棉花抗枯萎病相关转录因子基因的克隆与表达

以枯萎病菌诱导棉花基因表达谱中获得的差异表达bZIP作为探针,采用电子克隆结合RT-PCR方法从棉花抗枯萎病品种‘中棉所12’中克隆了1个TGA转录因子基因,命名为GhTGA2.2。序列分析表明,该基因的cDNA全长1 356bp,编码451个氨基酸,预测分子量为50.04kD,等电点为5.85,含有保守的bZIP结构域。系统进化树分析表明,GhTGA2.2属于bZIP亚家族的TGA转录因子,与拟南芥AtTGA2、烟草NtTGA2.2亲缘关系最近。qRT-PCR分析表明,经枯萎病菌诱导后,GhTGA2.2基因在抗病品种中呈上调表达,随处理后时间的推移,其相对表达量呈先升高后降低的趋势,并于处理后24h表达量达到最大;水杨酸诱导后1h,GhTGA2.2基因相对表达量迅速增加;茉莉酸和乙烯诱导后GhTGA2.2基因的相对表达量明显降低,呈下调表达。研究推测,GhTGA2.2基因可能通过水杨酸信号传导途径参与对枯萎病菌的防御反应。     

棉花抗枯萎病相关ERF-B3亚组转录因子的克隆与表达

以拟南芥ERF-B3亚组转录因子的AP2/ERF结构域为探针,利用NCBI中的棉花(Gossypium hirsutum)EST数据库,通过电子克隆结合RT-PCR方法,从枯萎病菌诱导后的高抗枯萎病品种‘中棉所12’克隆到1个与抗枯萎病相关的ERF-B3亚组转录因子基因GhB301。序列分析结果显示,GhB301基因cDNA全长593 bp,开放阅读框384 bp,编码127个氨基酸,含有一个保守的AP2/ERF结构域。实时荧光定量PCR检测该基因的表达显示,枯萎病菌诱导后,GhB301基因在棉花根中、抗病品种中优势表达;在乙烯、水杨酸、干旱、低温及高盐的诱导下表达量均发生变化。研究结果表明,GhB301基因可能参与了棉花对病原菌、激素及非生物胁迫的应答反应。     

植物乙烯信号转导研究进展

过去10年,对模式植物拟南芥的分子遗传学研究建立了植物乙烯信号转导线性模型.乙烯结合到受体上,经一条MAPK级联反应和转录级联途径将信号转导而产生乙烯反应.拟南芥乙烯受体家族由5个成员构成,ETR1、ERS1、ETR2、ERS2和EIN4.乙烯受体包括三个结构域:乙烯结合结构域、组氨酸激酶结构域和反应调控结构域.乙烯受体定位于内质网,与CTR1协同负调控乙烯反应.ENI2、EIN3/EIL、ERF1依次位于CTR1下游,正调控乙烯反应.EIN3属于转录激活因子调控蛋白家族,受转录后调控.乙烯稳定EIN3结构,EBF1/EBF2促进EIN3分解.ERF1是转录调控因子家族成员之一,是EIN3/EIL的直接作用目标.     

高等植物EIN3/EILs转录因子研究进展

Ethylene-insensitive3(EIN3)和EIN3-like(EIL)蛋白是乙烯信号转导途径中重要的核转录因子。目前已经从多种高等植物中分离得到EIN3/EILs,其属于一个小的转录因子家族。这类转录因子在氨基酸序列N端高度保守,包括酸性氨基酸区、脯氨酸富集区、碱性氨基酸簇等涉及DNA结合的重要结构域,它们通过直接结合到初级乙烯反应元件(PERE)上来调节相关基因的表达。EIN3/EILs转录因子家族不同成员在不同物种间时空表达特性、表达调控模式等均有所差异,各成员主要参与调节植物对乙烯的反应,包括影响幼苗的"三重反应"、植株的生长发育等,并作为乙烯与其他信号间交叉点发挥重要作用。就近几年关于高等植物EIN3/EILs转录因子的研究进展进行综述,以期为后续研究提供理论依据。     

