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枯草芽孢杆菌JY214和化学杀菌剂对小麦根腐病的协同防治作用
1
作者 卞寅博 赵净怡 +3 位作者 韩胜芳 侯春燕 乔妹 王冬梅 《河北农业大学学报》 北大核心 2025年第1期73-80,共8页
为了减少化学杀菌剂的使用,本研究探讨了通过生物-化学协同防治方法防治小麦根腐病的效果。采用平板对峙法发现枯草芽孢杆菌JY214对假禾谷镰刀菌具有较好的拮抗作用,抑菌率为52.50%。同时测定了5种化学杀菌剂对假禾谷镰刀菌的抑制效果,... 为了减少化学杀菌剂的使用,本研究探讨了通过生物-化学协同防治方法防治小麦根腐病的效果。采用平板对峙法发现枯草芽孢杆菌JY214对假禾谷镰刀菌具有较好的拮抗作用,抑菌率为52.50%。同时测定了5种化学杀菌剂对假禾谷镰刀菌的抑制效果,发现酷拉斯的EC50为0.3309μg/mL,抑菌效果较好,而且与JY214的相容性最高。在此基础上,通过盆栽试验发现利用JY214芽孢制剂及使用浓度为0.176μg/mL的酷拉斯混合拌种,对小麦根腐病的防治效果明显强于单独使用JY214芽孢制剂和单独使用1.35μg/mL酷拉斯的处理,二者联合使用对小麦的根长、株高、茎粗还具有一定促生长作用。利用高效液相色谱法从枯草芽孢杆菌JY214中分离了两种具有抑制假禾谷镰刀菌活性的抗菌脂肽,经过ESI-MS鉴定为芬芥素。综合上述结果表明,使用枯草芽孢杆菌JY214和酷拉斯混合拌种防治小麦根腐病,达到了减药增效、绿色防控的目的。 展开更多
关键词 小麦根腐病 枯草芽孢杆菌 化学杀菌剂 协同防治
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植物iPGAM的研究进展 被引量：1
2
作者 谢鑫 刘娜 魏凤菊 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2015年第9期1-7,共7页
辅因子非依赖型磷酸甘油酸变位酶(Cofactor-independent phosphoglycerate mutase,iPGAM)是在真菌和高等植物中发现的金属酶,是糖酵解和糖异生过程中的一个关键酶。随着原核生物、无脊椎动物等物种中iPGAM基因被克隆、蛋白晶体结构的解... 辅因子非依赖型磷酸甘油酸变位酶(Cofactor-independent phosphoglycerate mutase,iPGAM)是在真菌和高等植物中发现的金属酶,是糖酵解和糖异生过程中的一个关键酶。随着原核生物、无脊椎动物等物种中iPGAM基因被克隆、蛋白晶体结构的解析及其生物学功能的陆续报道,近些年,植物iPGAM的功能开始受到关注。阐述了植物iPGAM蛋白的结构特点及作用机制,着重对已报道的拟南芥、水稻和玉米中iPGAMs的系统进化关系以及生物学功能进行了概述。 展开更多
关键词 植物 辅因子非依赖型 磷酸甘油酸变位酶
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灰葡萄孢HMG家族基因的全基因组鉴定与表达规律分析
3
作者 张天雨 李白 +4 位作者 藏金萍 曹宏哲 董金皋 邢继红 张康 《中国农业科学》 北大核心 2025年第4期704-718,共15页
【目的】高迁移率族蛋白(high mobility group protein,HMG)是广泛存在于真核生物中的一种重要蛋白质,在调控真菌的生长发育及对胁迫的响应过程中发挥关键作用。本研究旨在通过对灰葡萄孢(Botrytis cinerea)中HMG家族成员的全基因组鉴定... 【目的】高迁移率族蛋白(high mobility group protein,HMG)是广泛存在于真核生物中的一种重要蛋白质,在调控真菌的生长发育及对胁迫的响应过程中发挥关键作用。本研究旨在通过对灰葡萄孢(Botrytis cinerea)中HMG家族成员的全基因组鉴定,分析其在病菌生长发育、侵染及对胁迫的响应等过程中的表达特征,为深入探讨该家族基因在灰葡萄孢生长发育及致病机理中的功能提供理论依据。【方法】利用Pfam和HMMER工具的Hmmer search功能,在灰葡萄孢的蛋白数据库中筛选HMG家族蛋白基因,并使用在线SMART软件进行验证,以最终确定灰葡萄孢HMG家族成员。通过使用ProtParam、TBtools、MEME、MEGA、MCScanX等工具,对灰葡萄孢HMG基因家族成员的理化性质、染色体定位、基因结构、系统进化关系及基因间的共线性进行分析。同时,基于灰葡萄孢在分生孢子发育及侵染过程中的转录组数据,利用TBtools软件分析HMG家族基因在这两个过程中的表达规律。此外,通过实时定量PCR(qPCR)技术,观察灰葡萄孢HMG家族基因在NaCl、KCl、H202等胁迫下的表达变化规律。【结果】在灰葡萄孢基因组中鉴定出9个HMG家族成员,这些成员的编码氨基酸数量在101—1 076个,其分子量在11.48—120.64 kDa。这些HMG家族成员可进一步分为HMGA和HMGB亚家族,并均具有保守的HMG结构域。同时,它们在6条染色体上分布,与禾谷镰孢(Fusarium graminearum)和尖镰孢(Fusarium oxysporum)之间显示出基因共线性。通过表达规律分析发现,HMG家族基因在灰葡萄孢分生孢子发育和侵染过程中表达量呈现明显变化。其中,Bcin01g08840、Bcin07g04610、Bcin11g04340和Bcin11g03320在灰葡萄孢分生孢子发育阶段表现出持续高表达水平,而Bcin07g04610、Bcin11g04340、Bcin11g05790和Bcin01g08840在灰葡萄孢侵染时表现出明显的表达下调。qPCR分析发现,该家族基因在NaCl和KCl胁迫处理后也呈现明显的下调趋势。【结论】灰葡萄孢中包含9个HMG家族成员,该家族成员可被划分为HMGA和HMGB亚家族,分布在6条染色体上,在病菌的分生孢子发育、侵染及胁迫响应过程中具有不同的表达模式,推测该家族基因在灰葡萄孢生长发育、致病性及胁迫响应中发挥重要作用。 展开更多
