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1.
水稻与白叶枯病菌互作的基因表达谱分析与差异性表达基因的识别 总被引：11，自引：3，他引：11
【目的】从基因组水平上阐明水稻在与白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae，Xoo)感病互作条件下基因表达反应的特征。【方法】用cDNA-AFLP方法对Xoo接种处理不同时间的水稻细胞进行基因表达谱分析。【结果】在测定的大约4 000个水稻cDNA片段中，363个(9.1%)是差异性表达的，其中295个受Xoo诱导上调表达，68个被抑制下调表达。根据在不同互作时间点的表达特征，它们可分为7种表达类型。对31个差异片段的序列同源性进行分析，发现它们在己公布的水稻全基因组中完全相同的序列，但只有10个基因具有已知或推断的生物学功能，其余21个基因功能未知。用荧光实时定量PCR分析法证实了cDNA-AFLP基因表达结果。【结论】构建了水稻－Xoo感病组合在细胞水平上互作的基因表达谱，从基因组水平上识别了一批受Xoo诱导或抑制表达、与水稻感病反应相关的基因，这些新基因的发现为开展水稻感病功能基因组学的研究提供了材料。 相似文献
2.
受病原细菌诱导表达增强的水稻转录因子基因OsBTF3的分子鉴定 总被引：5，自引：2，他引：3
【目的】分子克隆和定性分析受水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo)诱导的水稻转录因子基因OsBTF3。【方法】用生物信息学和RT-PCR方法鉴定和分离OsBTF3基因全长cDNA序列;用原核表达和亚细胞定位方法分析产物表达及其定位;用RT-Q-PCR方法分析基因的组织表达特性和对Xoo侵染的的应答表达。【结果】从水稻品种日本晴cDNA中克隆了OsBTF3全长序列,它编码具有175个氨基酸的蛋白质,具有核定位信号和NAC保守结构域;OsBTF3与其它植物BTF3序列同源性可达79%～88%;在大肠杆菌中表达产生一个与预测分子量大小一致的27 kD蛋白质;OsBTF3::GFP融合蛋白主要在细胞核和细胞膜出现;OsBTF3基因在水稻不同发育期和组织中均有表达,但显著地受Xoo侵染的诱导而增强。【结论】成功分离了一个受Xoo诱导表达增强的水稻转录因子基因OsBTF3;OsBTF3主要定位于细胞核和细胞膜,可能在水稻感病性表达中起调控作用。 相似文献
3.
两种黄单胞病菌诱导水稻一氧化氮产生和防卫基因表达的比较研究 总被引：3，自引：1，他引：3
【目的】阐明在不同黄单胞病菌诱导的水稻过敏性细胞死亡(HCD)中的一氧化氮(NO)信号途径及其作用机制。【方法】比较分析了在水稻细胞－番茄斑点病菌(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria, Xcv)不亲和互作、水稻－白叶枯病菌(X. oryzae pv. oryzae, Xoo)亲和互作中NO的发生以及NO对水稻防卫基因诱导表达的影响。【结果】Xcv不仅诱导了NO的迸发、NOS活性及其NO合成相关基因(nos和nr)的表达，而且诱导了防卫基因(苯丙氨酸解氨酶基因pal、过氧化物酶基因pox和谷胱苷肽转硫酶基因gst)的表达；Xoo不诱导NO的迸发，抑制了NOS的活性、NO合成相关基因和防卫基因的表达；NO清除剂PTIO和Xoo显著地抑制了Xcv 对防卫基因表达的诱导作用。【结论】Xcv通过NO信号途径诱导了水稻防卫基因的表达和HCD；Xoo 通过NO抑制或解毒机制抑制了由NO介导的防卫基因的表达及其HCD的发生。 相似文献
4.
