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1.
细胞自噬(Autophagy)是一种真核生物中高度保守的胞内物质降解和循环再利用的生理过程,其调控细胞动态平衡、压力适应和细胞程序性死亡,与植物病原真菌生长发育、孢子形成、侵染等一系列过程密切相关。荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)侵染引起的荔枝霜疫病严重危害荔枝生产及采后贮藏。本研究利用模式物种中已知的自噬相关蛋白,采用同源比对的方法在荔枝霜疫霉基因组数据库中鉴定到19个同源蛋白,分属16种蛋白类型。分析基因结构和蛋白保守功能域,发现荔枝霜疫霉自噬相关基因均具有内含子,且数目差异明显;所鉴定候选蛋白都具有相应分组的保守功能域,而PlATG1a在C端具有2个额外的ATG11功能域,PlATG11则在其N端包含1个APG17功能域。进一步对具有核心功能且多成员的自噬相关蛋白ATG1、ATG6、ATG8和ATG18进行系统进化和序列模块分析发现,这些蛋白在不同物种之间十分保守,但是其同源蛋白间存在分化。通过转录组数据分析和qRT-PCR验证结果显示,荔枝霜疫霉中自噬相关基因在生长发育和侵染阶段均有表达,与菌丝阶段相比,PlATG1a、 PlATG2、PlATG3、PlATG6a、PlATG8、PlATG18a基因在游动孢子阶段特异上调表达,其中PlATG8最为显著;PlVPS34在孢子囊阶段特异诱导表达,PlATG1b、PlATG12、PlATG17在孢子囊与游动孢子阶段上调表达但是在侵染阶段下调表达;PlATG6b、PlATG9、PlATG10、PlATG13、PlATG14及PlVPS15基因在生长发育和侵染阶段均表现出不同程度的上调表达,PlATG7、PlATG11、PlATG18b 则在侵染阶段显著下调表达。结果表明,细胞自噬可能参与调控荔枝霜疫霉的生长发育及致病过程。 相似文献
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本研究根据大豆与疫霉互作的基因芯片数据,筛选了一个受疫霉诱导表达的大豆抗病相关基因(Gm DRRP,glycine max disease resistance response protein),并对其启动子响应疫霉侵染的功能进行了研究。序列分析表明该基因编码一个大豆抗病相关蛋白。分别用SA、Me JA、ABA、ETH和GA3五种激素处理后,发现该基因的表达受激素的抑制。克隆其转录起始位点上游1 590 bp的启动子区,生物信息学分析发现该区域包含多个已知与逆境响应相关的顺式元件。进一步将启动子构建在融合Gus报告基因的植物表达载体上,分别瞬时转化烟草和稳定转化大豆根毛,并检测了Gus报告基因的表达情况。结果表明,Gm DRRP启动子均能在两种体系中不同程度的受疫霉诱导,其表达模式为接种后0.5 h被快速诱导,并在2 h时显著提高。根据生物信息学对顺式元件的预测结果,对启动子进行了分段分析,获得了一个222 bp的小片段,其疫霉诱导表达能力是全长启动子的34%。以上结果表明大豆的Gm DRRP启动子能被疫霉快速诱导。 相似文献
3.
CRN (crinkling and necrosis-inducing protein)蛋白是一类卵菌特有的效应分子,然而目前对其功能和分子机制知之甚少。为分析CRN效应分子在辣椒疫霉(Phytophthora capsici)与植物互作中的作用,本研究利用前期转录组测序结果,对辣椒疫霉基因组数据库进行序列比对分析,获得了7个CRN编码基因的全长序列;采用RT-PCR方法分析其在辣椒疫霉生长发育阶段(菌丝、游动孢子囊、游动孢子、萌发的休止孢)和侵染寄主阶段(本氏烟(Nicotiana benthamiana)灌根1.5、3、6、12、24、36和72 h后)的转录水平,发现3个基因在辣椒疫霉生长发育阶段和侵染阶段上调表达;将这3个基因克隆测序,发现其编码蛋白均含有保守的LFLAK和HVLVVVP基序;在本氏烟上的基因瞬时表达结果表明,Pc559084和Pc570403能够抑制由致病疫霉elicitin蛋白INF1或老鼠促凋亡蛋白BAX诱发的植物程序性细胞死亡,并且Pc559084能够促进辣椒疫霉侵染植物。这些研究结果为理解CRN效应分子在辣椒疫霉致病过程中的作用提供了重要的实验数据。 相似文献
4.
