稻瘟病菌Dam1基因的克隆、原核表达及纯化

稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae(Hebert)Barr)是一种植物病原真菌,可引发水稻的毁灭性病害—稻瘟病,在全世界范围内造成了极大的经济损失。寻找有效防治稻瘟病的方法迫在眉睫。本课题组在前期研究中发现了一种新的稻瘟病菌致病相关基因——Mo Dam1。本研究以稻瘟病菌的RNA反转录得到的c DNA为模板克隆Dam1的ORF,并将其和p ET-30a连接,构建原核表达载体p ET-30a-Dam1,之后转化到大肠杆菌BL21(DE3)中,用IPTG诱导表达Dam1重组蛋白,最终纯化后得到Dam1蛋白。     

稻瘟病菌不同生长期蛋白精氨酸甲基转移酶基因的表达分析

精氨酸甲基化是一种广泛存在于真核生物中的蛋白质翻译后修饰,其主要过程为蛋白质精氨酸甲基转移酶(Protein arginine methyltransferases,PRMTs)催化S-腺苷甲硫胺酸(S-adenosylmethionine,SAM)提供的甲基基团转移到蛋白质精氨酸侧链胍基基团上。由稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)侵染水稻引起的稻瘟病,每年均会为水稻生产造成严重损失。近年来稻瘟病菌和水稻已成为研究植物病原真菌与寄主植物互作的理想模式生物。生物信息学分析表明,稻瘟病菌中含有4个PRMT基因(Mo PRMT1-4),经蛋白序列比对分析发现,它们均含有保守的甲基转移酶结构域;构建系统发育树,表明稻瘟病菌PRMTs在丝状真菌中高度保守;通过提取稻瘟病菌在不同生长和侵染时期的m RNA,利用实时荧光定量PCR技术,分析稻瘟病菌PRMTs基因的表达谱,发现Mo PRMT1在侵染后24 h表达量达到最高峰,而其他阶段表达水平基本一致;Mo PRMT2与其他3个基因相比,各阶段表达量均较低,且各时期表达水平也没有明显变化;Mo PRMT3在芽管和附着胞发育阶段表达量较高,Mo PRMT3和Mo PRMT4在成熟附着胞时期表达量均达到最高,Mo PRMT4在侵染后42 h也出现表达峰值。这些数据表明PRMTs基因对于稻瘟病菌的侵染致病可能起重要调控作用。     

稻瘟病菌MGG_14095基因克隆、表达及其表达产物的纯化

稻瘟病菌(Magnaporthe oryzoe)是世界上危害性最大的水稻病原菌,也是阐明植物真菌病分子基础的主要模式生物,开展稻瘟病菌生长发育的相关研究,对稻瘟病的防治有重要意义.MGG_14095基因是稻瘟病菌的致病基因,对MGG_14095蛋白进行生物信息学预测,结果显示,MGG_14095蛋白等电点(pI)为5.72,不稳定指数为50.99,属于酸性不稳定蛋白;含角质酶保守结构域,隶属α/β水解酶超家族;有明显跨膜结构和信号肽剪切位点,属于分泌型蛋白质.本研究克隆稻瘟病菌MGG_14095(38-281)基因,构建原核表达系统pETM20-MGG_14095(38-281),采用分步层析纯化MGG_14095(38-281)蛋白,成功获得高纯度可溶目标蛋白.本研究结果为解析MGG_14095(38-281)蛋白质结构、探索稻瘟病菌致病机理及对稻瘟病菌防治提供一定的理论与试验依据.     