苹果DREB转录因子家族全基因组鉴定与分析

DREB转录因子属于AP2/ERF转录因子家族,能够与DRE/CRT顺式作用元件特异性结合,调控与逆境应答基因的表达,因而在植物应对低温、干旱、高盐等逆境胁迫中发挥重要作用。该研究利用苹果全基因组数据,通过生物信息学手段鉴定苹果DREB转录因子家族成员,并分析DREB转录因子家族保守域特点与功能及表达情况。结果表明:从苹果全基因组中共鉴定出60个DREB转录因子家族成员,与拟南芥和水稻相比基本一致,通过引入拟南芥DREB基因进行系统发生分析,进一步可以将其细分为6个亚组;结构域和保守元件分析表明,DREB基因家族含有一个AP2保守结构域;染色体定位表明,苹果DREB基因分布于11条染色体上,部分基因存在串联复制现象;基因结构分析显示,该亚家族基因不含内含子。利用同源拟南芥RNA-Seq数据分析结果表明,DREB转录因子家族对低温、ABA调节等非生物胁迫具有调控作用,同时在DREB亚家族中每个亚组响应不同的非生物胁迫;通过分析DREB基因在不同组织中的表达情况,结果显示DREB基因在植物根部中的表达量最强,其次是叶。     

油菜EIN3/EIL基因家族的鉴定及结构分析

Ethylene-insensitive3(EIN3)和EIN3-like(EIL)蛋白是乙烯信号转导途径中重要的核转录因子。EIN3/EIL基因家族在高等植物中分布广泛,在植物的生长、发育等多个过程中有重要的作用。为了揭示油菜EIN3/EIL基因家族的生物学信息,利用生物信息学的方法鉴定了油菜EIN3/EIL基因家族的成员,并从理化性质、亚细胞定位、跨膜结构、二级结构等几个方面对油菜EIN3/EIL基因家族成员进行了预测和分析。这些研究结果有助于进一步研究油菜EIN3/EIL基因家族成员的功能,同时在生产实践中也具有一定的应用价值。     

中国古老月季‘月月粉’FT/TFL1基因的鉴定与表达分析

该研究以中国古老月季品种‘月月粉’(Rosa chinensis‘Old Blush’)为试材,根据拟南芥和草莓FT/TFL1基因家族成员的保守结构域设计引物,对‘月月粉’基因组DNA进行克隆和测序,结合数据库序列和双单倍体基因组信息进行序列比对,结果共获得了8条月季的FT/TFL1基因家族序列,且8条序列分别注释为2个FT基因(RcFT1和RcFT2)、1个BFT基因(RcBFT)、1个ATC基因(RcATC)、2个MFT基因(RcMFT1和RcMFT2)和2个PEBP基因(PEBP1和PEBP2);进化树分析结果将这8个基因分为3个亚组;结构分析显示8个基因的内含子为1～5个不等。qRT-PCR分析显示,RcFT1、RcPEBP、RcMFT1、RcMFT2和RcBFT在‘月月粉’的叶片中表达量最高,茎尖中次之;RcFT2在茎尖中的表达最高,叶片中次之;RcATC在茎尖中的表达量高于其他组织;除RcPEBP在根组织中有表达外,其他基因在根组织中几乎没有检测到。进一步表达分析显示,RcFT1和RcFT2在‘无刺光叶蔷薇’(R.wichuriana‘Basye’s Thornless')生殖生长期的叶片、茎尖中的表达量显著高于营养生长期。研究推测,具有连续开花性状的中国古老月季‘月月粉’可能具有多个开花时间(FT)基因位点,FT有可能可以作为月季生殖转换的标记基因。     

拟南芥转录因子Ethylene-insensitive3（EIN3）抑制花青素的合成

Ethylene-insensitive3（EIN3）和 EIN3-like1（EIL1）蛋白是乙烯信号转导途径中一类重要的核转录因子。花青素是植物体中的一类水溶性天然色素,在植物的许多生理过程中起重要作用。本研究以拟南芥双突变体ein3-1eil1-3为研究材料,通过RT-PCR技术确定了拟南芥双突变体ein3-1eil1-3中EIN3和EIL1基因均已被敲除,单突变体ein3-1中的EIN3基因被敲除。通过肉眼定性观察发现突变体ein3-1eil1-3的种子和叶片内均呈紫色。通过紫外分光光度计定量分析发现,花青素积累量也明显比突变体ein3-1和野生型多。通过GUS染色发现EIN3启动子主要在花、柱头、成熟花粉、种子胚和果荚等组织中有较强的表达。这与突变体ein3-1eil1-3的种子和叶片内均呈紫色并花青素含量增高一致。因此,拟南芥转录因子EIN3可能与EIL1共同参与抑制花青素的合成。     