稻曲病菌SIX效应蛋白参与调控植物免疫 总被引：1，自引：1，他引：0
为明确稻曲病菌Ustilaginoidea virens的SIX(secreted in xylem)效应蛋白功能,利用生物信息学软件预测6个SIX1蛋白和1个SIX2蛋白的分泌特性,并通过酵母分泌系统对其分泌特性进行验证,在烟草上通过根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的瞬时表达系统检测SIX蛋白对小鼠促凋亡蛋白BAX、致病疫霉Phytophthora infestans激发子INF1、大豆疫霉Phytophthora sojae病原相关分子模式糖基水解酶XEG1引起烟草细胞坏死的作用,在烟草上表达SIX蛋白后接种辣椒疫霉Phytophthora capsici并观察其对辣椒疫霉侵染的作用。结果显示:所检测的SIX蛋白中有5个含有预测的信号肽,2个被预测为非经典分泌蛋白,但经酵母分泌系统验证均具有分泌功能;大部分SIX蛋白能够抑制BAX、INF1、XEG1引起的烟草细胞坏死,但抑制坏死的情况并不完全一致;大部分含信号肽的SIX蛋白能够促进辣椒疫霉侵染,UV8b＿3638去信号肽突变体也能够促进辣椒疫霉侵染。表明大多数SIX蛋白参与调控植物免疫,且能促进病原... 相似文献
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荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)隶属于茸鞭生物界卵菌门疫霉属,由其引起的荔枝霜疫病是目前荔枝生产上一种最重要的病害,严重影响荔枝产量和鲜果品质。双组分信号途径在微生物中参与多种生命活动,但是在卵菌中尚未有相关研究。本研究通过生物信息学分析在荔枝霜疫霉中鉴定到2个杂合型组氨酸激酶(PlHK1、PlHK2)和1个响应调控蛋白(PlRR1)。其在卵菌中是保守存在的,并且与真菌在进化上相对独立。功能域分析表明,PlHK1和PlHK2的C端额外的融合了1个磷酸转移功能域(Hpt),这与真菌和植物的存在显著差异。转录分析表明3个基因在荔枝霜疫霉侵染阶段上调表达,并且响应渗透胁迫和氧化胁迫。以上结果揭示了双组分信号系统可能在疫霉致病过程中发挥重要作用。 相似文献
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荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)隶属于茸鞭生物界卵菌门疫霉属,由其引起的荔枝霜疫病是目前荔枝生产上一种最重要的病害,严重影响荔枝产量和鲜果品质。双组分信号途径在微生物中参与多种生命活动,但是在卵菌中尚未有相关研究。本研究通过生物信息学分析在荔枝霜疫霉中鉴定到2个杂合型组氨酸激酶(PlHK1、PlHK2)和1个响应调控蛋白(PlRR1)。其在卵菌中是保守存在的,并且与真菌在进化上相对独立。功能域分析表明,PlHK1和PlHK2的C端额外的融合了1个磷酸转移功能域(Hpt),这与真菌和植物的存在显著差异。转录分析表明3个基因在荔枝霜疫霉侵染阶段上调表达,并且响应渗透胁迫和氧化胁迫。以上结果揭示了双组分信号系统可能在疫霉致病过程中发挥重要作用。 相似文献
7.
