肝细胞癌相关差异基因的生物信息学及预后分析

肝细胞癌是全球癌症相关死亡的主要原因,目前对肝细胞癌的发病机制研究尚不完善,探索肝细胞癌发生、发展相关的分子标志物及其预后具有重要意义。从GEO数据库获得肝细胞癌组织和非癌组织的基因表达阵列数据GSE84402,利用GEO2R筛选差异表达基因;采用DAVID数据库对差异基因进行GO富集分析和KEGG通路分析;通过STRING数据库和Cytoscape软件构建差异表达基因对应的蛋白质相互作用网络,并从网络中筛选出核心基因(hub genes);结合KM plotter数据库的临床信息对hub genes进行预后分析。结果显示:共得到1 307个差异表达基因,其中上调基因741个,下调基因566个,这些差异表达基因主要涉及细胞分裂、细胞周期、DNA复制及物质代谢等生物学过程及生物通路。通过GO、KEGG及蛋白质相互作用网络筛选出BUB1、BUB1B、CCNA2、CCNB1、CCNB2、CDC20、CDK1、MAD2L1、PLK1等9个hub genes,进一步分析发现hub genes均与细胞周期的调控相关,表明细胞周期的调控失常在肝细胞癌的发生、发展过程中具有重要作用。生存分析显示9个hub genes在肝细胞癌患者中均为表达上调的基因,且与患者预后不良相关,这为寻找肝细胞癌患者预后相关生物标志物的研究提供了线索。     

小儿脓毒症休克相关基因的筛选及网络构建

为探究脓毒症休克与SIRS的差异表达基因及网络的构建,筛选潜在的核心基因,从GEO数据库下载相关基因表达谱GSE26378,数据分为脓毒症休克与SIRS各29个样本,通过在线软件GCBI对其进行标准化及差异基因筛选;对差异基因进行GO分析;基于KEGG进行功能通路分析以及基因信号网络分析;差异基因共表达网络分析。结果表明:两组中总共有1 456个基因被识别为差异基因(P0.05),与SIRS组相比,脓毒症休克组中有条859条下调基因,597条上调基因。GO功能富集分析显示差异基因主要参与了细胞周期、细胞免疫、细胞代谢。KEGG功能通路分析显示差异基因主要参与了MAPK信号通路、P53信号通路、wnt信号通路、细胞凋亡信号通路,细胞周期受体信号通路等。共表达分析发现基因CCNB1、NUSAP1、OIP5、SHCBP1、ZWINT、TOP2A、DLGAP5等位于网络中央部位,而基因信号网络分析发现基因PLCB1、PIK3CA、STAT3、CAMK2D、PRKCB、CREB1位于网络核心。基因芯片分析有助于发现脓毒症休克与SIRS患儿外周血单核细胞在转录组学上的改变,而生物信息学网络分析有助于发现潜在的靶点。     

强直性脊柱炎差异表达基因的生物信息学分析

目的探讨强直性脊柱炎(AS)患者差异表达基因,并基于差异基因探讨强直性脊柱炎发病相关的可能生物学过程和信号通路。方法检索基因表达谱数据库(GEO)并筛选AS相关基因表达谱数据集。应用GEO在线分析功能GEO2R分析AS组和正常对照组的差异表达基因,用Cytoscape软件clueGO插件进行基因本体论和京都基因与基因组百科全书分析,采用String蛋白-蛋白相互作用(PPI)数据库分析差异表达基因编码蛋白间的相互作用;应用Cytoscape绘制蛋白相互作用网络图,并软件筛选信号通路关键基因分析。结果选取AS患者全血表达数据集GSE25101为研究对象,分析获得差异表达基因72个。72个差异表达基因分子功能主要为参与高迁移率族盒染色体蛋白1(HMGB1)转导机制;生物学过程主要富集于巨噬细胞迁移、骨髓细胞凋亡过程、线粒体呼吸链复合体装配、ATP合成偶联电子传输、线粒体ATP合成耦合电子输运等;细胞成分主要富集于呼吸链复合体、线粒体呼吸体等。信号通路富集于氧化磷酸化信号通路和帕金森综合征相关信号通路。PPI网络经过cytohubba插件筛选,ATP5J、NDUFS4、UQCRB、UQCRH、NDUFB3、COX7B、LSM3、ATP5EP2、ENY2、PSMA4被筛选为网络中的核心基因。结论通过生物信息学方法进行预测了AS的潜在机制,并筛选出10个潜在的与AS相关的重要分子,其中氧化磷酸化可能在AS发病机制中发挥了重要的作用。     

