过量表达GhPFN2基因增强棉花对大丽轮枝菌的抗性

越来越多的研究表明,微丝骨架参与植物先天免疫过程,但是其作用机制尚不明确.本研究发现,棉花(Gossypium spp.)的profilin基因(GhPFN2)在大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)侵染条件下表达水平上调,推测GhPFN2可能参与棉花应答黄萎病过程.当棉花根部侵染大丽轮枝菌后,根表皮细胞中微丝的密度和成束度显著增加.与野生型相比,过量表达GhPFN2棉花对黄萎病的耐受性提高,并且棉花根部微丝骨架高级结构与野生型受到大丽轮枝菌侵染后的表型一致.这些结果表明,GhPFN2能够介导微丝骨架的重排,进而参与棉花抵御大丽轮枝菌的侵染过程.     

大丽轮枝菌黑色素合成相关基因与微菌核形成的关系

大丽轮枝菌是一种重要的土传植物病原真菌,以休眠结构微菌核作为初始接种体,可侵染660多种植物引致黄萎病。微菌核是致密的多细胞结构,表面附着大量的DHN黑色素。许多报道指出,在微菌核发育过程中,传统的DHN黑色素合成途径中有5种催化酶编码基因Vd PKS、Vd T4HR、Vd SCD、Vd T3HR和Vd LAC均被诱导表达,但这些基因与微菌核形成的关系目前尚无报道。本研究通过基因敲除技术,系统研究了传统DHN黑色素合成通路上这5种关键酶编码基因及一种缩链催化酶编码基因Vayg1在大丽轮枝菌黑色素合成及微菌核形成中的作用。结果表明,大丽轮枝菌DHN黑色素合成需要Vayg1基因的参与,且Vayg1和Vd T3HR基因还参与微菌核的形成过程。因此,Vayg1基因和Vd T3HR基因可作为黄萎病防治的新靶标。     

大丽轮枝菌甘油-3-磷酸脱氢酶的功能分析

大丽轮枝菌可侵染棉花、马铃薯、番茄等660余种寄主植物,引致黄萎病,造成严重的经济损失。为了深入了解大丽轮枝菌的致病机制,本研究在前期棉花提取物诱导大丽轮枝菌转录组分析的基础上,选择上调差异表达的线粒体甘油-3-磷酸脱氢酶基因VdGut2(VD592＿6958＿Chr4)和非差异表达的胞质甘油-3-磷酸脱氢酶基因VdGpd(VD592＿10256＿Chr2),进行了功能分析。结果表明,两个VdGut2敲除突变体菌株的产孢量较野生型菌株分别下降了32%和41%,病情指数分别下降了70%和51%,菌落生长速率也显著下降;VdGpd过表达菌株产孢量和病情指数较野生型菌株显著下降,但在甘油为唯一碳源的培养基上其菌落生长速率显著上升。因此,VdGut2促进了大丽轮枝菌分生孢子的形成、碳源的利用以及对寄主植物的致病过程,VdGpd抑制了大丽轮枝菌分生孢子的形成和对寄主植物的致病力,却促进了甘油的代谢。     

大丽轮枝菌毒素的多糖组份对棉花致萎作用的研究

用β-葡萄糖苷酶水解大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)毒素中的多糖组份。发现经酶处理后的5个不同致病力类型的棉花黄萎病菌(大丽轮枝菌)菌株毒素都不能影响整个毒素复合物对棉花的致萎作用,表明毒素中的多糖组份在棉花的致萎作用中不占有重量地位。     

大丽轮枝菌致病及微菌核形成相关基因研究进展

大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)致病力强且宿主范围广,能以微菌核的形式在土壤中存活多年,当遇到合适的宿主就萌发,因此极难防控,对农业生产造成巨大危害。目前已经发现多种影响大丽轮枝菌致病力的基因,最为重要的发现为大丽轮枝菌能够形成侵入钉入侵植物,许多效应因子也是由侵入钉颈环处分泌出大丽轮枝菌并最终调控植物的免疫防御。同时,研究也表明黑色素对于形成成熟的微菌核非常关键,并且许多与微菌核形成相关的基因也与大丽轮枝菌致病相关。但目前的研究尚未完全阐明大丽轮枝菌如何导致植物萎蔫坏死以及微菌核形成的分子机理。综述了近年来有关大丽轮枝菌致病及微菌核相关基因的研究进展,以期为大丽轮枝菌致病及微菌核形成机理的进一步研究奠定理论基础。     