关键词 灰葡萄孢 HMG家族基因 全基因组 基因表达 生物信息学 胁迫
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小麦F-box/Kelch类基因TaFKOR23的抗逆相关表达模式及分子互作蛋白鉴定 被引量：6
4
作者 魏春茹 孟钰玉 +5 位作者 范润侨 赵梦伊 于秀梅 赵伟全 康振生 刘大群 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期695-705,共11页
为了解F-box成员在小麦中响应生物和非生物逆境的表达情况及作用机制,本研究自小麦抗叶锈病近等基因系TcLr15中克隆了F-box基因TaFKOR23,该基因编码一个由421个氨基酸残基组成的蛋白,N端具有F-box结构域,中间带有2个明显的Kelch结构域,... 为了解F-box成员在小麦中响应生物和非生物逆境的表达情况及作用机制,本研究自小麦抗叶锈病近等基因系TcLr15中克隆了F-box基因TaFKOR23,该基因编码一个由421个氨基酸残基组成的蛋白,N端具有F-box结构域,中间带有2个明显的Kelch结构域,属于F-box/Kelch类型基因。系统进化分析表明,TaFKOR23与粗山羊草(Aegilops tauschii Coss.)和二穗短柄草(Brachypodium distachyon(L.)P.Beauv.)中的F-box/Kelch-repeat protein OR23同源性均较高。利用qRTPCR对接种亲和及非亲和叶锈菌、激素处理、非生物逆境胁迫后TcLr15植株中该基因的表达模式进行分析。研究结果表明,TaFKOR23基因表达受叶锈菌侵染而略升高,但在亲和与非亲和组合间的表达量无明显差异;受脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)和茉莉酸甲酯(MeJA)3种激素处理后,该基因均呈先升高后降低的表达趋势,且表达量于处理后12 h达到最高,MeJA对该基因的诱导表达程度略高于SA和ABA;盐胁迫处理后,除了12 h外,TaFKOR23整体呈现上升的表达趋势,最高表达峰出现在处理后48 h;TaFKOR23受聚乙二醇(PEG)处理的影响较小;该基因在旗叶中的表达量远高于其他部位。利用酵母双杂交文库筛选并验证与该基因编码蛋白互作的上游靶蛋白。经文库筛选得到11类可能与TaFKOR23互作的靶蛋白,进一步回转验证及β-半乳糖苷酶检测结果表明TaFKOR23与小麦S-期激酶相关蛋白(TaSkp1)、SEC1家族运输蛋白SLY1(TaSLY1)和几丁质酶2(TaChitinase 2)均存在相互作用。研究结果为深入解析小麦中Kelch类F-box基因的功能及代谢网络奠定了基础,并拓宽了对植物中Kelch类F-box基因的功能认识。 展开更多
关键词 小麦 F-box/Kelch TaFKOR23 表达模式 蛋白互作
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化学蛋白质组学在天然产物分子靶标鉴定中的应用 被引量：1
5
作者 周璐祺 崔婷茹 +3 位作者 郝楠 赵雨薇 赵斌 刘颖超 《生物技术通报》 CAS CSCD 北大核心 2023年第9期12-26,共15页
绿色新农药的开发和利用有利于农业的可持续发展,基于天然产物进行活性先导发现及作用机制研究是重要的新农药创制策略,然而其作用靶标和作用机制难以确定,阻碍了其在新农药中的应用。因此发现化合物新靶点对于新农药创制来说是一项既... 绿色新农药的开发和利用有利于农业的可持续发展,基于天然产物进行活性先导发现及作用机制研究是重要的新农药创制策略,然而其作用靶标和作用机制难以确定,阻碍了其在新农药中的应用。因此发现化合物新靶点对于新农药创制来说是一项既重要又艰巨的任务。化学蛋白质组学作为后基因组时代的新技术,目前已经成为研究药物靶点的重要手段之一。本文对基于化学蛋白组学的化合物作用分子靶点发现方法和典型案例进行探析,介绍这些技术的主要原理、应用以及各自的优点和局限性,旨在阐述基于化学蛋白质组学发现药物作用靶标的最新方法,并为天然产物靶点及新农药创制研究提供参考。 展开更多
关键词 化学蛋白组学 药物靶点鉴定 化学标记法 非化学标记法 天然产物
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植物中谷氧还蛋白研究进展 被引量：1
6
作者 张硕 王硕 +1 位作者 韩胜芳 王冬梅 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2021年第S01期202-209,共8页