肾透明细胞癌Caki-1细胞系差异表达基因的生物信息学分析

目的比较肾透明细胞癌Caki-1细胞系与正常肾上皮细胞系ASE-5063中的差异表达基因（DEGs）,寻找潜在的肾透明细胞癌特异性分子标志物。 方法利用GEO数据库自带的GEO2R在线分析工具分析基因芯片GSE78179,将筛选出的DEGs分别导入Metascape、STRING以及Cytoscape进行综合分析并筛选出核心基因。最后使用FunRich等软件对筛选出的核心基因进行GO和KEGG富集分析。 结果共筛选出562个DEGs,其中上调基因345个,下调基因217个。进一步使用MCODE筛选出36个关键基因,GO功能分析发现这些基因与细胞粘附分子活性、趋化因子活性、细胞通讯和信号转导等密切相关;KEGG通路富集结果则表明差异基因主要集中在趋化因子信号通路、TNF信号通路以及NF-κB信号通路等多种与肿瘤相关的通路上。 结论运用生物信息学方法筛选出肾透明细胞癌Caki-1细胞系中DEGs,其中数个核心基因广泛参与多种肿瘤的病理进程,但尚未在肾透明细胞癌有相关研究报道,提示其可能是治疗肾透明细胞癌的潜在靶点。     

脊髓损伤机制研究的生物信息学分析

用生物信息学方法筛选参与脊髓损伤(spinal cord injury, SCI)发展过程的关键分子和通路,可为脊髓损伤发展机制的研究提供指导。从GEO数据库下载基因芯片数据,并将数据集中的样本分为脊髓损伤组(SCI组)和正常组(normal组)。应用R语言处理来自不同数据集样本间的批次效应,同时对基因芯片的表达数据进行标准化处理,并通过PCA分析监测标准化处理后数据的质量。应用R语言中的limma包分析标准化后的基因表达矩阵,以得到差异基因。将差异基因导入DAVID数据库进行GO (gene ontology)分析,并通过KEGG数据库进行通路分析。然后应用STRING数据库构建PPI网络,并通过Cytoscape中的cytoHubba插件分析得到10个hub基因。最后应用箱式图监测hub基因在不同样本中的表达,并用GeneCards数据库查询hub基因的功能。此外,为了补充差异基因筛选的不足,通过R语言对基因表达矩阵进行了GSEA (gene set enrichment analysis)分析。结果显示:TYROBP、ITGB2、PTPRC和FCER1G等基因在脊髓损伤发展过程中发挥重要的作用;细胞外基质的炎症反应、葡糖醛酸基转移酶活性的变化和星形胶质细胞的迁移等与脊髓损伤的发展机制关系密切; TNF信号通路、NF-κB信号通路和p53信号通路在脊髓损伤的发展机制中发挥重要的作用。这些关键的分子和通路在脊髓损伤中的作用值得我们进行更深入的探讨。     

