水稻黄单胞菌AvrBs2效应因子向植物细胞中转运的作用机制研究

水稻黄单胞菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv.Oryzae(Xoo)是引起水稻白叶枯病的病原细菌。目前对于Xoo效应因子的研究大多集中在对TAL效应因子的鉴定和功能研究上,而对non-TAL效应因子的研究却很少,如AvrBs2。AvrBs2Xcv虽然是第一个被证明能够增强病原细菌在寄主植物中繁殖的non-TAL效应因子,并且能够增强野油菜黄单胞菌(Xcv)的毒性,但是与其高度同源的水稻黄单胞菌avrBs2效应因子的功能目前研究的还不清楚。     

葡萄糖氧化酶在植食性昆虫与寄主植物互作中的作用

昆虫葡萄糖氧化酶(glucose oxidase,GOX)主要由下唇腺产生,含量很高,经由吐丝器排出体外,是唾液中的主要酶类.越来越多的证据表明,昆虫唾液中的GOX在植食性昆虫与寄主植物的相互关系和协同进化中发挥重要的作用,是它们互作的纽带.在二者的互作中,植食性昆虫的GOX可以显著抑制寄主植物的防御反应,也可以诱导寄主植物的直接或间接防御;而不同的寄主植物对同一种昆虫或相同植物对不同种昆虫GOX的影响也存在较大差异,特别是植物中的营养物质,如蛋白质和糖,都会对GOX产生影响,这种影响发生在转录、翻译或翻译后水平.同时,植物中毒素对GOX的影响也不容忽视.主要综述了昆虫GOX的基本特性、与寄主植物防御之间的关系以及食物因子对GOX的影响,以期为深入探讨植食性昆虫与寄主植物的协同进化机理提供有价值的信息.     

稻黄单胞菌碳代谢在致病性中的作用研究进展

碳代谢是稻黄单胞菌体内最基本的代谢之一.碳源的获取对于病原菌在寄主水稻体内成功建立寄生关系和生长繁殖尤为重要.营养驱动是稻黄单胞菌与水稻互作的重要方面,并且与其他致病性决定因素,如Ⅲ型分泌系统(T3SS)等常相关联.为此,对稻黄单胞菌碳代谢的途径与功能、碳代谢途径中编码催化酶基因的生物学特性,以及碳代谢与hrp(hypersensitive response and pathogenicity)系统、群体感应(quorum sensing,QS)的关联性等方面进行了归纳,对利用碳代谢途径防控水稻细菌病害的可能性进行了展望.     

活性氧在植物-病原物相互作用过程中的作用

病原菌侵入植物后可诱导活性氧的爆发,并且在非寄主互作中比寄主互作中活性氧的积累更明显.活性氧的爆发已被认为是寄主防卫反应之一,在植物的抗病性中具有很重要的作用.本文介绍了植物与病原物相互作用过程中活性氧的类型、性质以及活性氧的产生机制和清除系统酶活性;重点讨论在植物与病原体相互关系中活性氧的可能作用,以及植物-病原物亲和性互作与非亲和性互作之间在这方面的差异.并对以上几个方面之间的关系进行了评述.     

植物与微生物互作研究团队简介

正植物与微生物互作研究团队由国家自然科学基金优秀青年基金项目获得者、中组部"青年千人"计划入选者乔永利博士作为学术带头人,主要从事植物病原卵菌致病机理研究.卵菌是一类重要真核类病原菌,可以侵染上千种动物和植物,所致病害每年给全球的农作物、蔬菜花卉以及林木的生产造成高达数百亿美元的经济损失.RNA沉默是生物体中普遍存在的一种由同源序列引起的RNA降解过程.这种机制能够识别并抑制入侵的外源DNA,具有维持基因表达稳定性的重要功能.在植物中,RNA沉默被认为是植物对抗病毒的重要     

植物内生细菌及其生防作用研究进展

植物内生细菌定殖于健康植物体内,与寄主植物在长期进化过程中形成了和谐联合关系,对寄主植物具有防病、促生、固氮和生物修复等生物学作用,目前已被广泛应用于植物病害的生物防治。近年来,通过基因工程手段对植物内生细菌进行基因改造,增强了内生细菌的生防潜能和综合防治效果。笔者从植物内生细菌的概念、分类鉴定方法、与寄主植物的互作等方面概述了植物内生细菌的国内外研究成果,并着重探讨了内生细菌的植物修复能力和内生细菌在农林业病虫害防治上的应用潜力以及存在的问题。     

蛋白酶抑制子在植物与病原物互作中的作用

蛋白酶抑制子(proteinase inhibitors,PIs)是普遍存在于生物体内的一类多肽和蛋白,通过位阻作用抑制蛋白酶的活性,在动物的生长发育及昆虫取食等方面具有重要作用.近些年的研究表明,PIs在植物抗病性中发挥着重要的作用.介绍了PIs的类别,综述了植物与病原物互作过程中植物PIs在增强或减弱抗病性与病原微生物在增强致病性方面的作用.     