建立以lipA和purH为靶基因的RTQ-PCR方法对水稻白叶枯病菌侵染过程进行定量分析 总被引：1，自引：0，他引：1
【目的】建立水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae，Xoo）的分子定量法，测定Xoo侵染水稻植株后不同时间的种群量及其变化。【方法】选用以lipA和purH为靶基因序列的引物P4和P5，用SYBR Green I实时定量PCR（RTQ-PCR）分析在水稻接种植株内的病菌种群量。【结果】与细菌平板计数法相比，RTQ-PCR法定量结果基本相近或略高（≤10倍），变化趋势基本相似，用2对引物P4和P5进行RTQ-PCR定量无显著差异。接种3 d的植株内己有菌量积累，但不显症；从接种5 d开始，细菌明显增加，植株显症并逐渐加重；接种9～14 d菌量增加到峰值，并进入稳定平台期，植株显症严重。病菌种群量与植株显症间的关系可能与细菌群体感应机制有关。【结论】用RTQ-PCR分子定量法可以直接对水稻植株内的Xoo进行动态定量研究；提出了水稻病害分子定量“病菌靶基因拷贝数－DNA总量－种群量－植物病症”的研究模式。 相似文献
5.
【目的】 明确红橘（Citrus reticulata Blanco, cv. Hongjv）接种褐斑病致病菌——链格孢菌橘致病型（Alternaria alternata tangerine pathotype）后基因种类和表达量在转录水平的变化规律,确定红橘响应该致病型侵染的关键基因。【方法】 采用链格孢菌橘致病型接种红橘离体叶片,28 h后选取感病叶片和未接种叶片提取RNA,进行转录组高通量测序,然后利用生物信息学分析,以甜橙基因组为参考,以|log2 fold change|≥1,q-value≤0.01为阈值选取感病和健康红橘叶片转录组的差异表达基因,应用GO数据库对差异表达基因（differentially expressed gene,DEG）进行功能分类,KEGG分析代谢途径,MapMan软件分析生物胁迫信号通路相关基因的表达变化。采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。【结果】 红橘接种链格孢菌橘致病型28 h后产生大量与胁迫相关的差异表达基因,获得上调差异基因5 173个,下调差异基因6 555个。GO功能分类显示差异基因主要与蛋白结合、膜、氧化还原过程等相关。通过KEGG富集和MapMan软件分析发现,红橘在受链格孢菌橘致病型胁迫的过程中基础代谢被严重破坏。乙烯、水杨酸和生长素等寄主防御相关的植物激素信号转导途径多个基因表达出现差异,其中乙烯起主导作用,乙烯受体ETR 3个成员被不同程度激活,下游激酶和乙烯响应因子均上调,生长素大部分关键信号基因、绝大部分生长素响应因子ARF和水杨酸合成途径的基因均下调表达。同时,黄酮醇、花青素、萜类化合物和生物碱合成相关基因受该菌诱导显著变化,萜类合成中大部分基因下调,而黄酮类合成相关上调基因数量和表达趋势均强于表达下调基因,有抗虫和抑菌作用的硫代葡萄糖苷基因呈上调趋势。进一步研究发现,大量参与抗逆过程的转录因子如WRKY、bZIP、ERF、MYB、NAC被诱导激活,其中大部分WRKY和bZIP转录因子受该菌正向调控,超过50%的ERF家族基因表达上调;在转录因子调控下,PTI及ETI响应基因如受体激酶、R蛋白、NBS抗病蛋白等大量表达,多个PR家族抗菌蛋白基因上调表达,22个抗氧化保护酶系统POD成员基因受到活性氧信号激发大量表达。以上结果表明链格孢菌橘致病型侵染对寄主内部生理状态产生显著影响。选取了19个与植物抗病相关基因进行qRT-PCR分析,其基因表达趋势与测序数据一致。【结论】 获得了红橘响应链格孢菌橘致病型侵染的差异表达基因及显著上调表达基因,其主要富集于代谢过程、应激反应及转录调控等条目中,这些基因的相互协同调控是红橘对该致病型产生防御反应的重要机制。 相似文献
6.
