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1.
《华北农学报》2021,36(4)
为明确玉米大斑病菌StRTG2基因功能以及其在病菌不同发育时期的表达模式。利用酵母ScRTG2基因编码的氨基酸序列进行BlastP,在玉米大斑病菌中得到了其同源基因序列,将其命名为StRTG2;分别以玉米大斑病菌野生型01-23的全基因组DNA及cDNA为模板,对该基因进行克隆;利用生物信息学技术对该基因编码的蛋白StRtg2进行理化性质分析、结构域预测、亚细胞定位预测;利用MEGA 7.0对Rtg2进行进化关系分析;扩增目的片段的ORF序列,构建该基因原核表达载体,通过转化大肠杆菌BL21后,使用IPTG进行诱导表达;最后利用RNA-Seq数据库分析StRTG2基因在玉米大斑病菌关键生长发育时期(菌丝、分生孢子、芽管、附着胞和侵入钉)的表达模式。主要研究结果如下:克隆了该基因发现其长度为1 695 bp,不含有内含子;该基因编码的蛋白由564个氨基酸组成,理论等电点值(pI)是6.96,具有典型的Ppx-Gppa保守结构域,亚细胞定位预测结果显示,该蛋白在细胞各部位均有分布,分布于细胞质中的可能性最大;对该蛋白进行进化关系分析表明,玉米大斑病菌StRtg2蛋白与番茄匍柄霉菌中同源蛋白的同源性最高,其次是酿酒酵母;原核表达该基因,SDS-PAGE胶显示该蛋白的大小约为62 ku,与预期大小相符;表达模式分析发现,该基因在病菌发育的5个时期均有表达,其中芽管和侵入钉时期表达量显著降低。为进一步解析StRTG2基因的功能研究奠定基础。 相似文献
2.
为了明确StSNF1在玉米大斑病菌基因组中的位置,解析该基因编码蛋白的结构特征,探究该基因在侵染寄主的不同时期、分生孢子萌发侵染过程中以及不同碳源培养下的表达情况。结果表明,该基因ID号为008026214,全长3 046 bp,位于scaffold_17负链的97 793-100 838位置。StSNF1与玉米圆斑病菌SNF1同源关系较近,由877个氨基酸残基编码而成。StSNF1蛋白具有氮端的蛋白激酶结构域、氮端的碳代谢产物去阻遏蛋白激酶结构域和碳端的激酶相关结构域。在蛋白激酶结构域内,具有ATP结合位点和丝氨酸/苏氨酸活性位点。Real-time PCR结果表明,StSNF1在侵染后期高表达,72 h表达量最高;StSNF1在分生孢子萌发24 h时(即侵入丝形成时期)表达量最高;StSNF1在蔗糖为单一碳源的培养基中表达量最高,果胶培养基次之。综上所述,StSNF1与侵染寄主和碳源利用密切相关,在侵染后期发挥作用,利用寄主细胞内的非发酵型碳源进行次级侵染。 相似文献
3.
磷脂酶C特异性抑制剂U-73122对玉米大斑病菌分生孢子萌发及毒素活性的影响 总被引：1，自引：0，他引：1
磷脂酶C(Phospholipase C,PLC)通过降解细胞膜上的磷脂分子产生IP3和DAG两个第二信使分子,分别激活下游的Ca2+途径和蛋白激酶C。研究表明,PLC与植物病原真菌的致病及发育过程有关。利用PLC特异性抑制剂U-73122初步研究了玉米大斑病菌PLC的功能。结果显示,U-73122对玉米大斑病菌菌丝生长及分生孢子的萌发均具有明显的抑制作用,且抑制率随抑制剂浓度升高而增强;并且可引起芽管的缩短和不规则膨大。此外,U-73122也可以导致病菌粗毒素的生物学活性明显降低。由此说明PLC可以通过影响菌丝及芽管的极性生长,而调控玉米大斑病菌的菌丝及分生孢子发育;同时参与病菌的毒素合成。 相似文献
4.
