小麦赤霉病菌对多菌灵的抗药性与α2-微管蛋白序列无关析

[目的]研究小麦赤霉病菌对多菌灵的抗药性与α2-微管蛋白基因的相关性.[方法]比较对多菌灵不同敏感性水平菌株间在药剂作用下的形态学特征及其α2-微管蛋白基因异同.[结果]当敏感菌株和田间中抗菌株均在各自EC50和EC90浓度作用下,两者分生孢子芽管和初生菌丝均表现畸形,肿胀,分支增多.根据小麦赤霉病菌核基因组测序菌株NRRL31 084(PH-1)的α2-微管蛋白基因核苷酸序列设计4对引物,采用PCR方法克隆并测定了小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)对多菌灵(MBC)不同敏感性表型的8个中国菌株的α2-微管蛋白基因全序列.DNA序列比对结果表明中国的4个敏感菌株和4个抗药性菌株的α2-微管蛋白基因核苷酸序列同源性没有差异,多菌灵抗药性与α2-微管蛋白无关.该基因全长1712 bp,含有4个内元,编码453 aa;与NRRL31 084的α2-微管蛋白基因核苷酸序列同源性为99%,存在5个差异核苷酸,与其所编码的氨基酸序列同源性为100%;与其他9种真菌α2-微管蛋白基因所编码的氨基酸序列同源性为64%～89%.[结论]小麦赤霉病菌对多菌灵的抗药性与α2-微管蛋白序列无关.     

禾谷镰孢菌β-微管蛋白基因克隆及其与多菌灵抗药性关系的分析

应用3对引物,从禾谷镰孢菌(Gibberella zeae)对多菌灵(MBC)的敏感菌株(MBC^R)和田间及室内诱导抗药性菌株(MBC^R)中扩增β-微管蛋白基因。该基因全长1631bp,包含3个内含子,编码447aa,与其他常见植物病原丝状真菌β-微管蛋白基因的氨基酸同源性达95．12％～99．30％。MBC^R和MBC^R菌株核苷酸序列分析表明,MBCR菌株未发生任何位点的突变,说明G．zeae对MBC的抗药性机制并非像其他丝状真菌一样由β-微管蛋白198位氨基酸突变所致。     

禾谷镰孢菌α-微管蛋白基因克隆及其与多菌灵抗药性关系分析

根据禾谷镰孢菌参考菌株NRRL310 84 (PH 1)的α- 微管蛋白基因核苷酸序列设计 4对引物 ,采用PCR方法克隆并测序了禾谷镰孢菌 (Fusariumgraminearum)对多菌灵 (MBC)不同敏感性表型的 6个中国菌株的α 微管蛋白基因全序列。DNA序列对照表明中国的 3个敏感菌株和 3个抗药菌株的α- 微管蛋白基因核苷酸序列同源性没有差异 ,多菌灵抗药性与α- 微管蛋白无关。该基因全长 1718bp ,含有 6个内元 ,编码 4 4 9aa ;与NRRL310 84的α- 微管蛋白基因核苷酸序列同源性为 99% ,存在 5个差异核苷酸 ,与其所编码的氨基酸序列同源性为 99 78% ;与其他 6种真菌α- 微管蛋白基因所编码的氨基酸序列同源性为 37%～ 86 %。     

禾谷镰孢菌β-微管蛋白基因克隆及其与多菌灵抗药性关系的分析

应用3对引物,从禾谷镰孢菌（Gibberella zeae）对多菌灵（MBC）的敏感菌株（MBCS）和田间及室内诱导抗药性菌株（MBCR）中扩增β微管蛋白基因。该基因全长1631bp,包含3个内含子,编码447aa,与其他常见植物病原丝状真菌β-微管蛋白基因的氨基酸同源性达95.12%～99.30%。MBCS和MBCR菌株核苷酸序列分析表明,MBCR菌株未发生任何位点的突变,说明G. zeae对MBC的抗药性机制并非像其他丝状真菌一样由β微管蛋白198位氨基酸突变所致。     

