纳米二氧化钛对水生生物的急性毒性与安全评价

为系统评价纳米二氧化钛(n Ti O_2)对水生生物的安全性,研究其对斜生栅列藻(Scenedesmus obliquus)、大型溞(Daphnia magna Straus)、斑马鱼(Brachydanio rerio),以及非洲爪蟾(Xenopus laevis)蝌蚪的急性毒性,并进行安全评价。结果表明,n Ti O_2对斜生栅列藻、大型溞、斑马鱼和非洲爪蟾蝌蚪的急性毒性分别为0.140 mg·L^(-1)(72 h-EC_(50))、1.26 mg·L^(-1)(48 h-EC_(50))、22.0 mg·L^(-1)(96 h-LC_(50))和5.02 mg·L^(-1)(96 hLC_(50)),毒性级别分别为高毒、中毒、低毒和中毒。

与RBSDV外壳蛋白P10互作植物因子的筛选与验证

目前,我们对水稻黑条矮缩病毒(RBSDV)编码的外壳蛋白P10在该病毒侵染过程中的作用了解甚少。本研究利用酵母双杂交技术,以P10为诱饵钓取拟南芥cDNA文库,得到与P10互作的真核翻译起始因子eIF5A-2。通过分别构建猎物和诱饵载体共转化酵母,结果表明P10与AteIF5A-2在酵母中互作。利用农杆菌转染烟草表皮细胞瞬时表达体系发现,P10和AteIF5A-2形成融合荧光蛋白后,荧光主要形成囊泡状的结构。通过荧光共定位实验分析发现,P10与AteIF5A-2能够共定位。本研究结果进一步揭示了水稻黑条矮缩病毒的致病机制。

一种无标记基因植物表达载体的改造方法

利用无标记基因表达载体开展转基因植物研究,是获得无标记基因转基因植物、保证转基因生物安全的手段之一。文章报道了一种无标记基因植物转化载体的改造方法,通过AseⅠ单酶切可去除pCAM-BIA1300植物转化载体内潮霉素标记基因完整表达框架。试验应用结果表明,利用此表达载体进行共转化研究,可获得不含标记基因、只含目的基因的转基因植株。此方法可在植物共转化研究中广泛应用。

禾谷多黏菌传小麦病毒病的分布及变化动态

为给小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus,WYMV)和中国小麦花叶病毒(Chinese wheatmosaic virus,CWMV)病的科学防控提供相关技术参考,于2008-2010年采用普查结合ELISA检测和电镜观察等方法,对这两种禾谷多黏菌传小麦病毒病的分布进行了研究。结果表明,WYMV重病区呈现向西、向北扩展的新趋势,发现山东泰安、河南商丘、湖北丹江口、襄樊、随州等新病区,四川省仅在内江发生。江苏省两种病毒复合侵染区正在扩大,浙江病区基本消失。

水稻黑条矮缩病毒基因组S7编码的2个非结构蛋白在病株中的表达检测

水稻黑条矮缩病毒(RBSDV)基因组片段S7含有2个非重叠的阅读框,所编码的蛋白分别为p7a和p7b。根据RBSDV S7序列(EU111804)设计特异性引物分别扩增编码p7a和p7b蛋白的基因片段,并亚克隆至原核表达载体pET-32a(+)和pSBET上,再以大肠杆菌BL21(DE3)pLysS或BL21(DE3)pLysE为宿主菌进行高水平表达,利用纯化的蛋白免疫小鼠,制备了p7a和p7b蛋白的特异性抗血清。蛋白质印迹分析表明p7a和p7b蛋白均在水稻病株中表达,但p7a含量较为丰富,易于在病株中检测到,而p7b在病株中含量则很低;在病毒粒子中,两者均未检测到任何信号,表明两者均为RBSDV的非结构蛋白。