大丽轮枝菌假定蛋白VDAG＿07165的功能

土传病原真菌大丽轮枝菌寄主范围广,引起的黄萎病危害程度重、防控难度大。对病菌重要致病蛋白的挖掘和功能研究有望为病害防治提供新思路。本研究通过前期蛋白质组测序鉴定到一个未知功能结构域DUF1620家族蛋白VDAG＿07165在大丽轮枝菌对马铃薯根部初侵染阶段高表达。缺失VDAG＿07165基因导致大丽轮枝菌产孢量、分生孢子萌发率和穿透力均显著降低,对马铃薯植株的致病力显著减弱。由此说明,假定蛋白VDAG＿07165可在侵染早期通过调控大丽轮枝菌分生孢子的产生、萌发和穿透能力参与该菌对寄主的致病过程。本研究首次探明了DUF1620家族蛋白在土传病原真菌大丽轮枝菌分生孢子产生和侵染中的作用,为挖掘未知功能的新基因及其在真菌发育和致病过程中的功能研究提供了借鉴和参考。     

水稻与稻瘟病菌相互作用研究进展

作为一种主要粮食作物,水稻的生产影响全球经济的稳步增长。各种生物、非生物胁迫威胁水稻的生长发育过程。稻瘟病菌Magnaporthe oryzae(syn.Pyricularia oryzae)为重要的农业病原微生物,其引起的稻瘟病是世界性水稻重要病害,给水稻生产造成严重产量损失。相对于传统的化学农药防治,培育抗稻瘟病水稻品种是比较环保、有效的病害防治策略,然而田间稻瘟病菌群体复杂多样,小种遗传变异速度很快,抗病水稻品种的种植年限和范围受限。因此,掌握水稻抗病机理和稻瘟病菌致病机制有助于制定更好的防治措施。水稻与稻瘟病菌的相互作用过程涉及了不同层次的植物免疫反应,根据近年来水稻和稻瘟病菌功能基因组学研究上的最新进展,侧重对水稻抗稻瘟病的分子机理和信号传导方面进行了综述,并展望了二者研究所面临的机遇和挑战,以期进一步推进水稻与稻瘟病菌互作的分子机理研究,并为水稻的抗病育种提供借鉴。     

稻瘟病菌致病相关基因研究进展*

稻瘟病是水稻的毁灭性病害,世界各地水稻产区都有此病发生。稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)具有许多病原菌生命循环的重要特点:（1）分化形成称为附着胞的特异的侵染结构.（2）在这个过程中需要粘胶、疏水蛋白、黑色素、甘油等物质的合成与参与。（3）附着胞具有穿透寄主表皮的功能。（4）具有特异的信号传导途径,调节附着胞、侵染栓等侵染结构的形态分化（morphogenesis）。（5）在M. grisea和其寄主之间存在基因对基因关系,涉及到主要的真菌无毒基因和植物抗性基因。因此,稻瘟病菌致病的分子生物学及其与水稻寄主的互作研究是寻找新的…     

转基因改良水稻抗稻瘟病的策略及其进展

稻瘟病是由子囊菌引起的广泛发生在世界各水稻产区的主要真菌病害。由于病原菌致病性的高度分化,使得对稻瘟病很难控制和防治。长期实践证明,培育抗病品种是稻瘟病抗病育种的主要目标。随着基因工程的发展,利用转基因技术导入外源基因改良稻瘟病抗性已成为一条新途径。现有研究表明,通过某些抗病基因、抗真菌蛋白基因、杀菌肽基因的克隆和转育,可以培育出获得对稻瘟病广谱抗性的水稻品种(系)。     

香蕉枯萎病菌4号生理小种致病相关基因foABC1的分离

通过对香蕉枯萎病菌4号小种致病突变体B1233的进一步研究,分离了被突变的致病相关基因foABC1,同源性分析及保守结构预测该基因编码一类ABC转运蛋白,其功能可能同稻瘟病菌的ABC转运蛋白一样,负责真菌毒素的泵出,或是像其他真菌的ABC转运蛋白,在病原菌侵染寄主植物时能忍耐植物因防卫反应所释放的植保素或抗毒素类物质。     