IgA 肾病患者与膜性肾病患者外周血单核细胞mRNA分析

为了寻找诊断、鉴别IgA肾病(IgAN)和膜性肾病(MN)的血液特异性标记物,利用公共数据库中的IgAN和MN患者的外周血单核细胞(PBMCs)的转录组表达谱数据集识别特异性生物标记物,为诊断和鉴别提供简便、可靠的依据补充。从公共基因表达数据库(GEO)下载IgAN患者组(n=15)和MN患者组(n=8)芯片数据集,筛选前250个差异表达基因(DEGs)。通过分析筛选关键基因和途径,进行基因本体(GO)富集分析、京都基因与基因组百科全书(KEGG)通路分析和蛋白质与蛋白质相互作用关系(PPI)分析等进一步了解DEGs。通过分析共发现75个显著DEGs,其中73个上调基因,2个下调基因。GO富集分析的生物学过程(BP)主要包括蛋白质转运、内溶酶体到溶酶体转运、趋化因子介导的信号通路作用等。显著富集差异表达基因KEGG通路分析包括Endocytosis和Hepatitis B的相关信号通路。PPI筛选出EPS15、STAT4、CCL2、SUN2、SEC24C、SEC31A、GOLGB1、F2R,RAB12和PTK2B等关键基因。成功筛选出核心差异表达基因,为IgAN和MN的诊断和鉴别提供简便、可靠的依据补充,甚至提供治疗的新靶点。     

生物信息学分析筛选结直肠癌靶基因及评估预后价值

为寻找与结直肠癌发展和预后相关的潜在关键基因及信号通路。从美国国立信息中心NCBI的GEO数据库获得结直肠癌基因表达数据集GSE106582,通过PCA对样本进行分组,利用GEO2R进行综合分析,筛选结直肠癌与癌旁对照组的差异表达基因;通过DAVID在线工具对差异表达基因进行GO本体分析和KEGG通路富集分析,初步分析差异表达基因的生物学作用;基于STRING数据库对差异表达基因进行蛋白质相互作用网络分析,利用Cytoscape软件进行可视化并筛选关键基因;用生存分析和ROC曲线诊断对关键基因进行鉴定并通过数据集GSE21510进行验证。共鉴定出199个差异表达基因,其中53个为上调基因,146个为下调基因;上调的差异表达基因主要富集在与胶原蛋白分解代谢过程、细胞外基质分解、细胞外基质受体相互作用和PI3K/AKT信号通路等生物学过程;下调的差异表达基因主要富集在碳酸氢盐运输、一碳代谢过程、矿物质吸收、药物代谢-细胞色素P450和氮代谢通路等生物学过程;MCODE分析、生存分析和ROC诊断共发现3个基因分别为BGN、COL1A2和TIMP1可能与结直肠癌的发生发展有关,它们在肿瘤组织中的异常高表达与患者较差的生存期呈正相关,GSE21510的验证结果与GSE106582的分析结果相同。本研究采用生物信息学方法对CRC基因芯片数据进行挖掘,从基因水平探讨CRC潜在的发病机制、肿瘤标志物的及患者预后分子的筛选,以及可能的药物治疗靶点提供了一定的参考价值和理论基础。     

肾纤维化关键基因的生信筛选及分析

[目的]利用生物信息学技术筛选与肾纤维化相关基因，并预测与基因相关通路，疾病、细胞类型和有关药物。[方法]在公共基因芯片数据库(GEO)中获取与肾纤维化相关三个基因数据集，利用Venn图鉴定出共表达的差异基因，Metascape工具对差异基因进行功能(GO)和通路富集(KEGG)分析，还利用STRING构建蛋白相互作用网络(PPI)网络以及可视化工具Cytoscape筛选关键基因，最后用及Enrichr和Comparative Toxicogenomics Database(CTD)数据分析有关疾病、细胞类型和药物。[结果]与肾纤维化相关的数据集GSE148420、GSE38117、GSE54441经Venn图共得到83个DEGs。经Cytoscape对STRING工具得到的PPI网络可视化后，筛选出10个与肾纤维化相关的关键基因，分别是F13B、ALDH8A1、A1CF、PAH、KMO、ALDH6A1、SPP2、ACAT1、ABAT、CAT。GO和KEGG富集显示这些基因与氧化还原酶活性，血小板致密颗粒，色氨酸、结氨酸、亮氨酸和异亮氨酸等氨基酸代谢通路有关。利用Enrichr和CTD...     