谷氧还蛋白(GRX)是一种小分子热稳定的蛋白质,广泛存在于动物、植物和微生物中。其中在动物和人体内研究较多,在植物中研究相对较少,在不同植物中谷氧还蛋白基因的数量和种类也不尽相同。谷氧还蛋白通常含有一个保守的CXXC/S活性位点,... 谷氧还蛋白(GRX)是一种小分子热稳定的蛋白质,广泛存在于动物、植物和微生物中。其中在动物和人体内研究较多,在植物中研究相对较少,在不同植物中谷氧还蛋白基因的数量和种类也不尽相同。谷氧还蛋白通常含有一个保守的CXXC/S活性位点,根据其活性位点的氨基酸序列可将其分为3类:CPYC型、CGFS型和CC型。其中,前2种为真核生物所共有,而CC类型为陆生植物所特有,且数量最多。谷氧还蛋白发挥作用时有单巯基和双巯基机制,可以在谷胱甘肽分子的帮助下还原二硫键或蛋白质谷胱甘肽加合物。谷氧还蛋白、谷胱甘肽、NADPH和谷胱甘肽还原酶共同组成了谷氧还蛋白系统。谷氧还蛋白在植物中与硫氧还蛋白系统、抗坏血酸谷胱甘肽循环系统等共同参与细胞的氧化还原状态的维持以及各类细胞进程的调节,并且在植物细胞抵抗生物以及非生物的氧化胁迫中起着十分重要的作用。另外,谷氧还蛋白还在植物生长发育、氮代谢、铁硫簇形成等方面具有重要作用。本研究就植物中谷氧还蛋白的命名、分类、作用机制以及在植物体内发挥的功能进行汇总,以期对其有更深入的了解。 展开更多
关键词 植物 谷氧还蛋白 作用机制 功能 生物胁迫
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玉米ACO基因家族生物信息学及表达模式分析
7
作者 王程泽 张燕 +4 位作者 付伟 贾京哲 董金皋 申珅 郝志敏 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第7期1308-1318,共11页
【目的】对玉米1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶ACO基因家族进行全基因组鉴定,分析其在玉米不同器官和不同发育时期以及响应外源激素和病菌侵染中的表达模式,为明确玉米ACO基因家族功能打下基础。【方法】利用生物信息学方法,在玉米B73自交... 【目的】对玉米1-氨基环丙烷-1-羧酸氧化酶ACO基因家族进行全基因组鉴定,分析其在玉米不同器官和不同发育时期以及响应外源激素和病菌侵染中的表达模式,为明确玉米ACO基因家族功能打下基础。【方法】利用生物信息学方法,在玉米B73自交系基因组中鉴定ACO,对其基因结构、蛋白质理化性质、家族成员间的亲缘关系以及保守基序进行分析,利用实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,qRT-PCR)技术分析ZmACO基因家族的表达模式。【结果】除ZmACO11外,ZmACO家族成员均具有Fe2+离子结合位点和底物抗坏血酸结合位点。系统发育分析显示,ZmACO_(2)与ScACO在同一分支,亲缘关系较近,Bootstrap值达98。基因表达分析表明,ZmACO_(2)、5、9、15、20、35在各发育时期均活跃表达,且在叶片中呈优势表达,因此选择上述6个基因进行下一步检测。喷施乙烯利后,上述6个基因的表达均有所波动,其中ZmACO_(2)的表达量受影响较大,变化幅度在8倍左右。在乙烯利处理的0—24 h内这6个基因的表达量存在波动,但在处理后24 h,6个基因的表达量均接近0。水杨酸处理后,ZmACO5的表达量受影响较大,变化倍数在2倍左右。其他基因的表达量在处理后24 h均接近0。ZmACO9、35在3—12 h的表达量存在波动,ZmACO_(2)、15、20表达量呈下调趋势。在响应生物胁迫方面,接种玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)后,ZmACO5、9的表达量变化幅度最大,在接种后第10天,这两个基因的表达量分别升至对照组的50和60倍。接种玉米小斑病菌(Cochlibolus heterostrophus)后,ZmACO5的表达量变化幅度较大,变化倍数在40—90倍。接种立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)后,ZmACO5、35表达量变化幅度最大,在病菌接种的第3天达到200倍。【结论】ZmACO_(2)、5、20、35在玉米生长发育过程中表达变化最活跃;施加外源乙烯利和水杨酸可以对ZmACO的表达水平造成显著影响。病菌侵染玉米后ZmACO的表达水平产生显著变化,与生物胁迫应答关系密切。 展开更多
关键词 玉米ACO基因家族 实时荧光定量PCR 基因表达 乙烯利 水杨酸 玉米大斑病菌 玉米小斑病菌 立枯丝核菌
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玉米ZmBT2b基因在抵抗禾谷镰孢侵染中的功能研究
8
作者 周帆 杨喆 +6 位作者 崔婷茹 刘鹏飞 王永桂 曹宏哲 张康 邢继红 董金皋 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第1期19-28,共10页
为探究玉米BTB-TAZ蛋白ZmBT2b在玉米抵抗病原菌侵染过程中的功能,本研究利用生物信息学技术对ZmBT2b基因进行了系统分析,确定了ZmBT2b具有BTB和TAZ结构域,具有明显的组织表达特性,在生物和非生物胁迫下呈现不同的表达规律。通过构建ZmB... 为探究玉米BTB-TAZ蛋白ZmBT2b在玉米抵抗病原菌侵染过程中的功能,本研究利用生物信息学技术对ZmBT2b基因进行了系统分析,确定了ZmBT2b具有BTB和TAZ结构域,具有明显的组织表达特性,在生物和非生物胁迫下呈现不同的表达规律。通过构建ZmBT2b基因过表达的拟南芥植株ZmBT2b-OE,对该基因在植物抗病过程中的功能进行研究,结果发现ZmBT2b-OE对灰葡萄孢和Pst.DC3000的抗性显著增强,确定了ZmBT2b基因在植物抗病过程中具有重要功能。为明确ZmBT2b基因在玉米抵抗禾谷镰孢侵染过程中的功能,本研究获得了该基因的玉米突变体Zmbt2b-1和Zmbt2b-2,对突变体的抗病性进行检测发现,突变体Zmbt2b-1和Zmbt2b-2对禾谷镰孢的抗性敏感性显著高于野生型,且突变体中JA合成途径关键合成基因ZmLOXs和病程相关基因ZmPRs在禾谷镰孢侵染过程中显著下调,表明ZmBT2b在玉米抗禾谷镰孢侵染过程中具有正调控功能。研究结果为阐明玉米BTB-TAZ蛋白在玉米抗病过程中的功能及其调控机制奠定了基础,为玉米抗病育种提供了基因资源。 展开更多