细胞壁结构蛋白HRGP与植物抗性研究综述

富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)是高等植物细胞壁中的主要结构蛋白．宿主植物受到病原侵染时伴有HRGP增高。这种HRGP的积累同植物抗性之间具有相关性。HRGP的积累还与病原引起的过敏性反应有关。HRGP的诱导合成是发生在mRNA水平。来源于病原细胞壁和植物细胞壁的组分、乙稀、热击、机械损伤都可以诱导HRGP的产生．诱导专一性不强。     

细胞色素P450表达在植物防御反应中的作用

细胞色素P450是广泛存在植物体中的一种多功能氧化酶,它在植物对病原侵袭的防御反应中起着重要的作用.本文从植物P450的多样性,及在寄主-病原物不亲和互作中的特异表达,证明了P450参与植物的抗病反应;同时,分析P450在植物抗病反应的作用途径,说明P450在植物抗病基因工程中存在巨大的应用潜力.     

植物病原细菌应急反应研究进展

细菌生活在营养匮乏的环境时,为了能够适应这种恶劣的环境,细菌自身会产生应急反应。细菌的应急反应至今仍是生物学研究热点之一,实施这一应急反应的是胞内的信号分子(p)ppGpp,其能与RNA聚合酶结合,调控许多细胞过程,包括病原细菌致病过程,可以作为防治动植物细菌性病害的药物靶点。植物病原细菌分布范围很广,能引起植物的许多重要病害发生,对许多农作物造成了重大经济损失。本文综述了植物病原细菌解淀粉欧文氏菌(Erwinia amylovora)、丁香假单胞杆菌(Pseudomonas syringae)、黑腐果胶杆菌(Pectobacterium atrosepticum)、柑橘黄单胞菌柑橘亚种(Xanthomonas citri subsp.citri)和十字花科黑腐病菌(X.campestris pv.campestris,Xcc)中应急反应的研究进展,为全面、深入地了解植物病原细菌的应急反应,有效防治植物细菌性病害提供参考。     

植物抗病性的遗传基础及其分子机制

就植物对病原的防御反应,植物-病原互作模式和植物抗病性的遗传基础进行了概述.报告了病原无毒基因和植物抗病基因克隆;植物抗病分子机制的研究进展.     

活性氧与植物抗病性的关系

病原菌侵入植物后可诱导活性氧的出发，并且在非寄主互作中比寄 互作中活性氧的积累更明显。我们在禾谷类作物与白粉菌互作的研究中，也得到了同样的结论。活性氧迸发已被认为是寄主防卫反应之一，在植物的抗病性中具有很重要的作用。     

小立碗藓-灰霉菌互作过程中活性氧代谢及病程相关蛋白1转录表达的变化

为了解苔藓植物小立碗藓与病原真菌灰霉菌的互作关系,观察了灰霉菌在小立碗藓配子体中的感染行为和小立碗藓受感染后的组织病理学变化.另外,还测定了接种灰霉菌后小立碗藓配子体的过氧化氢量、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)的活性以及病程相关蛋白1(PR1)基因转录表达变化.结果表明:(i)在灰霉菌接种早期小立碗藓出现类似维管束植物的过敏性反应;(ii)接种早期PR1基因表达上调和POD活性增高,说明PR1和POD可能与小立碗藓对灰霉菌的早期防御反应有关;(iii)病原菌侵染引起小立碗藓配子体内CAT、SOD活性下降和过氧化氢量升高,说明小立碗藓与灰霉菌互作中出现了氧化还原态的变化.     

植物病原真菌侵染结构研究进展

对植物病原真菌侵染结构的研究近年愈受重视.笔者对植物病原真菌侵染结构的形成及其与寄主的互作关系进行了综述.病原真菌通常会产生侵染垫、附着胞和吸器等侵染结构来完成侵染寄主的过程.附着胞及其相伴形成的黑色素对病原真菌的侵染能力至关重要,其受遗传基因的控制,并受寄主表面结构、温度、pH值等环境因素的影响.吸器不仅是病原真菌吸收寄主营养的器官,也是寄主和病原真菌进行信息交换的区域.吸器外膜源于寄主质膜,但其结构和功能不同于寄主质膜,病原真菌与寄主的互作直接导致吸器超微结构的变化.研究植物病原真菌的侵染结构及其侵染机理,对植物侵染性病害的防治具有重要的参考价值.     