Affymetrix基因表达谱芯片在新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间差异表达基因筛选中的运用

目的:运用基因表达谱芯片筛选并分析新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间的差异表达基因。方法:收集我院2014年1月至2016年6月间行手术切除的维吾尔族与汉族胰腺导管细胞癌组织并提取总RNA,选取经Nanodrop 2000与Agilent 2100仪器质检合格的样本总RNA采用Affymetrix基因表达谱芯片筛选出差异表达基因并绘制统计图,运用基因本体(GO)分析及信号通路(Pathway)分析对这些差异表达基因的生物信息进行汇总分析。结果:通过基因表达谱芯片分析,新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间共检测到1063个基因存在差异表达,在维吾尔族胰腺癌标本中显著上调表达的基因共281个,差异表达倍数最高的为IGLV1-44基因(差异倍数:9.99)下调表达的基因共782个,差异表达倍数最高的为CPB1基因(差异倍数:33.76);在Gene Ontology数据库中共检索到815个上述差异表达基因具有明确的GO分类,差异表达倍数最高的为CPB1基因(差异倍数:33.76);Pathway分析中共检测到30条信号通路包含有上述差异表达基因,共涉及196个基因,其中以FAK信号通路差异表达基因富集程度最高,差异表达倍数最高的基因为COL11A1基因(差异倍数:5.02)。结论:基因表达谱芯片分析结果显示,在新疆维吾尔族与汉族胰腺癌组织样本间存在大量的差异表达基因,这些基因与胰腺癌的增殖分化、侵袭转移及多药耐药等特性密切相关,且参与了多条生物体内重要信号转导通路的调控。     

慢性鼻-鼻窦炎伴鼻息肉基因表达谱的生物信息学分析

本研究从美国国立生物信息中心(NCBI)的子数据库基因表达数据库(GEO)中选择基因表达谱GSE36830数据集,采用GEO2R筛选正常钩突和鼻息肉组织之间的差异表达基因(DEGs),对关键通路和差异表达基因进行数据库挖掘和分析,经筛选后的差异表达基因采用戴维在线工具对其进行基因本体富集分析(GO)、京都基因和基因组百科全书(KEGG)分析,然后将DEGs导入String数据库进行蛋白质互作网络分析,绘制差异表达基因互作网络图,将其数据导入Cytoscape软件中,筛选网络中心节点和关键基因,分析关键子网络。共筛选出699个DEGs,其中475个基因为上调表达基因,224个基因为下调表达基因。在GO分析中,针对生物过程,上调的DEGs包括:炎症反应、免疫反应、细胞趋化性、炎症反应的正向调节和细胞的粘附等;下调的DEGs主要参与:唾液分泌、生物矿物组织发展、细胞氨基酸生物合成过程、视网膜内稳态及离子跨膜转运等。在KEGG分析中,上调的DEGs主要在参与造血细胞系、细胞因子-细胞因子受体相互作用、破骨细胞分化、趋化因子信号通路、癌症中的转录失调、哮喘、金黄色葡萄球菌感染等信号通路中富集,而下调的DEGs在唾液腺分泌及胆汁分泌信号通路中富集。差异表达基因互作网络图筛选出前10个关键基因:ITGAM、IL10、CD86、TLR8、ITGAX、CCL2、CCR7、SRC、EGF及ITGB2。本研究得到了一组鼻息肉差异表达基因的生物信息学分析结果,但仍需进一步用基础试验来验证。本文分析的结论为慢性鼻-鼻窦炎、鼻息肉的研究提供了新的研究方向,也为鼻息肉发病机制研究的思路提供了一定的建设性作用。     