小麦TaDRLea3 2基因的克隆及胁迫诱导表达分析

胚胎发育后期丰富蛋白(late embryogenesis abundant protein,LEA蛋白) 是植物体中广泛存在的一类与渗透调节相关的家族蛋白,植物受非生物胁迫会大量表达。该研究采用同源克隆技术,从干旱诱导的小麦品种‘郑引1号’ (Triticum aestivum L.)中获得1个新的LEA3家族基因（ TaDRLea3 2）,该基因全长668 bp,编码区为570 bp,编码189个氨基酸。生物信息学分析表明该蛋白为亲水性蛋白,二级结构以α 螺旋为主,含有9个由11个氨基酸组成的保守结构域,为典型的LEA3蛋白,存在3个磷酸化位点,无信号肽结构域及跨膜结构域,可能定位于细胞质中;实时定量PCR结果表明, TaDRLea3 2基因受干旱、高盐、低温诱导表达,同时也受外源ABA诱导,推测 TaDRLea3 2为ABA依赖型 LEA3基因,以不同机制参与小麦对非生物胁迫的应答过程,为深入分析小麦LEA3家族蛋白的抗逆机制奠定了基础。     

日本晚樱PrseSHP基因的克隆与功能分析

采用同源克隆方法结合RACE技术,从日本晚樱(Prunus lannesiana)品种‘大岛樱’中克隆到花发育调控相关的PrseSHP基因(GenBank登录号为GU362645)。PrseSHP基因序列全长1 223bp,包含1个长741bp的完整开放阅读框,编码246个氨基酸和1个终止密码子。分子系统发生分析表明,PrseSHP属MADS-box转录因子的PLE/SHP进化系,并与蔷薇科植物的SHP同源蛋白聚于同一进化分支;蛋白序列比对显示,该转录因子拥有M、I、K和C共4个结构域,且其C末端结构域中包含高度保守的AGⅠ和Ⅱ基序。基因表达分析表明,PrseSHP基因主要在‘大岛樱’的花瓣、雄蕊、雌蕊和幼果等器官中表达,在花萼中仅能检测到微弱的转录信号,在幼叶中不表达,与其他植物SHP同源基因的表达模式有一定的差别。功能分析显示,转PrseSHP基因拟南芥植株明显比野生型拟南芥弱小,转基因拟南芥在6~8片莲座叶后即抽薹开花,时间较野生型拟南芥(14~17片莲座叶后抽薹开花)明显提前,证明异位表达的PrseSHP基因能促进拟南芥早花,其在花发育过程中可能参与调控植物开花。     

青花菜BoSCL3基因的克隆和渍水胁迫下的表达特征分析

为了解SCL3 (scarecrow-like 3)基因的功能,从青花菜(Brassica olreacea var. italica)中克隆得到1个SCL3基因,命名为BoSCL3,其cDNA全长1 355 bp,编码446个氨基酸。BoSCL3分子量为49.96 kD,为疏水性蛋白,与油菜(B. napus)、芜菁(B. rapa)中SCL3蛋白的亲缘关系最近,同科植物的SCL3具有较高的同源性。荧光定量PCR分析结果表明,青花菜BoSCL3基因表达量随渍水胁迫时间延长先下降后上升,推测其可能参与渍水胁迫响应。这为探讨青花菜BoSCL3基因响应渍水胁迫的分子机制提供理论依据。     

巴西橡胶树HbSUT3和HbSUT5 mRNA在嫩茎和中脉中的原位杂交分析

为研究巴西橡胶树(Hevea brasiliensis)中HbSUT3和HbSUT5基因的功能,采用地高辛标记的RNA探针与橡胶树嫩茎和中脉两种组织切片分别进行RNA原位杂交,对这2种SUT基因在组织中的表达区域与表达特点进行了分析。结果表明,在橡胶树嫩茎中,两个SUT基因主要在树皮的韧皮部和皮层细胞中表达;在中脉中,两个SUT基因在除木质部导管系统外的其它部位均有表达;HbSUT3基因在嫩茎和中脉中的表达量相近,而HbSUT5基因在嫩茎中的表达量远高于中脉。这些揭示HbSUT3和HbSUT5基因可能广泛参与韧皮部装载、蔗糖运输与库细胞供给等活动,同时两个SUT基因也存在功能分化。     

