橡胶树红根病菌GPFTR1基因的克隆、亚细胞定位与表达分析

高亲和性铁通透酶FTR1是参与铁元素由胞外转移到胞内过程的重要铁转运蛋白。为了解橡胶树红根病菌(Ganoderma pseudoferreum (Wakef.) V. Over. et Steinm)的高亲和性铁通透酶编码基因GPFTR1,通过同源克隆技术,从橡胶树红根病菌中克隆得到GPFTR1的基因序列,并对其编码的氨基酸序列进行蛋白理化性质分析、保守结构域及跨膜区分析和系统进化树分析,并构建植物表达载体pBIN-GPFTR1-GFP进行该蛋白的亚细胞定位分析。利用生长速率法测定己唑醇和青蒿琥酯对橡胶树红根病菌的抑制率,并在EC50条件下进行橡胶树红根病菌的GPFTR1基因表达分析。结果表明,该基因编码区全长1 191 bp,编码396个氨基酸,推测其分子量为43.23 kD,等电点为6.92,为疏水性蛋白,具有保守基团REXLE和7个跨膜结构域;系统进化树分析显示GPFTR1与紫芝(Ganoderma sinense J. D. Zhao, L. W. HsuX. Q. Zhang)同类基因(登录号PIL27756.1)的亲缘关系最近,氨基酸同源性为89%;亚细胞定位结果显示GPFTR1蛋白定位在细胞膜上;生长速率法测定己唑醇和青蒿琥酯EC50分别为0.192 mg/L、26.288 mg/L;实时荧光定量PCR技术检测到GPFTR1蛋白编码基因分别在红根病菌受己唑醇和青蒿琥酯胁迫处理6 h和4 h表达量最高。为进一步研究橡胶树红根病菌GPFTR1基因功能提供了理论参考,对橡胶树红根病的防治具有重要意义。     

橡胶树炭疽菌蛋白激酶A催化亚基基因的克隆及表达

为了解蛋白激酶A (protein kinase A, PKA)在橡胶树炭疽菌(Colletotrichum siamense)的生长发育和致病性中的功能。本研究利用同源克隆法设计引物,采用PCR和RT-PCR的方法获得炭疽菌(C. siamense)的PKA两个催化亚基PKA-C1与PKA-C2,并基于RSF-Duet载体构建两基因原核表达载体,在大肠杆菌Escherichia coli BL21(DE3)菌株中表达,利用SDS-PAGE检测蛋白表达情况。结果表明:催化亚基PKA-C1编码498个氨基酸,包含3个内含子;PKA-C2基因编码381个氨基酸,包含2个内含子;两基因均含有丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶催化结构域S_TKc和S_TK_X;聚类分析显示两基因与胶孢炭疽菌(C. gloeosporioides)依赖cAMP蛋白激酶催化亚基序列有高度同源性。SDS-PAGE检测表明目的基因在大肠杆菌中可成功表达,大小符合预期。本研究结果为进一步分析炭疽菌的PKA催化亚基基因功能提供了帮助。     

启动子探针载体的构建及橡胶树白粉菌启动子筛选鉴定

旨在构建适于快速检测橡胶树白粉病菌(Oidium heveae)HO-73启动子的探针载体。以卡那霉素抗性基因Kan作为报告基因,在pUC19骨架载体,构建获得启动子探针载体pUC19-K,连入CaMV35S启动子做启动子探针载体功能验证;利用启动子探针载体pUC19-K对预测的启动子片段LY1、LY2、LY3、LY4进行筛选鉴定。将CaMV35S启动子连入到启动子探针载体中,得到可检测启动子活性的启动子探针载体pUC19-K;应用生物信息学软件对部分橡胶树白粉菌HO-73全基因组数据预测,得到4个理论上具有活性的启动子序列LY1、LY2、LY3、LY4,利用构建的启动子活性探针载体进行活性比较,卡那耐受性实验检测发现含LY2和LY3的菌株随卡那霉素浓度的升高耐受性更强,最终得到2个活性较强的启动子LY2和LY3。以上结果表明,构建的启动子活性探针载体可以有效、灵敏地用于HO-73强启动子的筛选和启动子活性检测。     

海南菠萝一种叶斑病病原菌的分离与鉴定及多基因序列分析

为明确菠萝叶斑病病原菌可可毛色二孢菌在海南省各市县的亲缘关系及遗传差异,从海南省的海口、澄迈、儋州、三亚、保亭等16个市县进行病样采集和病样分离,根据科赫氏法则鉴定,获得42株病原菌.观察形态特征,并基于多基因联合序列分析其遗传多样性.结果 表明,通过形态学鉴定和ITS与TUB2基因序列联合进化树分析发现,其中来自海口、澄迈、儋州、三亚、保亭等16个市县的16株代表病原菌均鉴定为可可毛色二孢菌(Lasiodiplodia theobromae),其分生孢子平均大小为(22.06～31.07) μm× (11.77～16.48) μm;通过ITS、TUB2、EF-1α、GAPDH、CHS-1和ACT基因拼接序列聚类分析,结果分为3个类群,海南岛的中部(儋州,昌江,白沙,五指山,万宁,琼海等地)聚为一个类群,中北部(屯昌,临高)聚为一个类群,西南部(东方,乐东,三亚等地)聚为一个类群.该结果说明来源于不同产地不同菠萝品种上的可可毛色二孢菌遗传多样性丰富,在海南省16个市县菠萝叶斑病菌中可可毛色二孢菌L.theobromae为优势种.     

