全基因组的pMD-18T载体DNA为模板,经过PCR扩增,切胶回收,并通过与带有λcI基因的pBT载体共同双酶切及T4连接酶连接后,得到与λcI基因融合表达的重组载体pBT-ORF1和pBT-ORF2。转化大肠杆菌XL1-BlueMRF'报告菌株,用IPTG(0.1mmol/L)诱导目的基因片段表达。Westernblotting结果表明,ORF1-λcI和ORF1-λcI两种融合蛋白均成功表达,且大小与预期一致。之后,pBT-ORF1及pBT-ORF2分别与空质粒pTRG共转化XL1-BlueMRF'报告菌株,pBT空质粒和pTRG-Gal11p共转化作为阴性对照。结果显示pBT-ORF1及pBT-ORF2均无自激活现象,可以进行后续的细菌双杂工作。本实验为BSV与宿主的细菌双杂系统的建立及蛋白组学的研究奠定了基础。     

高粱花叶病毒外壳蛋白的原核表达及其抗血清制备

高粱花叶病毒(Sorghum mosaic virus,SrMV)是世界上分布最广的侵染甘蔗的病毒之一,引起甘蔗花叶病,对甘蔗产业危害很大。根据SrMV外壳蛋白(coat protein,CP)基因序列合成一对引物,以海南(SrMV-HN)染病植株总RNA为材料,采用RT-PCR方法克隆了长约987 bp的目的片段。将CP基因与质粒pET32a(+)连接,构建了含SrMV CP基因的融合蛋白原核表达载体pET32a-SrMVCP。然后用正确的重组质粒转化大肠杆菌Rosetta(DE3),经IPTG诱导后,SDS-PAGE检测出一条约36kD的特异融合蛋白表达谱带。融合蛋白主要以可溶性蛋白形式稳定表达。通过优化诱导条件,确立了CP基因表达的最佳条件:IPTG终浓度为0.1 mmol/L,诱导时间为4 h,诱导温度为30℃。用Ni2+-NTA琼脂糖亲和层析纯化融合蛋白,免疫家兔制备出抗血清。通过酶联法(ID-ELISA)测定本试验制备的SrMV CP抗血清工作浓度为1∶1 000,Western blotting检测结果表明,抗血清与SrMV-HN诱导表达的CP蛋白发生特异性反应。对田间25个甘蔗样品进行检测,结果表明该抗血清的效价高、灵敏度高、特异性强,可以应用于田间样品的检测。     

本生烟eIF4Es基因克隆及其酵母双杂交诱饵载体构建

由木薯褐色条斑病毒(Cassava brown steak virus, CBSV)和乌干达木薯褐色条斑病毒(Uganda Cassava brown steak virus, UCBSV)引起的木薯褐色条斑病毒病,是危害木薯的主要病害之一。目前尚无有效防治方法,并且特别是缺乏CBSV/UCBSV抗性育种材料。真核翻译起始因子4E (eukaryotie translation initiation factor4E, eIF4E)不仅参与蛋白质的翻译起始,并且Potyviruses的复制和翻译也依赖于eIF4E与病毒基因组连接蛋白(virus genome linked protein, VPg)的相互作用,目前发现的植物隐性抗病基因大部分都是eIF4E家族的等位基因。本研究利用生物信息学方法和RT-PCR技术获得本生烟(Nicotiana benthamiana) eIF4E家族的8个基因,聚类分析显示它们分别编码eIF4E、eIF4E的异构体和类似帽结合的蛋白。为筛选与CBSV/UCBSV相互作用的本生烟eIF4E家族蛋白,本研究进一步构建了这8个基因的Lex A-酵母双杂交系统的诱饵载体,并导入酵母细胞EGY48 (p8op-LacZ)进行细胞毒性和自激活检测。结果显示导入重组质粒的EGY48 (p8op-LacZ)酵母细胞在SD/-His/-Ura缺陷型培养基上生长良好,在SD/-Trp/-Ura缺陷型平板上不生长,并且在SD/Gal/Raf/-His/-Ura/X-Gal培养基上不显蓝色,说明重组质粒表达产物不仅对该酵母细胞无毒性,而且对下游报告基因无自激活作用,可用于该系统的互作蛋白筛选研究。本研究为利用酵母双杂交系统发现与CBSV/UCBSV相互作用的本生烟eIF4E基因,探索通过基因编辑与CBSV/UCBSV互作的寄主因子进行抗CBSV/UCBSV分子育种提供科学依据。     

侵染落葵的黄瓜花叶病毒分离物CP基因序列分析

通过间接酶联免疫法(ID-ELISA)检测到染病落葵病样中存在黄瓜花叶病毒（Cucumber Mosaic Virus,CMV）。从病叶中提取总RNA,用RT-PCR方法扩增得到657bp的CMV CP基因片断,将扩增产物与T载体连接并进行测序。用DNA MAN将得到的CP基因序列与GenBank收录的黄瓜花叶病毒两亚组部分株系或分离物的CP基因序列进行比较,结果表明该CP基因与CMV亚组Ⅰ、亚组Ⅱ之间的核苷酸序列同源性分别为91.17~95.43%和75.30~75.76%,推导氨基酸序列同源性分别为95.41~97.71%和81.28~81.74%,表明CMV-Ba与亚组Ⅰ同源关系密切。     