关键词 玉米 ZmBT2b 禾谷镰孢 ZmPRs
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灰葡萄孢全基因组效应因子的预测与分析
9
作者 翟思琪 牛树启 +5 位作者 付媛 李白 王嘉琳 曹宏哲 邢继红 张康 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2024年第3期78-84,共7页
为了对灰葡萄孢全基因组效应因子进行预测筛选,本研究利用SignaIP 5.0、TMHMM、ProtComp 9.0等软件和预测程序对已经公布的灰葡萄孢全基因组筛选出具有分泌功能的蛋白;再对筛选出的分泌蛋白的半胱氨酸含量、信号肽长度及冗余性进行分析... 为了对灰葡萄孢全基因组效应因子进行预测筛选,本研究利用SignaIP 5.0、TMHMM、ProtComp 9.0等软件和预测程序对已经公布的灰葡萄孢全基因组筛选出具有分泌功能的蛋白;再对筛选出的分泌蛋白的半胱氨酸含量、信号肽长度及冗余性进行分析,最后使用EffectorP 3.0进行最终预测和表达差异分析,结果表明,从灰葡萄孢中筛选出109个候选效应因子和101个分泌蛋白。为了进一步探究筛选的候选效应因子的功能,本研究利用SMART预测109个候选效应蛋白的功能结构域以及侵染转录组数据分析,结果发现,候选效应因子均有信号肽,并选出持续高表达的候选效应基因Bcin04g03920和Bcin02g04350,验证发现其具有分泌功能。本研究从灰葡萄孢全基因组筛选获得了效应蛋白和分泌蛋白,为揭示灰葡萄孢的侵染机制奠定了重要基础。 展开更多
关键词 灰葡萄孢 全基因组 候选效应因子 胞外蛋白 生物信息学
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玉米大斑病菌细胞周期蛋白依赖性激酶结构亚基StCks1鉴定及其基因功能分析
10
作者 张博文 赵丽雯 +4 位作者 徐璐 李盼 曾凡力 孟亚南 董金皋 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2024年第5期900-908,共9页
【目的】Cks1(cyclin-dependent kinase subunit 1)是细胞周期蛋白依赖性激酶复合体CDK(cyclin-dependent kinase)的结构亚基,是细胞周期调控过程中的关键基因。论文旨在鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)StCks1,分析玉米大斑病... 【目的】Cks1(cyclin-dependent kinase subunit 1)是细胞周期蛋白依赖性激酶复合体CDK(cyclin-dependent kinase)的结构亚基,是细胞周期调控过程中的关键基因。论文旨在鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)StCks1,分析玉米大斑病菌附着胞发育过程中StCks1表达量差异及其互作蛋白,为进一步研究StCks1在附着胞发育中的作用打下基础。【方法】通过对玉米大斑病菌野生型菌株01-23全基因组数据分析,获取StCks1蛋白序列;利用软件MEGA 5.0和在线数据库Pfam、SMART对酿酒酵母、裂殖酵母和拟南芥等物种Cks1蛋白进行系统发育树构建和保守结构域分析;收集玉米大斑病菌附着胞发育不同时期样品进行转录组测序以及表达量分析。利用原核诱导表达系统,构建原核表达载体pGEX-6p-3-StCks1,并转化大肠杆菌表达菌株BL21,对重组蛋白GST-StCks1诱导表达纯化;通过GST pull-down、Western blot技术和酵母双杂交试验,鉴定StCks1的互作蛋白。【结果】玉米大斑病菌全基因组中鉴定到唯一StCks1蛋白编码基因,该蛋白由130个氨基酸组成;其三级结构主要由4股β折叠和3个α螺旋构成,含有HxPEPH(His-anyPro-Glu-Pro-His)保守位点和Cks保守结构域;通过转录组测序和表达量分析发现,StCks1在附着胞发育不同时期表达量显著上调;重组蛋白GST-StCks1在1 mmol·L^(-1) IPTG,30℃诱导2 h可获得大量可溶性蛋白;通过GST pull-down技术获取大量互作蛋白并进行质谱鉴定,通过Western blot和酵母双杂交试验,验证StCks1与细胞周期蛋白依赖性激酶CDK1存在互作。【结论】玉米大斑病菌中含有唯一的StCks1,通过与细胞周期蛋白依赖性激酶CDK1互作调控附着胞的发育。 展开更多
关键词 玉米大斑病菌 细胞周期调控 StCks1 原核诱导表达纯化 GST pull-down
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TaMAPK5蛋白的抗体制备及其在小麦与叶锈菌互作过程中的表达特征
11
作者 邵文先 王冬梅 《华北农学报》 CSCD 北大核心 2024年第5期186-192,共7页
