玉米感染肿囊腐霉后寄主-病原物互作的超微结构研究

本文利用透射电镜 ,首次对玉米不同抗性寄主与肿囊腐霉 (Pythium inflatum)相互作用中的寄主反应及菌丝在寄主内的发展进行了系统研究。结果表明 :玉米苗期根部接种后 ,孢子迅速萌发成菌丝在根表蔓延 ,随即穿透根表皮 ,进入表皮细胞、皮层甚至感病寄主的维管束组织。与此同时 ,寄主相应的反应迅速 ,寄主反应采取如下方式 :细胞壁的沉积物及乳突在真菌的入侵处形成 ,各种无定形物质或纤丝构成的质网包围入侵菌丝。沉积在寄主细胞壁上并在受侵染细胞内聚集的化合物可能是酚类物质 ,这些嗜锇酸的电子致密物是用来机械地加强细胞壁的强度及产生抗真菌的环境。寄主反应的早晚及程度的强弱决定着菌丝在寄主体内发展繁殖的程度及寄主抗性的强弱。

利用GST pull-down联合质谱技术鉴定H7N9禽流感病毒PA-X的互作蛋白

【目的】为探究H7N9亚型禽流感病毒(AIV)PA-X蛋白的功能,采用GST pull-down联合质谱技术筛选与鉴定与PA-X相互作用的宿主蛋白。【方法】构建PA-X的重组表达载体pGEX-4T-PA-X,转化大肠杆菌BL21(DE3)中表达重组蛋白,并利用GST亲合树脂进行纯化得到GST-PA-X融合蛋白。利用GST pull-down技术,将GST-PA-X和GST对照蛋白分别与A549细胞裂解液总蛋白进行体外孵育,得到的蛋白复合物经SDS-PAGE分离后进行质谱检测分析。【结果】经GST pull-down筛选与质谱分析鉴定后得到39个高可信度的可能与PA-X互作的候选蛋白质。通过GO注释和KEGG等通路富集分析发现,这些蛋白主要参与RNA的代谢及加工、mRNA翻译及运输、多肽生物合成及基因表达的转录后调节等生物学过程。对其中评分最高的蛋白Hsp70-2与PA-X的相互作用作进一步验证,免疫荧光试验结果表明Hsp70-2与PA-X可以在细胞浆中共定位。【结论】利用GST pulldown联合质谱技术筛选到39种与PA-X互作的候选蛋白,且经免疫荧光试验证明候选蛋白Hsp70-2与PA-X存在共定位,为深入探讨PA-X在AIV生命周期中的作用机制奠定基础。

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。

小麦-小麦锈菌互作中相互识别的研究进展

寄主-病原物互作是当今植物病理学研究的热点领域,而两者互作中的识别则是研究的重点。小麦锈病作为植物病理学研究中的经典病害,小麦-锈菌相互识别的研究已达到很深的程度。本文从分子水平、细胞水平、组织水平及识别物质方面论述了小麦-小麦锈菌互作中相互识别的研究进展,并对两者识别的研究方向进行了展望。

马铃薯Y病毒属病毒与寄主互作的分子基础

近年来 ,分子生物学及生物技术的迅速发展 ,极大地促进了人们对马铃薯Y病毒属病毒与寄主之间 ,病毒与传播介体之间互作关系的研究 ,并取得了一些新的进展。从病毒诱导的症状 ,病毒的系统侵染、传播以及寄主植物抗病性等方面 ,对病毒与寄主互作关系的分子基础作一简述。

宿主细胞蛋白HSPA2与TGEV Nsp2的相互作用及其对病毒复制的影响

为了探究猪传染性胃肠炎病毒(Transmissible gastroenteritis virus,TGEV)非结构蛋白2(Nsp2)与宿主细胞热休克蛋白70-2(HSPA2)的相互作用,以及HSPA2表达对TGEV复制的影响,试验利用RT-PCR方法获得猪源HSPA2基因并构建其真核表达载体pCMV-Myc-HSPA2,通过Western-blot和间接免疫荧光试验检测真核表达载体pCMV-Myc-HSPA2在IPEC-J2细胞中的表达情况。利用免疫共沉淀(Co-IP)和共定位试验进一步验证TGEV Nsp2和宿主细胞蛋白HSPA2之间是否存在相互作用,利用基因过表达技术在IPEC-J2细胞中过表达HSPA2后接种TGEV,分别测定接种后36,48小时时病毒TCID50。结果表明:真核表达载体pCMV-Myc-HSPA2能够在IPEC-J2细胞中成功表达,HSPA2与Nsp2之间存在相互作用,并且HSPA2表达量升高后TGEV的TCID50略有升高。说明宿主细胞蛋白HSPA2与TGEV Nsp2之间存在相互作用,且HSPA2的表达对TGEV复制具有一定促进作用。

