烟草NtWRKY40在植物应答病毒侵染过程中的作用

WRKY转录因子家族在植物的抗病、抗逆反应中具有重要功能。已有研究表明,烟草花叶病毒(TMV)的侵染显著地诱导烟草Nt WRKY的表达,有必要进一步探明该基因在植物应答病毒侵染过程中的作用。采用PCR的方法克隆获得Nt WRKY cDNA,生物信息学分析结果显示,该基因属于WRKYⅡa亚族成员,与绒毛状烟草NtoWRKY40高度同源,命名为NtWRKY40。以此建立了过表达该基因的转基因烟草,并以TMV为毒源进行了转基因烟草和野生烟草的侵染实验,以观察NtWRKY40在烟草应答病毒侵染过程中的作用。实验结果表明,野生烟草在TMV侵染后9 d,NtWRKY40的表达量显著升高,而NtWRKY40过表达转基因烟草在病毒侵染后,病毒相关基因的表达高于野生型对照,与染病程度成正相关,说明过表达NtWRKY40增加了植株对病毒的敏感性,该基因为负调控因子。此外,为探索应用人工miRNA的抗病毒技术,以烟草天然miR167前体为骨架、马铃薯Y病毒(PVY)外壳蛋白基因的一段反向互补序列为成熟序列,构建了amiR167-PVY植物表达载体并转化烟草,以抑制PVY。对amiRNA转基因植株进行抗病毒实验的结果显示,amiR167-PVY能够部分抑制病毒基因的表达,转基因植株具有一定的抗病毒能力。     

Biosource公司用植物生产疫苗获得成功

Biosource Technologies公司和马里兰州贝塞斯达纳瓦尔医学研究所的研究人员协作研究,获得了位于重组烟草花叶烟草花叶病毒组(TMV)表面的疟疾表位。他们用遗传工程方法,使疟疾序列在TMV外壳蛋白内表达。将筛选的B-细胞疟疾表位插入TMV外壳蛋白表面环状区或与其C-末端融合。用任意一种形式的这种修饰过的病毒侵染烟草植株时,都产生高浓度外壳蛋白。Thomas Turpen及其同事认为,重组植物病毒有可能满足大规模及有经济效益地生产亚基疫苗(易于贮藏及管理)的需要。一般情况     

Harpin的表达及其诱导抗烟草花叶病毒感染的活性

采用人工分段合成梨火疫病细菌(Erwinia amylovora)Harpin基因A、B、C、D片段,然后连接构建全长harpin基因,克隆到pET-23(+)表达载体中,在E.coli BL21中表达Harpin蛋白.通过His@Bind Resin Ni++ 层析柱纯化,获得Harpin蛋白.经SDS-PAGE和Western blot分析,该蛋白分子量为45 kDa.采用叶片穿刺法,5μL 30μg/mL Harpin能诱发烟草叶片的过敏反应.采用叶脉注射法,5μL 30μg/mL Harpin能诱发辣椒叶片的过敏反应.将烟草和辣椒用30μg/mL Harpin喷雾处理5d后,接种烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus, TMV),观察植株病症,并采用ELISA检测TMV含量.结果表明经Harpin处理的烟草和辣椒对TMV侵染有一定的抑制作用.     

用毒蛋白控制植物病毒病害的基因工程设想

本文提出利用抑制植物蛋白质合成的毒蛋白基因读码框和植物病毒亚基因组启动子组成嵌合基因,预先在植物中表达负链RNA,在病毒侵染细胞中变为正链毒蛋白RNA,产生毒蛋白,迅速中止该细胞蛋白质合成,从而达到完全控制植物病毒病的植物基因工程工程设想。白喉毒素A链基因读码框是一种对多种植物有用的适合于本设想的毒蛋白基因读码框。烟草中负链毒蛋白RNA不会自动变为正链RNA。TMV外壳蛋白亚基因组是按BMV RNA_4的方式生成;它的启动子可以用作TMV的启动开关,使植物细胞中白喉毒素A链负链RNA特异地转变为毒蛋白mRNA。     

