尖镰孢古巴专化型4号小种T-DNA插入突变体Focr4-1562及其基因敲除子的生物学表型研究

尖镰孢古巴专化型4号小种Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4（Focr4）是引起毁灭性土传病害香蕉枯萎病的危害性最大的小种,至今其致病机理尚不清楚。对已获得的野生型菌株Focr4-193-6经基因T-DNA插入引起致病性严重减弱的突变体Focr4-1562及其插入失活基因的敲除子△Focr4-1562的生物学表型进行了研究。玻璃纸穿透试验、活体叶片接种及根部接种致病性测定的结果表明,插入突变体和敲除子不能穿透玻璃纸生长,叶片接种和根部接种未见有明显病斑和球茎维管     

尖镰孢古巴专化型Focr4-1701突变体的生物学表型研究

由尖镰孢古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,Foc)引起的香蕉枯萎病是香蕉生产中的毁灭性病害之一。Foc有4个小种,其中4号小种(Focr4)因其寄主范围广且无高抗病性的香蕉品种,对香蕉产业的危害最大,其致病机制至今尚不清楚。为研究其致病机制,本文对Focr4野生型菌株(Focr4-193-6)、因其T-DNA插入导致致病性严重减弱的突变体Focr4-1701、T-DNA插入标签基因敲除子△Focr4-1701及敲除基因互补子△Focr4-1701-cp-1为材料,从致病性测定、玻璃纸穿透试验、孢子形态观察、产孢量与孢子萌发率测定、粗毒素测定等方面对其与致病性相关的生物学表型进行了测定。结果表明:T-DNA插入突变体Focr4-1701和基因敲除突变体△Focr4-1701接种后的香蕉植株叶片没有表现发病症状,敲除基因互补菌株与野生型菌株一样表现出发病症状;T-DNA插入突变体和基因敲除突变体不能穿透玻璃纸生长,T-DNA插入突变体及基因敲除突变体在产孢量、孢子萌发率和产毒素能力上均极显著低于野生型菌株及互补菌株。这些表型性状差异说明Focr4-1701致病性严重减弱可能是T-DNA插入位点标签基因失活后导致了菌丝体侵染能力下降及产毒素能力降低造成的。     

氨基酸影响尖孢镰孢菌古巴专化型厚垣孢子的形成

香蕉枯萎病是由尖孢镰孢菌古巴专化型Fusarium oxysporum f. sp. cubense（Foc）侵染引起的一种土传真菌病害,已严重威胁香蕉产业的健康发展。该病菌产生的厚垣孢子可在土壤中存活多年,是香蕉枯萎病的初侵染源。本研究通过氨基酸添加试验,证明添加甘氨酸可抑制厚垣孢子的形成;通过对该病菌厚垣孢子形成前期、初期、中期和后期的转录组分析,发现氨基酸合成通路中有93个基因的表达水平在厚垣孢子形成过程中发生了显著变化;In silico 分析表明其中10个基因参与调控真菌的氨基酸合成,11个基因参与调控真菌种的生长发育和产孢,19个基因参与调控真菌种的致病性和毒素产生。由此推测,氨基酸合成通路不仅与尖孢镰孢菌古巴专化型厚垣孢子的形成相关,其有可能参与调控该病菌的致病性。     

尖孢镰刀菌古巴专化型MAPK FoSlt2敲除突变体的转录组分析

尖孢镰刀菌古巴专化型Fusarium oxysporum f. sp. cubense（FOC）是威胁香蕉生产的重要土传病原真菌。丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK）FoSlt2信号通路在调控尖孢镰刀菌古巴专化型的生长发育、细胞壁完整性和致病性方面发挥着重要作用。为了揭示FoSlt2信号通路的致病机理和寻找农药靶标,本研究利用高通量RNA-seq技术对该病菌野生型菌株和FoSlt2敲除突变体菌株的转录组进行了比较分析,结果表明差异表达基因共有2 164个,其中上调表达基因有1 184个,下调表达基因有980个。Gene Ontology（GO）功能分析结果表明,差异表达基因主要参与在结合、催化分子功能组和代谢过程、细胞过程生物学通路中。KEGG 功能富集分析结果表明,差异基因主要参与戊糖和葡糖醛酸盐转换、氨基糖和核苷酸糖、氨基葡聚糖降解、磷酸肌醇和碳类物质代谢通路,说明这些通路与尖孢镰刀菌古巴专化型的生长发育和致病性相关。该研究为尖孢镰刀菌古巴专化型致病机制的阐明奠定了理论基础。     