取培养至开花期龙胆草植株,接种龙胆草斑枯病菌,然后置于温室内保温保湿培养,每隔一定时间取样、固定、制片,镜检观察病组织及病原菌形态结构变化。结果表明：病菌分生孢子萌发后产生芽管从气孔侵入,完成侵入需要12h～48h,大约到10d显示症状,16d分生孢子器成熟;病菌侵染寄主引起症状后,菌丝多从叶背面跨过叶肉细胞,在叶正面薄壁细间集结,最后形成分生孢子器,分生孢子器产生于表皮下薄壁细胞之间,具有一定随机性。 相似文献
5.
利用cDNA-AFLP技术和5'' RACE技术在玉米自交系黄早四Ht2上分离并克隆了QM（编码核糖体蛋白L10）同源基因(命名为ZmQM)。其cDNA全长为967 bp, 开放阅读框为738 bp,。该基因编码245个氨基酸的ZmQM蛋白,分子量为27.78 kD, 等电点(pI)为10.69, 预测含蛋白酶C磷酸化位点、N-酰基化位点和酰胺化等位点。玉米ZmQM蛋白与包括人类等l3个物种QM蛋白的同源性比较发现, 氨基酸序列相似性为66%~92%。RT-PCR分析表明, 在接种玉米大斑病菌(Exserohilum turcicum) 1号小种12 h后, 黄早四Ht2中ZmQM基因表达量较黄早四中明显上调,推测ZmQM基因可能参与黄早四Ht2对玉米大斑病菌1号小种的抗性反应。 相似文献
6.
为了获得棉花GhTGA2.1基因并分析其生物学功能,本研究通过分析枯萎病菌诱导的棉花转录因子,获得1个TGA转录因子基因,命名为GhTGA2.1。该基因ORF全长为1 389 bp,编码462个氨基酸,序列比对发现GhTGA2.1具有碱性结构域(N-x7-R/K-x9)、亮氨酸拉链结构域(L-x6-L-x6-L)和1个保守的DOG1结构。Gh TGA2.1基因编码蛋白分子量为51.12 kD,理论等电点为7.88,为亲水的不稳定蛋白,二级结构主要为无规则卷曲和α螺旋。利用实时荧光定量RCR技术(RT-qRCR)分析基因表达水平,发现棉花枯萎病菌诱导GhTGA2.1基因的下调表达;经SA、JA和ET处理后,GhTGA2.1基因表达量相对于mock发生显著变化。为进一步研究该基因功能,构建GhTGA2.1基因过表达载体并进行烟草遗传转化,获得6株转GhTGA2.1基因阳性植株,其抗病相关基因NtPR1、NtPR5、NtNPR1和NtERF1表达量明显低于野生型株系,其中NtPR1和NtPR5的相对表达量下降幅度较大;而NtPR4和NtWRKY70的表达量升高,NtPR2的表达量较野生型没有... 相似文献
7.
玉米籽粒发育及产量是玉米重要的经济性状。本研究以玉米骨干自交系郑58为试材,采用同源克隆法得到一个与玉米籽粒发育相关的基因ZmMADS-RIN。该基因的cDNA全长859 bp,开放阅读框为768 bp,编码255个氨基酸,与玉米B73中所对应的cDNA的编码区序列相比,共有6个SNPs位点的差异,3个氨基酸残基发生了变化。生物信息学分析表明,ZmMADS-RIN蛋白的相对分子量为29.23 kD,理论等电点(pI)为8.84,是一种亲水性蛋白,不含信号肽序列,也不含跨膜结构;具有5个磷酸化位点;二级结构中含有50.20%的α-螺旋(alpha helix)、27.45%的无规则卷曲(random coil)、14.51%的延伸链(extended strand)和7.84%的β-转角(beta turn);该蛋白位于细胞核内;其氨基酸序列中含有高度保守的MADS结构域、相对保守的K结构域、低保守的I结构域和最不稳定的C结构域,是典型的MIKC型MADS-box蛋白;系统进化树分析表明,ZmMADS-RIN蛋白属于AGL6分枝,与水稻基因OsMADS6的相似性最高,为89%。ZmMADS-RIN基因在玉米自交系郑58的籽粒中特异表达,在根及不同时期的叶片中没有检测到表达信号。荧光定量PCR结果显示,ZmMADS-RIN基因的表达量在玉米籽粒发育的不同阶段呈一定规律的变化,在授粉后0~20 d,呈上调表达趋势,授粉后25 d表达量迅速下降至较低水平,而在授粉后30~40 d则检测不到其表达。推测该基因可能与玉米籽粒的发育有关。 相似文献
8.