TMV 54K基因的3个突变体介导抗病性的研究

利用PCR方法分别构建了烟草花叶病毒（TMV）中一个推测为复制酶的54－kD蛋白基因（54K）缺失N端、C端和仅余基因中部261bp的3个缺失突变体,与野生型54K一起克隆入植物中间载体p208,并通过根癌土壤杆菌（Agrobacterium tumefaciens (SDmith et Townsend)Conn）介导的方法转化烟草（Nicotiana tabacum L.）。用TMV侵染转基因植物的R0代和R1代,结果显示这3个缺失突变体均能介导对TMV的抗病性。     

国外科技简讯

利用植物生产疫苗 据 AgBiotech News and In-formation 1995年3月报道:美国加利福尼亚州生物资源技术公司和美国马里兰州海军医学研究所的科学家构建了重组烟草花叶病毒(TMV)表面上的疟疾表位(抗原决定簇)。他们通过生物工程把疟疾序列表达于TMV衣壳蛋白。选择B细胞疟疾表位或是被插入 TMV衣壳蛋白的环区,或是被融合于其C末端。用上述任何一种形式的修饰病毒感染烟草植株,都可产生大量的衣壳蛋白。重组植物病毒有可能满足亚单位疫苗生产的需要。这种植物疫苗不仅生产成本低廉,而且可在室温下贮存。一个植株所生     

表达黄瓜花叶病毒卫星RNA的转基因烟草耐烟草花叶病毒

表达黄瓜花叶病毒(CMV)的卫星RNA的转基因烟草可以抗CMV的侵染.为了决定这些植物对其它病毒,如烟草花叶病毒(CMV)的安全性,我们对这些植物接种CMV.结果发现 卫星RNA可减弱TMV引起的症状,井降低病情指数,然而却对TMV在植物中的积累没有明显影响.这一发现有助于对卫星RNA抗病机制的理解,有助于含卫星RNA的生防制剂及表达病毒卫星RNA的转基因植物的应用.本文在国际上首次报道卫星RNA可减弱非相关病毒引起的症状.1 材料和方法1.1 病毒及植物烟草花叶病毒(TMV),烟草G140种子及枯班三生烟种子均为中国科学院微生物研究所病毒室保存;含黄瓜花叶病毒卫星RNA-R1基因的烟草G140(烟Sat-G140)为中国科学院微生物研究所病毒室培育,所用材料为第三代种子.     

表达黄瓜花叶病毒卫星RNA的转基因烟草耐烟草花叶病毒

表达黄瓜花叶病毒(CMV)的卫星RNA的转基因烟草可以抗CMV的侵染.为了决定这些植物对其它病毒,如烟草花叶病毒(CMV)的安全性,我们对这些植物接种CMV.结果发现 卫星RNA可减弱TMV引起的症状,井降低病情指数,然而却对TMV在植物中的积累没有明显影响.这一发现有助于对卫星RNA抗病机制的理解,有助于含卫星RNA的生防制剂及表达病毒卫星RNA的转基因植物的应用.本文在国际上首次报道卫星RNA可减弱非相关病毒引起的症状.1 材料和方法1.1 病毒及植物烟草花叶病毒(TMV),烟草G140种子及枯班三生烟种子均为中国科学院微生物研究所病毒室保存;含黄瓜花叶病毒卫星RNA-R1基因的烟草G140(烟Sat-G140)为中国科学院微生物研究所病毒室培育,所用材料为第三代种子.     

Harpin的表达及其诱导抗烟草花叶病毒感染的活性

采用人工分段合成梨火疫病细菌(Erwinia amylovora)Harpin基因A、B、C、D片段,然后连接构建全长harpin基因,克隆到pET-23( )表达载体中,在E．coli BL21中表达Harpin蛋白。通过His Bind Resin Ni^ 层析柱纯化,获得Harpin蛋白。经SDS-PAGE和Western blot分析,该蛋白分子量为45kDa。采用叶片穿刺法,5μL 30μg/mL Harpin能诱发烟草叶片的过敏反应。采用叶脉注射法,5μL 30μg/mL Harpin能诱发辣椒叶片的过敏反应。将烟草和辣椒用3μg／mL Harpin喷雾处理5d后,接种烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV),观察植株病症,并采用ELISA检测TMV含量。结果表明经Harpin处理的烟草和辣椒对TMV侵染有一定的抑制作用。     