单头灰飞虱体内两种水稻病毒的双重一步法 RT-PCR检测

灰飞虱传播的水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)和水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)是危害我国水稻生产最主要的2种病毒,建立灰飞虱体内RSV和RBSDV快速、可靠的检测方法是水稻生产中的重要问题。本研究根据RSV RNA3和RBSDV S10序列分别设计了2个病毒的特异性引物,通过退火温度和PCR循环数等条件的优化,建立了灰飞虱体内RSV和RBSDV快速鉴定的双重一步法RT-PCR体系。对一步法和两步法RT-PCR检测结果进行比较,表明2种方法均能准确有效鉴定灰飞虱体内的2种病毒,且两步法的检测效果略好于一步法。而灵敏度实验表明一步法RT-PCR可以从0.005 ng·μL-1的灰飞虱RNA初始模板中准确检测到病毒,完全满足单头灰飞虱体内病毒检测的需要。应用本研究建立的双重一步法RT-PCR体系对200头获毒灰飞虱样品中的RSV和RBSDV进行了检测,结果进一步证实了此方法的稳定性和可靠性。

稻米中苯醚甲环唑残留及其膳食摄入风险评估

为研究稻米中苯醚甲环唑的最终残留量,并对其膳食摄入风险进行评估,于2013—2014年在浙江、山东和广西进行了30%苯醚甲·嘧菌酯悬浮剂在水稻上的规范残留田间试验,采用超高效液相色谱-串联质谱法测定了糙米样品中苯醚甲环唑的残留,并基于最终残留数估算糙米中苯醚甲环唑的长期膳食暴露风险。结果表明,苯醚甲环唑在0.010、0.10和5.0 mg·kg^-1 3个添加水平下回收率为92%~104%,相对标准偏差为2.0%~6.6%,方法定量限为0.010 mg·kg^-1,所建立的苯醚甲环唑残留量的超高效液相色谱-串联质谱法能够满足现有限量标准的要求。田间试验结果表明,苯醚甲环唑在糙米中最高残留量为0.20 mg·kg^-1。围绕初级农产品糙米展开的长期膳食暴露风险评估结果表明,各类人群国家估计每日摄入量在0.000 167~0.000 783 mg·kg^-1·d^-1,只占每日允许摄入量的1.7%~7.8%,风险商为0.016 7~0.078 3。在水稻上合理使用30%苯醚甲·嘧菌酯悬浮剂,苯醚甲环唑最终残留量低于我国规定的最大残留限量值0.5 mg·kg^-1,其在糙米中的长期膳食摄入风险较小。

小麦黄花叶病毒P1蛋白原核表达、抗血清制备及其检测

用RT-PCR方法从感染小麦黄花叶病毒(Wheat yellowmosaic virus,WYMV)扬州分离物的小麦叶片中扩增获得该病毒P1基因的全长cDNA片段,并进行了序列分析。结果表明,P1基因编码区含有765个核苷酸,编码1个由255氨基酸组成分子量为28.2 kDa的蛋白。将P1基因亚克隆到原核表达载体pGEX-6P-1中构建重组原核表达载体pGEX 6P-1-P1,经IPTG诱导,P1蛋白在大肠杆菌BL21(DE3)中表达GST-P1的融合蛋白,纯化并制备了P1蛋白的兔抗血清。利用此抗血清,可以检测WYMV病叶中的P1蛋白,但与提纯的WYMV粒子没有血清学反应,表明P1没有参与WYMV粒子的包装,是一种非结构蛋白。

侵染蚕豆ClYVV的鉴定及其衍生的小干扰RNA的深度测序鉴定研究

对安徽省合肥市采集到的具有明显典型花叶症状的蚕豆叶片进行深度测序,鉴定到样品中存在三叶草黄脉病毒(Clover yellow vein virus,Cl YVV),并获得了Cl YVV的完整基因组序列,随后通过直接测序扩增基因组区域获得完整的基因组Cl YVV-HF。获得的Cl YVV-HF基因组由9 585个核苷酸组成,不包括poly(A)尾巴。Cl YVV-HF的全部核苷酸序列与之前报道的来自日本的分离株(AB011819、NC_003536)和来自韩国的分离株(KF975894)分别具有95.45%和95.10%的核苷酸同源性。进一步分析了Cl YVV-HF衍生的小干扰RNA的表征。vsiRNAs的大小为21~22 nt,vsiRNAs的5'末端碱基偏向于A/U。Cl YVV-HF来源的小干扰RNA大多来源于其基因组链中的7个热点,其中5个热点以21 nt vsiRNAs为主。生物学实验表明,Cl YVV可通过汁液摩擦接种多种豆科作物。这是有关中国Cl YVV分离株全部核苷酸序列的首次报道。