《分子植物育种》2021,19(8):2460-2471
TCP (Teeosinte branched I, Cycloidea, Proliferating Cell Factors 1和2)是一类植物特有的转录因子家族,包含一个高度保守且非典型的螺旋-环-螺旋(bHLH)结构域,在植物生长发育的不同阶段发挥着重要作用,但在玉米中该基因家族的相关研究报道较少。本研究利用生物信息学方法在玉米全基因组中鉴定TCP转录因子家族成员,并对该家族成员的理化性质、基因结构、染色体定位、进化关系、保守基序及表达模式等进行了分析。结果表明,玉米TCP转录因子家族共包含43个成员,根据系统发育分析可以将其划分为ClassⅠ和ClassⅡ两个亚家族,其中,ClassⅡ亚家族又可以分为CYC-TCP和CIN-TCP两个亚类。玉米TCP转录因子家族蛋白的氨基酸残基数为44～269aa,相对分子质量在5.20～29.54kD,等电点范围在5.04～11.55。基因染色体定位分析发现,玉米10条染色体上均含有TCP基因,且在4号染色体上最多,有8个基因。对该家族基因结构的分析表明,在玉米TCP家族中有66.8%的基因只含有一个外显子,低于拟南芥的82%,表明玉米TCP拥有更加丰富的基因结构。此外,本研究在玉米TCP家族蛋白中共鉴定到20个保守基序,其中有32个TCP蛋白包含motif 1,占总数的74.4%。玉米籽粒RNA-Seq数据分析表明,玉米TCP转录因子家族有26个成员在玉米籽粒中表达,ZmTCP37等基因在不同部位、不同时期均有表达,ZmTCP8等基因在特异部位、特异时期表达。本研究在玉米中鉴定了TCP基因家族基因数量、系统进化关系、保守结构域、在染色体上的定位及玉米籽粒中TCP基因表达模式,为揭示玉米TCP基因家族在玉米籽粒中的功能奠定了基础。 相似文献
9.
CIPK(calcineurin B-like-interacting protein kinase)是植物特有一类的丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶,该蛋白在植物响应逆境胁迫中发挥着重要的作用,尤其与非生物逆境胁迫(干旱、高盐、ABA等)的信号传导密切相关。根据玉米CIPK15基因(EU957447.1,2247 bp)核酸序列保守区域设计1对同源克隆PCR引物,以甘蔗品种崖城05-179的c DNA为模板,通过RT-PCR扩增得到甘蔗CIPK基因的一条全长c DNA序列(Gen Bank登录号为KM114052)。序列分析结果表明,甘蔗Sc CIPK基因全长1782 bp,具有完整的开放阅读框(ORF,91~1631 bp),编码513个氨基酸,该基因具有CIPK基因的2个特征结构域(Kc-like superfamily和AMPKA-C-like superfamily)。生物信息学分析显示该基因编码的蛋白定位于内质网,为可溶性蛋白,不存在信号肽,二级结构元件多为α-螺旋,含有多个保守功能域,主要参与中间代谢。实时定量PCR表达分析表明,该基因表达具有组织特异性,虽在甘蔗各组织中均有表达,但在芽中的表达量最高。该基因在PEG、Na Cl、ABA、SA和Me JA的胁迫诱导过程中,受ABA胁迫后表达量最高,约为对照的5.3倍,推测该基因的表达与甘蔗抗干旱和抗渗透胁迫有关。 相似文献
10.