为了深入探究TaMAPK5在小麦与叶锈菌互作过程中发挥的功能,克隆了TaMAPK5基因的CDS区,构建了原核表达载体pET28a-TaMAPK5,转化到大肠杆菌表达菌株BL21(DE3)中,对目的蛋白诱导表达的异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)最佳浓度、诱导时间和诱导温... 为了深入探究TaMAPK5在小麦与叶锈菌互作过程中发挥的功能,克隆了TaMAPK5基因的CDS区,构建了原核表达载体pET28a-TaMAPK5,转化到大肠杆菌表达菌株BL21(DE3)中,对目的蛋白诱导表达的异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)最佳浓度、诱导时间和诱导温度进行了探索,并通过Ni-NTA亲和层析对目的蛋白进行了纯化,将纯化后的重组蛋白免疫新西兰兔制备TaMAPK5多克隆抗体。结果表明,TaMAPK5的CDS区全长为1110 bp,TaMAPK5重组蛋白在16℃经终浓度为0.050 mmol/L的IPTG诱导48 h效果最好。将该重组蛋白作为抗原免疫新西兰兔,成功制备了可以特异性识别TaMAPK5的多克隆抗体,抗体效价为1∶51200。Western Blot结果表明,在小麦与叶锈菌不亲和组合中TaMAPK5受叶锈菌侵染诱导表达。成功表达、纯化了TaMAPK5重组蛋白并制备了其多克隆抗体,揭示了TaMAPK5蛋白可能正调控小麦抵抗叶锈菌侵染反应。 展开更多
关键词 小麦 TaMAPK5 原核表达 蛋白纯化 多克隆抗体
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玉米大斑病菌黑色素合成酶基因的全基因组定位及表达模式分析 被引量：9
12
作者 贾慧 孟庆江 +5 位作者 李志勇 巩校东 藏金萍 郝志敏 曹志艳 董金皋 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2015年第14期2767-2776,共10页
【目的】确定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)黑色素合成酶基因St PKS、St3HNR、St4HNR、St SCD、St LAC1、St LAC2在基因组中的位置和基因结构,分析黑色素合成途径中6个合成酶基因在玉米大斑病菌侵染过程中从分生孢子萌发至穿透不... 【目的】确定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)黑色素合成酶基因St PKS、St3HNR、St4HNR、St SCD、St LAC1、St LAC2在基因组中的位置和基因结构,分析黑色素合成途径中6个合成酶基因在玉米大斑病菌侵染过程中从分生孢子萌发至穿透不同时期及菌丝生长时期的表达模式,明确6个基因与病菌发育和致病的关系。【方法】利用玉米大斑病菌基因组数据库,通过Blastp相似性搜索,鉴定6个基因在基因组中的定位,解析在基因组中的串联分布情况;收集玉米大斑病菌从分生孢子萌发到侵染的不同时期及菌丝生长时期的菌体材料,提取总RNA,以β-tubulin作为内参基因,根据黑色素合成6个关键酶基因序列设计引物,采用q RT-PCR技术检测基因的表达模式,对比病菌在营养生长和生殖生长时期的表达情况。【结果】在基因组数据库中,玉米大斑病菌黑色素合成酶基因St PKS、St3HNR分别位于scaffold_12的正链和负链上,St4HNR、St LAC2位于scaffold_11的负链上,St SCD位于scaffold_1正链上,St LAC1位于scaffold_7正链上,且St PKS和St3HNR在基因组中串联分布在26.9 kb范围内;6个基因的相对表达量在分生孢子诱导萌发到穿透过程的5个时期中呈上调-下调-上调或上调-下调-上调-下调两种模式;分生孢子时期,St LAC2表达量最高,明显高于其他基因,差异极显著;菌丝生长时期,St3HNR、St SCD表达量最高,明显高于其他基因,差异极显著。【结论】玉米大斑病菌6个黑色素合成酶基因中St PKS和St3HNR在基因组中位置邻近,串联在26.9 kb范围内;6个基因从分生孢子萌发至侵染的5个时期均有表达,表达量存在显著差异,但各基因的表达模式相似,说明6个基因参与了玉米大斑病菌的侵染过程,在玉米大斑病菌的致病方面具有重要作用;同时在菌丝生长时期St3HNR和St SCD发挥的作用更明显,分生孢子时期St LAC2更活跃。 展开更多
关键词 玉米大斑病菌 黑色素 合成酶基因 定位 表达模式
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拟轮枝镰孢对多菌灵的敏感性及抗性菌株生物学性状和交互抗性 被引量：6
13
作者 杨石有 刘倩宇 +4 位作者 万亚美 郭聪聪 庞民好 刘颖超 董金皋 《农药学学报》 CAS CSCD 北大核心 2020年第3期439-446,共8页
为评价玉米穗腐病主要致病菌拟轮枝镰孢Fusarium verticillioides对多菌灵的敏感性,采用菌丝生长速率法测定了采自山东、河北、河南、四川、甘肃、辽宁及宁夏7省(自治区)的168株玉米穗腐病拟轮枝镰孢对多菌灵的敏感性,并对经药剂驯化获... 为评价玉米穗腐病主要致病菌拟轮枝镰孢Fusarium verticillioides对多菌灵的敏感性,采用菌丝生长速率法测定了采自山东、河北、河南、四川、甘肃、辽宁及宁夏7省(自治区)的168株玉米穗腐病拟轮枝镰孢对多菌灵的敏感性,并对经药剂驯化获得的拟轮枝镰孢抗多菌灵菌株主要生物学性状和交互抗性进行了研究。结果表明:多菌灵抑制拟轮枝镰孢菌丝生长的EC50值在0.0132~0.7740 mg/L之间,平均EC50值为(0.2208±0.1437)mg/L。敏感性频率分布显示,供试病原菌群体中已出现对多菌灵敏感性下降的亚群体,但其中仍有35.71%的菌株对多菌灵的敏感性频率呈正态分布,因此可将此部分菌株的平均EC50值(0.0814±0.0289)mg/L作为拟轮枝镰孢对多菌灵的相对敏感基线。药剂驯化共获得6株抗性菌株,抗性倍数在5.05~12.22之间。抗性菌株的菌丝生长速率及菌丝干重均低于亲本菌株,表明其抗性菌株的生物适合度有所降低,同时发现其抗药性均不能稳定遗传。室内交互抗性测定结果表明,拟轮枝镰孢对多菌灵的抗性与咪鲜胺、戊唑醇、三唑酮及吡唑醚菌酯之间均不存在交互抗性关系。 展开更多