《华南农业大学学报》2015,(5)
【目的】稻黄单胞杆菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)PXO99A菌株中PXO_03420基因被注释为编码具有多个LRR的Ⅲ型效应物基因hpaF,本研究旨在明确hpaF基因的功能,为完善XooⅢ型效应物的研究提供一定的理论基础.【方法】通过同源双交换构建hpaF基因的缺失突变体,并通过表型分析、致病性试验和遗传互补对该基因的功能进行研究.【结果和结论】本研究发现,hpaF基因突变后对水稻日本晴品种的致病力降低了51.81%,减弱了细菌在非寄主植物蓖麻上的过敏反应.而带有hpaF全基因片段的pLAFR3能够恢复hpaF突变体的致病表型,结果表明hpaF基因与水稻白叶枯病菌的致病性相关. 相似文献
7.
【目的】明确转hpa1Xoo棉花抗虫性及其作用机制。【方法】采用生测法和芯片技术分析了转hpa1Xoo棉T-34的抗虫性和harpinXoo表达对棉铃虫全基因组转录谱的影响。【结果】饲喂T-34棉叶的棉铃虫发育明显迟缓,棉铃虫死亡率为90.95%,而饲喂其出发品种（Z35）棉叶的棉铃虫死亡率为12.20%。利用和棉铃虫同属鳞翅目的家蚕的23K Oligo探针,以分别饲喂T-34和Z35叶片的棉铃虫RNA为模板,制作了棉铃虫Oligo表达谱芯片,获得了24 280个EST数据,从中检测到了2 927个基因。在T-34和Z35上饲喂的棉铃虫有872个差异表达基因,其中上调基因328个（ratio＞2.0）,下调基因544个(ratio＜0.5)。872个差异表达基因主要涉及13个生物功能、96个代谢通路。【结论】转hpa1Xoo棉花对棉铃虫的抗性涉及棉铃虫蛋白酶分解和合成、ATP合成等多个生物代谢途径的改变。 相似文献
8.
【目的】揭示SIT转运蛋白家族在焦枯病菌铁元素摄入机制,以及铁载体-铁转运蛋白在焦枯病菌侵染桉树过程中所扮演的角色。【方法】采用HMMER软件对焦枯病菌SIT转运蛋白进行鉴定,并用InterPro、TMHMM、TCDB数据库等的在线服务对焦枯病菌SIT转运蛋白的结构域、跨膜螺旋和功能进行预测,用MEGA7.0软件进行多菌种比较分析,最后采用qPCR对焦枯病菌侵染桉树48h时SIT基因的转录表达情况进行验证。【结果】桉树焦枯病菌共含有16个SIT转运蛋白,约占总编码蛋白的0.11%,主要分为铁-铁载体转运蛋白、铁载体-铁:H+同向转运蛋白和铁载体-铁转运蛋白;亚细胞定位预测结果显示,除预测CpSit13转运蛋白位于内质网上外,其余均在细胞膜上。桉树焦枯病菌SIT转运蛋白的序列长度为400～603aa,其结构域均为MFS结构域,跨膜螺旋为10～14个。基因表达谱分析显示,有10个SIT基因上调表达,有2个下调表达,有4个表达不显著。其中CpSit1、CpSit5、CpSit8、CpSit14和CpSit16相对分支中其他基因具有较高的转录量。qPCR验证结果与基因表达谱具有较高的一致性。【结论】CpSit1、CpSit5、CpSit8、CpSit14和CpSit16基因在焦枯病菌侵染桉树过程中具有较为重要的作用。 相似文献
9.