小花草玉梅正常和自然变异植株的AP3-3基因研究

野生小花草玉梅(Anemone rivularis var.flore-minore)正常植株和花被片自然变异植株的外观形态差异很大,该研究以二者为材料,利用常规PCR和高效热不对称PCR(Hi-Tail PCR)技术从其正常和变异植株的基因组中各分离得到1个B类基因。序列分析证明,二者隶属于B类MADS-box基因AP3家族的旁系同源基因AP3-3分枝,分别命名为NArAP3-3(正常植株)和VArAP3-3(变异植株)。NArAP3-3基因全长3 795bp,VArAP3-3基因全长3 898bp,二者均含有1个666bp的开放阅读框(ORF),可编码221个氨基酸,具有典型的植物MADS-box基因结构,其编码肽链包含了MADS区、K区、Ⅰ区和C区。对比NArAP3-3和VArAP3-3基因的全长序列,发现VArAP3-3基因比NArAP3-3多了1段49bp的插入,且在ORF序列与NArAP3-3基因相比有4个碱基突变。对二者的全长序列、所编码的221个氨基酸及插入序列的生物信息学分析显示,二者在基因启动子、蛋白质基本性质、结构功能域、二级三级预测结构等方面均有差异,推测这些差异可能是花被片变异产生的原因之一。该研究结果为进一步探索其变异机制奠定了基础。     

毛竹PeSCL3基因表达特征及其启动子活性研究

为探讨毛竹(Phyllostachys edulis)SCL3基因的表达特征及其启动子活性,采用同源克隆的方法从毛竹中分离到SCL3同源基因Pe SCL3的编码区(ORF)和上游启动子序列(Pe SCL3p)。序列分析表明,Pe SCL3的ORF为1335 bp,推测编码含444氨基酸的蛋白,该蛋白与水稻(Oryza sativa)的SCL3同源性高达93.9%。Pe SCL3p长度为1358 bp,含有脱落酸(ABA)应答元件ABRE、赤霉素(GA3)应答元件GARE-motif和P-box、干旱诱导MYB结合位点等多种作用元件。实时定量PCR分析结果表明,Pe SCL3在毛竹叶中的表达丰度最高,其次是茎和根,而鞘中的最低;Pe SCL3的表达受GA3的抑制,受ABA、Na Cl和干旱的诱导。转Pe SCL3p∷GUS拟南芥(Arabidposis thaliana)的GUS染色结果表明,根尖、顶端生长点和子叶叶柄均被染成蓝色,尤其根尖的染色最深。这表明Pe SCL3对毛竹的生长发育,尤其是根系,可能起着重要的调控作用。     

In vitro glucose uptake activity of Aegles marmelos and Syzygium cumini by activation of Glut-4, PI3 kinase and PPARγ in L6 myotubes

The purpose of the present study is to investigate the effect of methanolic extracts of Aegles marmelos and Syzygium cumini on a battery of targets glucose transporter (Glut-4), peroxisome proliferator activator receptor gamma (PPARgamma) and phosphatidylinositol 3' kinase (PI3 kinase) involved in glucose transport. A. marmelos and S. cumini are anti-diabetic medicinal plants being used in Indian traditional medicine. Different solvent extracts extracted sequentially were analysed for glucose uptake activity at each step and methanol extracts were found to be significantly active at 100ng/ml dose comparable with insulin and rosiglitazone. Elevation of Glut-4, PPARgamma and PI3 kinase by A. marmelos and S. cumini in association with glucose transport supported the up-regulation of glucose uptake. The inhibitory effect of cycloheximide on A. marmelos- and S. cumini-mediated glucose uptake suggested that new protein synthesis is required for the elevated glucose transport. Current observation concludes that methanolic extracts of A. marmelos and S. cumini activate glucose transport in a PI3 kinase-dependent fashion.     

中国黑粉菌属和利罗黑粉菌属

黑粉菌属是Roussel 1806年建立的,全世界记载有三百余种,主要寄生于禾本科,是经济作物及牧草的重要致病菌·长期以来,对黑粉菌的邢子使用过各种名称,如厚垣孢子,冬孢子及黑粉孢子等.本文采用黑粉孢子以区别锈菌的冬孢子. 芳’(1979)在《中国真菌总汇》中列出黑粉菌属五十种及一个变型.作者经过显微结构和超显微结构的研究,承认其中二十九种为正确名称,八种及一变型为异名,顶黑粉菌(Ustilago acrearus Berk.)由于错拼而被废弃.埃地黑粉菌(Ustilago emodensis Berk.)被转移至利罗粉菌属(Liroa).另有十一种黑粉菌因缺少标本留待今后订正.自1979年以后,杨信东(1983)增加黑粉菌属二种我国新纪录,K.范基和郭林(1986)描述一新种,四种新纪录.在本文中,作者描述一新种:鸢尾蒜黑粉(Ustilago ixiolirii Guo L) ,孢子堆生在蒴果内,不开裂,黑色,粉末状.黑粉孢子球形,近球形,稀椭圆形, 12.5-21×10-21μm,黑褐色,壁厚1-1.Sμm,纹饰脑状.是迄今生在石蒜科植物上唯一黑粉菌的种,其它几种黑粉菌均属条黑粉菌属.本文增加七种我国新纪录.共计四十九种,寄生于六科四十四属植物,主要是禾本科和蓼科.这仅是黑粉菌属研究的初步报告,在全国范围内大量采集黑粉菌标本后,作者相信会有更多新种和我国新纪录被发现.利罗黑粉菌属(Liroa)是从黑粉菌属(Ustaligo)分出的,此属为单种属.     