浆液性卵巢癌铁死亡关键基因的筛选及[]生物信息学分析

利用生物信息学方法筛选浆液性卵巢癌相关铁死亡关键基因,并预测其生物学功能。从GEO数据库中获得有关浆液性卵巢癌的数据集GSE54388和GSE12470,采用R语言中的“Limma”包分析挑选浆液性卵巢癌上皮组织与正常卵巢上皮组织中差异表达基因,绘制火山图、热图。利用Venn软件在线工具绘制GSE54388,GSE12470,FerrDb三个数据集韦恩图。对相关基因进行功能富集分析、蛋白互作分析、生存分析,对关键基因绘制ROC曲线进行诊断分析。采用GEPIA2 数据库对筛选基因进行验证,并进行免疫浸润分析。结果发现:从GSE54388中筛选出2458个差异基因,其中上调1309个,下调1149个。从GSE12470中筛选出3534个差异基因,其中上调1 837个,下调1 697个。与铁死亡基因数据集取交集,共得到16个差异基因,蛋白互作网络筛选出7个基因构建的关键模块,绘制生存曲线发现浆液性卵巢癌患者中5个基因与患者总生存率不良相关,其中NRAS,PSAT1,CDKN2A,GDF15这4个基因高表达,CAV1低表达。ROC曲线显示这5个基因中CAV1,NRAS,PSAT1的AUC诊断曲线面积大于0.95,有较高的诊断价值。GEPIA2 数据库验证发现5个基因的表达情况与预测相符,仅NRAS基因表达在浆液性卵巢癌患者Ⅱ期、Ⅲ期、Ⅳ期有显著差异(P<0.05)。免疫浸润分析发现CDKN2A表达与aDC细胞浸润水平呈正相关(P<0.05,spearman相关系数0.353);CAV1表达与Mast细胞浸润正向关(P<0.05,spearman相关系数0.327);NRAS与T helper细胞浸呈正向关(P<0.05,spearman相关系数0.362)。通过生物信息学方法筛选出与浆液性卵巢癌铁死亡相关的5个基因CAV1,NRAS,PSAT1,CDKN2A,GDF15,可能在浆液性卵巢癌的发生发展中起重要作用,有望成为该病诊断、治疗和预后的潜在分子生物标志物。     

肾移植术后肾功能延迟恢复的发病分子机制与诊断标志物研究

移植肾功能延迟恢复(DGF)为肾移植患者常见并发症之一,越来越多的研究开始关注肾移植患者术后DGF发生的新病理生理学机制以及潜在的诊断标志物。本研究对GEO数据库中肾脏移植手术患者的基因表达谱数据进行分析,通过差异表达基因分析发现了多个表达异常的转录因子和免疫相关基因,通过基因编码蛋白之间的相互作用网络分析进一步挖掘了疾病进展过程中的核心调控基因。通过结合加权基因共表达网络分析(WGCNA)和机器学习构建了肾移植术后DGF的预测模型。模型XGBoost的准确率能够达到82.4%,其受试者工作特征曲线下面积(AUC)为0.86,马修斯相关系数(MCC)为0.652,灵敏度(Sensitivity)及特异度(Specificity)则分别为0.789和0.867。对这些获得最优预测效能的特征基因进行检索发现,这些高区分度基因与肾功能密切相关。最后通过比对CMap数据库发现了多个潜在可用于疾病治疗的小分子化合物。本研究对肾移植术后DGF的病理生理学机制进行了多角度探索,为相关疾病的诊断和治疗提供了可靠的理论和实验依据。     

不同溶氧对谷氨酸棒杆菌代谢的影响

【目的】以谷氨酸棒杆菌为研究对象,分别控制在0、30%、50%3种溶氧水平下进行发酵,分析不同溶氧水平下代谢的变化。【方法】通过检测发酵代谢物中有机酸、氨基酸的含量,以及测定代谢途径中关键酶活性及其编码基因的表达情况来考察不同溶氧水平下物质代谢发生的变化。通过检测胞内还原力和ATP的含量来分析不同溶氧水平对能量代谢产生的影响。【结果】谷氨酸棒杆菌代谢支路受溶氧的影响而发生改变,氨基酸、有机酸的产量也随之改变。特别是在低溶氧(0)情况下,细胞内氧化磷酸化减弱,导致维持生命活动所必需的ATP供应减少,因此细胞通过增强底物水平磷酸化来产生ATP以满足生命活动的需求。在此情况下,胞内NADH得到较多积累,TCA循环代谢流量减小,而转向糖酵解、乙醛酸循环等,并且这个过程伴随多种杂酸包括乳酸、缬氨酸、亮氨酸等的产生,必将影响目的产物的产量。【结论】研究结果对于进一步采取措施优化溶氧的控制策略,提高目的产物的产量具有指导意义。     