灰树花中一种抗烟草花叶病毒的蛋白质的纯化及其性质

通过硫酸铵分级沉淀、阴离子交换柱层析及凝胶过滤柱层析,从灰树花子实体中分离到了一种具有抑制烟草花叶病毒（TMV）侵染活性的热稳定蛋白——GFAP.经常规凝胶电泳和等电聚焦电泳显示为单一条带,而SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳结果证明该蛋白质含有两个亚基,其分子质量分别为34 ku、40 ku.等电聚焦测定蛋白质pI为3.76,含糖量约为2%.GFAP的40 ku条带N端氨基酸序列为ACCVPSVTEFENAINSDPVM,将其与GenBank中的氨基酸序列检索比较后没有发现同源序列,预示可能为一新的氨基酸序列.GFAP与TMV混合接种心叶烟,当GFAP浓度为32 mg/L时即可完全抑制浓度为10 mg/L的TMV的侵染,而4 mg/L的GFAP对浓度为40 mg/L的TMV的抑制率仍可达60%以上.     

转小麦冷胁迫蛋白截短基因烟草及其抗病性分析

TA3-13是克隆于小麦冷胁迫蛋白基因的截短片段。原核表达的TA3-13蛋白能够诱导烟草产生显著的抗烟草花叶病毒(TMV)的作用。文章将TA3-13基因片段克隆到植物表达载体pBI121上,构建成转基因重组体pB-3-13,通过冻融法转化农杆菌EHA105,构建成转基因侵染菌株。采用叶盘法将pB-3-13转化三生烟草,经卡那霉素抗性筛选,获得48株T0代再生植株。通过PCR检测,鉴定出33株转基因单株,收获了20株种子作为T1代株系。PCR-Southern杂交结果显示,PCR阳性条带与TA3-13探针有特异性杂交,说明外源基因被转化到烟草的基因组中。选取两个T1代株系的烟草植株用于各项测定。GUS组织化学活性鉴定和RT-PCR检测结果显示,外源基因可以成功地表达。接种TMV病毒后,转基因烟草抗TMV的能力较转空载体烟草提高3～5倍。转基因烟草具有抗TMV侵入和抗病毒病害发展的作用,同时转基因烟草可以抗细菌软腐病菌的扩展。     

过量表达辣椒CaNPR1提高烟草对青枯菌的抗性

对水稻和拟南芥等模式植物的研究表明,NPR1(nonexpressor of pathogenesis-related genes 1)是依赖于SA通路的防御反应调节基因,但在辣椒和烟草等茄科作物中该蛋白的功能还鲜有报道.研究从辣椒cDNA文库中分离获得一个NPR1的类似物全长cDNA(CaNPR1),并获得了其超表达的转基因烟草T1代株系.研究结果表明,这些株系与其野生型植株没有明显表型差异,但却表现出较野生型植株更高的抗青枯菌侵染活性.同时,研究还发现CaNPR1的超表达还显著提高了防御相关基因的表达,表明NPR1在不同植物间具有较强的功能保守性.     

麻疯树逆境蛋白(curcin 2)基因在烟草中的表达

麻疯树（Jatropha curcas）幼苗在干旱、高低温胁迫和真菌浸染下,其叶片中诱导产生了一种新的毒蛋白curcin 2。这意味着curcin 2在其它植物中的异源表达可能会增强植物对外界胁迫的抵抗。curcin 2 cDNA的两个片断：cur2p片断（编码前成熟蛋白）和cur2m片断（编码成熟蛋白）,通过农杆菌的介导分别转化烟草并获得转基因植株。但是,只有在插入了cur2p片断的烟草中检测到了curcin 2蛋白的表达。同时,curcin 2在烟草中的表达增强了植株对烟草花叶病毒（TMV）的抗性。     

一种食用菌提取物y3对烟草花叶病毒的钝化作用及其机制

测定了从食用菌毛头鬼伞(Coprinus comatus)中提纯的y3蛋白对烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)的钝化作用,结果表明y3对TMV有较强的体外钝化作用,在心叶烟枯斑寄主上对TMV的抑制中浓度约为2.0μg/mL;y3在pH9.0时较稳定;TMV与y3混合后用RNase处理,测得侵染率为61.74%,比未用RNase处理的对照降低了38.26%,说明y3具有一定的体外脱衣壳作用;另外电镜观察发现y3可使部分TMV粒体发生裂解,变短.     

