水稻白叶枯病菌ahpC基因转录单元分析和原核表达

从水稻白叶枯病菌(Xanthomnas oryzae pv.Oryzae,Xoo)菌株PXO99A中克隆了H2O2降解基因ahpC,发现其编码的烷基过氧化氢酶AhpC在所测定的不同种病原细菌中的蛋白序列高度保守;采用RT-PCR方法分析了基因的转录结构特征,发现ahpC基因与酶电子供体基因ahpF组成了同一个转录单元;通过对ahpCp-lacZ活性检测,发现该启动子活性显著地受转录调控因子OxyR的正调控.此外,利用表达载体pET-28a(+)对ahpC基因进行了原核表达,经诱导后获得了可溶性的靶蛋白,可用于后续的生物学功能的分析.     

水稻白叶枯病菌TonB-Dep-Rec蛋白家族成员Tdrxoo的功能鉴定

【目的】旨在揭示水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)致病性和运动性及其基因表达的调控途径。【方法】本研究通过基因克隆、序列分析和缺失突变方法,对与应答调节子GacAxoo互作的Tdrxoo的分子特征和功能进行了鉴定。【结果】利用序列特异性引物进行基因扩增,成功地从野生型菌株PXO99A中克隆了tdrxoo基因。Tdrxoo与其它病原黄单胞菌的同源序列高度保守,具有TonB-Dependent-Receptor(TDR)结构域,推测其是位于细菌外膜、可能接收来自细菌体外环境信号的蛋白。用基因标记交换法,构建了△tdrxoo基因缺失突变体。与PXO99A相比,Δtdrxoo在人工培养条件下的生长受到影响,致病性完全丧失,胞外纤维素酶和木聚糖酶活性和运动能力显著减弱,基因互补可以使之恢复;Δtdrxoo嗜铁素产生无明显改变。【结论】Tdrxoo作为一种细胞外膜蛋白,可能参与调控了病菌的生长、致病性、胞外酶活性和运动性等表型。     

水稻与白叶枯病菌互作机制研究进展

水稻白叶枯病由Xanthomonas oryzae pv.Oryzae(Xoo)致病菌引起,为水稻三大病害之一,对世界水稻生产造成了严重危害.水稻与Xoo互作符合“基因对基因”假说,是研究植物与细菌互作的典型模式系统.水稻基因组以及Xoo基因组测序的完成,极大地推动了水稻-Xoo互作分子机理的研究.就有关水稻与Xoo互作机制的最新研究进展作一概述.     

水稻白叶枯病菌△rpfxoo基因缺失突变体DSF信号产生和毒性表达

[目的]旨在阐明3个DSF/Rpfxoo信号系统成员RpfFxoo、RpfCxoo和RpfGxoo在水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)毒性表达中的功能.[方法]用标记置换法缺失突变rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo基因,测定突变体及其互补菌株的DSF(diffusible signal factor)信号分子产生、胞外多糖(EPS)产生及其对水稻的致病性.[结果]从野生型菌株PX099A 基因组中克隆了推测与DSF信号生成和传导有关的基因rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo,获得了相应的单基因或双基因缺失突变体.与PX099A 产生DSF相比,△rpfFxoo、△rpfY+Cxoo和△rpfr+Gxoo均不产生DSF,△rpfCxoo过量产生,△rpfGxoo产量降低;rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo可以分别互补Xoo和Xce的相应基因突变体,恢复DSF产生表型.除△rpfFxoo的EPS产生无明显变化外,其余突变体的均显著减少.所有突变体对水稻的致病性均显著下降.[结论]RpfFxoo、RpfCxoo和RpfGxoo调控了Xoo的DSF信号生成、EPS产生和致病性.     

水稻白叶枯病菌广西分离株K74中主效TAL效应物的鉴定

水稻是世界上主要的粮食作物之一。水稻白叶枯病(Bacterial leaf blight)是危害水稻最严重的细菌性病害,可使水稻减产20%以上,严重时甚至绝产,给农业生产和经济造成巨大影响。水稻白叶枯病由水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)的侵染造成,而TAL效应物是Xoo的重要致病因子。近年来,该病在广西也有多发的趋势。2007年从防城港疫区分离得到Xoo K74菌株,经前期研究表明该菌株中有18个tal基因。本研究中,我们对K74菌株中的TAL效应物进行了功能研究。通过基因同源整合突变及互补等研究,我们鉴定到了K74菌株一个与致病力相关的主效TAL效应物。     

