芹菜韧皮部蛋白基因的分离与表达分析

韧皮部蛋白在维持植物形态、物质转运以及植物伤口保护等方面起着重要作用。本研究以地域来源和性状特性差异均较大的2个芹菜品种六合黄心芹和美国西芹为试验材料,利用RT-PCR技术获得这2种芹菜韧皮部蛋白基因的cDNA序列。结果显示:这2种芹菜来源的韧皮部蛋白基因全长均为546 bp,编码181个氨基酸。两者核苷酸序列有3个位点的不同,分别为:88G/A、399T/C和489T/C;在氨基酸序列上有1个位点的不同,为30T/A。预测其蛋白质分子量为19 kD,pI值为9.18。六合黄心芹和美国西芹的韧皮部蛋白与忽地笑等植物的韧皮部蛋白相似度较高,在保守位置分别具有5个亮氨酸残基和4个色氨酸残基。实时定量PCR表达分析表明,该基因主要在芹菜的茎和根等部位表达,具有明显的组织特异性。

芹菜韧皮部蛋白质AgPP2-2基因的克隆与表达

以地域来源不同和性状特性差异较大的3种芹菜(六合黄心芹、津南实芹和美国西芹)为试验材料,分别克隆芹菜韧皮部蛋白质基因AgPP2-2。序列分析结果表明,3个芹菜品种的韧皮部蛋白质基因AgPP2-2均含有1个540 bp的开放阅读框及196 bp和167 bp的2个内含子。3种芹菜中的韧皮部蛋白质基因AgPP2-2分别编码179个氨基酸,在核苷酸水平上有4个碱基的不同,编码的氨基酸有3个位点的差异。3个芹菜品种的韧皮部蛋白质AgPP2-2与忽地笑等植物的韧皮部蛋白质相似度较高,具有PP2超家族保守结构域。这些AgPP2-2蛋白质氨基酸组成与理化性质差异较小,都属于疏水性蛋白质,二级结构非常相似,其中卷曲和折叠结构都是主要的组成部分。不同品种芹菜的不同组织表达分析结果显示,3种芹菜中,AgPP2-2基因在茎中的表达量最高,根和叶中其次,花中表达量最低,具有明显的组织特异性。不同逆境处理表达分析结果初步显示,干旱、盐碱、低温、高温胁迫导致芹菜中AgPP2-2基因表达量均有不同程度的下降,高温胁迫大于低温胁迫,干旱胁迫大于盐碱胁迫,这为阐明AgPP2-2基因在芹菜逆境调控中的作用提供了依据。

响应黄龙病侵染的柑桔韧皮部蛋白2基因筛选及表达分析

为了探索柑桔韧皮部蛋白2（Phloem Protein 2,PP2）在寄主与黄龙病菌互作中的功能,以嫁接传毒后的高感种质锦橙Citrus sinensis和耐病种质酸柚Citrus grandis病枝叶片为材料,通过实时荧光定量PCR方法从全基因组水平初步筛选到6个响应黄龙病侵染诱导的PP2基因,并比较了其在锦橙和酸柚中的相对表达量。结果表明,CsPP2B15可能与耐病有关,CsPP2B2和CsPP2B10可能与感病相关。采用生物信息学的方法对6个基因编码氨基酸序列从结构组成、基本理化性质、亲疏水性进行分析并构建了系统发育树,发现在柑桔中CsPP2B15和CsPP2A与拟南芥PP2的亲缘关系较近,而CsPP2B2、CsPP2B10、CsPP2B12-1、CsPP2B12-2与大豆PP2亲缘关系较近,CsPP2A与拟南芥PP2的亲缘关系最近。