Argonaute蛋白广泛存在于真核生物与原核生物中,可在非编码小RNA或DNA的引导下,对完全匹配或部分匹配的靶标进行切割、翻译抑制或染色体修饰。本研究利用生物信息学对127种卵菌与真菌的基因组进行分析,旨在了解各个物种中AGO家族基因的数量、蛋白结构域、进化关系及转录模式等。结果发现,大部分卵菌与真菌的基因组中(51%)含有2个AGO基因,而疫霉菌和壶菌等平均含有4个以上。卵菌与真菌的AGO基因在进化上相互独立,多拷贝AGO基因可能是通过基因复制形成;大部分AGO基因具有6个可预测的功能域(即:N端、Linker 1、PAZ、Linker 2、MID和PIWI),并且在PAZ和PIWI功能域上,与核酸5'和3'端结合及与催化活性相关的氨基酸位点整体相对保守,仅个别位点存在一定的差异。侵染大豆过程中,大豆疫霉和终极腐霉的两对同源AGO基因具有保守的表达模式,且基因表达水平相对较高,可能具有相似的生物学功能。上述结果将为深入解析AGO介导的RNA干扰机制及生物学功能奠定基础。 相似文献
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Argonaute蛋白广泛存在于真核生物与原核生物中,可在非编码小RNA或DNA的引导下,对完全匹配或部分匹配的靶标进行切割、翻译抑制或染色体修饰。本研究利用生物信息学对127种卵菌与真菌的基因组进行分析,旨在了解各个物种中AGO家族基因的数量、蛋白结构域、进化关系及转录模式等。结果发现,大部分卵菌与真菌的基因组中(51%)含有2个AGO基因,而疫霉菌和壶菌等平均含有4个以上。卵菌与真菌的AGO基因在进化上相互独立,多拷贝AGO基因可能是通过基因复制形成;大部分AGO基因具有6个可预测的功能域(即:N端、Linker 1、PAZ、Linker 2、MID和PIWI),并且在PAZ和PIWI功能域上,与核酸5'和3'端结合及与催化活性相关的氨基酸位点整体相对保守,仅个别位点存在一定的差异。侵染大豆过程中,大豆疫霉和终极腐霉的两对同源AGO基因具有保守的表达模式,且基因表达水平相对较高,可能具有相似的生物学功能。上述结果将为深入解析AGO介导的RNA干扰机制及生物学功能奠定基础。 相似文献
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为有效防治由不同类型卵菌引起的植物病害,该研究对数据库中的霜霉、疫霉和腐霉3类不同卵菌的全基因组数据进行序列特征分析、同源性分析和共线性分析以及同源差异基因富集通路分析。结果显示,霜霉、疫霉和腐霉来自独立的谱系,且疫霉与霜霉的亲缘关系较近;疫霉的致病相关基因数量最多,主要有RxLR、CRN、NPP、NF和PcF基因家族,霜霉的致病相关基因数量次之,腐霉的致病相关基因数量最少;3类卵菌共确定了13 392个同源基因,其中3类卵菌均共有的同源基因为3 786个,不同菌种的同源基因数量差异较大,整体表现为疫霉>霜霉>腐霉;同源差异基因富集程度最高的前20个通路主要是基础代谢的通路和中间代谢通路,其中抗坏血酸和藻酸盐代谢、ABC转运蛋白和果糖和甘露糖代谢相对富集程度较高,基因数目也较多。 相似文献
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CRN(Crinkler)是一类疫霉菌胞内效应因子,绝大多数CRN的功能和作用机制尚不明确。本研究利用农杆菌介导的瞬时表达技术,发现大豆疫霉效应因子PsC RN77可以在本氏烟中抑制激发子诱导的细胞死亡。接种分析表明在本氏烟中表达该效应因子基因可以促进寄生疫霉的侵染。定量RT-PCR结果显示在本氏烟中表达PsCRN77可以负调控水杨酸信号途径标记基因PRb-1b的表达,正调控茉莉酸信号途径标记基因LOX的表达。进一步通过DAB染色表明,与表达GFP对照相比,表达PsCRN77可以降低疫霉菌侵染后本氏烟中的活性氧积累。以上结果表明PsCRN77是一个毒性效应因子,可以通过影响激素抗性信号途径和活性氧积累干扰植物的防卫反应,促进病原菌的侵染。该研究为认识疫霉菌的致病机制提供了线索。 相似文献
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为明确橡胶树白粉菌Erysiphe quercicola参与致病过程相关基因的表达情况，基于RNA-Seq测序技术对橡胶树白粉菌侵染过程进行转录调控研究，通过对病原菌孢子（0 h）及3个侵染时期（接种1、3和30 d）的转录组进行比较，筛选差异表达基因并对其进行功能注释分析，同时对不同侵染阶段的基因表达趋势进行聚类分析。结果表明，相比于病原菌孢子，3个侵染时期（接种后1、3和30 d）分别有198、458和27个差异表达基因。基因功能富集分析发现氧化还原酶相关基因在侵染1 d阶段显著富集，可能参与病原菌侵染前期对活性氧的防御。基因表达趋势聚类分析显示不同侵染阶段的基因共分为51种表达类型，其中编码候选效应蛋白基因集中分布在侵染1 d后上调表达的6个类型当中。表明橡胶树白粉菌侵染过程相关基因具有明显的功能倾向性和表达趋势特征。 相似文献
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Takayuki Matsuura Hirosuke Shinohara Yasuhiro Inoue Koji Azegami Seiya Tsushima Takanori Tsukamoto Akifumi Mizuno 《Journal of General Plant Pathology》2007,73(1):53-58
The phylogenetic relationships among Erwinia amylovora biovar 4 (the pathogen of bacterial shoot blight of pear in Japan), other biovars of E. amylovora, and Erwinia pyrifoliae were investigated using the sequences of 16S rRNA, gyrB, and rpoD genes. The tested isolates formed two distinct monophyletic groups in the phylogenetic trees constructed based on the gyrB gene, rpoD gene, or a combination of the three genes: group 1 contained E. amylovora biovars 1, 2, and 3; group 2 contained E. amylovora bv. 4 and E. pyrifoliae. This phylogenetic analysis showed that E. amylovora bv. 4 was more closely related to E. pyrifoliae than to other biovars of E. amylovora.
The nucleotide sequence data reported are available in the DDBJ/EMBL/GenBank databases under the accession numbers AB242876