香蕉枯萎病菌中Hog1 MAPK同源基因FoHog1敲除突变体的生物学特性

【目的】研究香蕉枯萎病菌4号生理小种中促分裂原活化蛋白激酶基因FoHog1的结构特点及其功能【方法】通过PCR和RT-PCR的方法获得了FoHog1基因序列并进行生物信息学分析,利用PEG介导的原生质体转化法得到了FoHog1基因缺失突变体,分析敲除突变体与野生型的生物学特性差异【结果】FoHog1基因编码一个含有357个氨基酸的蛋白,该蛋白在不同种镰刀菌中高度保守。通过对敲除突变体的研究发现,该基因缺失后菌丝密度下降,产孢量与菌丝干重明显降低,对乙酸钠和氯化铵的利用率下降,对温度、pH及渗透压等外源胁迫更为敏感。通过致病力实验发现,基因敲除突变体的定殖能力有所降低【结论】尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种中FoHog1基因参与调控菌丝生长、分生孢子生成、乙酸钠和氯化铵代谢、渗透压胁迫反应及致病相关过程。     

猪链球菌2型唾液酸合成酶neu B基因敲除突变株的构建及其生物学特性

利用同源重组基因敲除方法构建猪链球菌2型强毒株05ZYH33唾液酸合成酶neuB基因敲除突变株。PCR和Southern杂交结果均显示neuB基因在1株转化重组体中完全被壮观霉素抗性基因替代, 表明neuB基因敲除突变体构建成功。生物学特性鉴定显示, 突变体与强毒株在菌落形态、溶血活性以及染色特性方面均无明显差异; 电镜检查发现突变体表面结构组分与强毒株有显著差异, 荚膜明显变薄, 质地更加紧密; 小鼠致病性试验结果显示, 突变体毒力显著减弱。研究结果提示菌体荚膜中的唾液酸对于猪链球菌2型侵袭和致病具有重要作用。     

海南省香蕉枯萎病病原菌的分离鉴定及1号、4号小种的生物学特性

香蕉枯萎病是目前国内和世界很多地区香蕉种植区的一种毁灭性病害,目前尚未找到有效的防治方法.本文采集了海南省不同地区香蕉枯萎病的病原菌,通过经典病理学与分子生物学的方法进行了鉴定,此外还优化了快速检测的方法.结果表明,通过接种巴西香蕉和粉蕉进行致病性检测以及分离菌rDNA-ITS测序结果,明确鉴定出供试的香蕉分离菌株为4号生理小种,粉蕉分离菌株为1号生理小种.为了对1号、4号生理小种有更多的了解,本文还对1号、4号小种菌株生物学特性进行了测定,确定了影响菌丝生长的最佳条件.结果显示,pH 5时最适合1号、4号生理小种的菌丝生长,适合菌丝生长的温度为19～28℃之间,温度达到37℃时菌丝不能生长,碳源对菌丝的生长影响不大.这些方法和数据可以有利于田间香蕉枯萎病病害的检测和最终确定,生物学特性的测定可以为耕作技术的改进和农药的研发提供参考依据.     