二化螟两种P450基因CYP4M38和CYP4M39的时空表达分析

细胞色素P450在昆虫对外源物质代谢中发挥重要作用,是昆虫重要的解毒酶系。CYP4家族是昆虫细胞色素P450基因家族中的重要分支,与昆虫的解毒代谢密切相关。为初步明确CYP4家族基因在二化螟中的表达信息,本文测定分析了二化螟两种P450基因CsCYP4M38和CsCYP4M39的序列同源性及时空表达谱,序列同源性分析发现CsCYP4M38与烟草天蛾MsCYP4M2氨基酸序列同源性最高,序列一致性高达56.86%;CsCYP4M39与烟草天蛾MsCYP4M1氨基酸序列同源性最高,序列一致性高达59.96%,构建系统发育树显示,CsCYP4M38与CsCYP4M39属于CYP4家族,且分别与MsCYP4M2和MsCYP4M1进化距离较近;时空表达谱测定结果表明,两种基因在不同发育阶段和不同组织中的表达存在差异性,CsCYP4M38在2龄幼虫、5龄幼虫及雌成虫内表达量相对较高,在1龄幼虫中表达量最低,CsCYP4M39在幼虫期表达量相对较高,且表达量随龄期增加呈现先上升后下降的趋势,在卵、蛹及成虫中表达量相对较低。CsCYP4M38和CsCYP4M39在脂肪体、中肠及表皮中的表达量相对较高,且均在脂肪体内的表达量最高。明确基因表达谱是研究其功能的基础,CsCYP4M38和CsCYP4M39在不同阶段的表达量具有一定的变化性,说明这两种基因在二化螟不同发育历期中的功能不同,而两种基因均在脂肪体中表达量最高,这可能与脂肪体是昆虫的主要的解毒代谢场所有关。

与水稻黑条矮缩病毒p5b互作的水稻基因片段筛选

由水稻黑条矮缩病毒基因组S5片段第2个开放阅读框(ORF)编码的p5b是一个功能未知的病毒非结构蛋白。构建了酵母双杂交体系的含水稻cDNA表达文库的pGADT7载体,同时将p5b基因构建到诱饵质粒pGBKT7上(pGBK-p5b),Western Blot和自激活实验结果显示p5b可在酵母中正确表达且无自激活活性。进一步利用p5b蛋白作为诱饵用酵母双杂交筛选水稻cDNA表达文库,鉴定出一些参与光合作用、呼吸作用等重要代谢过程的关键酶基因片段,这些酶可能与p5b蛋白之间存在相互作用,推测这些互作在病株症状发展过程中起作用。

小麦黄花叶病毒编码VPg蛋白N端结构是VPg与核仁蛋白Fibrillarin互作区域

小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus,WYMV)属于马铃薯Y病毒科大麦黄花叶病毒属成员,其基因组是由两条正义单链RNA组成,共编码10个蛋白。其中,VPg(Viral protein genome-linked)作为病毒末端结合蛋白,与病毒基因组RNA 5’端共价连接。利用软件分析WYMV VPg蛋白氨基酸序列发现其N端具有核定位信号(NLS)序列,C端具有核输出信号(NES)序列。通过激光共聚焦显微镜观察VPg与GFP融合蛋白在烟草细胞中的表达情况发现,GFP-VPg主要定位于细胞核中。利用eYFP(n)标记核仁结构蛋白Fibrillarin与VPg进行双分子荧光互补实验发现,VPg与Fibrillarin互作且定位于细胞核中。根据VPg结构特点构建一系列缺失突变体与Fibrillarin的互作实验验证了它们之间的互作区域发生在N端NLS区域。