水稻稻瘟病抗性基因的克隆、育种利用及稻瘟菌无毒基因研究进展

稻瘟病是世界上影响水稻(Oryza sativa)粮食生产的主要病害之一, 抗病基因的发掘与利用是抗病育种的基础和核心。随着寄主水稻和病原菌稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)基因组测序和基因注释的完成, 水稻和稻瘟病菌的互作体系成为研究植物与真菌互作的模式系统。该文对稻瘟病抗病基因的遗传、定位、克隆及育种利用进行概述, 并通过生物信息学分析方法, 探讨了水稻全基因组中NBS-LRR类抗病基因在水稻12条染色体上的分布情况, 同时对稻瘟病菌无毒基因的鉴定及无毒蛋白与抗病蛋白的互作进行初步分析。最后对稻瘟病抗病基因研究存在的问题进行分析并展望了未来的研究方向, 以期为水稻抗稻瘟病育种发展和抗病机制的深入理解提供参考。     

稻瘟病菌稻巨座壳存活因子基因MoSVF1的功能分析

稻巨座壳引起的稻瘟病是一种重要的农作物真菌病害,该病害的发生和流行限制了水稻的产量,威胁全球粮食安全。细胞凋亡和自噬在稻巨座壳的致病性中起重要作用,抗细胞凋亡的存活因子Svf1在禾谷镰刀菌和核盘菌中被报道与致病力相关,但是其在稻巨座壳中的详细功能却并未见报道。本研究对MoSvf1进行序列分析,发现Svf1在真菌中高度保守。对其进行基因敲除并观察表型,发现Mosvf1突变体菌落生长减慢,菌丝形态异常,但其产孢量相比野生型有显著性增多。说明MoSvf1正调控稻巨座壳的营养生长,负调控孢子的形成。Mosvf1突变体的附着胞形成和致病力无可见缺陷。为进一步完善MoSvf1的互作调控网络,我们通过IP-MS的方法鉴定MoSvf1的互作蛋白,发现其中包含多个与胞内信号传导及细胞凋亡有关的蛋白。对MoSvf1互作蛋白的分析有助于进一步揭示MoSvf1的调控模式和作用途径,为阐明稻巨座壳的生长和凋亡打下重要基础。     

水稻抗稻瘟病天然免疫机制及抗病育种新策略

稻瘟病是水稻最严重的病害之一,由子囊菌(Magnaporthe oryzae)引起。利用抗病品种是防治稻瘟病最经济、最有效的措施。近年来,稻瘟病已发展为研究植物与病原真菌分子互作机制的模式系统,在水稻与稻瘟菌互作和寄主抗性分子生物学、基因组学和蛋白组学等领域取得了一系列重要的研究成果。文章综述了近年来水稻抗稻瘟病两种天然免疫机制,即病原菌相关分子模式诱导和效应蛋白诱导的抗病机制研究的最新进展,讨论了GWAS、TALLEN、CRISPR和HIGS等基因组研究新方法和新技术在水稻抗病育种中的应用,并对目前稻瘟病抗性机制研究和抗病育种中的问题和挑战进行了探讨和展望。     

利用荧光蛋白标记研究稻瘟病菌有性世代的细胞结构

稻瘟病是水稻最重要的病害之一,同时稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)是植物病原真菌研究的模式生物。稻瘟病菌是异宗配合的子囊菌,但其有性世代的细胞学过程、形态结构、分子机制以及对病菌变异的贡献研究都较少,也缺乏必要的研究手段。该文利用荧光蛋白标记结合荧光染色的方法对稻瘟病菌有性世代结构进行了标记和显微观察,以期为稻瘟病菌有性生殖过程和机制研究提供方法与借鉴。将绿色荧光蛋白GFP和红色荧光蛋白m Cherry分别导入两个相对交配型的稻瘟病菌菌株Guy11(MAT1-2)和70-15(MAT1-1),各转化子及野生型按交配型组合对峙培养,观察有性世代结构中的荧光表达情况。结果表明,组蛋白H3启动子、核糖体蛋白RP27启动子和疏水蛋白MPG1启动子均可在稻瘟病菌有性孢子形成过程中高丰度表达。进一步利用这三种启动子和两种荧光蛋白对稻瘟病菌有性孢子的细胞器(细胞核、过氧化物酶体)进行标记和观察,结果表明,融合组蛋白H2B的m Cherry及融合核定位信号(NLS)的GFP均能有效标记子囊孢子细胞的细胞核,荧光集中而明亮;带有过氧化物酶体定位信号1(PTS1)的GFP可以有效地标记子囊孢子中的过氧化物酶体,每个细胞中均有数量不等的过氧化物酶体,表明子囊孢子中需要过氧化物酶体参与生化代谢。该文还利用脂肪染色剂尼罗红、BODIPY和细胞壁染色剂卡氏白结合荧光蛋白标记对子囊和子囊孢子进行组合染色。结果显示,尼罗红、BODIPY、卡氏白染色剂互不干扰,可以与不同颜色的荧光蛋白相互组合,从而更加清晰地标记子囊和子囊孢子的结构、细胞器和储藏物质。     