基于多基因序列分析对尖孢镰孢菌古巴专化型（香蕉枯萎病菌）生理小种的鉴定

由尖孢镰孢菌古巴专化型Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc引起的香蕉枯萎病是香蕉生产上的毁灭性病害,自1996年以来已对我国华南地区香蕉生产造成了严重危害。传统上香蕉枯萎病菌生理小种的鉴定主要采用人工接种鉴别寄主尔后测定病菌致病性的方法,但实验周期长,且受季节影响。以来自澳大利亚的香蕉枯萎病菌生理小种1号（BW1）、2号（Race 2）、3号（Race 3）以及亚热带4号（BW4）为对照,对分离自我国华南地区主要香蕉产区（广东、广西、海南、福建等省区）的14株香蕉枯萎病菌的单孢菌株进行致病性测定,并结合热带4号小种（TR4）和亚热带4号小种（ST4）的分子特异检测方法,确定其生理小种类型;同时,利用ITS、TEF-1α、IGS、histone H3、β-tubulin等 5个主要用于镰孢菌系统发育学研究的基因,研究不同地区不同来源的Foc菌株之间的亲缘关系及其与非病原尖孢镰孢菌的关系,并评价这5个基因在香蕉枯萎病菌生理小种鉴定上的应用价值。研究结果表明：（1）来源于我国华南地区的4号小种主要为热带4号小种;（2）TEF-1α、IGS、histone H3等3个基因片段能够将Foc中不同生理小种的菌株划分成不同的系统发育谱系,与致病性测定的结果具有对应关系,也能较好地反映尖孢镰孢菌种内菌株的亲缘关系,可用于香蕉枯萎病菌生理小种鉴定;（3）我国Foc 1号生理小种的遗传多样性高于4号生理小种,Foc 1号生理小种的菌系与来自香蕉果实上的非病原尖孢镰孢菌的亲缘关系比其与Foc 4号生理小种的菌系的亲缘关系更近。     

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。     

尖孢镰刀菌古巴专化型胱硫醚γ-合成酶的功能分析

甲硫氨酸在真菌、细菌和植物的生物学过程中起着重要作用。禾谷镰刀菌Fusarium graminearum的FgMETB基因编码一个胱硫醚γ-合成酶,是甲硫氨酸合成所必需的。本研究利用同源重组的方法,在尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种Fusariumoxysporumf.sp.cubenserace4(Foc4)获得了FgMETB同源基因FoMETB的敲除突变体菌株;与野生型菌株相比,突变体菌株ΔFoMETB在以SO42-为唯一硫源的基本培养基(minimal medium)上不能生长。1 mmol/L甲硫氨酸的添加恢复了突变体菌株ΔFoMETB的生长,但半胱氨酸的添加不能恢复该缺失突变体的生长,说明FoMETB的敲除阻遏了Foc4半胱氨酸转化甲硫氨酸的通路。此外,ΔFoMETB的气生菌丝和菌丝干重明显减少、分枝增多、产孢量显著降低、疏水性缺失和对巴西蕉组培苗的致病性显著减弱。由此表明,FoMETB参与调控尖孢镰刀菌古巴专化型的生理特性和致病性,甲硫氨酸合成途径的关键合酶FoMETB有望成为新的抗真菌药物靶标。     

Nrf2基因敲除小鼠的繁育及生长发育的生物学特性

目的了解ICR-Nrf2小鼠的生物学特性。方法用原种繁殖扩群,观察繁殖性能及仔鼠的生长发育。结果ICR-Nrf2--/-与ICR-Nrf2-＋/＋比,总的产仔数与离乳数减少（P〈0.01或P〈0.05）;体重在出生后第3周时差异有显著性（P〈0.01）,第5周至第25周时同性别间差异非常显著（P〈0.01）。结论Nrf2基因缺失小鼠的产仔数、离乳数均少于野生型小鼠,仔鼠的生长速度也较野生型小鼠慢。     

结核分枝杆菌硫醇乙酰基转移酶基因敲除株的构建及其生物学特性分析

为探索硫醇乙酰基转移酶(mycothiol acetyltransferase,MshD)在结核分枝杆菌中的生物学特性,本实验利用噬菌体为载体的同源重组技术,构建结核分枝杆菌mshD基因敲除株、mshD基因回补株,用实时定量聚合酶链反应(real time-quantitative polymerase chain reaction, RT-qPCR)对所构建的菌株进行验证。分别收集H37Ra野生株、mshD基因敲除株、mshD基因回补株对数生长期菌液各5 mL, 离心收集菌体并培养,以观察菌落形态、生物膜形成及生长曲线测定;用5 mmol/L H₂O₂、0.05% SDS,50 ℃热激及低氧条件下分别处理基因敲出菌株和野生菌株,将菌液进行10倍梯度稀释,培养4～6周后检测抗胁迫能力并计算存活率。结果显示, 与野生株H37Ra相比,mshD基因敲除株菌落褶皱减少且菌落偏小,生长趋势较为缓慢;生物膜形成所需时间增长且褶皱明显减少;抗逆能力下降,存活率略低于野生株和回补株。揭示了mshD基因对结核分枝杆菌的生长具有重要作用,为进一步揭示该基因的功能和作用机制奠定了基础。     