to AB242925. 相似文献
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为明确三七Panax notoginseng NAC转录因子基因家族的分布、功能和结构,通过生物信息学分析法进行鉴定,对其理化特性、染色体位置和进化特征进行分析,并根据RNA-seq数据分析其家族成员的时空表达模式和受黑斑病菌Alternaria panax诱导后的表达情况。结果显示,三七中共有98个NAC基因家族成员,其编码蛋白质长度介于104～882个氨基酸之间,分子量在11.78～100.20 kD之间,等电点在4.12～9.75之间。这98个NAC基因家族不均匀地分布在三七的12条染色体上,其中1号染色体分布最多（16个）,而11号染色体上分布最少（1个）。三七NAC基因启动子区域存在与光响应、生长素响应、赤霉素响应及茉莉酸甲酯响应等相关的多种顺式作用元件。NAC基因在三七不同组织及根部不同发育时期均有表达,在受到黑斑病菌侵染的叶片中NAC部分基因家族成员显著上调表达。表明NAC基因家族在三七的生长发育和响应黑斑病菌侵染过程中具有重要作用。 相似文献
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D-S. Park S. Landini M. Y. Graham T. L. Graham 《Physiological and Molecular Plant Pathology》2002,60(6):293
Soybean phenylpropanoid defence responses to the wall glucan elicitor (WGE) fromPhytophthora sojae include the accumulation of phenolic polymers and glyceollin in cells immediately proximal to the point of treatment and the accumulation of conjugates of the isoflavones, daidzein and genistein, in distal cells. Since daidzein is a glyceollin precursor and genistein is both toxic to P. sojae and implicated in local potentiation of competency for the glyceollin response, it has been hypothesized that the distal cell response might raise the defence potential of cells distant from the infection court. In this paper, it is demonstrated that the WGE is indeed highly effective in protecting cells distal to the point of treatment from infection by P. sojae. Mycolaminaran, jasmonic acid (JA), methyl jasmonate and the ethylene precursor, 1-amino-cyclopropane carboxylic acid (ACC), are also effective, while salicylic acid (SA) is not. Methyl jasmonate, WGE and mycolaminaran are most effective, resulting in nearly complete protection against the pathogen even in the universally susceptible line, Williams. Dose response data revealed two distinct types of protection shared by all treatments. The first contains the pathogen to the point of inoculation, while the second is lesion limiting. Lesion limiting protection correlates very well with pre-infectional levels of genistein conjugates and accumulation of a specific peroxidase isozyme, P 2-4, and with post-infectional accumulation of glyceollin, suggesting that this type of protection may be the result of a distal potentiation of glyceollin elicitation competency. The mechanism underlying local containment protection is unknown, but it does not correlate well with any of the established phenylpropanoid responses. 相似文献
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The soybean cyst nematode (SCN) Heterodera glycines and the oomycete Phytophthora sojae are among the most damaging pathogens of soybean worldwide. Resistant cultivars are commonly used to manage these diseases. As it is known that the presence of SCN can facilitate the development of other pathogens, it is important to verify if there is a synergistic activity between SCN and P. sojae. The purpose of this study was to evaluate a possible interaction on susceptible and resistant soybean lines. The plants were inoculated with one or both organisms at different stages (5 or 10 days old). Two levels of SCN inoculum (2,000 