木霉菌生防作用的生化机制研究进展

木霉菌生防作用的生化机制主要包括:代谢几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、蛋白酶等多种胞外酶,强烈水解植物病原真菌的细胞壁,或使真菌细胞壁释放出诱导物(elicitor),启动植物的防御反应;代谢产生戊酮、辛酮、萜类、氨基酸衍生物、木霉菌素、胶霉毒素、绿木霉素、抗菌肽等抗菌素类物质;产生植物防御反应的诱导因子,诱导植物抗性;增强植物组织过氧化物酶、超氧化物歧化酶与过氧化氢酶、多酚氧化酶活性,保护膜脂不被氧化;产生毒性蛋白,或以多种机制的协同拮抗作用,抑制病原菌生长与繁殖.     

植物纤维素合成酶研究进展

纤维素是自然界分布最广、含量最多的一种多糖,占植物碳含量的50%以上。在植物中,纤维素是细胞壁的主要组分和承重元件,由纤维素合成酶复合体(CSCs)在质膜上催化合成。笔者综述了纤维素合成酶(CESA)的类型、结构、互作基因及关于CSCs结构、组装、运输的研究进展。植物细胞壁分为初生细胞壁和次生细胞壁,不同类型细胞壁中控制纤维素合成的CSCs由不同类型的纤维素合成酶(CESA)构成,且CSCs中CESAs的比例可能具有物种特异性。大多数植物中CESAs的化学计量比都是1∶1∶1,但在杨树的应力木组织中次生细胞壁相关CESAs的化学计量比为8∶3∶1。CSCs在高尔基体上装配并通过跨高尔基体网络分泌到质膜,而质膜上CSCs的丰度和分布很大程度上决定了纤维素的定向沉积。纤维素的合成和定向沉积在植物生长发育及抵御胁迫过程中发挥重要的作用。目前已发现多个关键基因通过与CSCs中特定CESA互作来识别和调控CSCs的运输。CESAs基因的表达水平也是影响纤维素合成的重要因素,油菜素甾醇等激素能通过调控CESAs的表达来控制纤维素的合成。未来在CESA功能、CSCs结构模型、CSCs中不同类型CESA所占比例、CSCs组装和运输与纤维素合成速度之间的关系,以及CESA基因的表达调控机制等方面可运用基因编辑技术进一步开展工作,从而完善植物纤维素合成的调控机制。     

XM16菌株及其抗菌物质对数种植物病原真菌的作用范围

以苹果腐烂病菌等14种植物病原菌为供试菌,研究了枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis(Ehrenberg)Cohn)XM16菌株及其代谢物的抑菌活性.结果表明,该菌对供试植物病原菌均表现出强烈的拮抗作用,其代谢物对供试的苹果炭疽病菌等11种病原菌具有较强的抑制作用.分泌物滤液和粗蛋白的抑菌试验进一步证实了XM16菌株抗生物质的存在,这表明XM16在培养过程中的确产生了某种对病原真菌具有强抑菌活性的抗生物质.     

木霉产生的β-1,3-葡聚糖酶

木霉产生的β-1,3-葡聚糖酶是防治植物真菌性病原菌的主要机制之一,它能降解真菌的细胞壁,本文着重介绍了β-1,3-葡聚糖酶分子生物学方面的特性,以及在生物防治和基因工程方面的研究进展.     

一株产抗菌物质链霉菌的筛选及鉴定

从土壤中分离到一株对棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)有较强拮抗作用的链霉菌菌株HCCB10124,研究其拮抗性表明,对10种常见的病原真菌和部分细菌有拮抗作用,但对植物病原性真菌的抑制效果高于细菌.其形态特征、培养特性、生理生化特性、细胞壁组分与链霉菌属中的白网链霉菌(Streptomyces albireticuli)相同,16S rDNA序列的同源性达99%.根据多项分类原则和系统进化树的构建分析,将该菌株初步归属于白网链霉菌.     

中国东部水稻土壤丁酸互营降解微生物的地理分布格局

沿纬度梯度收集中国东部34个水稻土壤样品, 在实验室条件下, 以丁酸钠为底物, 进行二次厌氧富集实验。运用微生物高通量测序技术, 分析样地水稻土壤中丁酸互营降解过程的微生物群落特征、功能活性及互营单胞菌相对丰度地理分布格局。结果表明, 丁酸降解产甲烷的延滞期(3~14天)随着样地纬度的升高而加长, 但最大产甲烷速率没有显著的差异。环境因子相关分析结果表明, 丁酸降解细菌的关键类群为互营单胞菌(Syntrophomonas), 互营单胞菌的相对丰度主要受年平均温度(MAT)的影响。互营单胞菌相对丰度较大的样地, 丁酸完全降解所需时间较短。丁酸互营降解微生物的群落结构表现出显著的距离衰减关系(p<0.05), 表明微生物群落的构建同时受到空间距离和环境因子的驱动。