关键词 玉米穗腐病 拟轮枝镰孢 多菌灵 敏感性 抗性菌株 生物学性状 交互抗性
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灰葡萄孢PKA编码基因在病菌生长发育和致病过程中的功能 被引量：8
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作者 李玉琦 袁雪梅 +6 位作者 王敏 梁晨曦 张靖 时翠平 董金皋 司贺龙 邢继红 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2018年第2期77-83,共7页
为明确灰葡萄孢cAMP信号途径中蛋白激酶A的催化亚基基因pka1、pka2和调节亚基基因pkaR在病菌生长、发育和致病过程中的功能,本研究构建了灰葡萄孢pka1、pka2和pkaR基因的RNAi突变体,以野生型菌株BC22为对照,对pka1、pka2和pkaR基因的RNA... 为明确灰葡萄孢cAMP信号途径中蛋白激酶A的催化亚基基因pka1、pka2和调节亚基基因pkaR在病菌生长、发育和致病过程中的功能,本研究构建了灰葡萄孢pka1、pka2和pkaR基因的RNAi突变体,以野生型菌株BC22为对照,对pka1、pka2和pkaR基因的RNAi突变体的表型和致病力进行分析,发现pka1基因的RNAi突变体的生长速率明显减慢、菌丝细胞变短、分生孢子产量增加、致病力减弱,菌落颜色、形态以及穿透寄主组织的能力与野生型没有明显差别;pka2基因RNAi突变体的菌丝较野生型明显变细,分生孢子产量降低,生长速率、致病力和穿透寄主组织的能力与野生型没有明显差别;pkaR基因RNAi突变体的菌丝变细,生长速率减慢,分生孢子产量降低,致病力减弱,穿透寄主组织的能力与野生型没有明显差别。结果表明:灰葡萄孢pka1基因正调控病菌的生长、菌丝发育和致病力,负调控分生孢子的形成;pka2基因正调控病菌的菌丝发育和分生孢子的形成;pkaR基因正调控病菌的生长、菌丝发育、分生孢子的形成和病菌的致病力。 展开更多
关键词 灰葡萄孢 pka1 pka2 pkaR 生长发育 致病力
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叶锈菌侵染的小麦叶片转录组数据分析 被引量：11
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作者 刘娜 乔妹 +4 位作者 孙嘉伟 陈琰 侯春燕 韩胜芳 王冬梅 《植物遗传资源学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第4期991-1000,共10页
选取小麦近等基因系Tc Lr26与其轮回亲本Thatcher(Tc),与叶锈菌生理小种260分别组成不亲和及亲和组合,通过Illumina/Solexa平台的HiSeq^TM2000高通量测序技术对接种叶锈菌后的小麦转录组进行测序,利用Trinity软件将数据组装形成转录本,... 选取小麦近等基因系Tc Lr26与其轮回亲本Thatcher(Tc),与叶锈菌生理小种260分别组成不亲和及亲和组合,通过Illumina/Solexa平台的HiSeq^TM2000高通量测序技术对接种叶锈菌后的小麦转录组进行测序,利用Trinity软件将数据组装形成转录本,对所有转录本进行COG、GO和KEGG分类和功能注释、Pathway注释以及蛋白编码区的预测。结果表明,转录组测序片段经de novo拼接共得到87291条平均长度866 bp的Unigenes;通过功能聚类,分别获得25个COG分类、55个GO功能亚类和128条KEGG通路;差异表达基因分析显示,相对于亲和组合,不亲和组合在接种叶锈菌后8 h上调Unigenes4037条,下调Unigenes 1949条;接种后24 h,上调Unigenes 2122条,下调Unigenes 3248条。其中植物与病原物互作过程中的钙信号通路,活性氧爆发及SA信号通路相关基因在不同时间有差异表达,在接种后8 h所表达的差异基因可能与基础防卫反应诱发密切相关,而在接种后24 h的差异表达基因可能与Lr26介导的过敏性防卫反应表达有紧密联系。这为深入分析和发掘小麦抗叶锈病相关基因及系统研究小麦抗锈病分子机制奠定了坚实基础。 展开更多
关键词 小麦 叶锈菌 转录组
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谷瘟病菌无毒基因型鉴定及分析 被引量：6
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作者 任世龙 白辉 +4 位作者 王永芳 全建章 董志平 李志勇 邢继红 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2018年第6期1079-1088,共10页