甘蔗中一个NBS-LRR类基因的全长克隆与表达分析 总被引：2，自引：0，他引：2
采用RACE技术, 从甘蔗高抗黑穗病品种NCo376中克隆了一个NBS-LRR类基因的cDNA全长序列, 命名为SNLR。生物信息学分析显示, 甘蔗SNLR基因的cDNA全长为2 985 bp (Accession No. EF155654), 包括一个2 661 bp的完整开放读码框以及一个典型的29 bp poly-A。同时, 还具有NBS-LRR类抗病基因的所有保守结构域, 包括4个NBS区域保守结构域和6个潜在LRR结构域;蛋白疏水性分析和二级、三级结构分析表明, 该基因编码的蛋白质为弱碱性蛋白, pI为7.76, 无明显的疏水结构域, 以卷曲结构和螺旋结构为骨架, 三级结构未见明显的跨膜信号蛋白区。定量PCR分析表明, 甘蔗SNLR基因的表达受到黑穗病菌、水杨酸和过氧化氢的影响, 分别表现出“抑-扬”、“全程抑制”和“扬-抑”的表达模式, 也具有抗病基因组成型和组织特异性表达的特点。推测甘蔗SNLR基因可能为抗病相关基因。 相似文献
11.
谷子弯孢病菌(Cochliobolus lunatus)为谷子上重要的叶部病害,发生严重时会影响谷子的产量及品质.为了解MAPK级联途径在谷子弯孢病菌发育及致病性中的作用,根据已知植物病原真菌MAPK基因的保守结构域设计简并引物,通过PCR扩增法获得了谷子弯孢病菌MAPK基因的同源片段,并利用RACE技术获得了基因的全长cDNA 序列,该基因命名为Clmk-1.Clmk-1基因开放阅读框为1065bp,编码354个氨基酸,并且含有MAPK基因的保守的TGY和CD基序.聚类分析结果表明,谷子弯孢病菌Clmk-1基因与其他植物病原真菌Hog1类似MAPK基因的同源性很高.利用Promoterscan软件发现,Clmk-1基因启动子区含有热激转录因子(HSF)、ADR转录因子和GCR转录因子的结合元件.MAPK途径特异性抑制剂U0126抑制谷子弯孢的孢子萌发及芽管发育.研究初步表明,Clmk-1基因为Hog1类似MAPK基因,可能与渗透胁迫相关,并且MAPK级联途径参与病菌孢子萌发及芽管形态建成.克隆的Clmk-1基因为进一步研究谷子弯孢病菌MAPK基因的功能奠定基础. 相似文献
12.