基于生物信息学的胃癌早期诊断预测模型研究

利用The Cancer Genome Atlas和Genotype-Tissue Expression公共数据检索收集胃癌(Gastric cancer,GC)基因表达数据集,筛选与早期胃癌密切相关的基因并构建胃癌早期诊断预测模型。运用Deseq2软件包筛选早期胃癌差异基因,并对差异基因进行GO和KEGG富集分析。通过STRING数据库建立其蛋白质相互作用网络并利用Cytoscape软件提取关键子网得到候选关键基因,进一步利用MedCalc软件确认胃癌早期诊断关键基因。根据筛选得到的10个关键基因构建基于支持向量机、随机森林、朴素贝叶斯、K-近邻、极限梯度提升和自适应提升等六种算法的胃癌早期诊断预测模型,依据ROC曲线和准确率等评价指标对各个分类器模型进行评估,通过独立测试集验证得到极致梯度提升诊断预测模型为最优模型。本研究成果为提高结胃癌早期诊断的研究提供了新的思路和方法。     

SIRT6 对肝细胞脂质合成的影响及其转录基因分析

目的:在肝脏L-02 SIRT6-KO细胞系中,观察SIRT6在肝脏脂滴形成中的作用,初步研究在肝脏脂质代谢中SIRT6相关的转录差异基因发挥作用的分子机制。方法:利用基因敲除技术TALEN技术,构建肝脏L-02 SIRT6特异性敲除细胞系,并经q PCR和Western blot检测其表达水平;利用油酸刺激L-02 SIRT6-KO细胞及其对照组,体外模拟肝脏脂肪变的条件,并经高内涵和油红染色验证其脂滴形成能力;利用基因芯片检测L-02 SIRT6-KO及其对照细胞系中相关差异基因,并经生物信息学分析筛选脂代谢相关差异基因。结果:建立人肝脏SIRT6特异性敲除细胞系,q PCR显示m RNA下降50%,但Western blot证明SIRT6完全敲除;BODIPY实验及油红O染色发现,L-02 SIRT6-KO细胞比对照组其脂滴形成数量增多,高内涵荧光检测显示L-02 SIRT6-KO细胞中脂滴荧光强度比对照组增强(176.38±2.55 vs 104.26±2.08);通过对差异转录基因分析,发现了一组在脂质代谢中和SIRT6相关的关键基因如STEAP4、HMGA2、PDE1A、INSL4等。结论:成功建立人肝脏L-02 SIRT6-KO细胞系,并经实验证明SIRT6缺失能够促进脂滴形成;筛选到一组和SIRT6相关参与脂质代谢的关键基因。     

Subgenus Systematics of Acanthamoeba: Four Nuclear 18S rDNA Sequence Types

ABSTRACT Classification of Acanthamoeba at the subgenus level has been problematic, but increasing reports of Acanthamoeba as an opportunistic human pathogen have generated an interest in finding a more consistent basis for classification. Thus, we are developing a classification scheme based on RNA gene sequences. This first report is based on analysis of complete sequences of nuclear small ribosomal subunit RNA genes ( Rns ) from 18 strains. Sequence variation was localized in 12 highly variable regions. Four distinct sequence types were identified based on parsimony and distance analyses. Three were obtained from single strains: Type T1 from Acanthamoeba castellanii V006, T2 from Acanthamoeba palestinensis Reich, and T3 from Acanthamoeba griffini S-7. T4, the fourth sequence type, included 15 isolates classified as A. castellanii, Acanthamoeba polyphaga, Acanthamoeba rhysodes , or Acanthamoeba sp., and included all 10 Acanthamoeba keratitis isolates. Interstrain sequence differences within T4 were 0%–4.3%, whereas differences among sequence types were 6%–12%. Branching orders obtained by parsimony and distance analyses were inconsistent with the current classification of T4 strains and provided further evidence of a need to reevaluate criteria for classification in this genus. Based on this report and others in preparation, we propose that Rns sequence types provide the consistent quantititive basis for classification that is needed.     