小麦TaPP2-A13基因的表达响应逆境胁迫并与SCF复合体接头蛋白TaSKP1相互作用

为探究韧皮部蛋白2(Phloem protein 2,PP2)基因在小麦(Triticum aestivum)响应逆境胁迫中的功能及作用机制,本文以小麦抗叶锈病近等基因系TcLr15为材料获得一个小麦韧皮部蛋白2基因TaPP2-A13。该基因编码一个由298个氨基酸组成的亲水性蛋白质,相对分子量为33.18 kD,等电点为6.36。其N端为F-box结构域,C端具有典型的PP2结构域,属于F-box/PP2(FBP)亚家族成员。TaPP2-A13与禾本科植物中PP2-A13蛋白的亲缘关系较近。表达模式分析表明,TaPP2-A13的表达受叶锈菌(Puccinia triticina)侵染的诱导,且感病组合中表达更强。用脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和甲基茉莉酸(MeJA)处理后,TaPP2-A13总体呈现上调表达趋势。利用聚乙二醇(PEG)和H2O2处理后,小麦TaPP2-A13显著下调表达,而NaCl处理后TaPP2-A13呈现先上调后下调的表达趋势。亚细胞定位结果表明TaPP2-A13在细胞核和细胞质均有分布。以构建的重组载体BD-TaPP2-A13为诱饵筛选酵母文库,获得11种可能与TaPP2-A13互作的蛋白,酵母双杂交(Yeast 2 Hybrid,Y2H)确定其中的5种蛋白TaPP2C5、TaSLY1、TaCHI、TaRbcS和TaSKP1分别与TaPP2-A13存在相互作用。进一步利用BiFC和Co-IP确认TaSKP1与TaPP2-A13两种蛋白质之间的相互作用关系,推测TaPP2-A13可能为SCF复合体成员。本研究结果为深入解析TaPP2-A13蛋白的功能,并探究其调控网络奠定了基础。

土霉素处理对柑橘黄龙病的防治效果及PP2基因表达的影响

【目的】评价土霉素(oxytetracycline,OTC)药剂对不同发病程度柑橘黄龙病(Huanglongbing,HLB)的防治效果,并检测OTC处理后韧皮部关键基因——韧皮部蛋白2(PP2)的表达量变化,为HLB的有效防控提供科学依据,也为OTC作用机理研究提供参考。【方法】应用可有效抑制、杀死病原菌的OTC,树干定量注射0.1 g/树于不同发病程度HLB(初感染、轻度发病和重度发病3组)的4年生Valencia夏橙,注射后7、30、60、90 d定期采集Valencia叶片样品监测HLB致病菌Cadidatus Liberibacter asiaticus(Las)含量、淀粉含量及PP2基因表达量变化。树干注射OTC后90 d采集不同处理Valencia的嫩叶、成熟叶片及茎,进行淀粉染色光学显微观察(LM),直观反映植株累积淀粉的变化。树干注射OTC后80 d调查柑橘嫩叶抽发的情况,综合一系列指标评价OTC对HLB的防治效果。【结果】注射OTC 0.1 g/树对初感染HLB的4年生Valencia植株治疗作用最明显,7 d后检测即为阴性,并可保持90 d,其成熟叶片的淀粉含量明显减少,但茎内仍有淀粉粒富集;轻度发病夏橙注射90 d后叶片内的Las含量从(1.68×10~6±858884)cells/g叶片减至(7.21×10~4±30981)cells/g叶片,下降幅度极为明显,其成熟叶片内的淀粉含量在90 d内一直呈下降趋势;重度发病植株注射后叶片内的Las含量从(4.10×108±3.04×10~8)cells/g叶片减至(2.80×10~7±2.70×10~7)cells/g叶片,但从数量而言仍然有较多分布,除了新长出的秋梢,其成熟叶及茎内的淀粉粒含量仍旧很大,说明0.1 g/株OTC不足以治愈4年生重度发病Valencia夏橙。对PP2基因表达分析结果显示,注射OTC后30 d,Valencia夏橙体内的PP2基因表达量大幅度下降,随后90 d内表达量稳定,与注射后30 d的表达量较为一致。【结论】OTC可以用于HLB的防控,对初感染(Las含量为<9.00×10~5 cells/g叶片)及轻度发病(Las含量为9.00×10~5—9.00×10~7 cells/g叶片)的柑橘植株治疗作用较好,不适用于重度发病植株(Las含量为>9.00×10~7 cells/g叶片)的治疗。注射OTC后,PP2基因表达量下降明显,说明OTC可有效减少韧皮部病菌等的胁迫压力。