黄绿绿僵菌在马铃薯瓢虫体上宿存侵染的扫描电镜观察 总被引：1，自引：0，他引：1
为了明确黄绿绿僵菌的致病机理.通过扫描电子显微镜,观察了黄绿绿僵菌分生孢子在马铃薯瓢虫幼虫体表的侵染及穿透过程.结果表明,黄绿绿僵菌对马铃薯瓢虫的侵染要经历孢子的附着、萌发、入侵和菌丝的延伸与增殖等阶段;黄绿绿僵菌接种12 h后附着于虫体表面的分生孢子萌发,24 h后体积膨大并从一侧伸出芽管,之后逐渐生长成菌丝,沿体壁蔓延,若遇到合适的侵入部位,前端即产生附着胞向体壁穿透,并在体内繁殖,最终伸出虫体表面,使其布满白色菌丝. 相似文献
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玉米Gln1-3 gDNA序列分离、基因结构、保守功能域与等位变异分析 总被引：2，自引：1，他引：1
谷氨酰胺合成酶家族是高等植物体内氨态氮同化酶, 是植物体内氮利用与循环的核心构件。玉米Gln1-3基因编码叶肉细胞中的细胞质同工酶, 与全株氮向籽粒蛋白质同化与氮利用效率及产量紧密相关。本研究以玉米自交系辽白371为材料, 采用PCR与接头步移(walking)方法分离得到Gln1-3基因区域基因组DNA(gDNA)全长4 571 bp, 起始密码子至终止密码子序列长3 062 bp。将该基因在GenBank注册, 登录号为EU338535, 并进行了详细注释。该基因由10个外显子、9个内含子组成, 剪接方式主要为5′供位保守的GU与3′受位AG模式。编码的GS1蛋白由356个氨基酸组成, 分子量39.2 kD, 等电点 (pI) 为5.202。保守功能域分析表明, 氨基末端外显子2到外显子6为氨离子结合结构域, 羧基末端外显子8与外显子9构成ATP酶结构域, 在胞内行使催化功能。对50个玉米自交系Gln1-3基因重要分析区域进行了等位变异分析, 鉴定出364个等位变异, 其中313个为SNP变异, 占86%。 相似文献
14.
菌核病是我国油菜主产区的主要病害，系由核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)的子囊孢子在晚春直接侵染开花植株衰老的叶片，或先侵染飘落在衰老叶片上的花瓣后再产生菌丝侵入叶片和植株本体。几丁质是核盘菌菌丝体细胞壁的主要组成成分，几丁质酶破坏真菌菌丝尖端新合成的几丁质而抑制病菌的生长。草酸是核盘菌侵染寄主植物后分泌的毒素，草酸氧化酶能够分解草酸，缓解核盘菌在油菜体内的毒性。我们将几丁质酶基因和草酸氧化酶基因与拟南芥衰老叶片启动子PSAG12嵌合在一起构建成表达载体，使两外源抗病基因仅在转基因油菜的衰老叶片中表达，在发挥抗病作用的同时最大限度地节约了植物的能量消耗。本实验采用in planta的转化方法，转化效率在0．1％左右，每个转基因植株的插入位点为1——3个拷贝。对T1代转基因植株的RT-PCR分析表明，两个外源抗病基因在衰老叶片中的表达强于幼嫩叶片。转基因植株叶片尤其是衰老叶片对核盘菌的抗性及对草酸毒素的耐性均得到了增强。从转基因植株上飘落的花瓣也表现出对核盘菌抗性的提高。抗病双基因在叶片和花瓣发育的特定时期表达不仅提高了油菜对核盘菌侵染的针对性，还可能减轻转基因植株的能源消耗和生理扰乱。对转基因植株后代的农艺学和生理学研究正在进行之中。 相似文献
15.
谷氨酰胺合成酶家族是高等植物体内氨态氮同化酶, 是植物体内氮利用与循环的核心构件。玉米Gln1-3基因编码叶肉细胞中的细胞质同工酶, 与全株氮向籽粒蛋白质同化与氮利用效率及产量紧密相关。本研究以玉米自交系辽白371为材料, 采用PCR与接头步移(walking)方法分离得到Gln1-3基因区域基因组DNA(gDNA)全长4 571 bp, 起始密码子至终止密码子序列长3 062 bp。将该基因在GenBank注册, 登录号为EU338535, 并进行了详细注释。该基因由10个外显子、9个内含子组成, 剪接方式主要为5′供位保守的GU与3′受位AG模式。编码的GS1蛋白由356个氨基酸组成, 分子量39.2 kD, 等电点 (pI) 为5.202。保守功能域分析表明, 氨基末端外显子2到外显子6为氨离子结合结构域, 羧基末端外显子8与外显子9构成ATP酶结构域, 在胞内行使催化功能。对50个玉米自交系Gln1-3基因重要分析区域进行了等位变异分析, 鉴定出364个等位变异, 其中313个为SNP变异, 占86%。 相似文献