【目的】水稻黄单胞水稻致病变种（Xanthomonas oryzae pv. oryzae, 简称Xoo）侵染引起水稻白叶枯病,在侵染过程中Xoo可产生胞外多糖(EPS)、胞外酶、黏附因子、T3SS以及其产生的效应因子等毒性因子。细菌第二信使环鸟苷二磷酸（c-di-GMP）的水平在Xoo毒性调控中发挥了重要的作用,而PXO_02944是包含REC、GGDEF和EAL结构域的蛋白,是c-di-GMP信号蛋白家族的成员,研究旨在阐明水稻白叶枯病菌的环鸟苷二磷酸信号蛋白家族成员PXO_02944的基因结构和功能。【方法】根据PXO_02944基因序列信息,以PXO99A基因组DNA为模板,设计引物扩增PXO_02944基因全长,将其GGDEF结构域和EAL结构域分别与已经报道的保守的GGDEF结构域或EAL结构域蛋白进行氨基酸序列比对分析;分别扩增PXO_02944左右臂片段,将其与目的载体pK18mobsacB载体连接,得到质粒pK2944,将pK2944与pMD-GmR载体回收获得的GmR基因片段进行连接,获得重组质粒pK2944-GmR,用于构建基因突变体。将PXO_02944全长基因克隆到载体pHM1上,获得重组质粒pHM1-2944并转化到ΔPXO_02944中,即获得互补菌株ΔPXO_02944::C。对野生型菌株、突变体和互补菌株进行表型测定,分析PXO_02944 基因缺失突变对Xoo致病性和EPS产生、生物膜形成、胞外酶活性和鞭毛运动性的影响,并通过qRT-PCR方法测定EPS合成基因和毒性相关基因的表达。【结果】用特异性引物进行PCR扩增,成功地从野生型菌株PXO99A中克隆了PXO_02944;生物信息学分析发现,PXO_02944蛋白具有磷酸化信号接收的REC输入结构域和GGDEF、EAL输出结构域,但GGDEF和EAL结构域保守序列发生了突变。与野生型菌株PXO99A相比,虽然PXO_02944突变体胞外纤维素酶和木聚糖酶活性、鞭毛运动性都无明显变化, 但其对水稻的致病性、EPS产生和生物膜形成能力显著增强,T3SS调控基因hrpG和EPS合成基因gumG的转录水平也明显升高。【结论】应答调控因子PXO_02944负调控了水稻白叶枯病菌致病性、EPS产生和生物膜形成这些毒性因子的表达。 相似文献
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【目的】分析水稻接种稻瘟病菌（Magnaporthe grisea）48 h后亲和互作与非亲和互作反应的基因表达谱,探索水稻对不同稻瘟病菌抗性差异的分子机理。【方法】运用Affymetrix表达谱芯片分析差异表达mRNA;通过分子注释系统平台（MAS 3.0）对差异表达基因进行了基因注释及GO分析;应用实时定量PCR 对部分差异表达基因进行验证。【结果】在49 824个转录本中共检测到大约24 000个转录本,Fold change大于2.5的基因共1 028个,其中非亲和互作上调基因460个,下调基因568个。所验证的4个基因的荧光定量PCR结果与芯片结果基本一致。经GO分析差异基因对应蛋白的功能主要涉及信号转导、酶的调节、转录及分子转运等。【结论】水稻与稻瘟病菌非亲和与亲和互作的基因表达谱存在较大差异,基因芯片筛选到的差异表达基因通过GO注释明确了差异基因的分子功能及信号通路,有利于进一步了解植物抗病机制,并可能为稻瘟病防治措施提供新的途径。 相似文献
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【目的】了解病程相关(pathogenesis-related,PR)蛋白质在植物防卫体系中的表达模式进而探讨水稻抗病的分子机理。【方法】选取10个前期工作中鉴定的差异转录PR基因,利用免疫印迹(Western blotting,WB)技术检测它们在水稻正常生长和与白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae Xoo)互作过程中的表达丰度变化。【结果】发现随着水稻的生长,Os12g43380、Os12g36830、Os12g36860、Os12g36840、Os02g41670、Os05g35290和Os12g33610的表达逐步增加,一般在开花期达到最高,成熟期有所降低。在白叶枯病抗性基因Xa21介导的水稻-Xoo非亲和互作过程中,检测到Os01g51570、Os01g71680和Os12g36850的表达量上调,Os12g36830、Os12g36840、Os02g41670和Os05g35290的表达量下调,并且发现,在亲和互作和非亲和互作反应中PR蛋白质的变化模式相似。对PR基因上游启动子区进行分析,发现存在与抗病相关的顺式作用元件,其中,ARE、HSE、MBS、TC-rich repeats等元件在抗病相关的PR基因上游出现频率较高。【结论】鉴定了在水稻-Xoo互作过程中发生丰度变化的7个PR蛋白质。 相似文献
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YU Chao CHEN Hua-min TIAN Fang BI Yong-mei Rothstein J Steven Leach E Jan HE Chen-yang 《农业科学学报》2015,14(5):888-899