氨基糖代谢通路影响尖孢镰刀菌古巴专化型厚垣孢子的形成

尖孢镰刀菌古巴专化型Fusarium oxysporum f. sp. cubense（FOC）是威胁香蕉生产的重要土传病原真菌,其厚垣孢子可在土壤中存活多年,是香蕉枯萎病的重要侵染源。为解析该病菌厚垣孢子的形成机制,本研究建立了厚垣孢子的诱导形成体系。通过氨基糖添加试验,证明添加N-乙酰葡糖胺可抑制厚垣孢子的形成;通过对该病菌厚垣孢子形成前期（0h）、初期（24h）、中期（48h）和后期（96h）的转录组分析,发现氨基糖代谢通路中有41个基因的表达水平在厚垣孢子形成过程中发生了变化,其中9个基因与几丁质合成相关,32个基因与糖类化合物的合成和代谢及催化转换相关。本研究首次证明了氨基糖代谢通路与尖孢镰刀菌古巴专化型厚垣孢子形成的相关性。     

2型猪链球菌中国强毒株05ZYH33 sao基因敲除突变株的构建及其生物学功能

构建2型猪链球菌(Streptococcus suis serotype 2,S.suis 2)中国强毒株05ZYH33的sao基因敲除突变株。构建中间为壮观霉素抗性基因,两侧为sao编码基因上下游同源序列的基因敲除载体,同源重组筛选sao基因敲除突变株。PCR、RT-PCR、Western Blot对疑似突变株进行验证,实验结果均证实sao基因完全被spc抗性基因替代,成功构建了突变株05ZYH33-sao。对野生型菌株和突变株进行菌落溶血活性、生长特性、小鼠致病性比较,结果表明sao基因的敲除并未使野生型菌株在以上三方面产生明显的变化。筛选获得的05ZYH33 sao基因突变株为进一步研究sao基因在05ZYH33致病过程中的作用奠定了基础。     

尖孢镰刀菌亚麻专化型Folprp4基因参与调控菌丝生长和分生孢子发生

目的: 通过对尖孢镰刀菌中Folprp4基因的鉴定,揭示其在尖孢镰刀菌中的功能及致病相关性。方法: 基于同源重组原理,根据测定出的Folprp4基因序列,应用Split-Marker重组技术构建含有潮霉素抗性基因(hph)的基因缺失盒。将基因缺失盒经PEG介导转化到野生型原生质体中,在含有潮霉素B的TCC培养基上筛选转化子,通过PCR正负筛查获得Folprp4基因缺失突变株(ΔFolprp4)。构建含有Folprp4基因的载体pZDH1,并将其转化到敲除突变体中进行互补测验。结果: 与野生型(hm)和异位插入突变体(ecFolprp4)相比,敲除突变体菌丝生长受到严重阻碍,当野生型和异位插入突变体长满整个平板时,敲除突变体菌落呈小点状。敲除突变体的另一个显著变化是ΔFolprp4的分生孢子产量显著下降。侵染实验表明,ΔFolprp4对亚麻幼苗的毒力显著降低。互补实验表明,该互补载体的回复子(Folprp4-C)在菌落形态、生长速率、分生孢子产量和毒力方面均恢复到了野生型菌株。结论: Folprp4基因与尖孢镰刀菌的菌丝生长、分生孢子发生和致病性有关。     

双组分系统rcsC基因影响禽致病性大肠杆菌的致病性及相关生物学特性

【目的】双组分系统Rcs感受外界环境变化,并调控细菌的适应性及生存等。本文探讨Rcs双组分系统传感器激酶RcsC对禽致病性大肠杆菌(avian pathogenic Escherichia coli,APEC)相关生物学特性及致病性的影响。【方法】采用Red同源重组的方法构建rcsC基因缺失株,并利用互补质粒构建互补株,然后比较野生株、基因缺失株与互补株的生长特性、运动性、生物被膜、凝集沉淀能力、致病力及毒力基因转录水平的差异。【结果】rcsC基因缺失不影响APEC的生长速度,然而,缺失RcsC导致APEC的运动能力升高、生物被膜形成能力降低和凝集能力增强。凝集试验结果显示rcsC基因有助于APEC的凝集沉降。细胞黏附入侵结果表明,rcsC在APEC侵袭DF-1细胞过程中发挥作用,而对黏附能力无影响。动物感染试验结果表明rcsC基因缺失能显著降低APEC的毒力。荧光定量PCR检测结果表明,rcsC基因缺失株中ompA、aatA、fyuA和luxS基因的转录水平均显著降低,而fimC和tsh基因的转录水平显著升高。【结论】RcsC参与调控APEC的运动性、生物被膜形成、凝集沉降和致病力。     