四种水稻蛋白与水稻黑条矮缩病毒编码非结构蛋白P7-2的互作分析

水稻黑条矮缩病毒(RBSDV)是斐济病毒属的成员之一,可侵染玉米和水稻等作物,给亚洲地区的田间生产带来严重的损失。RBSDV有10条双链RNA(double strand RNA,dsRNA)基因组,编码12个蛋白。其中6个蛋白是病毒粒子的结构成分(P1,P2,P3,P4,P8,P10),6个非结构蛋白分别为P5,P6,P7-1,P7-2,P9-1,P9-2。在非结构蛋白中,P5,P6和P9-1已被证实参与形成毒质结构,P7-1被认为可在细胞质中形成类似管状的结构作为病毒胞间扩散的通道,P7-2和P9-2的功能目前尚不明确。文章采用Pull-Down和液相色谱—质谱联用(LC-MS/MS)等技术来鉴定水稻蛋白(日本晴)与P7-2蛋白间可能存在的互作关系。通过Pull-Down实验分析,发现有4种水稻蛋白可与P7-2相结合,其中2个蛋白为转录相关蛋白,1个为氨基转移酶,还有1个为假定的分子伴侣60前体。实时荧光定量PCR分析显示,感病寄主中的转录相关蛋白和假定的分子伴侣60前体的表达量上调,而氨基转移酶的表达量降低。

本氏烟DnaJ-like蛋白在芜菁花叶病毒侵染过程中的作用

热休克蛋白40(HSP40)因其蛋白家族含有保守的J结构域又被称为DnaJ蛋白,其同源蛋白被称为DnaJ-like蛋白。研究表明,DnaJ蛋白家族响应了多种病毒的侵染,但发挥作用的方式各不相同。芜菁花叶病毒(TuMV)是一类重要的蔬菜病毒,给蔬菜生产造成严重经济损失。DnaJ-like蛋白是否响应TuMV侵染,是否在TuMV侵染过程中发挥作用目前尚不清楚。本实验在本氏烟中克隆了分属DnaJ蛋白A类亚家族和B类亚家族的16条基因; qRT-PCR分析表明,DnaJ-like蛋白家族基因在TuMV侵染后表达上调。分别沉默2个亚家族的典型基因NbJ1和NbJ5后,TuMV在沉默植株上的病毒积累量显著较少。结果表明,DnaJ-like蛋白可能在TuMV侵染过程中发挥作用,这为深入了解TuMV的致病机制提供了新思路。

RSV和HiPV在灰飞虱中传播方式的比较与分析

水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)是由介体灰飞虱(Laodelphax striatellus)传播的重要水稻病毒,严重危害我国水稻生产。Himetobi P病毒(Hi PV)是广泛存在于灰飞虱体内的一类昆虫类微小核糖核酸病毒,灰飞虱感染Hi PV后无明显的致病表现。对Hi PV不同分离物及Cripavirus属多个病毒的序列同源性分析表明,Hi PV不同分离物之间相似度非常高,但和同属其他病毒的核苷酸及氨基酸序列均存在明显差异。对两种病毒在水稻中的复制情况进行检测,结果表明,RSV可在水稻中复制,Hi PV可在水稻中稳定存在一段时间(7 d),但无法在水稻中复制。进一步的试验表明,灰飞虱的分泌物中存在Hi PV,但无法检测到RSV。

不同生存基质对中华淡翅盲蝽生长发育和繁殖的影响

中华淡翅盲蝽Tytthus chinensis(Stl)是稻飞虱最重要的捕食天敌之一,因此实现中华淡翅盲蝽人工饲养是有效控制褐飞虱的关键。采用四季豆、湿棉球、水稻茎作为生存基质人工饲养中华淡翅盲蝽,研究其对中华淡翅盲蝽若虫生长发育和成虫繁殖的影响。结果表明,中华淡翅盲蝽若虫在水稻茎上的存活率最高,其次是四季豆,最低的是湿棉球,在水稻上的若虫历期显著短于在其他2个基质上。虽然在四季豆上的产卵量要显著低于水稻上的产卵量,但雌虫寿命、卵孵化率和若虫存活率与在水稻上的差异不显著,且显著高于湿棉球上的;在湿棉球上的卵孵化时间显著长于在四季豆和水稻茎上的时间。中华淡翅盲蝽在水稻和四季豆上种群趋势为22.9和11.2,能建立持续的种群,说明四季豆可以作为中华淡翅盲蝽室内饲养的生存基质,进行中华淡翅盲蝽的人工繁殖。