水稻白叶枯病菌核苷酸信号受体蛋白Clpxoo的分子鉴定及其功能

【目的】本文的目的为阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, 简称Xoo)核苷酸信号途径及其作用机理。 【方法】本研究对推导的信号受体蛋白Clpxoo进行了基因克隆、序列分析、缺失突变和互补及其相关表型的鉴定。【结果】克隆的clpxoo基因序列与大肠杆菌crp和铜绿假单胞菌vfr的同源性较高,与其它几种病原黄单胞菌clp高度保守。Clpxoo序列N端具有环化核苷酸cNMP结合结构域(CAP_ED?),C端具有保守的DNA结合结构域(HTH_CRP)。用双交换法构建了基因缺失突变体(△clpxoo)。与野生型菌株PXO99A相比,△clpxoo的运动性、胞外多糖产生能力和对H2O2的抗性均显著降低,基因互补可使之部分恢复;△clpxoo胞外酶产生和对烟草致敏性无显著改变。【结论】Clpxoo可能作为全局性的保守调控因子之一,调控了Xoo的鞭毛运动性、胞外多糖产生和对H2O2的抗性。     

水稻白叶枯病菌Δrpfxoo基因缺失突变体DSF信号产生和毒性表达

【目的】旨在阐明3个DSF/Rpfxoo信号系统成员RpfFxoo、RpfCxoo和RpfGxoo在水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)毒性表达中的功能。【方法】用标记置换法缺失突变rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo基因,测定突变体及其互补菌株的DSF(diffusible signal factor)信号分子产生、胞外多糖(EPS)产生及其对水稻的致病性。【结果】从野生型菌株PXO99A基因组中克隆了推测与DSF信号生成和传导有关的基因rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo,获得了相应的单基因或双基因缺失突变体。与PXO99A产生DSF相比,ΔrpfFxoo、ΔrpfF+Cxoo和ΔrpfF+Gxoo均不产生DSF,ΔrpfCxoo过量产生,ΔrpfGxoo产量降低;rpfFxoo、rpfCxoo和rpfGxoo可以分别互补Xoo和Xcc的相应基因突变体,恢复DSF产生表型。除ΔrpfFxoo的EPS产生无明显变化外,其余突变体的均显著减少。所有突变体对水稻的致病性均显著下降。【结论】RpfFxoo、RpfCxoo和RpfGxoo调控了Xoo的DSF信号生成、EPS产生和致病性。     

水稻白叶枯病菌EAL结构域蛋白VieAxoo基因缺失突变和功能分析

摘要：【目的】旨在揭示水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, 简称Xoo) 环鸟苷二磷酸（c-di-GMP）信号蛋白VieAxoo的生物学功能。【方法】本研究通过标记置换法对vieAxoo基因(PXO_04753)进行了缺失突变研究,采用表性测定进行了部分功能鉴定。【结果】从野生型菌株PXO99A中克隆的vieAxoo基因序列与其它病原黄单胞菌的同源序列高度保守。VieAxoo具有参与c-di-GMP降解的磷酸二酯酶（PDE）EAL结构域和磷酸信号识别受体REC结构域     

水稻白叶枯病菌受寄主诱导启动子的克隆

用一个具链霉素（Ｓｍ）抗性,含无启动子ＣＡＴ基因的广宿主启动子探针质粒ｐＩＪ３１００．用鸟枪法克隆水稻白叶枯病菌染色体ＤＮＡ的ＢａｍＨ１酶切片段,重组质粒转化大肠杆菌ＥＤ＿（８７６７）,在含链霉素和氯霉素的ＬＢ平板上筛选含有水稻白叶枯病菌启动子活性片段的转化子。在帮助质粒ｐＲＫ２０１３的帮助下,通过三亲交配,将转化子中重组质粒转移进野生型的水稻白叶枯病菌中去,在分别含有链霉素和氯霉素的ＰＳＡ对照平板上筛选对热氯霉素敏感的接合子。随机挑取２００个该接合子,接种用氯霉素处理的水稻感病品种金南风,得到１５个比对     

白叶枯病菌侵染水稻体细胞无性系变异植株叶片的扫描电镜观察

选用离体筛选的抗白叶枯病水稻体细胞无性变异系后代植株的种子,收获后播种。对其功能叶用白叶枯病菌菌株浙１７３剪叶接种７２ｈ后,对叶片进行扫描电镜观察。结果发现,筛选的抗性品种的水孔周围病菌较少,而感病品种的水孔周围病菌则分布较多。证明了白叶枯病菌的侵染途径首先是通过水孔进入植物叶片内部的;另外也证明了筛选的水稻体细胞无性变异系后代植株已具有成株抗性。     