Bacterial blight of rice caused by Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo) is one of high nitrogen(N) responsive diseases.Rice plants became more disease resistant with decreasing N suggesting that the crosstalk between disease resistance and N utilization pathways might exist.However,the co-regulatory components in such crosstalk have not been elucidated.Here,we comparatively analyzed the gene expression profiling of rice under Xoo inoculation,low N treatment,or a combination of both stresses,and identified the differentially-expressed genes(DEGs) in overlapping responses.These DEGs were involved in different biological processes,including innate immunity and nitrogen metabolism.The randomly-selected DEGs expression was validated by quantitative real-time PCR assays.Temporal expression of six genes from different functional categories suggested that N condition was the dominant factor when both stresses were present.These DEGs identified provide novel insights into the coordinated regulatory mechanism in biotic and abiotic stress responses in rice. 相似文献
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水稻基因启动子OsBTF3p的克隆和启动活性分析 总被引：3，自引：1，他引：2
【目的】分子克隆水稻基因OsBTF3启动子片段,明确其对靶基因表达的启动作用,为抗病转基因水稻研究提供理论依据和启动子元件材料。【方法】对OsBTF3编码区上游1387 bp的启动子（OsBTF3p）序列进行了克隆和序列分析,构建了OsBTF3p∷GUS融合基因植物表达载体pCAM-OsBTF3p,利用农杆菌介导的水稻遗传转化,获得了39株OsBTF3p∷GUS转基因植株,对OsBTF3p进行了启动活性、组织特异性及病原菌诱导性分析。【结果】分子克隆了OsBTF3p片段,其序列与GenBank中的已知序列一致。在转基因水稻愈伤组织中能够检测到GUS活性,表明该启动子具有启动活性。在转基因水稻叶片维管束组织和根部组织能检测到GUS活性。水稻白叶枯病菌(Xoo)侵染后OsBTF3p驱动的GUS活性明显地上调表达。【结论】OsBTF3p具有驱动GUS基因表达的启动活性、组织表达特异性和病原菌诱导性。 相似文献
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水稻黄单胞菌avrBs3/PthA家族基因研究进展 总被引：3，自引：0，他引：3
水稻黄单胞菌白叶枯致病变种（Xanthomonas oryzae pv.oryzae，Xoo）和稻生致病变种（X.oryzae pv.oryzicola，Xooc）分别引起水稻白叶枯病（bacterial blight，BB）和水稻细菌性条斑病（bacterial leaf streak，BLS），对中国和世界水稻产量造成较大损失。基因组学揭示，Xoo和Xooc不同小种中存在15～30个数量不等的avrBs3/PthA（avr/pth）家族基因。新近研究结果表明，avr/pth基因既是毒性基因，又是寄主植物先天免疫的抑制因子，还是与抗病基因（R）匹配的无毒基因。Xooc中虽然存在avr/pth基因，但因存在能够抑制avr/pth无毒基因功能的抑制因子，故而未在水稻中发现抗BLS的R基因。除结构上的共有特征外，avr/pth基因间的差异主要表现在102 bp重复单元在每个avr/pth基因中的重复数多少上。avr/pth基因的进化可能由简单进化为复杂，这可能是Xoo和Xooc致病性变异的主要原因。 相似文献