高致病性2型猪链球菌plcR基因敲除株的构建及其相关生物学特性的研究

【目的】构建高致病性2型猪链球菌05ZYH33菌株plcR基因敲除株,通过比较突变株与野生株生物学特性的差异,研究plcR基因在2型猪链球菌致病过程中的作用。【方法】利用同源重组技术敲除plcR基因,多重交叉PCR及RT-PCR鉴定并测序验证。比较野生株与突变株基本生物学特性的差异,小鼠攻毒实验分析plcR基因缺失对细菌毒力的影响。【结果】经RT-PCR证实05SSU0241与05SSU0242共转录,通过多重交叉PCR及RT-PCR证实成功构建plcR基因缺失突变株,基本生物学特性显示突变株的生长速率、菌落形态、溶血活性均无显著改变,小鼠致病性试验结果显示,野生株攻毒的小鼠死亡率为70%,突变株攻毒的小鼠死亡率为40%,毒力较野生株显著降低。【结论】plcR基因作为2型猪链球菌有毒株基因组中特有的外源基因,在细菌致病过程中具有重要作用。     

猪圆环病毒2型Cap基因单核苷酸缺失突变体的构建与生物学特性

猪2型圆环病毒(PCV2)是新出现的猪传染病—断乳仔猪多系统衰竭综合征病原.为了分析PCV2基因组核苷酸缺失突变对病毒复制的影响,以PCV2-HZ0201毒株基因组为模板,采用DpnⅠ定点突变技术,构建4个位于ORF2内的单核苷酸缺失突变体感染性克隆△1376PCV2,△1377PCV2,△1378PCV2和△1379PCV2.缺失突变体转染PK-15细胞后用间接免疫荧光检测病毒的拯救效果.结果显示,△1376PCV2感染性克隆能拯救出感染性病毒粒子,△1377PCV2,△1378PCV2和△1379PCV2感染性克隆不能拯救感染性病毒粒子,说明ORF2内1376位核苷酸的缺失不影响PCV2的复制.复制能力测定结果显示,△1376PCV2的复制能力比亲本病毒高10倍左右.促炎因子IL-6的转录本与血清浓度测定结果显示,△1376PCV2感染小鼠后的IL-6转录本与蛋白表达显著高于健康小鼠,且高于亲本病毒.这些数据首次揭示,ORF2内1376位核苷酸缺失的PCV2病毒粒子被提高了复制能力,同时促进了促炎因子IL-6的转录与表达.     

vcrV基因对副溶血弧菌生物学特性及III型分泌系统1效应蛋白易位的影响

【背景】副溶血弧菌(Vibrioparahaemolyticus)具有两套III型分泌系统(typeIIIsecretion system,T3SS)。T3SS1通过向宿主细胞分泌效应蛋白发挥致病作用,vcrV基因位于T3SS1编码基因簇。【目的】以vcrV基因为研究对象,探索其对副溶血弧菌生物学特性及T3SS1致病机制的影响。【方法】以副溶血弧菌POR-1株为参考菌株,利用同源重组技术构建vcrV基因缺失株ΔvcrV和回补株CΔvcrV,比较各菌株在生长性能、生物被膜形成能力、细胞黏附及细胞毒性等生物学特性的差异,应用Western Blot检测T3SS1诱导条件下POR-1、ΔvcrV和CΔvcrV等菌株效应蛋白分泌量,进一步利用具有过表达载体pMMB207-vp1683-CyaA的各菌株侵染HeLa细胞,通过Western Blot检测细胞内效应蛋白VopR(Vp1683)的易位量。【结果】与基础菌株POR-1相比,缺失vcrV基因不影响副溶血弧菌的生长性能、生物被膜形成能力及细胞黏附等生物学特性,显著降低了对HeLa细胞的毒性作用,具有过表达载体的POR-1、ΔvcrV和CΔv...