米曲霉(Aspergillus oryzae)果胶酸内切水解酶(PGA)在原核系统中重组表达

果胶酶具有广阔的商业用途,在食品工业上主要用于果汁和酒类的澄清、提高植物油的提取率、提高水果的硬度和植物纤维脱胶。米曲霉(Aspergillusoryzae)一直用于传统发酵食品的生产,自然条件下其果胶酶的产量较低。文献报道的果胶酶的重组表达成功的例子较少,且活性较低。通过RT-PCR的方法,获得不含信号肽的果胶酸内切水解酶A(polygalacturonaseA,PGA)的cDNA,PGAcDNA连入pET-28a( )载体,构建pET-28a( )-pga质粒。pET-28a( )-pga转化Turner(DE3)placⅠ细胞,得到转化子pET-28a( )-pga-Turner(DE3)placⅠ,首次实现了米曲霉PGA在大肠杆菌系统中过表达,进一步对PGA在大肠杆菌系统中表达的条件进行了研究。在37℃、220r/min条件培养pET-28a( )-pga-Turner(DE3)placⅠ细胞,OD600至0·8左右时,用500μmol/Lisopropylβ-D-thiogalactogalactopyranoside(IPTG)进行诱导表达,在15℃和170r/min条件下继续培养24h,表达效果最好,相对于每毫升培养基而言,产酶可达到70u/mL,是米曲霉自然条件产酶量的87·5倍,远优于文献报道的重组表达的PGA酶活。     

大肠杆菌FtsZ蛋白原核表达及多克隆抗体的制备与鉴定

为制备特异性抗大肠杆菌丝状热敏蛋白Z(Escherichia coli filamentous thermosensitive protein Z,Ec-FtsZ)多克隆抗体,将Ec-FtsZ基因进行化学合成后连接pET-22b(+)表达载体,构建重组质粒Ec-FtsZ-pET-22b(+)。将重组质粒转化到大肠杆菌E.coli BL21(DE3)中进行Ec-FtsZ原核表达与表达条件优化,以HisTrap层析柱进行Ec-FtsZ的分离纯化,再以孔雀绿法进行Ec-FtsZ GTPase(Guanosine triphosphatase)活性测定。使用纯化的Ec-FtsZ为抗原免疫大鼠制备多克隆抗体,经酶联免疫吸附测定实验(Enzyme-linked immunosorbent assay,ELISA)、Western blotting实验和免疫荧光实验鉴定,抗Ec-FtsZ多克隆抗体效价可达1∶256 000且具有良好的抗原特异性。抗Ec-FtsZ多克隆抗体的成功制备为Ec-FtsZ生物学功能研究和生化检测奠定了实验基础。     

敏捷食酸菌腈水解酶基因在大肠杆菌中的表达

以含有敏捷食酸菌的腈水解酶基因的克隆质粒为模板,通过PCR扩增获得长度为1 080 bp的腈水解酶(Nitrilase)基因片段。使用表达质粒p ET-28-a构建表达载体,获得重组质粒p ET-Nit。对所表达的基因进行测序对比发现与Gen Bank所公布的基因序列比较,相似性99%,读码框出现2 bp的突变,但并未引起相应氨基酸突变,故不影响酶的表达与特性。将重组质粒转化到表达宿主Escherichia coli Rosetta(DE3)感受态中,使用诱导剂IPTG对菌株进行诱导表达,获取菌液进行SDS-PAGE分析,得知目的蛋白分子量约为41.28 k D,与预期所想的一致。酶活力分析表明,上清的比活力为3 U/mg。进一步对诱导条件进行优化,包括诱导温度,IPTG浓度,诱导时间等一系列条件。在最优条件下,扩大培养体积,比活力可达15 U/mg,活力提高了5倍左右。     

Transient Membrane-Linked FtsZ Assemblies Precede Z-Ring Formation in Escherichia coli

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水稻白叶枯病菌的母株与单细胞系的遗传与致病性差异的分析

由水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryxae pv.oryxae)引发的稻白叶枯病是水稻生产上的重要病害.水稻白叶枯菌自然群体是由包括基本无毒性的弱毒菌在内的不同致病型组成的混合群体,代表自然群体的原始菌株的致病力与其毒力结构紧密相关.     