高效大丽轮枝菌(Verticillium dahliae) 基因敲除体系的构建

[目的]为了深入研究大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)致病基因的功能,构建高效大丽轮枝菌基因敲除体系.[方法]融合PCR构建基因敲除载体;利用农杆菌介导法转化大丽轮枝菌;使用在T-DNA之间加入致死基因的双元载体,使T-DNA随机插入转化子在添加5-氟脱氧尿苷的培养基上不能存活,实现对随机插入转化子的"反向筛选".[结果]对大丽轮枝菌腺嘌呤合成酶基因和几丁质合成酶基因进行基因敲除验证,基因敲除转化子在总转化子中的比例分别达到87%和44%.[结论]成功构建大丽轮枝菌高效基因敲除体系,为大丽轮枝菌致病基因的功能验证提供了技术平台.     

56种中药提取物对棉花黄萎病的防治效果研究

为获得既能有效抑制棉花黄萎病致病菌(大丽轮枝菌)菌丝生长又可以提高棉花黄萎病防治效果的中药提取物,对56种中药提取物的抑菌活性及防治效果进行了筛选和鉴定。生长速率法测定结果显示,56种中药提取物中有26种在质量浓度为10 g/L时对大丽轮枝菌的菌丝生长抑制率可达到50%以上,主要集中在五味子、铁箍散、华盖木和黄苞大戟等9种植物提取物中。进一步用这些中药提取物处理棉花植株,统计病情指数和防治效果发现,黑龙江产五味子(北五味子)的氯仿∶丙酮=3∶2(V/V)段提取物对棉花黄萎病有显著的防治效果。茎切片观察发现,该提取物可以有效抑制大丽轮枝菌引起的维管束褐化症状,且棉花整株表现为黄萎病落叶症状得到缓解。上述研究表明,黑龙江产五味子的氯仿∶丙酮=3∶2段提取物不仅可以有效抑制大丽轮枝菌的菌丝生长,而且可以提高棉花黄萎病的防治效果,降低维管束褐化并缓解发病程度。     

膜泡运输蛋白VdSec22参与大丽轮枝菌胞外蛋白的分泌和致病性

摘要:【目的】验证大丽轮枝菌分泌途径中一个膜泡运输蛋白VdSec22的功能,为防治棉花黄萎病提供潜在的生物靶点。【方法】利用“正负双向筛选法”的方法,构建大丽轮枝菌VdSec22蛋白编码基因缺失的突变体菌株ΔQF。通过农杆菌介导的转化,将其编码基因VdSec22重新导入ΔQF构建了功能回补菌株CΔQF。以野生型菌株为对照,检测上述菌株分泌胞外蛋白(果胶酶、纤维素酶和毒素蛋白)的能力;采用蘸根接种的方法,检测上述菌株对棉花致病性的差异。同时通过定量PCR检测内质网分子伴侣表达量的方法,推断突变体菌株ΔQF中是否发生了内质网应激反应。【结果】成功构建了基因敲除突变体ΔQF和功能回补菌株CΔQF。突变体菌株ΔQF的果胶酶、纤维素酶、毒素蛋白的分泌能力和对棉花的致病性均较野生型减弱,并且产生了内质网应激反应。重新导入VdSec22基因可弥补突变体菌株ΔQF的上述缺陷。【结论】VdSec22是大丽轮枝菌的一个重要分泌途径蛋白,在大丽轮枝菌诸多胞外致病蛋白的分泌和棉花致病性中起重要作用。VdSec22可作为防治棉花黄萎病的潜在生物靶点。     

萝卜抗真菌蛋白1(Rs-AFP1)在大肠杆菌中的融合表达及其对大丽轮枝菌抑制活性的研究(英文)