橡胶树白粉菌(HO-73)启动子WY172不同长度片段的克隆及表达活性分析

旨在克隆橡胶树白粉菌启动子WY172及其上游2K序列上4个不同长度缺失片段,以分析启动子各片段的表达活性。基于实验室前期研究基础,以WY172上游2K序列作为研究对象进行渐变缺失突变,得到4个不同长度的可能具有启动子活性的片段,结合WY172,选用pBI121载体作为骨架,分别替换GUS基因前的CaMV35S启动子,并分别构建重组表达载体,通过ATMT法转化农杆菌;利用GUS染色法和酶活性检测,分析WY172启动子及不同长度片段的酶活性。分别构建了pBI121-WY172、pBI121-WY172Q、pBI121-WY172Q1、pBI121-WY172Q2、pBI121-WY172Q3共5个重组的植物表达载体,所有植物表达载体烟草瞬时表达GUS染色均有蓝色出现,且蓝色程度均强于阳性对照CaMV35S启动子,其中pBI121-WY172Q3的GUS染色相对最深;GUS酶活性测定结果显示所有缺失突变片段都具有调控基因表达的启动子活性,且启动活性均强于CaMV35S启动子,WY172Q3调控GUS基因表达的活性最高。因此我们判断WY172及其上游2K序列上4个不同长度缺失片段均具有启动子活性,其中以WY172Q3启动子片段的表达活性最强。     

橡胶树炭疽菌(Colletotrichum siamense)疏水蛋白Hydr基因的克隆与原核表达

为了研究Hydr在橡胶树炭疽菌(Colletotrichum siamense)中的功能,本研究利用同源克隆法克隆获得橡胶树炭疽菌疏水蛋白Hydr基因,并利用原核表达系统对其进行表达.结果显示:Hydr基因DNA为520bp,cDNA为417 bp,编码139个氨基酸,包含2个内含子,在蛋白的N端含有由19个氨基酸组成的一段信号肽;分别构建了含信号肽的Hydr-PET-32a和缺失信号肽的Hydr(-18aa)-PET-32a的融合表达载体.利用SDS-PAGE和Western Blot检测蛋白表达情况,结果表明该蛋白在去除信号肽的情况下,供试条件下(IPTG 0.4 mmol/L,0.6 mmol/L,0.8 mmol/L,1.0 mmol/L;温度16℃)均可表达,但保留信号肽时,在菌体上清和包涵体以及细胞培养液中均未获得融合蛋白,表明信号肽的存在会影响疏水蛋白Hydr原核表达.本研究结果为进一步验证疏水蛋白与脂滴包被蛋白的互作,以及疏水蛋白在橡胶树炭疽菌的功能分析提供理论依据.     

利用酿酒酵母YPG30验证橡胶树白粉菌OhIsc1蛋白的分泌功能

橡胶树白粉菌(0idium heveae)引起的橡胶树白粉病严重影响天然橡胶产量而造成经济损失.水杨酸(salicylic acid,SA)是植物细胞内一种重要的抗病防卫反应的信号分子.植物病原物在致病过程中会分泌出异分支酸酶(isochorismatase,ISC)水解异分支酸,从而抑制植物中SA的积累并影响植物的抗病性.本研究通过生物信息学方法鉴定到橡胶树白粉菌中存在一个异分支酸酶同源蛋白的编码基因(OhIsc1),长度为693 bp,具有3个内含子,cDNA大小为600 bp,编码199个氨基酸,且该蛋白为预测的非经典型分泌蛋白,具有ISC保守结构域,属于异分支酸酶蛋白家族,但不具有信号肽.利用同源克隆法获得OhIsc 1的cDNA序列,并构建pYES2-0hIsc1载体,将载体转化到酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)菌株YPG30,获得表达OhIsc 1的转化子.通过Western blot免疫印迹方法在转化子的胞外液中检测到OhIsc1-HA,表明OhIsc1可被酵母细胞分泌至胞外.本研究证实OhIsc1为分泌蛋白,为后续深入研究验证OhIsc 1的分泌功能及其在病菌致病过程的角色提供了基础.     

橡胶树白粉菌分支酸变位酶基因克隆及蛋白表达纯化

由橡胶树白粉菌引起的橡胶树白粉病是橡胶树的重要的叶部病害之一,严重影响橡胶的产量。然而目前对橡胶树白粉菌的致病机理研究匮乏。分支酸变位酶是莽草酸途径的关键酶,能够将分支酸转化为预苯酸,为植物提供氨基酸及大量代谢产物,在植物抗病中起到非常重要的作用。而植物病原物在致病过程当中能够分泌分支酸变位酶影响植物莽草酸途径,从而抑制植物的防卫反应。因此研究橡胶树白粉菌分支酸变位酶在其致病过程中的功能具有一定的意义。试验利用同源比对分析在橡胶树白粉菌基因组中获得一个分支酸变位酶同源蛋白,并用PCR克隆获得橡胶树白粉菌分支酸变位酶基因,命名为OHCmu。后续构建GST-OHCmu融合原核表达载体,筛选最优诱导条件,并利用GST亲和层析柱对蛋白进行纯化。结果表明橡胶树白粉菌OHCmu基因大小843 bp,具有1个内含子,编码263个氨基酸;具有d5csma_结构域,属于Chorismate mutaseⅡ蛋白家族;GST-OHCmu融合蛋白外源诱导表达在供试条件下(IPTG:0.8 mmol/L, 16℃)可以有较好的表达,获得融合蛋白大小约为56 kD。经过GST亲和层析柱纯化、切割GST标签后,顺利获得浓度较高、较纯的橡胶树白粉菌OHCmu蛋白。研究结果为后续OHCmu蛋白的特性及致病机理研究提供参考。