子囊菌交配型位点与交配型基因研究进展

有性生殖是真菌的生殖方式之一,是真菌遗传重组的重要驱动力。交配型(mating-type,MAT)位点控制真菌性别,在有性生殖过程中起决定性作用。不同类型真菌MAT位点的基因组成、排列方式和编码蛋白不尽相同。近年来,MAT位点和MAT基因的功能与调控网络研究进展较快。本文对子囊菌交配型位点的基因组成及分布、MAT基因的功能、MAT位点与有性生殖调控通路的关系等进行了综述。     

过氧化物酶体增殖剂对稻瘟病菌生长发育及致病性的影响

【目的】探索过氧化物酶体增殖剂(Peroxisome proliferators,PPs)对稻瘟病菌生长发育及致病性的影响。【方法】在6种不同的PPs诱导下,观察比较稻瘟病菌过氧化物酶体数量及相关基因表达、生长速率、孢子萌发、附着胞形成与致病性的差异。【结果】在不同的PPs诱导下,稻瘟病菌过氧化物酶体数量均呈现明显的增加,同时过氧化物酶体形成相关基因PEX8、PEX11、PEX14的表达量升高;PPs影响病菌菌丝生长、分生孢子萌发及附着孢形成,并导致致病性的减弱。其中,2,4-D与阿司匹林的抑制效果最为显著。同时,2,4-D与ASA对稻瘟病菌过氧化物酶体形成突变体Δpex5和Δpex7的生长抑制效果与野生菌株相比明显增加。【结论】首次将PPs类化合物用于模式丝状病原真菌稻瘟病菌的研究。研究发现6种PPs均能够引起过氧化物酶体的增殖,并可抑制稻瘟病菌生长发育,降低致病性。     

植物病原真菌过氧化物酶体的发生机制及功能

过氧化物酶体（peroxisome,P）是真核细胞中普遍存在的细胞器,参与多种重要的代谢过程。P的产生、增殖及降解是细胞器发生机理研究的重要部分。到目前已知的P发生相关基因有30多个,但其机制仍不完全清楚。作为一种多细胞真核生物,丝状真菌在P发生机制的研究中有重要价值。近年来,随着基因组序列的应用和真菌生物技术的进展,丝状真菌中P功能及发生机制的研究取得了较大进展。同时,作为丝状真菌真菌中的重要类群,植物病原真菌P在致病过程中的作用也引起关注。本文对P发生机制、在丝状真菌中的研究概况,以及与植物病原真菌致病性的关系进行了 综述。     

稻瘟病菌过氧化物酶体产生与降解的关键基因

过氧化物酶体(peroxisomes)是真核细胞中一类单层膜包被的细胞器,参与多种生化代谢.过氧化物酶体起源于内质网,过氧化物酶体形成相关的蛋白称为Peroxin,其编码基因通常写作PEX.细胞中过氧化物酶体的选择性消解称为过氧化物酶体自噬(pexophagy).参与细胞自噬(autophagy)的基因(ATG)大多参与过氧化物酶体自噬.近年来,丝状真菌中过氧化物酶体形成与降解机制的研究进展迅速,相关基因不断被鉴定.本文对相关研究进行了简要评述,并以稻瘟病菌为例,对丝状真菌基因组中可能的PEX和ATG基因进行了检索.发现稻瘟病菌中存在除PEX15,PEX17,PEX18,PEX21,PEX22,ATG19,ATG25,ATG30和ATG31之外的大多数PEX和ATG基因;同时,还存在多个丝状真菌特有的基因.说明过氧化物酶体的产生与消解在酵母、丝状真菌与哺乳动物之间相对保守,同时又各具特性.     

病虫害RNAi技术中的外源RNA递送策略

病虫害严重威胁着作物安全生产。近年来,在RNA干扰(RNA interference,RNAi)基础上开发病虫害防控策略的研究得到越来越多的关注。RNAi是真核生物体内的一种基因调控过程,如何将外源RNA有效地递送到靶标生物体内,是病虫害RNAi技术能否成功的关键之一。国内外学者进行了大量研究和实践,探究影响病虫害吸收和传递外源双链RNA(double-stranded RNA,dsRNA)的因素,探索提高dsRNA递送效率的方法,取得了重要的进展。本文对相关研究进行了梳理,简述了影响病虫害对dsRNA吸收和递送的因素,对外源RNA的递送策略进行了综述,讨论了纳米颗粒复合物在dsRNA递送中的应用前景,以期为相关研究提供参考。     

灰葡萄孢菌过氧化物酶体及细胞核的荧光蛋白标记

【目的】对灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea)的细胞核和过氧化物酶体进行荧光蛋白标记,为研究其生长发育和侵染过程中细胞结构和细胞器动态提供基础。【方法】以绿色荧光蛋白(GFP)和红色荧光蛋白(DsRED、mCherry)为报告基因,利用根癌农杆菌介导转化(Agrobacterium tumefaciens mediated transformation,AtMT)将3种荧光蛋白标记载体分别导入灰葡萄孢菌标准菌株B05.10;通过PCR检测及荧光观察筛选和验证转化子,并进行单孢纯化;利用共聚焦显微镜记录细胞器荧光定位情况。【结果】获得了过氧化物酶体或细胞核稳定表达红、绿色荧光的重组单孢菌株,PCR验证表明标记基因成功整合入转化子基因组。在标记细胞核的菌株中,菌丝和孢子中可见多个明亮、圆形的荧光点,与DAPI染色共定位。标记过氧化物酶体的菌株中,菌丝和孢子中可见小点状绿色或红色荧光,在脂类物质诱导下荧光点数量明显增加,符合过氧化物酶体分布及动态特征。细胞壁染色结果显示,细胞壁染色产生的蓝色荧光与红、绿荧光蛋白的荧光互不干扰,标记效果良好。【结论】获得了理想的过氧化物酶体或细胞核荧光标记的灰葡萄孢菌菌株,为研究其细胞器动态以及生长发育与致病分子机制提供了参考和材料。     