Use of visual loop-mediated isotheral amplification of rimM sequence for rapid detection of Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis

Mycobacterium tuberculosis and Mycobacterium bovis are pathogenic bacterial species in the genus Mycobacterium and the causative agents of most cases of tuberculosis (TB). Detection of M. tuberculosis and M. bovis using conventional culture- and biochemical-based assays is time-consuming and laborious. Therefore, a simple and sensitive method for rapid detection has been anxiously awaited. In the present study, a visual loop-mediated isothermal amplification (LAMP) assay was designed from the rimM (encoding 16S rRNA-processing protein) gene sequence and used to rapidly detect M. tuberculosis and M. bovis from clinical samples in South China. The visual LAMP reaction was performed by adding calcein and manganous ion, allowing the results to be read by simple visual observation of color change in a closed-tube system, and which takes less than 1 h at 65 °C. The assay correctly identified 84 M. tuberculosis isolates, 3 M. bovis strains and 1 M. bovis BCG samples, but did not detect 51 non-tuberculous mycobacteria (NTM) isolates and 8 other bacterial species. Sensitivity of this assay for detection of genomic DNA was 1 pg. Specific amplification was confirmed by the ladder-like pattern of gel electrophoresis and restriction enzyme HhaI digestion. The assay successfully detected M. tuberculosis and M. bovis not only in pure bacterial culture but also in clinical samples of sputum, pleural fluid and blood. The speed, specificity, sensitivity of the rimM LAMP, the lack of a need for expensive equipment, and the visual readout show great potential for clinical detection of M. tuberculosis and M. bovis.     

Conidial germination and germ tube elongation of Phomopsis amaranthicola and Microsphaeropsis amaranthi on leaf surfaces of seven Amaranthus species: Implications for biological control

Microsphaeropsis amaranthi and Phomopsis amaranthicola are potential biological control agents for several Amaranthus species. In an effort to understand the initial infection processes with these pathogens, a study was conducted of the conidial germination and germ tube length (μm) on the weed leaf surfaces at 21 °C and 28 °C. Weeds included Amaranthus rudis, A. palmeri, A. powellii, A. retroflexus, A. spinosus, A. hybridus, and A. albus. For P. amaranthicola, conidial germination and germ tube length varied among the seven weed species at both temperatures, while for M. amaranthi the differences in germ tube lengths were significant among weed species only at 21 °C. While the conidia of M. amaranthi and P. amaranthicola germinated on the leaf surfaces of all seven weed species, temperature appeared to impact the number and length of germ tubes on the leaf surfaces. The percentage of germinated conidia and the length of germ tubes at both temperatures were often greater for M. amaranthi than for P. amaranthicola. In order for the fungal pathogen to successfully infect and kill a weedy host, conidia must germinate and form a germ tube, two processes that vary with host species and temperature for M. amaranthi and P. amaranthicola. The extent to which successive infection processes, e.g., penetration, invasion and colonization, contribute to host specificity warrants study.     

假尾孢属四个新种

本文报道中国假尾孢属的4个新种:扁担秆生假尾孢(Pseudocercospora grewiigena Y. L. Guo> sp. nov.),忍冬假尾孢(Pseudocercospora lonicerae Y. L. Guo, sp. nov.),红豆树假尾孢(Pseudocercospora ormosiae Y. L. Guo & Y. R. Lin, sp. nov.)欧洲荚蒾假尾孢(Pseudocercosporatinea Y. L. Guo & W. H. Hsieh> sp. nov.)。文中对每个种都进行了描述并附图。研究的标本保存在中国科学院微生物研究所真菌标本室(HMAS)。