利用聚合酶链式反应 (PCR)获得了萝卜 (RaphanussativusL .)抗真菌蛋白 1(Rs_AFP1)基因编码区核苷酸序列。将整个阅读框架片段和去除了N_端信号肽序列的片段分别装入原核表达载体pET_32b( )中 ,在大肠杆菌中表达 ,发现带有信号肽的Rs_AFP1不能在大肠杆菌中表达 ,而当这一序列去除后 ,表达出约 2 7kD的Rs_AFP1的融合蛋白。用凝血酶处理融合蛋白以去除N_端His.tag的部分序列 ,然后用处理后的融合蛋白进行了抑制真菌生长的实验。结果表明 ,在加入 0 .3g/L的Rs_AFP1的融合蛋白的培养液中 ,大丽轮枝菌 (VerticilliumdahliaeKleb .)的生长受到抑制 ,分别比加入对照细菌蛋白和PBS下降 5 7.5 %和 6 9.8% ;孢子的萌发也受到抑制。显然 ,细菌表达的融合蛋白对大丽轮枝菌的生长有抑制作用。     

海岛棉几丁质酶基因GbCHI的克隆与功能分析

几丁质酶是植物主要的病程相关(PR)蛋白之一。前期工作中利用比较蛋白质组学方法,从海岛棉7124根部蛋白中分离到一个IV型几丁质酶(GbCHI)。文章通过同源克隆获得了海岛棉GbCHI基因的cDNA序列,并对该基因的表达特征及其蛋白的抑菌功能进行了分析鉴定。qRT-PCR实验结果表明GbCHI基因在棉花根、茎、叶、花和胚珠中均有表达,其表达受大丽轮枝菌、水杨酸(SA)、乙烯(ACC)和茉莉酸(JA)诱导;亚细胞定位分析显示GbCHI蛋白主要分布在细胞膜上;体外抑菌实验证明GbCHI蛋白能显著抑制大丽轮枝菌孢子的萌发和菌丝的生长。这些研究结果为了解GbCHI的功能及其在抗黄萎病棉花分子育种中的应用提供了实验依据和思路。     

海岛棉几丁质酶基因GbCHI的克隆与功能分析

几丁质酶是植物主要的病程相关(PR)蛋白之一。前期工作中利用比较蛋白质组学方法, 从海岛棉7124根部蛋白中分离到一个IV型几丁质酶(GbCHI)。文章通过同源克隆获得了海岛棉GbCHI基因的cDNA序列, 并对该基因的表达特征及其蛋白的抑菌功能进行了分析鉴定。qRT-PCR实验结果表明GbCHI基因在棉花根、茎、叶、花和胚珠中均有表达, 其表达受大丽轮枝菌、水杨酸(SA)、乙烯(ACC)和茉莉酸(JA)诱导; 亚细胞定位分析显示GbCHI蛋白主要分布在细胞膜上; 体外抑菌实验证明GbCHI蛋白能显著抑制大丽轮枝菌孢子的萌发和菌丝的生长。这些研究结果为了解GbCHI的功能及其在抗黄萎病棉花分子育种中的应用提供了实验依据和思路。     

大丽轮枝菌VdSCH9基因的功能研究

大丽轮枝菌是一种土传性植物病原真菌,可侵染多种植物并引发黄萎病。目前,人们关于大丽轮枝菌的侵染和致病机制的了解还很不深入。本文通过敲除大丽轮枝菌编码丝氨酸/苏氨酸的蛋白激酶基因VdSCH9,阐明了其在大丽轮枝菌生长发育及致病过程中的作用。SCH9基因在酵母中的表达与cAMP-PKA途径和TOR信号通路相关,对酵母的生长、压力响应和寿命等有重要作用。大丽轮枝菌VdSCH9敲除突变体的生长速率显著下降,菌落边缘菌丝更为稀疏,菌丝分枝减少,对棉花植株为害的平均病情指数为56.6,显著低于野生型和互补突变体的平均病情指数90.5和82.8,对茄子植株为害的平均病情指数为65.9,也显著低于野生型和互补突变体的平均病情指数91.1和89.8。另外,敲除突变体对于高渗透压、氧化还原压力、细胞膜和细胞壁完整性等压力条件的敏感性增强。因此,VdSCH9对于大丽轮枝菌的生长、压力响应及致病力均有重要作用。     

大丽轮枝菌 VdCPMO基因克隆与功能分析

大丽轮枝菌 Verticillium dahliae是一种典型的土传病原真菌,可侵染400多种植物引致黄萎病,造成巨大的经济损失。微菌核是大丽轮枝菌的特殊休眠结构,能够在土壤中存活14年之久,是病害的主要初侵染来源。本研究在前期微菌核萌发表达谱的基础上,选择上调倍数最高的环戊酮1,2-单加氧酶基因（ VDAG_03943）,进行克隆与功能分析。结果表明,该基因全长1 929bp,cDNA序列全长1 668bp,编码555个氨基酸组成的蛋白,命名为 VdCPMO。与野生型菌株JY相比,敲除突变体菌株的菌落生长减慢,微菌核萌发率显著降低,芽管平均长度明显较短,而互补突变体菌株与野生型菌株JY间无显著性差异。致病力测定结果显示,敲除突变体菌株的微菌核丧失了对棉花的致病力。     

