玉米大斑病菌StSLT2基因结构与表达模式分析

本研究利用生物信息学技术分析玉米大斑病菌StSLT2基因的结构特征,并利用RNA-Seq技术分析了StSLT2基因在不同发育时期的表达模式。研究发现玉米大斑病菌StSLT2基因DNA全长为5 842 bp,cDNA全长为3 105 bp,包含13个外显子和12个内含子,编码1 034个氨基酸;该蛋白包含S_TKc保守结构域,在该区域内包含1个典型的MAPK蛋白激活域(TEY);对该蛋白的系统发育分析表明,玉米大斑病菌与玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)和白菜黑斑病菌(Alternaria brassicicola)的SLT2基因之间的进化关系最近;对其表达模式分析发现,该基因在菌丝、分生孢子、芽管、附着胞、侵入钉等5个时期均有不同水平的表达,其中在分生孢子发育时期的表达量最高,在芽管形成时期表达水平最低。以上结果表明,该基因对玉米大斑病菌分生孢子的发育有重要的调控作用。该研究不仅明确了玉米大斑病菌StSLT2的结构及其表达模式,也为揭示其功能奠定了基础。     

生长素和赤霉素对刺果瓜幼苗生长发育的影响

[目的]刺果瓜(Sicyo angulatus L.)是外来入侵植物,对当地生态破坏严重,幼苗期是刺果瓜生命周期相对薄弱环节,研究其幼苗的生长机理,对遏制刺果瓜的繁殖和扩展有很大的帮助。[方法]本试验以刺果瓜幼苗为研究对象,设置四个不同浓度(3 μmol/L、30 μmol/ L、300 μmol/ L、3000 μmol/ L)的生长素(IAA)、生长素抑制剂三碘苯甲酸(TIBA)、赤霉素(GA3)、赤霉素抑制剂矮壮素(CCC)、IAA+GA和TIBA+CCC对刺果瓜长出第一片真叶的幼苗进行处理,通过测量6个时间点( 1天,2天,3天,5天,7天,9天)刺果瓜幼苗的株高、根长、鲜重、干重等生理特性,探究IAA和GA对刺果瓜幼苗的影响。[结果]结果表明：300 μmol/L的IAA处理植株株高与根长长势超过其他试验组与对照组,而3000 μmol/L的TIBA植株株高与根长得到明显的抑制。3000 μmol/L的GA3处理组株高、干重值、鲜重增长速度最快,为刺果瓜的最适浓度范围；3 μmol/L GA3处理,植株增长速度最慢；300 μmol/L CCC对刺果瓜的矮化作用最好,但干重、鲜重值增加；接近3000 μmol/L的CCC矮化作用较好,对干重、鲜重几乎无促进作用,为控制刺果瓜生长的最适浓度范围。浓度为3000 μmol/ L的TIBA+CCC处理对刺果瓜幼苗的影响极为显著,在喷洒激素6 h后就可以看到刺果瓜幼苗受到抑制出现萎蔫,刺果瓜有极强的抗逆性,所以在12 h后萎蔫状态消失,虽然仍受到抑制,但仍然缓慢生长着。9 d后,浓度为3000 μmol/l的TIBA+CCC处理刺果瓜幼苗仅长高5.53 cm,而对照组长高18.70 cm。浓度为3000 μmol/l IAA+GA处理的刺果瓜幼苗长高34.47 cm。浓度为3000 μmol/l的TIBA+CCC对刺果瓜的抑制作用极其显著。[结论]通过研究刺果瓜的生长机理,使用外源激素对刺果瓜的生长有较好的抑制作用,为抵抗外源入侵植物提供了新方法。     

玉米大斑病菌StCHS6的基因结构及表达规律分析

为了阐明玉米大斑病菌几丁质合成酶基因StCHS6在病菌生长发育及致病过程中的作用,克隆并解析了该基因及其编码蛋白的结构特征,明确了该基因在病菌生长发育过程中的表达模式。在玉米大斑病菌1号小种菌株01-23中克隆StCHS6,利用生物信息学手段分析该基因的结构特征,并利用已有的病菌重要发育阶段的RNA-Seq数据库信息,明确该基因的表达模式。结果发现,StCHS6位于病菌基因组scaffold_1:2066293-2069876(-)的位置,基因全长为3 584 bp,含有4个内含子和5个外显子;CDS序列大小为2 703 bp,编码900个氨基酸,脂肪指数为81.86,亲水性平均值为-0.178,等电点(PI)为8.36,不稳定指数为36.94,属于碱性稳定型蛋白;保守结构域分析表明,StCHS6蛋白含有几丁质合成酶催化结构域Chitin_synth_1和多个跨膜结构域;亚细胞定位分析推测该蛋白定位于细胞膜上;RNA-Seq数据分析表明,StCHS6在菌丝、分生孢子、芽管、附着胞和侵入钉5个发育时期均有表达,但其表达量有所差异。以芽管时期的表达量为1,菌丝、分生孢子、附着胞和侵入钉时期的表达量分别为芽管时期的3.80,4.97,3.40,2.60倍。为阐明玉米大斑病菌StCHS6的基因结构特征、表达模式及功能奠定了基础。     

玉米大斑病菌丝氨酸蛋白酶基因StSp8的克隆、原核表达及其表达模式分析

为了探究玉米大斑病菌丝氨酸蛋白酶基因StSp8的结构特征及其功能，本研究以玉米大斑病菌野生型菌株01-23的cDNA为模版，克隆该基因CDS序列并进行生物信息学分析；构建原核表达载体pET30a-StSp8，在大肠杆菌BL21(DE3)中以IPTG诱导表达目的基因，通过SDS-PAGE技术检测目的蛋白的表达情况；利用qRT-PCR技术检测StSp8基因在不同发育时期和侵染时期的表达量变化。结果表明，丝氨酸蛋白酶StSp8的CDS序列由1602个核苷酸组成，编码533个氨基酸；其编码蛋白包含信号肽结构域、Inhibitor-I9结构域和Peptidase-S8结构域；SDS-PAGE结果显示该蛋白大小为57.18kD；表达模式分析发现，该基因在病菌发育的菌丝、分生孢子、芽管、附着胞和侵入钉5个典型的发育时期均有表达，其中芽管时期表达量显著升高；StSp8基因在侵染玉米24 h的表达量最高，72 h表达量下降。该研究不仅明确了StSp8基因的结构特征及在病菌生长发育及侵染寄主过程中的表达模式，也为深入揭示其功能奠定了基础。