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。     

植原体的最新分类研究动态

简要介绍了植原体分类研究历史与现状, 综述了最新的植原体分类方法和植原体候选种的描述规则, 指出了我国在植原体分类鉴定方面与当今世界先进水平的差距及今后发展方向。     

植物过氧化物酶研究进展

过氧化物酶 [peroxidase,POD,EC1 .1 1 .1 .7(X) ]是广泛存在于各种动物、植物和微生物体内的一类氧化酶。催化由过氧化氢参与的各种还原剂的氧化反应 :RH2 H2 O2 →2 H2 O R。植物过氧化物酶的研究可追溯到 1 80 9年用愈创树脂为底物进行的颜色反应。但直到一个世纪之后才开展此酶的分离和命名。已知的催化反应底物超过 2 0 0种 ,以及多种过氧化物和辅助因子。迄今被研究最深入的应首推辣根过氧化物酶 (horseradish pero-xidase,HRP)。早在 1 94 0年 ,Thorell即用电泳方法从部分纯化的辣根组织中区分出 2种不同的 HRP,之后此酶…     

枣疯病植原体tuf和rp基因的克隆与序列分析

【目的】枣疯病是一种重要的植原体病害,本研究旨在明确北京及河北地区枣疯病植原体的分类地位,为枣疯病在亚组水平上分类提供一定的参考依据。【方法】利用植原体通用引物fTufu/rTufu和rp(v)F1A/rp(v)R1A对北京和河北地区枣疯病植原体延伸因子tuf基因和核糖体蛋白基因(rp)进行PCR扩增并进行核苷酸序列测定及相似性分析。【结果】获得北京地区JWB-XFSZ株系、JWB-XFDO株系以及河北地区JWB-TXSZ株系的tuf基因片段均为824 bp;北京地区JWB-XFSZ株系的rp基因片段为1196 bp。经序列相似性比较表明:tuf基因与16SrV组的葡萄黄叶病(Flavescence dorée)相似性最高,为92.84%,而与已经公布的其它地区(陕西杨凌)的枣疯病植原体tuf基因相似性较低,为57.29%;关于rp基因,北京地区枣疯病JWB-XFSZ株系与16SrV组的枣疯病泰山株系(JWB-Taishan)以及大麻丛枝病植原体(HFWB)相似性最高,均为99.83%,与16SrV组的成员相似性均在96%以上。【结论】北京与河北地区枣疯病植原体具有较高的相似性,而在tuf基因水平上,与陕西地区枣疯病植原体具有较大的差异;本研究中北京与河北两地区枣疯病植原体归属于16SrV组。     

植原体的最新分类研究动态

简要介绍了植原体分类研究历史与现状,综述了最新的植原体分类方法和植原体候选种的描述规则,指出了我国在植原体分类鉴定方面与当今世界先进水平的差距及今后发展方向.     

中国各地不同枣树品种上枣疯病植原体的PCR检测及分子变异分析

摘要：【目的】检测不同地区枣树品种上的枣疯植原体侵染及保守基因序列的变异。【方法】利用植原体16S rDNA的通用引物R16mF2／R16mR1、16S-23S间区序列(SR)的通用引物SR1/SR及secY基因引物FD9f/r,通过PCR检测采自国内7个地区14个枣树品种上的32个枣疯病和4个酸枣丛枝病样品。将PCR产物进行直接或克隆测序,结合已报导的测序数据,进行序列同源性和系统进化分析。【结果】所有枣疯病样品中均检测到植原体;皆属于榆树黄化16S rV-B亚组,与我国重阳木丛枝和樱桃致死黄化遗传关系     

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。     

植原体遗传多样性研究现状与展望

植原体是引起众多植物病害的一类重要的无细胞壁的原核致病菌, 其寄主种类多、危害面积广, 对经济、环境等影响严重。大量研究表明植原体存在丰富的遗传多样性。本文就植原体遗传多样性研究现状作一概要评述, 并对植原体遗传变异的研究技术、产生机制、与致病性关系等今后可能的研究方向作一展望。对已完成的5个植原体全基因组序列分析发现, 它们在大小、结构和功能等方面皆存在显著差异, 缺少很多标准代谢所需的基因。不同植原体中质粒的数量、大小和功能等也存在一定差异。植原体含有2个核糖体RNA编码基因, 其序列在不同株系中的变异奠定了现今植原体分类鉴定的基础。对植原体蛋白编码基因如核糖体蛋白编码基因(rp)、蛋白延伸因子基因(tuf、fusA)、转运蛋白基因(secY、secA)、效应子及非编码区序列如启动子、假基因等的深入研究可进一步揭示植原体更丰富的遗传变异特征。由于植原体分离培养困难, 人们对其形态特征、生理代谢等了解甚少, 因而全基因组测序、多位点序列分析等现代分子生物学技术将会成为植原体遗传变异研究的主要手段。植原体遗传多样性研究进展有助于从分子水平上系统地阐明植原体遗传变异规律、系统进化特征及其与寄主(植物和昆虫)、生态环境间的互作和适应关系, 并产生新的认识。这对于提高植原体的分类鉴定、致病机制、流行预测及病害防治等研究水平具有重要的作用和意义。     

植原体tuf基因与其上游部分基因结构和相关基因启动子保守区域特征及活性分析

植原体寄主种类多, 危害范围广, 开展其遗传多样性、关键基因调控等方面研究有助于提高该病害综合防治水平。通过长片段PCR引物扩增我国PaWB-sdyz、PaWB-fjfz和LY-fjya1植原体株系tuf基因及其上游6个基因的片段, 进行植原体基因启动子保守区域序列特征和多位点序列分析。利用启动子探针载体pSUPV4检测植原体tuf基因上游序列的启动子活性。扩增获得PaWB-sdyz、PaWB-fjfz、LY-fjya1株系tuf基因上游12,745-12,748 bp序列, 比较分析发现PaWB-sdyz、PaWB-fjfz、LY-fjya1、OY-M、AYWB、PAa、SLY、AT植原体株系tuf与其上游6个基因的结构顺序皆为5’-rplL-rpoB-rpoC-rps12-rps7-fusA-tuf-3’。推测出可能的植原体启动子保守区域模式序列: T₉₀T₁₀₀G₉₂T₇₅G₆₇A₈₅ (-35区); T₉₀A₉₆T₉₂A₉₈T₇₃T₉₀ (-10区)。基于8个植原体株系的rplL-tuf核苷酸序列编码基因、非编码序列、氨基酸序列的多位点序列分析可将不同植原体株系以较高的支持率清晰地区分, 不同植原体株系rplL-tuf核苷酸非编码区变异水平更高。16SrI组植原体tuf基因上游序列存在3种变异类型, 其代表株系PaWB-fjfz、LY-fjya1 tuf基因上游130 bp片段和CWB-hnsy1 tuf基因上游129 bp片段皆具有启动子活性。