水稻恶苗病菌(Fusarium fujikuroi)β-微管蛋白基因克隆及与多菌灵抗药性关系

【目的】揭示水稻恶苗病菌(Fusarium fujikuroi)对多菌灵的抗药性与其β-微管蛋白基因的相关性。【方法】结合形态学和TEF-1α基因序列对分离菌株进行鉴定;根据近源种拟轮枝镰孢菌(Fusarium verticillioides)核基因组测序菌株7600的β-微管蛋白核苷酸序列设计引物,采用PCR方法克隆并比对分析了F.fujikuroi对多菌灵不同敏感性表型的5个菌株的β-微管蛋白基因全序列;利用实时定量技术(qRT-PCR)分析了β-微管蛋白基因在上述5个菌株中的表达特性。【结果】F.fujikuroi的β-微管蛋白基因核苷酸序列(GenBank登录号:JQ026022)全长1671 bp,包含4个内含子,编码447个氨基酸残基;2个敏感性菌株和3个抗药性菌株的β-微管蛋白基因核苷酸序列同源性100%;在无药剂处理下该基因在2个敏感性菌株中的表达水平显著高于3个抗药性菌株(p=0.05),且对同一菌株而言,药剂处理能够显著提高β-微管蛋白基因表达水平(p=0.05),但在相同药剂处理条件下,菌株间差异不显著。【结论】F.fujikuroi对多菌灵的抗药性机制与β-微管蛋白无关,有待进一步研究。     

芒果炭疽病菌β-微管蛋白基因的克隆及其与多菌灵抗药性发生的关系

参照豆科合萌属 (Aeschynomene)作物炭疽病菌的tub1和tub2基因序列设计了 2对引物 ,分别从芒果 (Man gifera)炭疽病菌对多菌灵 (MBC)田间抗药性 (MBCR)和敏感 (MBCS)的菌株中扩增 β_微管蛋白基因。结果只有以tub2为参照设计的引物扩增到了特异片段。进一步对全基因进行了克隆和测序。该基因序列全长 1344bp ,编码4 4 7aa ,其核苷酸和氨基酸序列与豆科合萌属炭疽病菌的tub2基因高度同源。对芒果炭疽病菌抗、感菌株 β_微管蛋白氨基酸序列进行比较分析 ,发现第 181、2 37和 36 3位氨基酸发生了突变 ,而其它位置 (如第 198位或 2 0 0位 )均不变     

芒果炭疽病菌β-微管蛋白基因的克隆及其与多菌灵抗药性发生的关系

参照豆科合萌属（Aeschynomene）作物炭疽病菌的tub1和tub2基因序列设计了2对引物,分别从芒果（Mangifera）炭疽病菌对多菌灵(MBC)田间抗药性（MBCR）和敏感（MBCS）的菌株中扩增β_微管蛋白基因。结果只有以tub2为参照设计的引物扩增到了特异片段。进一步对全基因进行了克隆和测序。该基因序列全长1344bp,编码447aa,其核苷酸和氨基酸序列与豆科合萌属炭疽病菌的tub2基因高度同源。对芒果炭疽病菌抗、感菌株β_微管蛋白氨基酸序列进行比较分析,发现第181、237和363位氨基酸发生了突变,而其它位置（如第198位或200位）均不变。     

纳米银对小麦赤霉病菌的抑制

采用化学还原法制备纳米银,以小麦赤霉病菌为受试菌株,研究纳米银对小麦赤霉病菌抗菌活性、对细胞内3种保护酶:超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性和对细胞渗透调节物质:丙二醛(MDA)、可溶性蛋白、可溶性糖含量的影响。结果表明:纳米银能显著抑制小麦赤霉病菌的生长,抑制作用随着浓度的增加而不断增大,10μg/mL的纳米银对病原菌的抑制率达90%以上,有效中浓度(EC_(50))为0.59μg/mL。随着纳米银处理时间(2、4、6、8和10 h)的增长,3种酶的活性均出现先增加后降低的变化。SOD、POD和CAT均在4 h出现最高值,10 h降至最低。纳米银使得菌体内丙二醛含量增加,可溶性蛋白和可溶性糖含量降低。纳米银破坏了病原真菌体内细胞的完整性,这可能是纳米银抑制病原菌生长的机理之一。     

蛋白磷酸酶2A对微管的调控作用研究进展

微管是细胞骨架的主要成分之一,几乎存在于所有真核生物细胞之中,参与细胞众多生理功能。PP2A是真核生物体内存在最广泛的蛋白磷酸酶之一,可以调控大部分细胞生命活动,其中,包括微管所介导的许多生命活动。该文从以下方面介绍了PP2A在微管功能行使中的重要作用,包括PP2A参与微管蛋白翻译后修饰、调控分子马达和微管相关蛋白的活性、维持细胞周期中微管的动态平衡以及PP2A异常与微管类疾病的相关性。     