【目的】鉴定不同地区谷瘟病菌(Magnaporthe oryzae)所含无毒基因的类型,确定无毒基因在菌株中的分布及变异情况,为深入研究谷瘟病菌无毒基因变异机制提供参考。【方法】从中国北方谷子主产区不同区域内采集并分离76个谷瘟病菌的单孢菌... 【目的】鉴定不同地区谷瘟病菌(Magnaporthe oryzae)所含无毒基因的类型,确定无毒基因在菌株中的分布及变异情况,为深入研究谷瘟病菌无毒基因变异机制提供参考。【方法】从中国北方谷子主产区不同区域内采集并分离76个谷瘟病菌的单孢菌株,提取其基因组DNA,根据目前已成功克隆的稻瘟病菌的7个无毒基因的核苷酸序列设计特异性引物,进行PCR扩增及电泳检测,并对部分菌株的无毒基因进行测序分析。【结果】在76个谷瘟病菌中,无毒基因ACE1、Avr-pita、Avr1-CO39和Avr Piz-t的扩增率为100%,无毒基因Avr-pik、Avr-pia和Avr-pii的扩增率分别为63.2%、42.1%和21.1%。在谷瘟病菌菌株P11和P34中,Avr1-CO39的扩增条带较预期片段大490 bp,测序结果发现菌株P11和P34中的Avr1-CO39基因序列完全一致,均在启动子区插入了490 bp核苷酸,该插入序列与non-LTR retrotransposon:Mg-SINE的相似度达99.16%。Avr-pita的测序结果发现,谷瘟病菌菌株中的Avr-pita基因序列变异较为丰富,其变异形式主要为单核苷酸的变异,包括单碱基的插入、缺失及多位点的SNP。Avr-pia的变异类型主要为整个无毒基因的缺失,经测序验证等位基因序列分为4种类型。Avr-pia-A与参考序列(AB498873.1)一致,包含10个菌株;Avr-pia-B包含20个菌株,在-116、-109和-16 bp处分别存在C/T、G/T和C/A变异,但与参考序列的CDS区序列相同;Avr-pia-C仅包含菌株P10,在+150 bp处存在T/G变异,但为同义突变;Avr-pia-D仅包含菌株P18,在+212 bp位点处存在C/T变异,导致该变异位点由编码苏氨酸突变为编码异亮氨酸。谷瘟病菌Avr-pii包含3种等位基因类型。Avr-pii-A型与参考序列(AB498874.1)一致,共包含14个菌株;Avr-pii-B型和Avr-pii-C型分别在+139和+64 bp处存在A/G变异,核苷酸的变异导致该位点由编码苏氨酸改为丙氨酸。Avr-pii-B型和Avr-pii-C型变异均为首次报道。单元型分析表明,AG2包含23个菌株,占供试菌株的30.2%,为优势单元型。【结论】明确了不同地区的谷瘟病菌中无毒基因ACE1、Avr-pita、Avr1-CO39和Avr Piz-t不存在地理来源的差异;而无毒基因Avr-pik、Avr-pia和Avr-pii在各地分布有差异。谷瘟病菌AG2单元型为优势单元型,其次是单元型AG1和AG5。 展开更多
关键词 谷子 谷瘟病菌 无毒基因 变异
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玉米JAZ家族基因的表达规律分析 被引量：5
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作者 庞茜 张康 +5 位作者 于璐 曹宏哲 藏金萍 张靖 邢继红 董金皋 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2019年第2期24-29,53,共7页
为阐明玉米JAZ家族基因的功能及其调控机制,本研究利用生物信息学方法,对玉米JAZ家族基因进行系统进化分析、保守结构域分析、组织特异性分析以及在玉米抵抗生物和非生物胁迫过程中的表达规律分析。利用Real-time PCR技术,检测玉米JAZ... 为阐明玉米JAZ家族基因的功能及其调控机制,本研究利用生物信息学方法,对玉米JAZ家族基因进行系统进化分析、保守结构域分析、组织特异性分析以及在玉米抵抗生物和非生物胁迫过程中的表达规律分析。利用Real-time PCR技术,检测玉米JAZ家族基因在玉米抗感禾谷镰孢的自交系Mo17和B73中的表达规律。结果发现,玉米JAZ家族基因与拟南芥家族基因具有一定同源性,23个成员都含有TIFY和Jas(CCT_2)结构域且具有组织特异性;在生物(黄曲霉和拟轮枝镰孢)和非生物胁迫(高温、低温、高盐和紫外损伤)下,表达水平呈现明显的变化;部分JAZ家族基因在玉米抗感禾谷镰孢自交系Mo17和B73中的表达规律呈现明显的差别,说明JAZ家族基因在玉米抵抗生物和非生物胁迫以及玉米抵抗禾谷镰孢侵染过程中发挥重要的作用。 展开更多
关键词 玉米 JA抗病信号途径 JAZ家族蛋白 茎腐病
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AtMYB73基因正调控拟南芥对盐胁迫的响应 被引量：4
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作者 庞茜 赵亚婷 +4 位作者 樊锦涛 邢红侠 张靖 邢继红 董金皋 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2017年第5期44-47,59,共5页
为明确拟南芥R2R3-MYB转录因子家族第22亚族基因AtMYB73在拟南芥抵抗盐胁迫过程中的功能,本研究将拟南芥野生型Col-0、AtMYB73基因的T-DNA插入突变体myb73和超表达突变体OE进行NaCl胁迫处理,检测突变体在NaCl胁迫下的种子萌发率、存活... 为明确拟南芥R2R3-MYB转录因子家族第22亚族基因AtMYB73在拟南芥抵抗盐胁迫过程中的功能,本研究将拟南芥野生型Col-0、AtMYB73基因的T-DNA插入突变体myb73和超表达突变体OE进行NaCl胁迫处理,检测突变体在NaCl胁迫下的种子萌发率、存活率及抗盐相关基因的表达情况。结果发现,在NaCl胁迫下,myb73突变体的种子萌发率、幼苗的存活率、成株时期的存活率及拟南芥抗盐相关基因MYB44、SOS2和SOS3的表达均明显低于野生型和超表达突变体,表明AtMYB73基因正调控拟南芥对盐胁迫的响应。 展开更多