Detection of QTLs for crossability in wheat using a doubled-haploid population

 An intervarietal molecular-marker map was used for the detection of genomic regions influencing crossability between wheat (Triticum aestivum L. em Thell) and rye (Secale cereale L.). Analysis of deviance and logistic marker-regression methods were conducted on data from doubled haploid lines from a cross between “Courtot” and “Chinese Spring”. A major quantitative trait locus (QTL) involved in crossability, associated with the marker Xfba367-5B, was detected on the short arm of chromosome 5B. An additional locus, Xwg583-5B, was indicated on the long arm of chromosome 5B. This minor QTL might correspond to Kr1 which was presumed to be the major gene controlling crossability. Another locus of the genome, Xtam51-7A on chromosome 7A, was significantly associated with this trait. Alleles of “non-crossability” were contributed by the non-crossable cultivar “Courtot”. The three-marker model explains 65% of the difference in crossability between the two parents. The present results are discussed in relation to those previously carried out to locate the Kr genes by using the telocentric mapping technique. Received: 27 February 1998 / Accepted: 15 May 1998     

A Dual Role for Microbial Pathogen-Derived Effector Proteins in Plant Disease and Resistance

Many proteins from plant pathogens affecting the interaction with the host plant have dual functions: they promote virulence on the host species and they function as avirulence determinants by eliciting defense reactions in host cultivars expressing the appropriate resistance genes. In viruses all proteins encoded by the small genomes can be expected to be essential for viral development in the host. However, in different plants surveillance systems have evolved that are able to recognize most of these proteins. Bacteria and fungi have specialized pathogenicity and virulence genes. Many of the latter were originally identified through the resistance gene-dependent elicitor activity of their products. Their role in virulence only became apparent when they were inactivated or transferred to different microbes or after their ectopic expression in host plants. Many microbes appear to maintain these genes despite their disadvantageous effect, introducing only few mutations to abolish the interaction of their products with the plant recognition system. This has been interpreted as been indicative of a virulence function of the gene products that is not impaired by the mutations. Alternatively, in particular in bacteria there is now evidence that pathogenicity was acquired through horizontal gene transfer. Genes supporting virulence in the donor organism's original host appear to have traveled along. Being gratuitous in the new situation, they may have been inactivated without loss of any beneficial function for the pathogen.     

Putative novel Bradyrhizobium and Phyllobacterium species isolated from root nodules of Chamaecytisus ruthenicus

In this study, the diversity and the phylogenetic relationships of bacteria isolated from root nodules of Chamaecytisus ruthenicus growing in Poland were investigated using ERIC-PCR fingerprinting and by multilocus sequence analysis (MLSA). Two major clusters comprising 13 and 3 isolates were detected which 16S rRNA gene sequencing identified as Bradyrhizobium and Phyllobacterium. The results of phylogenetic analysis of individual and concatenated atpD, gyrB and recA gene sequences showed that the studied strains may represent novel species in the genera Bradyrhizobium and Phyllobacterium. In the phylogenetic tree based on the atpD-gyrB-recA concatemers, Bradyrhizobium isolates were split into two groups closely related to Bradyrhizobium algeriense STM89^T and Bradyrhizobium valentinum LmjM3^T. The genus Phyllobacterium isolates formed a separate cluster close to Phyllobacterium ifriqiyense LMG27887^T in the atpD-gyrB-recA phylogram. Analysis of symbiotic gene sequences (nodC, nodZ, nifD, and nifH) showed that the Bradyrhizobium isolates were most closely related to Bradyrhizobium algeriense STM89^T, Bradyrhizobium valentinum LmjM3^T and Bradyrhizobium retamae Ro19^T belonging to symbiovar retamae. This is the first report on the occurrence of members of symbiovar retamae from outside the Mediterranean region. No symbiosis related genes were amplified from Phyllobacterium strains, which were also unable to induce nodules on C. ruthenicus roots. Based on these findings Phyllobacterium isolates can be regarded as endophytic bacteria inhabitating root nodules of C. ruthenicus.