希金斯刺盘孢全基因组候选效应分子的预测

希金斯刺盘孢(Colletotrichum higginsianum Sacc.)是一种世界性分布的重要植物病原真菌,可引起严重的十字花科植物炭疽病,影响作物品质并造成严重的经济损失。效应分子在植物病原真菌侵染寄主植物过程中发挥着重要的作用。根据已公布的希金斯刺盘孢的全基因组信息,以其全基因组蛋白序列为材料,通过生物信息学方法,对其候选效应分子及其功能进行了预测和分析。首先利用Signal P、TMHMM、Protcomp、big-PI Predictor和Target P程序依次预测出其分泌类型的蛋白,再通过其序列大小和半胱氨酸含量作进一步筛选,最后利用blastp工具与非冗余蛋白质数据库进行比对,找出数据库中没有蛋白同源性的序列,从而获得候选效应分子;同时对希金斯刺盘孢全基因组的16 150个蛋白序列进行分析,最终预测到135个符合条件的候选效应分子,而大多数都是功能未知的假定蛋白。本研究采用生物信息学分析方法预测出了希金斯刺盘孢的候选效应分子,为进一步研究这些效应分子的功能奠定了基础,其研究技术和手段也为其它真菌效应分子的预测提供了重要的参考资料。

一种优化的适用于双向电泳的水稻纹枯病菌蛋白质提取方法

为开展水稻纹枯病菌蛋白质组学的研究,采用TCA-丙酮法、SDS法和TCA-丙酮-酚/SDS联合抽提法对水稻纹枯病菌蛋白质提取质量进行比较,并建立了双向电泳体系。对电泳后的图谱用Quantity One软件进行分析,结果发现:TCA-丙酮法、SDS法和TCA-丙酮-酚/SDS联合抽提法所获得的蛋白质双向电泳图谱中,分别记录得到557、309和877个蛋白质点。SDS法提取的蛋白质样品杂质较多,存在盐离子和小分子物质干扰,得到的蛋白点较少;TCA-丙酮法提取的蛋白质样品呈黄色,有色素残留;而在TCA-丙酮法的基础上,增加酚/SDS抽提步骤,能够有效地去除样品中的盐离子和色素等杂质,获得背景清晰、分辨率高的蛋白图谱。结果表明,本研究建立了一种优化的TCA-丙酮-酚/SDS联合抽提法,该法适用于水稻纹枯病菌蛋白质双向电泳的提取。

水稻、玉米和小麦纹枯病菌对3种作物的交互致病性

【目的】明确水稻、玉米和小麦纹枯病菌菌株对水稻、玉米和小麦的致病力差异.【方法】本研究选用水稻、玉米和小麦的纹枯病菌菌株各20株,通过人工接种对这些菌株在水稻、玉米和小麦3种作物上的交互致病性进行了测定.【结果和结论】各供试纹枯病菌菌株都能单独侵染3种作物,但它们对不同作物的致病力存在较大差异:对原寄主的致病力较强,而对其他2种供试寄主的致病力较弱.本研究结果为预防作物轮作和间作过程中的交互感染提供了重要的理论依据.

水稻纹枯病菌RsPhm基因的克隆及其表达分析

【目的】为了阐明苯酚2-单加氧酶基因(Rs Phm)在水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AG-1ⅠA)黑化中的功能,【方法】采用常规PCR和RT-PCR技术对该基因进行克隆和生物信息学分析,通过荧光定量PCR(q RT-PCR)技术检测在儿茶酚胁迫下该基因的相对表达量。【结果】生物信息学分析结果表明,Rs Phm基因的DNA和c DNA全长序列分别为2 628 bp和1 983 bp,编码660个氨基酸。系统进化树分析显示,Rs Phm基因在立枯丝核菌(R.solani)不同融合群中具有较近的亲缘关系,在不同真菌之间在进化上具有一定保守性。通过q RT-PCR技术分析了在不同浓度儿茶酚胁迫下水稻纹枯病菌Rs Phm基因的转录表达情况。外源儿茶酚能提高Rs Phm基因的表达量,在12.5μg/m L浓度下表达量最高,极显著上调35.7倍,在25μg/m L和50μg/m L浓度下表达量分别上调19.1倍和28.4倍,但在100μg/m L浓度下表达量仅上调2.1倍。【结论】获得了Rs Phm基因全长序列,了解了其基本生物学信息,明确了其在儿茶酚胁迫下的表达模式。研究结果为科学、系统地阐明水稻纹枯病菌Rs Phm基因调控黑色素形成机制奠定了理论基础。