水稻黑条矮缩病毒P9-1在烟草表皮细胞中自我互作并形成包涵体

水稻黑条矮缩病毒(Rice black-streaked dwarf virus,RBSDV)是斐济病毒属的成员,由昆虫介体灰飞虱传播,能够在植物宿主和昆虫介体中复制。同其他斐济病毒成员一样,RBSDV的复制与装配是在细胞质病毒包涵体结构即毒质结构里进行的。RBSDV有10条基因组dsRNAs(S1—S10),其第9条片段(S9)的第一个阅读框(ORF)编码的蛋白P9-1是形成毒质结构的框架蛋白。将P9-1与绿色荧光蛋白(GFP)融合后,在本氏烟草的表皮细胞中单独表达,通过激光共聚焦扫描显微镜观察发现P9-1可以形成包涵体结构;利用双分子荧光互补(BiFC)实验证明了P9-1具有自我互作的能力,并形成包涵体结构。

小麦黄花叶病毒P3蛋白致病功能域的鉴定和分析

小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus,WYMV)隶属于马铃薯Y病毒科(Potyviridae)大麦黄花叶病毒属(Bymovirus),其基因组由两条正义单链RNA组成,共编码10个蛋白。先前的研究表明,马铃薯Y病毒组多种病毒编码的保守蛋白P3具有多种功能,在病毒复制、致病性、克服宿主抗性、细胞间移动等方面均具有重要作用,而P3在大麦黄花叶病毒属中是否有类似功能目前还未见报道。本研究利用烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)介导的本氏烟基因沉默系统,明确了WYMV的P3碳端在本氏烟上具有致病功能域P3-C,但完整的P3则不具有致病能力。进一步移码突变研究表明,P3-C的致病性是由其编码的多肽引起的,而非病毒来源的小干扰RNA介导的宿主基因沉默。同时P3-C的两个跨膜结构域对致病性具有重要作用,单独表达任何一个跨膜结构域P3-C均不能在本氏烟上引起明显症状。

河南省主要推广品种对小麦黄花叶病毒抗性的评价

为了评价河南省主要推广品种对小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus,WYMV)的抗性,于2006—2010年在河南省西平县病圃进行了田间抗性鉴定试验和室内间接ELISA检测,并分析了病害严重程度对产量的影响。结果表明,在供试的62个品种中,仅有新麦208表现为免疫;豫麦70-36、泛麦5号、阜麦936、山东95519、豫麦70、高优503、豫麦9676、郑麦366和陕麦229等9个品种表现为抗病,占供试品种的14.5%;濮优938、兰考矮早8、新原958、花培2号、温优1号、豫麦18、郑麦9023、豫麦47、豫农201、偃展4110、豫麦36、百农878和豫麦49-198等13个品种表现为中抗,占供试品种的21.0%;另外39个品种表现为感病,占供试品种的62.9%。对48个品种进行了产量与病害严重度分析,发现随着病害的严重度增加,小麦的穗数、千粒重以及产量都有明显下降,严重度为1级时,平均减产9.6%;严重度达到2级和3级时,平均减产分别为30.3%和33.5%。

水稻瘤矮病毒P12蛋白抗血清制备及其应用

为了进一步研究水稻瘤矮病毒(Rice gall dwarf virus,RGDV)P12的功能,将RGDV-GX P12编码区亚克隆至原核表达载体,并导入大肠杆菌诱导表达;重组的P12融合蛋白经Ni-NTA His·Bind Resins纯化后用于免疫小鼠制备抗血清,并进行Western blotting分析。结果显示,约41 kD大小的RGDV P12融合蛋白可在大肠杆菌中高效表达;利用该重组蛋白所制备的抗血清可特异地与融合表达和非融合的P12蛋白发生强烈的免疫学反应。利用该特异性抗血清在病毒粒子样品中检测不到P12蛋白,而在病株总蛋白样品中可检测到1条与预期大小一致的明显条带,表明RGDV P12是一种非结构蛋白。