小麦赤霉病原菌拮抗菌Bacillus amyloliquefaciens 7M1产抗菌素的研究

【目的】从小麦根际土壤分离鉴定一株赤霉病拮抗菌,对该菌产的抗菌素进行生物学性质研究、种类鉴定和抑菌实验。【方法】利用牛津杯法和光照培养箱实验对其抑菌活性进行测定,通过16S r RNA基因序列分析对目标菌株的种属进行初步鉴定,根据抗菌素相关基因进行PCR扩增和测序,利用在线软件Pro Param tool和TMHMM对编码蛋白进行生物信息学分析。【结果】7M1菌体和抗菌素对禾谷镰刀菌的抑菌圈直径分别为16.33±0.13 mm和15.43±0.21 mm,16S r RNA基因序列分析结果显示其为芽孢杆菌,并与解淀粉芽孢杆菌具有较近的亲缘关系,菌株7M1抗菌素对小麦赤霉病的温室防治效果为76.41%,而且热稳定性好,可被蛋白酶K、胰蛋白酶、胃蛋白酶降解,在p H 5.0-10.0有较好的抑菌活性,但是紫外线辐射会降低其抑菌活性。菌株7M1含有bac AB、itu C、bam D 3种基因,通过与Gen Bank中相关的抗菌素基因进行比对,发现其编码的氨基酸序列与Gen Bank库中的芽孢杆菌溶素、伊枯草菌素和杆菌抗霉素D等抗菌素的相似性达到99%。bac AB编码蛋白和itu C编码蛋白是稳定蛋白,bam D编码蛋白是不稳定蛋白,此外,3种基因的编码产物不具有明显的跨膜结构。【结论】从该菌发酵液提取的抗菌素有很好的抗禾谷镰刀菌活性而且性质稳定,因而在小麦赤霉病的生物防治中具有潜在的应用价值。     

Choline transport in Fusarium graminearum A 3 5

Fusarium graminearum A 3/5 possesses a high affinity system (Km = 32 +/- 8 microM; mean +/- SE) for uptake of choline, which was shown to be energy-dependent and constitutive. The maximum rate of choline uptake by this system was repressed by ammonia and glucose, showing a three-fold increase in maximum activity after nitrogen (2 h) or carbon (4 h) starvation. The system was highly specific for choline with only dimethylethanolamine (Ki = 198 +/- 29 microM), betaine aldehyde (Ki = 95 +/- 14 microM) and chlorocholine (Ki = 352 +/- 40 microM) acting as competitive inhibitors. Hemicholinium-3 acted as a mixed (non-competitive) inhibitor (KIES = 1.9 +/- 0.6 microM; KIE = 3.6 +/- 1.9 microM).     

禾谷镰孢菌β2微管蛋白与苯并咪唑类杀菌剂互作研究

小麦赤霉病是小麦上的主要病害之一,在全世界范围内引起该病害的致病菌主要是禾谷镰孢菌Fusarium graminearum。目前,使用杀菌剂是生产上防治小麦赤霉病发生和危害的主要手段,常用的杀菌剂主要有苯并咪唑类杀菌剂(benzimidazoles)等,苯并咪唑类杀菌剂的作用靶标是β2微管蛋白。本研究旨在探究小麦赤霉病菌中β2微管蛋白与苯并咪唑类杀菌剂的互作机制,通过同源建模的方法获得了禾谷镰孢菌β2微管蛋白的三维结构,并在此基础上将β2微管蛋白与4种苯并咪唑类杀菌剂(多菌灵、苯菌灵、噻菌灵、甲基硫菌灵)进行分子对接。分子对接结果显示β2微管蛋白第198位苯丙氨酸和第236位缬氨酸与4种苯并咪唑类杀菌剂直接互作形成氢键,第50、134、165、167、198、200、236、237、239、240、250、253、257、314位氨基酸形成药剂结合口袋。通过比较β2微管蛋白与4种苯并咪唑类杀菌剂结合自由能,发现与其他3种杀菌剂相比,β2微管蛋白与多菌灵的结合自由能最小(-5.72 kcal/mol),说明其与多菌灵互作亲和力更强。采用菌丝生长速率法测定了禾谷镰孢菌对4种苯并咪唑类杀菌剂的EC₅₀值,禾谷镰孢菌对多菌灵、苯菌灵、噻菌灵、甲基硫菌灵的EC₅₀值分别为0.772、0.862、1.088、13.266 mg/L,该结果表明禾谷镰孢菌对多菌灵的敏感性强于其他3种杀菌剂,与分子对接结果相吻合。     