青枯劳尔氏菌多基因家族Ⅲ型效应蛋白在植物病害发展及防御系统中的作用（英文）

青枯劳尔氏菌是导致多种重要经济作物毁灭性枯萎(bacterial wilt)的一种土传病害,严重危害热带和亚热带地区食品安全。该细菌通过Ⅲ型分泌系统(T3SS)向寄主细胞注射大量效应蛋白(T3Es)。效应蛋白是把双刃剑,既可诱导植物感病,又能激活植物防御系统。具有特殊重复结构的效应蛋白被归类成多基因家族,各家族成员协同致病,但其分子机制尚不清楚。本文围绕近年来有关多基因家族效应蛋白结构、功能和致病性等方面最新进展进行综述,为青枯菌致病机理和病害防治提供新思路。     

青枯劳尔氏菌多基因家族III型效应蛋白在植物病害发展及防御系统中的作用

青枯劳尔氏菌是导致多种重要经济作物毁灭性枯萎（bacterial wilt）的一种土传病害,严重危害热带和亚热带地区食品安全。该细菌通过III型分泌系统（T3SS）向寄主细胞注射大量效应蛋白（T3Es）。效应蛋白是把双刃剑,既可诱导植物感病,又能激活植物防御系统。具有特殊重复结构的效应蛋白被归类成多基因家族,各家族成员协同致病,但其分子机制尚不清楚。本文围绕近年来有关多基因家族效应蛋白结构、功能和致病性等方面最新进展进行综述,为青枯菌致病机理和病害防治提供新思路。     

云南稻瘟病菌系谱与致病型的关系

为探究稻瘟病菌无性世代DNA水平的变异,寻找云南稻瘟病菌谱系(genetic lineage,G)和致病型之间的对应关系,根据稻瘟病菌散布的重复序列Pot2(Pyricularia oryzac transposon),对云南水稻主产区稻瘟病菌菌株DNA进行了rep-PCR(repetitive polymerase chain reaction)扩增,获得rep-PCR指纹。聚类分析将134个稻瘟病菌代表菌株划分为G1～G8等8个谱系,揭示云南水稻主产区稻瘟病菌无性系丰富的遗传多样性。进一步接种分析了8个谱系的29个稻瘟病菌菌株对33个云南主产区水稻品种的亲和性,依其毒性谱,采用STATISTICAL5．0软件的UP-GMA程序进行聚类分析,将其划分为P1～P6等6个致病型群(pathotype group)。结果表明同一谱系的稻瘟病菌菌株多数对应2～3个致病型群,少数1个或4个致病型群;但G1～G8等8个谱系中的部分菌株都可对应致病型群P2。因此,云南水稻主产区稻瘟病菌谱系和致病型群之间属于复杂关系类型。此外,33个水稻品种中的合系16和京国92抗全部29个稻瘟病菌株,云粳20和合系30对全部供试菌株表现感病,这对云南水稻主产区品种布局提供了稻瘟病抗性方面的依据。因此,从育种应用和生产实际需要出发,水稻品种抗瘟谱测定仍然必要。     