烟草花叶病毒的发现、揭示和生物学意义

烟草花叶病毒(TMV)研究在生命科学中具有标志性作用。用TMV作为实验材料,发现RNA也具有遗传功能,在化学因素的作用下也能发生基因突变。依据TMV的X射线衍射图像对TMV进行分子结构的建模工作,利用TMV的外壳蛋白基因获得了首例转基因抗病毒植株,证明了病原体能引发抗性的观点。     

云南五个不同地区烟草花叶病毒外壳蛋白基因的序列比较

烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)是烟草花叶病毒属(Tobamovirus)中的典型成员,具有极广的寄主范围,可以侵染30个科的310多种植物,为单组份正链ssRNA病毒,TMV基因组RNA由6395个核苷酸组成,共有4个ORF,分别编码183kDa、126 kDa、30 kDa和17.5 kDa蛋白[1,2].     

烟草花叶病毒及其核酸侵染烟草愈伤组织悬浮细胞的研究

比较了烟草的茎和叶片来源的愈伤组织对 TMV 侵染和繁殖的影响,发现 TMV 在单倍体植株茎的悬浮细胞中侵染和繁殖最好。TMV 在悬浮细胞中的繁殖曲线表明,接种后25℃保温6小时病毒滴度下降,24小时后对数增加,144—216小时病毒滴度达最高峰,其后病毒滴度下降。接种后经10℃低温预处理10小时、24小时和4天再转到25℃继续保温的细胞中,比接种后直接在25℃保温的大大增加了病毒复制的同步性,以低温处理10小时和24小时最佳。烟草悬浮细胞也适用于 TMV-RNA 接种。     

杏鲍菇抗烟草花叶病毒蛋白的筛选

采用离子交换层析和凝胶层析方法,从杏鲍菇干样中分离得到多个蛋白组分,经枯斑寄主检测,发现多个蛋白组分都有抗烟草花叶病毒(TMV)的活性,对TMV的抑制率均在70%以上,高者可达99%。其中xb68Ab已得到了纯化,分子量约为23.7kD,在心叶烟和苋色藜上它对TMV侵染的抑制率分别达到99.43%和98.9%。     

绿色荧光蛋白标记检测鸦胆子素D抗TMV活性

以绿色荧光蛋白（green fluorescent protein, GFP）为报告基因,将含TMV表达载体的质粒p35S-30B：GFP转化农杆菌EHA 105,通过渗透法把经MMA诱导后的农杆菌悬浮液注射到本氏烟叶片内,测定了鸦胆子素D （Bruceine D） 对烟草植株内TMV的增殖和运动的抑制作用;通过PEG介导法把p35S-30B：GFP转化到本氏烟叶肉细胞原生质体内,测定了Bruceine D对烟草原生质体中TMV增殖的抑制效果.结果表明,在10 μg/mL浓度下,Bruceine D不仅可抑制烟草叶肉细胞原生质体中TMV的增殖,还可以抑制烟草接种叶中TMV向茎部及植株上部叶片移动,且对寄主植物不造成明显的毒害.     

YP3：食用菌榆黄蘑中新的植物病毒抑制物蛋白

食用菌中含有多种抗病毒蛋白,可用于植物保护.采用硫酸铵分级沉淀、DEAE-纤维素离子交换层析和SephacrylTMS-200凝胶层析方法,从食用菌榆黄蘑新鲜子实体中提取到一单亚基蛋白,命名为YP3.利用SDS-聚丙烯酰胺不连续凝胶电泳初步估计其分子量大约为27.6 kDa.氨基酸组成分析表明该蛋白非常类似其它的抗植物病毒蛋白,并且几乎不含糖.其N-末端序列为NRDVAACARFIDDFCDTLTP,在GenBank中没有找到同源序列.浓度为0.24 mg/L时蛋白YF3对烟草花叶病毒(TMV 20 mg/L)侵染心叶烟的抑制率为50%.同时还发现YP3对供试的细菌和真菌没有抑制活性,对胃癌细胞株MGC-803、肝癌细胞株SMMC-7721、肺癌细胞株SPC-A1的细胞增殖具有一定的抑制作用,其IC50大约为20 mg/L.