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玉米ClpR2同源基因PL5L15的克隆及其在不同光周期处理下的表达分析 总被引：1，自引：0，他引：1
光周期敏感是热带、亚热带玉米种质在温带地区利用的主要障碍。本研究在构建的受长日诱导特异表达的差减文库基础上，以热带玉米CML288为材料，克隆了库中一个基因PL5L15的cDNA序列。该cDNA全长1410bp，具有879bp完整的ORF阅读框，编码一条292个氨基酸残基的肽链，包含一个Clp蛋白家族保守的Clp-protease结构域，是玉米Clp蛋白酶家族的ClpR2-LIKE基因，位于第9染色体上。Real-timePCR分析显示，在短日条件下该基因正常水平的表达有利于生殖分化，而在长日条件下持续过量高表达，推测该基因可能与玉米光周期反应过程中的生殖分化有关。 相似文献
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为研究卵寄生真菌在寄生并破坏卵的过程中几丁质酶的作用,本研究从烟草南方根结线虫卵上分离得到虫草棒束孢HNE3,采用RT-PCR及RACE技术,首次克隆得到一个几丁质酶基因IFCHI1。该基因DNA序列全长1 417 bp,具有1个内含子,长度为61 bp,包含1个1 185 bp的开放阅读框(ORF),编码1个由394个氨基酸组成的蛋白。通过在线软件分析,该蛋白理论分子量为44.1 k Da,等电点为4.88。通过Gen Bank比对,几丁质酶IFCHI1属于第18家族糖基水解酶,比对分析不同来源真菌几丁质酶,发现该几丁质酶具有典型的催化区保守序列SIGGW和FDGIDIDWE及结合区保守序列GTWEQGVYDY和GLGGAMWWESS。同源性比对发现,该几丁质酶同昆虫寄生真菌几丁质酶同源关系近。结果表明,从虫草棒束孢HNE3克隆得到几丁质酶基因IFCHI1,为进一步明确该菌产生的几丁质酶对南方根结线虫卵壳降解及降低孵化率的作用机理提供理论依据。 相似文献
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本研究根据截形苜蓿(Medicago truncatula)根部的几丁质酶基因保守序列(GenBank登录号:AF167328)设计引物,通过RT-PCR直接扩增的方法得到了紫花苜蓿(Medicago Sativa L.)根部几丁质酶基因保守序列.根据得到的保守序列设计3'端和5'端特异引物,分别从3'端和5'端扩增延长该片段,最后通过序列拼接获得紫花苜蓿根部一种几丁质酶基因的全长cDNA序列,命名为MsChiⅣ(GenBank登录号:FJ487629).MsChiⅣ基因全长为1 025 bp,开放性阅读框全长为849 bp,编码282个氨基酸,分子量为30.5 kD,预测等电点为4.66,其结构包括信号肽、几丁质结合区、糖苷水解酶区,为Ⅳ类几丁质酶,属于几丁质酶第19家族,在氨基酸水平上与截形苜蓿几丁质酶蛋白同源性最高,达到98%.蛋白结构分析表明该基因编码蛋白为非跨膜蛋白,存在于细胞质中. 相似文献
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为了弄清稻瘟病菌数据库中可能的几丁质结合蛋白的分布及其结构特点,从而为进一步进行编码基因的功能研究打下良好基础。通过生物信息学技术对稻瘟病菌基因组中假定的几丁质结合蛋白的结构域、亚细胞定位及EST等进行分析,同时构建了系统发育树并预测了这些蛋白在不同发育时期和不同组织中的表达特点。结果共得到了23个可能的几丁质结合蛋白,它们在7条染色体上的分布并不均匀;绝大多数的几丁质结合蛋白都定位在胞外。稻瘟病菌几丁质结合蛋白在不同发育时期和不同组织中的表达也各不相同;不同真菌间的几丁质结合蛋白相互交错,它们之间的进化关系十分复杂。 相似文献