水稻纹枯病菌谷胱甘肽S-转移酶基因的生物信息学及表达分析

通过生物信息学方法及表达分析对水稻纹枯病菌谷胱甘肽S转移酶基因(Rsgst)的功能进行探索。通过水稻纹枯病菌RSIADB基因组数据库查找Rsgst序列,确定该基因在水稻纹枯病菌基因组中的精确位置。利用生物信息学软件预测Rsgst编码蛋白氨基酸序列的基本信息,并使用MEGA 5.0软件构建同源蛋白的系统发育树,最后用qRT-PCR检测Rsgst在菌核发育过程中的基因表达量,同时测定GST的酶活性。结果表明,Rsgst全长1 207 bp,该基因共编码277个氨基酸残基,其编码蛋白分子量为30.90 ku,理论等电点为9.42。该蛋白二级结构中以α-螺旋为主,占41.52%。系统发育树表明,水稻纹枯病菌GST蛋白与担子菌类玉米丝黑穗病菌GST蛋白亲缘关系最近。qRT-PCR结果表明,Rsgst在水稻纹枯病菌菌核发育过程中表达量不断上调,基因最高表达量是在第60小时,为7.64,而Rsgst的最高酶活性是在第5天,其酶活为0.375 U/μg。结果可为预测水稻纹枯病菌中Rsgst基因的功能奠定基础。

水稻纹枯病菌RsCat基因的克隆及其表达分析

为阐明水稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani AG-1IA)过氧化氢酶基因(RsCat)的功能,采用常规PCR和RT-PCR技术克隆得到RsCat基因。生物信息学分析表明,RsCat基因DNA和cDNA的全长序列分别为1814bp和1 395bp,开放阅读框(ORF)编码464个氨基酸。保守结构域分析显示,RsCat蛋白具有过氧化氢酶超家族结构域和过氧化氢酶相关免疫反应结构域。系统进化分析显示:水稻纹枯病菌不同融合群的RsCat基因具有较高的序列同源性。荧光定量PCR(qRT-PCR)分析表明:RsCat基因的表达受儿茶酚的诱导,随着儿茶酚质量浓度增大,表达量上调,而随着儿茶酚质量浓度增大,CAT活性降低。说明RsCat基因的转录表达和CAT酶活不存在对应性。推测RsCat基因可能存在转录后或表达产物翻译后修饰。

细胞自噬相关基因在水稻纹枯病菌菌核发育过程中的定量分析

在前期研究中,采用RNA-seq技术获得了在水稻纹枯病菌菌核发育过程中差异表达的6个自噬相关基因,为阐明这些基因在水稻纹枯病菌菌核发育过程中的表达模式,提取了菌核发育过程中3个阶段的RNA,根据特异基因的序列设计引物,采用实时荧光定量PCR技术分析这些基因的表达谱。结果表明,丝氨酸/苏氨酸激酶和ssp1、ATG13和Vam6基因的表达量在白色菌核形成阶段的表达量显著升高,而在菌核发育成熟阶段的表达量明显下降。而丝氨酸/苏氨酸-蛋白磷酸酶基因和丝氨酸/苏氨酸激酶受体相关蛋白基因的表达量在菌核发育阶段呈现出连续下降的趋势。研究发现这6个与细胞自噬有关的基因的表达谱与转录组测序的结果一致,表明转录组测序的结果可靠;同时也表明了这些基因高度响应了菌核的发育过程。

丝状真菌遗传转化系统的最新研究进展

随着大量丝状真菌基因组序列的公布,丝状真菌基因功能研究已然成为现今分子生物学的热点领域。真菌的遗传转化是研究基因功能的重要手段,研究者不断优化和开发出新的、高效的遗传转化方法,以满足更多真菌物种研究的需要。本综述总结了丝状真菌的遗传转化体系的最新研究进展,如遗传转化方法、选择标记的类型和转化系统的应用。