新疆石河子地区棉花黄萎病菌分离鉴定及其致病力分析

旨在探究新疆石河子地区棉花黄萎病菌遗传变异及致病力分化情况。通过对分离菌株显微观察、ITS序列克隆及分子进化树的构建,对来源不同的棉花黄萎病菌分离鉴定以及致病力进行分析研究。结果表明:分离得到的24株棉花黄萎菌均属大丽轮枝菌(Verticillium dahliae),其中11株菌株为落叶型棉花黄萎菌,其余为非落叶型棉花黄萎菌;分子进化树结果显示24株菌在系统进化方式上属于2个不同的分支;相同寄主的致病力结果显示24株菌的致病力分为强中弱3个类型,其中强致病力比例为75%,相比2010年的51.7%提高了23.3%,表明石河子地区棉花黄萎菌群体致病力类型发生较大变化,强致病力菌系的比例增加,这或许与石河子地区常年种植棉花有一定的关系;其中SHZ-9为致病力最强的菌系,而SHZ-4为致病力最弱菌系,表明石河子地区黄萎菌存在着明显的致病力分化现象;不同致病力菌株按照营养亲和性可分为3个营养亲和群(VCGs)。本研究结果表明新疆石河子地区棉花黄萎病的致病菌基本是大丽轮枝菌,强致病力菌系占的比例在增加,且菌株在遗传分化上存在明显差异。     

大丽轮枝菌毒素的脂肪组分对棉花致萎活性研究

用脂肪酶(37℃,6小时)水解不同致病力类型的5个大丽轮枝菌(Verticillium dahliaeKleb.)毒素中的脂肪组分。试验结果表明经过水解后的5个菌株的毒素都不影响对棉花的致萎活性,说明毒素中的脂肪组分在对棉花的致萎作用中不占重要地位。     

大丽轮枝菌微菌核的萌发条件及致死温度

微菌核是大丽轮枝菌在土壤中的主要存活结构和初侵染源,在土壤中可存活14年之久,其数量及存活状况直接影响着大丽轮枝菌型黄萎病的发生为害程度。以棉花黄萎病菌Verticillium dahliae XJ2008菌株为试材,研究了微菌核萌发的最佳条件、致死温度及土壤温度对微菌核存活的影响。结果表明,20℃、pH8.0是微菌核萌发的最佳条件。大丽轮枝菌微菌核具有很强的耐高温特性,随着处理时间的延长,微菌核的萌发率呈下降趋势,在55℃及以上处理时其萌发率下降迅速,而在50℃及以下处理时其萌发率下降相对较慢,在55℃处理360min可使微菌核完全致死,而在40℃、45℃和50℃处理1,440min,仍然有少量的微菌核存活,但其萌发率随着时间的推移呈下降趋势。土壤微菌核模拟试验结果表明,土壤温度对微菌核有很强的致死作用,40℃条件下处理4d后土壤中的微菌核已全部死亡。该研究结果为通过覆膜增温防治作物黄萎病提供了理论依据。     

TYRO3~(-/-)AXL~(-/-)MER~(-/-)小鼠骨髓细胞mRNA的差异表达谱

TYRO3、AXL和MER受体是受体酪氨酸激酶亚家族之一,广泛地表达在哺乳动物神经、免疫、生殖、血液等系统多种细胞中,促进细胞存活、增殖和分化。本研究利用基因芯片技术筛选基因敲除的TYRO3~(~(-/-))AXL~(-/-)MER~(-/-)小鼠骨髓细胞中差异性表达的m RNA,并进行生物信息学分析。与正常小鼠骨髓细胞相比,TYRO3~(-/-)AXL~(-/-)MER~(-/-)小鼠骨髓细胞中差异表达基因探针共1 363条,其中表达上调的基因探针499条、下调的基因探针864条。GO功能富集分析发现上调的基因主要参与免疫反应,下调的基因主要参与造血。KEGG Pathway富集分析发现上调的基因主要参与细胞粘附分子和抗原呈递等信号通路。Real-time PCR验证5个差异基因,与芯片中表达变化趋势一致。因此TYRO3、AXL和MER受体共同参与调控机体的免疫反应和血细胞分化。     