利用荧光蛋白标记西瓜枯萎病菌的过氧化物酶体及细胞核

西瓜枯萎病是一种世界范围的西瓜毁灭性病害,其病原菌为尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.niveum,FON)。研究病原菌生长发育和侵染的机制是解决病害的根本途径。利用荧光蛋白对细胞或细胞器进行标记,是病原菌研究中的重要方法。该研究利用绿色荧光蛋白和红色荧光蛋白对FON的细胞核和过氧化物酶体进行了荧光标记。通过农杆菌介导转化(Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation,AtMT),该文将3种不同的荧光定位载体分别导入FON,获得了细胞核红色荧光标记的转化子(潮霉素抗性,含mCherry-H2B融合蛋白),以及过氧化物酶体绿色(潮霉素抗性,含GFP-PTS1融合蛋白)和红色(潮霉素抗性,含DsRED-PTS1融合蛋白)荧光标记的转化子各1种。在标记细胞核的菌株中,菌丝、孢子都可见明亮、圆形的红色荧光点,荧光点与DAPI染色标记的细胞核区域完全重合。在过氧化物酶体标记的菌株中,菌丝、孢子中可见明亮的红色或绿色荧光成小点状分布,符合过氧化物酶体的分布特征,而且在脂类物质诱导的条件下,荧光点的数量明显增加。此外,该文还利用细胞壁荧光染色剂卡氏白对3种荧光蛋白标记菌株进行染色。结果显示,卡氏白染色产生的蓝色荧光与红、绿荧光蛋白的荧光在FON中互不干扰。转化子继代培养和初步分析表明,其表型与野生型无差异,菌株继代后荧光表达稳定、定位明显。该结果为进一步研究FON细胞器动态、生长发育与致病分子机制提供了方法和工具。     

GUS为负标记的稻瘟病菌目标基因替换突变体双筛选体系

目标基因替换是基因功能研究的重要方法, 在生物工程领域广泛应用。为了提高真菌目标基因替换的效率, 以稻瘟病菌为研究对象, 建立了一种以gusA基因为负筛选标记的目标基因替换突变体双筛选体系(GUS-DS)。首先, 检测了78个真菌菌株的内源GUS活性, 发现除3个菌株外均呈阴性。同时, 将gusA基因导入稻瘟病菌、镰刀病菌、炭疽病菌后, 转化子可获得高的GUS活性。表明gusA可用作真菌中的筛选标记。然后, 以gusA为负标记, HPH为正标记, 以过氧化物酶体定位信号受体基因MGPEX5与MGPEX7的替换为例, 建立稻瘟病菌GUS-DS体系。对潮霉素抗性筛选获得的转化子通过GUS活性检测进一步筛选, 呈阴性者为可能突变体。通过PCR与Southern杂交对可能突变体进行验证, 以此评估GUS-DS的筛选效率。结果表明GUS-DS将Δmgpex5与Δmgpex7的筛选效率由原来的65.8%和31.2%分别提高到90.6%和82.8%。另外, 还建立了一种适合于GUS-DS的多重PCR法(M-PCR)用于突变体的验证。通过扩增目标位点的不同区段, 可以有效区分突变体、野生型和随机插入转化子。M-PCR法验证突变体简便、迅速, 可信度与Southern杂交相同。GUS-DS及M-PCR为功能基因组学及生物工程的研究提供了有力的工具。     

ABC转运蛋白结构及在植物病原真菌中的功能研究进展

ABC(ATP-binding cassette)转运蛋白是最大的膜转运蛋白超家族之一,其主要功能是利用ATP水解产生的能量将底物进行逆浓度梯度运输.所有生物体都含有大量ABC蛋白.ABC蛋白位于细胞的不同空间,如细胞膜、液泡、线粒体和过氧化物酶体.通常,ABC转运蛋白由跨膜结构域(TMD)和核苷酸结合结构域(NBD)组成,分别与底物和ATP结合.NBD执行与ATP结合和水解,是ABC转运蛋白的动力引擎,TMD识别特异性配体.大多数ABC转运蛋白最初是通过研究生物体耐药性而被发现的,包括多效耐药(PDR)和多药耐药(MDR).本文对ABC转运蛋白的结构及作用机制,以及植物病原真菌中ABC转运蛋白功能的研究进展进行综述.     

过氧化物酶体的稳态维持机制与膜接触位点

过氧化物酶体是保守存在于真核生物中的一种细胞器,参与多种生化代谢过程,包括脂肪酸β氧化反应、活性氧的产生和降解等。过氧化物酶体在生物发生和应对环境胁迫过程中,通过数量和时空分布的规律性动态变化,实现质量控制,以维持其生化代谢的稳态,从而保持机体的正常生命活动。同时,作为真核细胞的代谢枢纽,过氧化物酶体功能的正常发挥与稳态维持需要与其他细胞器相互协作。过氧化物酶体膜接触位点在过氧化物酶体与各细胞器相互连接和交流中发挥着重要作用。近年来,过氧化物酶体稳态维持机制和膜接触位点的组成和功能成为国内外相关研究的热点,本文对相关研究的进展进行了综述。