and 10,000 eggs/plant) and different timing between SCN and P. sojae inoculation (2, 5, or 8 days) were compared. The results on 5-day-old plants showed that SCN did not influence P. sojae development. The resistant cultivar to P. sojae remained effective (0% mortality) and susceptible cultivars exhibited high mortality (100%) in the presence or absence of SCN. Experiments on 10-day-old plants showed that SCN resistance was not affected by the presence of P. sojae. SCN inoculum density and timing of P. sojae infection did not affect the virulence of these pathogens and the efficacy of resistance genes. However, the number of SCN cysts was decreased by more than 50% (p < .001) when P. sojae was coinfesting the susceptible cultivar. This suggests that P. sojae might indirectly influence SCN development by reducing the root mass. This study confirmed that resistant cultivars remain a valid option for the management of P. sojae and SCN. 相似文献
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Joselito E. Villa Kenichi Tsuchiya Mitsuo Horita Marina Natural Nenita Opina Mitsuro Hyakumachi 《Journal of General Plant Pathology》2005,71(1):39-46
The 16S rDNA, endoglucanase, and hrpB genes were partially sequenced for Asian strains of Ralstonia solanacearum spp. complex, including 31 strains of R. solanacearum and two strains each of the blood disease bacterium (BDB) and Pseudomonas syzygii. Additional sequences homologous to these DNA regions, deposited at DDBJ/EMBL/GenBank databases were included in the analysis. Various levels of polymorphisms were observed in each of these DNA regions. The highest polymorphism (approximately 25%) was found in the endoglucanase gene sequence. The hrpB sequence had about 22% poly-morphism. The phylogenetic analysis consistently divided the strains into four clusters, as distinctly shown on the phylogenetic trees of 16S rDNA, hrpB gene, and endo-glucanase gene sequences. Cluster 1 contained all strains from Asia, which belong to biovars 3, 4, 5, and N2. Cluster 2 comprised the Asian strains of R. solanacearum (as biovars N2 and 1) isolated from potato and clove, as well as BDB and P. syzygii. Cluster 3 contained race 3 biovar 2 strains from potato, race 2 biovar 1 strains from banana, and race 1 biovar 1 strains isolated from America, Asia, and other parts of the world. Cluster 4 was exclusively composed of African strains. The results of the study showed the distribution and diversity of the Asian strains, which are present in three of the four clusters. The similarity of Asian strains to those in the other regions was also observed.The nucleotide sequence data reported are available in the DDBJ/EMBL/GenBank databases under accession numbers AY464950 to AY465050 相似文献
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为明确植物病原真菌禾谷镰刀菌Fusarium graminearum全生活史的转录组特征和基因表达模式,采用生物信息学技术对其生活史不同阶段15个时期或组织的链特异性RNA-seq数据进行分析。结果表明,共有8 106个基因在所有时期均有表达,为禾谷镰刀菌生活史核心基因,占总基因数的47.2%;有性生殖和侵染过程中表达的基因数相对较多,其中有性生殖后期表达的基因数最多,达15 221个;无性产孢和侵染小麦穗过程中基因表达水平整体较高,而分生孢子中基因表达水平最低。在燕麦培养基上禾谷镰刀菌气生菌丝的基因表达模式与侵染过程中的基因表达模式较为相似,而与营养生长菌丝的基因表达模式差异较大。该菌次生代谢物合成特征酶基因和分泌蛋白基因的表达模式均分成3类,即分别在侵染、营养生长和有性生殖过程上调表达,暗示其在生活史不同阶段的特异性功能。 相似文献