RSV-寄主-介体三者间相互作用研究进展

为了解国内外关于水稻条纹病毒(Rice stripe virus, RSV)-寄主-介体三者间互作关系的研究现状,采用文献检索的方法,对研究结果进行总结和比较分析。结果表明:1)RSV自身编码蛋白间存在着较为复杂的直接互作,从而保证了病毒生命过程的有序衔接。2)RSV与寄主水稻及介体灰飞虱间的间接互作,大多与病毒造成的在植物上症状,病毒经介体卵传播等特点相吻合。3)RSV编码蛋白与介体因子间的直接互作,参与了病毒在介体中的复制,传播及抵御介体免疫等生命过程。4) RSV-寄主-介体三者间互作关系的研究已成为领域内的研究热点,国内每年高水平研究论文不断涌现。针对RSV-介体互作研究中病毒与介体遗传体系均不成熟的现状,提出以下的解决方案:加快RSV全长侵染性cDNA克隆的构建或者RSV微小复制子的构建;另外可以对现有的CRISPR/Cas9技术进行优化,尽快实现对灰飞虱进行高通量的基因敲除。

禾谷刺盘孢菌在侵染早期与玉米蛋白的互作预测与分析

【目的】研究禾谷刺盘孢菌与寄主玉米的蛋白互作关系,有助于从分子水平了解病菌致病过程及病菌-寄主互作机制。【方法】采用计算方法预测病菌侵染相关蛋白与寄主玉米蛋白的互作,并结合网络可视化工具和GO注释信息对参与互作的蛋白进行深入分析。【结果】预测结果包含了355对互作蛋白,涉及16个刺盘孢菌蛋白和173个玉米蛋白,其中刺盘孢菌蛋白为蛋白酶、锌羧肽酶、木聚糖酶等潜在的致病蛋白,而病菌靶向的寄主蛋白涉及对真菌防御响应、蛋白折叠、蛋白修饰等多种生物过程。对互作蛋白信息的分析则表明预测方法既识别到已知互作,如病菌木聚糖酶与寄主木聚糖酶抑制蛋白的互作,也发现了不少新互作蛋白。【结论】这些结果为明确禾谷刺盘孢菌在侵染早期与寄主的互作机制提供了有用信息。

MNSV p42与寄主因子3-HIBADH互作

甜瓜坏死斑点病毒(melon necrotic spot virus,MNSV)是侵染甜瓜的重要病毒之一,为害严重。为了明确MNSV的致病机制,本研究以pGBK-p42为诱饵载体,利用Mating的方法从感染MNSV的甜瓜cDNA文库中筛选出6个与p42互作的寄主因子,进一步利用酵母双杂交系统、双分子荧光互补技术(Bimolecular fluorescence complementation,BiFC)等验证p42与寄主因子3-羟基异丁酸脱氢酶(3-Hydroxyisobutyrate dehydrogenase-like 1,3-HIBADH)的互作,并明确了p42蛋白的s-domain是与3-HIBADH互作的关键区域。此外,利用激光共聚焦显微镜观察发现p42 s-domain与3-HIBADH作用改变了3-HIBADH蛋白在烟草表皮的亚细胞定位,进一步证实p42可与3-HIBADH发生相互作用。该结果为阐明甜瓜响应MNSV侵染的互作机制奠定了基础。

人类肠道病毒的研究进展

自1908年脊髓灰质炎病毒被鉴定以来,已发现超百种肠道病毒致病血清型,可引起手足口病、新生儿败血症样疾病、无菌性脑炎、急性弛缓性脊髓炎、呼吸系统疾病、急性出血性结膜炎等多种疾病。近年来,诸如EV-A71和EVD68等肠道病毒趋于全球化周期性流行,已成为公共卫生领域不可忽视的重要挑战之一。然而,当前针对肠道病毒的防控手段仍然非常有限,迫切需要深入探究肠道病毒致病的分子机制,为开发高效、安全、广谱的抗肠道病毒药物提供新靶点与新思路。本文通过对肠道病毒的分类、流行病学、结构、生命周期、病毒蛋白与宿主因子相互作用、并发症致病机制与临床治疗以及动物感染模型的确立与应用等方面进行系统的综述,旨在为肠道病毒防治提供理论参考依据,为肠道病毒的药物研发与疫苗储备库建设提供新的思路。