关键词 拟南芥 AtMYB73 NACL胁迫 抗盐基因
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玉米大斑病菌漆酶基因Stlac2结构分析及原核表达 被引量：3
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作者 马双新 刘宁 +4 位作者 贾慧 戴冬青 许苗苗 曹志艳 董金皋 《中国农业科学》 CAS CSCD 北大核心 2016年第21期4130-4139,共10页
【目的】对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)漆酶基因Stlac2进行生物信息学分析,推测其蛋白功能,探究木质素降解过程中产生的小分子物质对Stlac2表达的影响,并对其进行克隆及原核表达,以便深入研究该基因在病菌生长、发育及致病过程... 【目的】对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)漆酶基因Stlac2进行生物信息学分析,推测其蛋白功能,探究木质素降解过程中产生的小分子物质对Stlac2表达的影响,并对其进行克隆及原核表达,以便深入研究该基因在病菌生长、发育及致病过程中的作用。【方法】通过NCBI查询获得玉米大斑病菌EOA90070(Stlac2)基因的全序列,通过Clustal X与马尔尼菲青霉菌(Penicillium marneffei)PbrB(PMAA_082060)基因、烟曲霉(Aspergillus fumigatus)Abr2(AFUA_2G17530)基因、构巢曲菌(Aspergillus nidulans)YA(AN6635)基因等漆酶家族基因进行蛋白序列比对,查看Stlac2中的铜离子结合位点,利用在线软件SOPMA和ProtParam对其二级结构及理化性质进行检测,通过SWISS-MODEL对Stlac2蛋白质的三维结构进行预测,采用SAVES对三维结构进行评价。通过对ABTS的氧化试验确定木质素降解过程中产生的小分子物质对玉米大斑病菌漆酶产量的影响;利用RT-qPCR方法分析小分子物质对Stlac2表达规律的影响;采用原核表达系统,以pET-30a表达载体为框架,对其进行原核表达,并将表达蛋白纯化,以ABTS为底物,420 nm下检测漆酶活性。【结果】Stlac2具有典型的Cu离子结合位点,与漆酶典型的Cu离子结构域相似。其蛋白二级结构中α-螺旋、延伸链、β-转角、无规则卷曲所占比例分别为18.59%、25.63%、11.91%和43.86%,分子量为61.64 k D,等电点为5.00,平均疏水性为-0.37,表明其为亲水蛋白。当在PDA中添加0.01 g·L^(-1)香草醛、4-羟基苯甲醛、丁香醛、香草酸、4-羟基苯甲酸和香兰素时,玉米大斑病菌胞外漆酶的产量为香草酸>香兰素>4-羟基苯甲醛>4-羟基苯甲酸>丁香醛>对照。而在4-羟基苯甲醛和4-羟基苯甲酸存在时,玉米大斑病菌Stlac2的相对表达量明显升高,约为对照的5—8倍。利用原核表达系统,在67 k D处成功诱导表达出一条特异性蛋白条带,大量表达纯化后,漆酶活性为(40.7±0.3)U·L^(-1)。【结论】阐明了Stlac2的生物信息学特性,初步断定其为漆酶基因;4-羟基苯甲醛和4-羟基苯甲酸可显著提高Stlac2相对表达量,表明其在木质素降解过程中起到了一定的作用;该基因所编码的蛋白可通过pET-30a原核表达系统表达,体外漆酶活性可达(40.7±0.3)U·L^(-1),该研究结果为后期研究蛋白性质打下了基础。 展开更多
关键词 玉米大斑病菌 Stlac2 生物信息学分析 RT-QPCR 原核表达
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层出镰孢高效杀菌剂筛选及田间防效 被引量：4
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作者 刘俊 曹志艳 +5 位作者 王宽 藏金萍 王绍新 李永国 赵文路 董金皋 《河北农业大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2016年第2期131-136,共6页
玉米鞘腐病是玉米上的一种重要鞘部病害,其病原主要为层出镰孢。为筛选该病的有效防治药剂,本研究选取9种杀菌剂进行了室内毒力测定,并对效果较好的药剂进行了田间防治试验。结果表明:苯醚甲环唑、吡唑醚菌酯、苯甲·嘧菌酯、咪鲜... 玉米鞘腐病是玉米上的一种重要鞘部病害,其病原主要为层出镰孢。为筛选该病的有效防治药剂,本研究选取9种杀菌剂进行了室内毒力测定,并对效果较好的药剂进行了田间防治试验。结果表明:苯醚甲环唑、吡唑醚菌酯、苯甲·嘧菌酯、咪鲜胺、硅唑·咪鲜胺对层出镰孢均有一定的抑制效果,其中苯醚甲环唑、吡唑醚菌酯、咪鲜胺和硅唑·咪鲜胺对层出镰孢具有较好的防治效果,其EC50值分别为2.16,1.59,0.01,0.01mg/L;对孢子萌发的抑制率分别为6.57%,9.09%,59.09%,58.08%;田间防效分别达55.72%,62.54%,52.32%和45.51%,挽回玉米产量损失率分别为2.61%,0.39%,8.45%,10.15%。综合上述结果可知,上述4种杀菌剂对玉米鞘腐病防效显著,可作为防治该病的备选药剂。 展开更多
关键词 层出镰孢 EC50 杀菌剂 防效
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