Microtubule-assisted mechanism for toxisome assembly in Fusarium graminearum

In Fusarium graminearum, a trichothecene biosynthetic complex known as the toxisome forms ovoid and spherical structures in the remodelled endoplasmic reticulum (ER) under mycotoxin-inducing conditions. Previous studies also demonstrated that disruption of actin and tubulin results in a significant decrease in deoxynivalenol (DON) biosynthesis in F. graminearum. However, the functional association between the toxisome and microtubule components has not been clearly defined. In this study we tested the hypothesis that the microtubule network provides key support for toxisome assembly and thus facilitates DON biosynthesis. Through fluorescent live cell imaging, knockout mutant generation, and protein–protein interaction assays, we determined that two of the four F. graminearum tubulins, α₁ and β₂ tubulins, are indispensable for DON production. We also showed that these two tubulins are directly associated. When the α₁–β₂ tubulin heterodimer is disrupted, the metabolic activity of the toxisome is significantly suppressed, which leads to significant DON biosynthesis impairment. Similar phenotypic outcomes were shown when F. graminearum wild type was treated with carbendazim, a fungicide that binds to microtubules and disrupts spindle formation. Based on our results, we propose a model where α₁–β₂ tubulin heterodimer serves as the scaffold for functional toxisome assembly in F. graminearum.     

小麦响应禾谷镰刀菌侵染的转录组学研究进展

由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病直接为害作物穗部,不仅严重影响小麦产量,还可因为毒素污染问题威胁人畜健康。近年来对小麦与禾谷镰刀菌互作的转录组学研究带来了很多新见解,概述了小麦响应禾谷镰刀菌侵染的转录组学研究进展,主要比较了不同抗性品种、不同器官、不同籽粒发育时期的小麦穗部在禾谷镰刀菌侵染时的基因表达特征,总结了赤霉病感染时小麦的激素响应、信号传导、转录调控和防卫相关基因的表达规律,以期促进研究者对小麦响应禾谷镰刀菌侵染规律的理解。     

禾谷镰孢菌蛋白激酶FgCdc15功能的研究

细胞分裂是真核细胞生长发育的重要环节。本研究利用生物信息学的方法,通过使用酵母菌Cdc15蛋白激酶序列比对,发现禾谷镰孢菌中只存在一个Cdc15蛋白激酶。基因缺失的功能研究表明FgCDC15（FGSG_10381）基因敲除后,突变体菌落生长速度减慢,对小麦和玉米无致病力。FgCDC15基因敲除突变体产生的分生孢子外观形态正常,但隔膜数量变少,同时发现该基因在分生孢子阶段表达量最高。在有性生殖阶段,FgCDC15基因敲除突变体可产生极少量的子囊壳,但不产生子囊和子囊孢子。本文研究表明,禾谷镰孢菌蛋白激酶FgCdc15可能参与了有性和无性阶段的细胞分裂和生长,同时影响禾谷镰刀菌的致病毒力。     

禾谷镰刀菌降解毒素基因Tri101的克隆和序列分析

禾谷镰刀菌Tri101基因编码的单端孢酶烯3-O-乙酰转移酶可通过加乙酰基的形式使禾谷镰刀菌产生的单族毒素(如DON)转变为较低的毒性。本研究利用RT-PCR技术从禾谷镰刀菌0623中扩增并克隆了Tri101基因的cDNA片段,测序结果表明,Tri101基因核苷酸序列阅读框架全长1356bp(GenBank序列号:GQ907236),编码451个氨基酸的多肽,推测分子量为49.45kD,等电点为5.14。氨基酸序列同源性比对结果表明,它与Kimura报道的禾谷镰刀菌Tri101氨基酸序列同源性最高,为99.56%,与其它13种镰刀菌的Tri101氨基酸序列的同源性分别为97.91%-75.68%。系统进化树分析结果表明,Fusarium graminearium0623与Fusarium sporotrichioides属于同一进化枝且与Fusarium asiaticum有较近的亲缘关系,而与F.oxysporum、F.moniliforme、F.nygamai、F.nisikadoi和F.decemcellulare的亲缘关系较远。