植物病毒操控介体昆虫行为和生物学特性研究进展

已知85%的植物病毒病经介体昆虫在植物寄主之间流行,造成每年约4 000亿人民币的经济损失。植物病毒的流行速度和危害范围往往取决于介体昆虫的行为、分布等生物学特性。研究植物病毒操控介体昆虫现象和机制,将为研制绿色新型农药提供理论指导,为开发环境友好的“治虫防病”技术提供新策略。基于此,通过1960—2022年国内外文献总结植物病毒调控昆虫行为及其他生物学特性的现象和机制。植物病毒对介体昆虫的趋向、滞留、取食等行为及寿命、生长、产卵等生物学特性产生影响,从而利于或者不利于自身传播。植物病毒调控介体昆虫行为和生物学特性多数通过改变寄主植物,亦能直接操控昆虫。

MicroRNA在杆状病毒侵染过程中的功能研究进展

MicroRNA(miRNA)是一类由内源基因编码的非编码RNA,约22 nt,是基因表达的关键调节因子,参与生物体中一系列重要的生物学过程。大多数DNA病毒编码miRNA,包括杆状病毒。杆状病毒由双链环状DNA组成,能特异性感染鳞翅目、膜翅目和双翅目等昆虫,在农业害虫防治和生物学研究中广泛应用。介绍了miRNA的生物合成和作用机制,并综述了杆状病毒感染宿主后病毒和昆虫宿主编码的miRNA以及其在杆状病毒侵染过程中的功能,为杆状病毒杀虫剂的研发和应用提供理论依据。

细胞代谢在病毒与宿主互作中的作用

细胞代谢是生命的基本特征之一,宿主代谢状态与病毒感染过程及结局密切相关。一方面,病毒可以利用宿主细胞中的代谢产物完成生命周期,当病毒颗粒吸附到易感细胞表面并进入细胞后,宿主细胞合成的一系列生物分子参与病毒在细胞内运输过程,使病毒完成其复制周期,并感染更多的细胞;另一方面,代谢反应与代谢物可以在病毒感染的各个阶段调控宿主抗病毒反应,从而影响病毒感染的结局。因此,细胞代谢是影响病毒感染及宿主抗病毒应答的关键。本文将分别从病毒在生物体内复制周期的6个阶段阐述细胞代谢在病毒与宿主互作中的作用。

细菌促进肠道病毒感染及其机制研究进展

近年来随着对肠道菌群研究的不断深入,人们对肠道菌群在人类及动物健康中的重要作用有了更清晰的认识。然而,目前的研究主要集中在营养代谢性疾病、慢性病、自身免疫病等方面,对肠道菌群在传染性疾病,特别是病毒病中的作用关注甚少。直到最近,学术界才开始对菌群与肠道病毒之间的相互作用展开系统性研究。随着相关研究的推进,肠道细菌在病毒入侵、病毒致病性及机体抗病毒免疫等方面的作用初现端倪,但其机制并未得到全面揭示。本文对近年来在细菌和肠道病毒互作方面具有高影响力的研究工作,特别是肠道病毒利用细菌促进其体内入侵的相关机制进行了综述。总体而言,细菌促进病毒体内感染的机制分为2类:一类是提高病毒粒子稳定性及促进病毒在宿主靶细胞上的黏附作用,即通过提高病毒感染效率促进感染的直接机制;另一类是改变宿主抗病毒免疫反应的倾向性,即通过抑制宿主免疫反应促进感染的间接机制。对病毒利用肠道细菌促进体内感染的相关机制进行讨论,有助于深入理解病毒的致病机制,揭示病毒与肠道细菌相互作用的普遍规律,解析肠道病毒逃逸宿主黏膜免疫的分子机制,为新型肠道病毒疫苗及相关疫苗佐剂的研发和抗病毒治疗新方法的提出提供全新的视角和科学依据。

病毒诱导的基因沉默在茄科植物基因功能研究中的应用进展

茄科植物中有许多重要的经济与药用植物,随着茄科植物基因组测序工作的陆续完成,急需对基因组中大量功能未知基因的生物学功能进行鉴定。病毒诱导的基因沉默(VIGS)是近20 a发展起来的一种研究植物基因功能的高效反向遗传学技术,在总结VIGS作用原理、VIGS载体开发和改良研究现状的基础上,就近年来VIGS在茄科植物品质性状、生长发育、植物-病原真菌互作以及代谢产物生物合成和调控相关重要基因功能分析等方面的国内外研究进展进行了综述,并讨论了VIGS技术应用于茄科植物存在的问题和前景展望。

DNA甲基化在植物与双生病毒互作中的作用

DNA甲基化是一种重要的表观遗传修饰,在维持基因组稳定、调控基因表达、转座子沉默以及植物抗逆等过程中具有重要作用.基因组为单链环状DNA的双生病毒复制过程中形成的双链DNA与组蛋白结合形成微染色体,可诱导并成为DNA甲基化的靶标.而相应地,双生病毒在与植物长期斗争中,进化出多种不同类型的抑制子并且通过不同的策略来抑制DNA甲基化以逃脱植物的防御反应.本文将结合植物与病毒互作中的研究重点,简述DNA甲基化在植物抗双生病毒方面的研究进展,并围绕双生病毒编码的蛋白抑制DNA甲基化的机制进行综述,以更好地理解植物中DNA甲基化介导的表观遗传调控在植物与双生病毒互作中的作用.