Expression of cGMP-dependent protein kinase inEscherichia coli

Cyclic GMP-dependent protein kinase (cGMP kinase) is involved in the relaxation of smooth muscle. The enzyme has been cloned and expressed in eukaryotic cell lines but so far not in prokaryotic cells. Three vectors were constructed for the expression of I cGMP kinase inEscherichia coli. Transformation with the pET3a/cgk vector which uses the T7 RNA polymerase/promotor system resulted in efficient accumulation of cGMP kinase. Most of the protein was in an insoluble and catalytic inactive form. Various solubilization and refolding conditions did not yield an active enzyme. A small fraction of the cGMP kinase was present in the soluble cell extract. This fraction bound cGMP with high affinity but had no cGMP stimulated kinase activity. To prevent aggregation two additional vectors were constructed. (I) A bacterial leader sequence, which directs the export of proteins into the periplasmic space, was fused to the aminoterminus of the cGMP kinase. (II) A gram/gram⁺ shuttle vector for expression under the control of the tac promotor was used. Both constructs directed the synthesis of an isoluble and inactive cGMP kinase. These results suggest that large amounts of cGMP kinase can be expressed inE. coli, but mainly in an isoluble and inactive form. In contrast to eukaryotic cells, bacteria may lack systems for correct protein folding and/or posttranslational modification that are crucial for the productive folding and/or activation of cGMP kinase.     

MinC Protein Shortens FtsZ Protofilaments by Preferentially Interacting with GDP-bound Subunits

The interaction of MinC with FtsZ and its effects on FtsZ polymerization were studied under close to physiological conditions by a combination of biophysical methods. The Min system is a widely conserved mechanism in bacteria that ensures the correct placement of the division machinery at midcell. MinC is the component of this system that effectively interacts with FtsZ and inhibits the formation of the Z-ring. Here we report that MinC produces a concentration-dependent reduction in the size of GTP-induced FtsZ protofilaments (FtsZ-GTP) as demonstrated by analytical ultracentrifugation, dynamic light scattering, fluorescence correlation spectroscopy, and electron microscopy. Our experiments show that, despite being shorter, FtsZ protofilaments maintain their narrow distribution in size in the presence of MinC. The protein had the same effect regardless of its addition prior to or after FtsZ polymerization. Fluorescence anisotropy measurements indicated that MinC bound to FtsZ-GDP with a moderate affinity (apparent K_D ∼10 μm at 100 mm KCl and pH 7.5) very close to the MinC concentration corresponding to the midpoint of the inhibition of FtsZ assembly. Only marginal binding of MinC to FtsZ-GTP protofilaments was observed by analytical ultracentrifugation and fluorescence correlation spectroscopy. Remarkably, MinC effects on FtsZ-GTP protofilaments and binding affinity to FtsZ-GDP were strongly dependent on ionic strength, being severely reduced at 500 mm KCl compared with 100 mm KCl. Our results support a mechanism in which MinC interacts with FtsZ-GDP, resulting in smaller protofilaments of defined size and having the same effect on both preassembled and growing FtsZ protofilaments.     

中国、日本和菲律宾水稻白叶枯病菌遗传多样性比较分析

用IS-PCR和Rep-PCR对19个来自中国、日本和菲律宾的水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)群体进行遗传多样性分析。4个专化引物中的IS1113和ERIC能较好的区分三国水稻白叶枯病菌。UPGMA聚类结果表明, 三国菌株主要呈现第2簇和第3簇遗传型;中国和菲律宾菌株在第2簇和第3簇遗传型基础上有各自的特异性分化。病原菌的遗传分簇与致病群之间没有相关性。     

中国、日本和菲律宾水稻白叶枯病菌遗传多样性比较分析

用IS-PCR和Rep-PCR对19个来自中国、日本和菲律宾的水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)群体进行遗传多样性分析.4个专化引物中的IS1113和ERIC能较好的区分三国水稻白叶枯病菌.UPGMA聚类结果表明,三国菌株主要呈现第2簇和第3簇遗传型;中国和菲律宾菌株在第2簇和笫3簇遗传型基础上有各自的特异性分化.病原菌的遗传分簇与致病群之间没有相关性.     

利用大肠杆菌表达禽流感病毒聚合酶酸性蛋白

目的：通过在大肠杆菌中分段表达禽流感病毒聚合酶酸性蛋白（PA蛋白）,探索PA基因中可能影响表达的区域。方法：构建分段缺失的PA蛋白突变体,用IPTG在大肠杆菌RosettaGamiB（DE3）中诱导表达,比较各突变体的表达效率。结果：N端缺失长度在143～408个氨基酸残基之间的9个突变体在大肠杆菌中的表达水平较高;而突变体PA/K（Δ1-40aa）、PA/M（Δ1-56aa）、PA/N（Δ41-56aa）和PA/P（Δ57-75aa）的表达水平很低;全长PA蛋白和缺失N端20个氨基酸残基的突变体PA/L则检测不到表达。结论：PA基因的61～225bp和325～426bp可能是影响PA蛋白表达的2个重要区域,为下一步表达全长PA蛋白奠定了基础。