基于CRISPR/Cas9系统的拟南芥双链结合蛋白AtHyl1基因编辑

RNA沉默是植物重要的抗病毒防御机制,双链RNA结合蛋白(dsRNA-binding proteins, DRB)是RNA沉默信号途径中的关键蛋白。DRB1/HYL1是拟南芥基因组编码的7个DRBs之一,本研究将人工合成含2个AtHyl1靶位点序列的串联t RNA-gRNA片段导入CRISPR/Cas9表达载体中,构建双靶点的CRISPR/Cas9表达载体,通过转化拟南芥dcl2drb4双突变体获得36株转基因阳性植株。对经测序分析可能已发生基因编辑的3株进行单克隆测序分析,测序结果表明均已发生编辑,获得了AtHyl1基因被编辑的拟南芥dcl2drb4突变体T_1代转基因植物。该结果为研究AtHyl1是否参与DCL4介导的抗病毒RNA沉默通路提供了帮助。     

坡柳(Dodonaea viscosa L.)丛枝植原体新病原的分子鉴定

从四川攀枝花芒果园中表现为丛枝、小叶和黄花等症状的坡柳植株发病样品中,利用植原体16S rDNA基因的通用引物R16m F2/R16m R1和R16F2n/R16R2,对发病植株总DNA进行巢式PCR检测,同时设计植原体抗原膜蛋白基因(AntMP)的保守引物AntMP-F/AntMP-R进行PCR验证。结果显示,坡柳样品巢式PCR的第一轮、第二轮DNA条带大小分别为1 400 bp和1 200 bp左右,经NCBI序列相似性比较均为植原体16S rDNA序列,Gen Bank登录号为KT957205和KT957206;PCR结果显示抗原膜蛋白基因大小约600 bp,与目标基因大小一致。将测得的16S rDNA基因序列与Gen Bank数据库中登录的16SrⅠ~ⅩⅤ组植原体16S rDNA序列进行同源性比对,构建系统进化树,结果显示四川坡柳丛枝植原体(DOVI-SC)属于16SrⅠ组(即翠菊黄花组),与已报道的5个16SrⅠ组(AY101386,AY566302,AY389822,L33760和KP662119)同属一个组。利用植原体亚组分类鉴定软件iPhy Classfier对获得的2条植原体16S rDNA序列进行虚拟RFLP分析,结果显示KT957205,KT957206与16SrⅠ-B亚组洋葱黄化植原体(NC-005303)相似度分为1.0、0.97,归属于16SrⅠ-B亚组。本研究对引起四川坡柳丛枝的植原体病原进行检测,为坡柳植原体病害的早期诊断、快速检测以及预防措施制定提供科学线索。     

花生丛枝植原体免疫膜蛋白基因克隆及细菌双杂交诱饵质粒构建

初步分析植原体免疫膜蛋白的结构,以Imp构建诱饵质粒,为研究植原体与寄主互作的分子机理,探讨植原体传播、侵染及在寄主内的运输方式奠定基础。根据本实验室获得的花生丛枝植原体免疫膜蛋白基因序列设计特异性引物Imp-F/Imp-R,通过PCR扩增获得花生丛枝植原体免疫膜蛋白基因,大小519 bp,编码蛋白含有172个氨基酸残基,与SPWB膜蛋白的核苷酸差异一个碱基,氨基酸序列相同。另外与WBDL膜蛋白的核苷酸和氨基酸序列同源性分别为79.8%和70.2%。对其进行系统发育树分析;初步分析imp基因编码蛋白的跨膜区和疏水区。分析结果表明：花生丛枝植原体免疫膜蛋白C端有一跨膜锚定区,N端主要为膜内亲水区,没有前导信号序列。预测花生丛枝植原体免疫膜蛋白是一类C端跨膜的植原体免疫膜蛋白。将imp基因克隆到带有λcI基因的pBT质粒上,构建诱饵载体pBT-Imp,并通过IPTG诱导表达,western blot检测和自激活检验对其进行检测。结果显示：所构建的诱饵载体pBT-Imp可用于细菌双杂交的进一步实验。     

辣椒脉斑驳病毒文昌分离物基因组测序及分析

辣椒脉斑驳病毒(Chilli veinal mottle virus,ChiVMV)近年来严重危害海南黄灯笼辣椒的产量,开展针对该病毒的研究以求达到对其有效防控迫在眉睫.本研究分7段克隆了ChiVMV文昌分离物(ChiVMV Wenchang isolate,ChiVMV-WC)的基因组.分段克隆的测序结果通过拼接,共获得ChiVMV-WC基因组9 717个核苷酸(nt)序列(GenBank登录号:GQ981316).在核苷酸序列的第164位~第9 270位存在一个大的开放阅读框(ORF),编码一个多聚蛋白(分子量为350.44 kD).近年来被证实的马铃薯Y病毒科的一个新的ORF (pretty interesting potyviridae ORF,PIPO)存在于ChiVMV-WC基因组核苷酸序列的第2 892位~第3 110位,编码一个由72个氨基酸聚合而成的多肽(分子量为8.26 kD).ChiVMV-WC与ChiVMV其它分离物的基因组核苷酸序列比较发现该病毒存在着较高的变异率.本研究通过与同属内病毒的同源性分析以及系统进化树分析,确定了ChiVMV-WC在生物进化史上的地位.