宿主蛋白Ambra 1介导非洲猪瘟病毒MGF360-9L抑制其复制的机制

MGF360-9L是非洲猪瘟病毒(African swine fever virus,ASFV)重要的毒力基因,本实验室前期使用免疫共沉淀和液相色谱-质谱(IP-MS)联合技术,明确了MGF360-9L和宿主蛋白自噬/苄氯素1调节因子1(autophagy/beclin-1 regulator 1,Ambra 1)具有相互作用,现有的研究已经证实宿主蛋白Ambra 1在病原感染中发挥重要作用。为明确Ambra 1介导MGF360-9L对ASFV复制的调控作用及其机制,本研究构建Ambra 1真核表达质粒,使用免疫共沉淀(Co-immunoprecipitation,Co-IP)和间接免疫荧光(indirect immunofluorescence assay,IFA)技术,验证了Ambra 1和MGF360-9L的互作及互作区域。设计并合成Ambra 1的RNA干扰(RNAi)序列,运用实时荧光定量PCR(real-time q PCR,RT-qPCR)和蛋白质免疫印迹(Western-blot)技术,证明了Ambra 1过表达抑制ASFV的复制,下调Ambra 1的表达则能够促进ASFV的复制。此外也证明了Ambra 1剂量依赖性降解MGF360-9L蛋白。总之,本研究明确了宿主蛋白Ambra 1介导ASFV MGF360-9L抑制其复制的初步机制。该研究丰富了ASFV蛋白与宿主蛋白之间的互作调控网络,为进一步研究ASFV-宿主相互作用积累了数据。

昆虫miRNA研究进展

微小RNA(microRNA,miRNA)广泛存在于不同的生物体内,是一类长度为19~24 nt的内源性单链非编码小RNA,主要通过其种子区域与靶基因的开放阅读框(open reading frame,ORF)和3′非翻译区(untranslated region,UTR)进行结合,进而在转录后水平调控基因表达,miRNA在细胞分化、增殖、凋亡等多种生物学过程中均起着重要作用。随着miRNA逐渐成为生命科学研究的热点,其在昆虫中的研究也不断深入并取得了较大进展,高通量测序技术以及生物信息学的发展加快了各个物种中miRNA的鉴定,为后续miRNA相关研究提供了理论基础。直接克隆、生物信息学预测以及高通量测序都可以对不同物种中的miRNA进行鉴定,并通过miRNA基因芯片分析、Northern blot及实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测miRNA表达水平,对其进行抑制表达或过表达可以进一步揭示miRNA的生物功能。miRNA通过参与蜕皮激素通路及调节蜕皮激素受体、性别分化、翅发育、脂质代谢和卵巢发育等相关基因的表达对昆虫的生长发育和生殖过程产生重要影响。某些昆虫的昼夜节律、记忆形成、学习能力等行为过程也不乏miRNA参与。在病毒与昆虫互作过程中,一些病毒编码的miRNA通过调节宿主基因表达,干扰宿主昆虫对病毒的免疫反应,而昆虫编码的miRNA则可以影响病毒复制。昆虫miRNA也可以通过调节自身免疫相关基因的表达,影响其先天免疫功能,在昆虫对外源病原物的免疫反应中发挥重要作用。此外,昆虫miRNA通过负向调控解毒相关基因的表达而形成或增强杀虫剂抗性,改变对农药的敏感性,在昆虫抗药性中发挥作用。本综述为进一步了解昆虫miRNA提供了理论基础,也为其在害虫综合治理中的应用提供依据。

重大外来害虫B型烟粉虱的入侵行为和生态机制

烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)复合种是热带、亚热带及相邻温带地区的主要害虫之一。其中的B型烟粉虱在近20年来随观赏植物的运输在世界范围内广泛传播扩散,并在许多入侵地迅速取代本地的土著烟粉虱,通过直接取食植物汁液、传播植物双生病毒等方式对当地的农业生产造成极大危害。在B型烟粉虱入侵生物学研究方面,作者课题组研究发现,至少有两个主要机制导致或促进了B型烟粉虱的广泛入侵及其所伴随的双生病毒流行:(1)入侵烟粉虱与土著烟粉虱之间的"非对称交配互作";(2)入侵烟粉虱与所传双生病毒之间的间接互惠共生关系。这些研究结果从一定程度上揭示了B型烟粉虱成功入侵的行为和生态机制,并为进一步探讨烟粉虱的入侵机制提供了思路。