10种药用植物乙醇提取物的抑真菌活性研究

真菌病害是降低农作物产量和品质的最重要因素之一,严重威胁粮食安全.化学农药是防治真菌的有效手段,但长期不合理的使用,其弊端凸显;而采用植物代谢产物防治真菌病害是化学杀菌剂的理想替代品.因此,本研究采用菌丝生长速率法,检测了10种药用植物的乙醇提取物对9种植物病原真菌的抑制效果.结果表明姜黄、川芎、苦参乙醇提取物在1 000 g/mL浓度下对超过5种真菌(马铃薯晚疫菌、西瓜枯萎菌、小麦赤霉菌、水稻纹枯菌和苹果轮纹菌)的抑制率高于50%,显示出较高的抑菌活性.本研究发现姜黄、川芎、苦参具有广谱抑菌活性,抑菌活性成分值得进一步分离鉴定,为寻找天然产物抑真菌活性物质提供了参考依据.     

解淀粉芽胞杆菌HR-2的分离鉴定及对水稻稻瘟病菌的拮抗效果

稻瘟病是一种严重威胁全球粮食安全的水稻真菌病害.本研究采用平板对峙法从湖南岳阳地区筛选出1株对水稻稻瘟病菌具有高效拮抗活性的菌株HR-2.通过形态特征验证、16S rRNA、gyrA和tuf基因序列比对分析,鉴定该菌株为解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens).抑菌广谱性测定结果表明菌株H...     

稻瘟病菌MoDUO1基因的克隆、原核表达及纯化

MoDUO1基因是稻瘟病菌的致病基因,主要与稻瘟病菌的营养生长、分生孢子发育及致病性相关。本研究旨在构建稻瘟病菌MoDUO1基因原核表达载体,诱导表达并纯化MoDuo1重组蛋白,为后续研究蛋白互作奠定基础。通过RT-PCR扩增得到MoDUO1基因的ORF,酶切回收后与线性化p ET-30a相连,构建了原核表达载体pET-30a-Duo1,将其转化到大肠杆菌BL21(DE3)中,扩大培养至OD值为0.6~0.8,加入IPTG至终浓度为0.2 mmol/L,37℃,200 r/min诱导2 h,大量表达得到MoDuo1基因重组蛋白,纯化后得到MoDuo1蛋白。     

bZIP转录因子CfHac1参与调控果生刺盘孢菌的生长发育和致病力

油茶炭疽病是油茶Camellia oleifera上最重要病害之一,引起该病害的主要致病菌为果生刺盘孢菌Colletotrichum fructicola。本研究以果生刺盘孢菌bZIP类转录因子CfHac1为研究对象,研究其在果生刺盘孢菌的营养生长、产孢量、附着胞形成、致病力及耐受性等方面的生物学功能,为油茶炭疽病的防控提供理论依据。研究结果表明,果生刺盘孢菌中具有一个与灰色大角间座壳（稻瘟菌）bZIP转录因子MoHac1直系同源的基因,命名为CfHAC1。该基因全长1 627bp,编码526个氨基酸,该蛋白含有一个碱性亮氨酸链（bZIP）结构域和3个未知功能结构域。CfHAC1基因敲除突变体的菌丝生长速度显著变慢,分生孢子产量显著减少且不能正常形成附着胞,并对山梨糖醇和KCl渗透压胁迫敏感性增加;致病力测试结果表明,果生刺盘孢菌基因敲除突变体ΔCfhac1对油茶的致病力显著下降。转录因子CfHac1参与调控果生刺盘孢菌的生长、产孢、附着胞的形成、致病力以及响应外界渗透压胁迫过程。     

踏破铁鞋无觅处——一类新型抗真菌剂的发现

病原微生物通过其特有的机制破坏植物的防御屏障, 引发病害, 给农业生产造成损失。研究病菌致病机制, 能够启发人们探索病害防控的新思路。四川农业大学陈学伟团队阐明了稻瘟病菌的一种特殊结构——侵染钉的发生机制, 发现超长碳链脂肪酸合成酶在此过程中发挥重要作用。以超长碳链脂肪酸合成酶为靶点, 该团队寻找到了抑制超长碳链脂肪酸生物合成, 进而抑制侵染结构发生的化合物。这些化合物可广谱抑制多种病原真菌在动物和植物宿主上的致病力, 为创制新型农药开拓了新思路。