高毒力大丽轮枝菌特异片段SCF73突变株的构建及其致病力测定

[目的]初步明确高毒菌株VDG1特异片段SCF73与大丽轮枝菌致病力的关系.[方法]通过比较基因组学分析和PCR鉴定,明确大丽轮枝菌高毒菌株VDG1相对于低毒菌株VDG2的特异片段SCF73 ;构建SCF73片段敲除质粒,导入农杆菌AGL-1,应用农杆菌介导法转化大丽轮枝菌VDG1,抗性筛选和PCR扩增鉴定SCF73敲除转化子 ;利用果胶、纤维素和淀粉培养基模拟分析ΔSCF73降解细胞壁组分的能力,采用定量蘸根接种法鉴定其对感病棉种军棉1号的致病力.[结果]确定了大丽轮枝菌VDG1的特异片段SCF73,长度为27.1 kb,预测编码5个基因,推测2个基因具有水解酶功能 ;筛选获得了3个ΔSCF73突变株 ;突变株利用细胞壁组分的能力与野生型菌株VDG1相比无显著差异 ;突变株对感病棉种军棉1号的致病力显著减弱.[结论]高毒力菌株VDG1特异片段SCF73在大丽轮枝菌致病过程中具有重要作用.     

甘肃省甜瓜黄萎病的病原鉴定

【背景】2013年11月在甘肃省兰州市皋兰县的日光温室秋冬茬甜瓜种植棚发现黄萎症状的甜瓜植株,病株率约为1%。【目的】明确甜瓜黄萎病的病原。【方法】采用组织分离法进行病原菌分离;通过科赫氏法则(Koch’s法则)明确分出病菌的致病性;采用形态学和分子生物学方法对病原菌进行种类鉴定。【结果】分离得到轮枝菌属真菌8株,轮枝菌属真菌的病株分出率达100%;2个代表性菌株GLTG-2和GLTG-5(显微特征相似但菌落形态和生长速率不同),在温度18-24℃及昼/夜光周期为11.5 h/12.5 h的试验条件下,人工接种可引起甜瓜苗矮化、枯萎;接种后40 d,枯死株率分别为70%和40%;BLASTn分析结果显示,菌株GLTG-2的rDNA-ITS序列与Verticillium dahliae菌株MRHf7的序列相似性达99.78%,菌株GLTG-5的rDNA-ITS序列与V.dahliae菌株MRHf7和Vd414的序列相似性达100.00%。【结论】引起甜瓜黄萎病的病原菌被鉴定为大丽轮枝菌(V. dahliae),这是大丽轮枝菌引起甜瓜黄萎病在我国和亚洲地区的首次报道。     

flg22诱导的拟南芥转录组分析及芥子油苷代谢途径的变化

flg22是细菌鞭毛蛋白N端的一段保守性极高的区域,能够诱导植物天然的免疫反应,为全面了解植物在受到细菌性病原菌侵害后的系统响应,利用Illumina Hiseq2000对flg22处理和未处理的拟南芥幼苗进行转录组测序。对两组数据进行差异表达分析,共获得1 200个差异表达基因,包括290个下调基因和910个上调基因。对差异表达基因进行GO富集分析和KEGG pathway富集分析,结果显示,flg22处理后,拟南芥在能量代谢、氨基酸代谢及次生代谢产物的生物合成等方面产生了巨大变化。芥子油苷是一类在植物防御病原菌的天然免疫反应中起重要作用的次生代谢产物,因此对芥子油苷代谢途径的变化进行了深入分析。根据测序结果,Flg22处理后吲哚族芥子油苷合成途径的基因表达水平显著提高,而脂肪族芥子油苷代谢途径几乎没有变化,进一步对吲哚族芥子油苷合成途径的关键酶基因进行Real Time RT-PCR的分析,验证了测序结果的正确性,证明了吲哚族芥子油苷在植物抗病防御反应中的重要作用。这为深入理解病原菌诱导的植物防御性反应及吲哚族芥子油苷的抗病机制提供了大量参考数据。