水稻条斑病细菌(Xanthomolias oryzae pv.oryzicola)Wzt基因参与LPS O-抗原合成和影响细菌致病性

ABC-转运系统将同质O-抗原多糖链从细胞质内膜转运到细胞周质空间合成脂多糖(LPS)。通过功能互补和亚克隆序列分析在X. oryzae pv. oryzicola的基因组文库中发现了一个Wzt基因, 该基因编码产物是运输O-抗原的ABC-转运系统的疏水组成部分,为ATP-结合蛋白。为区别基因来源将该基因命名为Wzt_(Xooc). Wzt_(Xooc)编码一个35.9 ku的蛋白质。通过分析发现,Wzt_(Xooc)与数据库中的其他细菌包括水稻白叶枯病菌的ABC-转运系统的ATP结合蛋白质不同。在Wzt_(Xooc)序列中仅发现ATP-结合蛋白中4个保守基序的3个,没有发现ATP-结合位点Walker A(ATP/GTP binding site motif A)。通过基因插入突变得到Wzt_(Xooc)基因突变体Mwzt。LPS分析表明:由于该基因突变使O- 抗原链不能转运通过细胞质膜,不能形成完整的LPS分子,突变体菌落表面丧失了产生大量胞外多糖的能力;突变细菌不产生鞭毛,丧失了游动性和生物膜形成的能力。重要的是突变体在水稻上的繁殖能力和致病性明显下降,证明Wzt_(Xooc)基因与LPS合成及致病性有关。     

水稻条斑病细菌（Xanthomonas oryzae pv．oryzicola）Wzt基因参与LPS O-抗原合成和影响细菌致病性

ABC-转运系统将同质O抗原多糖链从细胞质内膜转运到细胞周质空间合成脂多糖(LPS)．通过功能互补和亚克隆序列分析在X．oryzae 　pv．oryzicola的基因组文库中发现了一个Wzt基因，该基因编码产物是运输O-抗原的ABC-转运系统的疏水组成部分,为ATP-结合蛋白．为区别基因来源将该基因命名为Wzt_Xooc．Wzt_Xooc编码一个35．9ku的蛋白质．通过分析发现,Wzt_Xooc与数据库中的其他细菌包括水稻白叶枯病菌的ABC转运系统的ATP结合蛋白质不同．在WztXooc序列中仅发现ATP-结合蛋白中4个保守基序的3个，没有发现ATP-结合位点Walker A（ATP/GTP binding site motif A）． 通过基因插入突变得到Wzt_Xooc基因突变体Mwzt．LPS分析表明：由于该基因突变使O-抗原链不能转运通过细胞质膜，不能形成完整的LPS分子,突变体菌落表面丧失了产生大量胞外多糖的能力；突变细菌不产生鞭毛，丧失了游动性和生物膜形成的能力．重要的是突变体在水稻上的繁殖能力和致病性明显下降，证明Wzt_Xooc基因与LPS合成及致病性有关．     

稻瘟菌致病性变异突变体的筛选及共分离分析

通过筛选稻瘟菌(Magnaporthe grisea)P131小种的REMI(Restriction Enzyme MediatedIntegration)转化体库获得对水稻品种梅雨明致病性变异的突变体,命名为PX1.与野生型菌株P131相比,该突变体对水稻品种梅雨明致病性丧失,在洋葱表皮上侵染钉形成率显著降低,而孢子萌发率和附着胞形成率差异不显著.遗传分析表明,该突变体的突变表型和潮霉素抗性标记共分离,说明突变是由于外源质粒插入引起的,因此,可以此为标记克隆控制该表型的基因.     

水稻白叶枯病菌致病相关基因筛选系统的建立

水稻白叶枯病菌Xanthomonas oryzae pv.oryzae是水稻生产中最严重的细菌性病害之一。本研究采用Tn5转座子随机插入突变的方法构建水稻白叶枯病菌广西菌株K74的突变体库,Southern杂交显示Tn5随机单拷贝插入基因组。通过水稻致病性检测试验,目前获得15个致病力降低50%以上的突变体,为定位Tn5插入突变基因,经质粒拯救、测序、序列分析后发现:4个突变基因为gum基因簇基因,5个为LPS基因簇基因,2个为metB基因,1个为hrpB1基因,2个是与糖合成转移酶相关基因,1个为编码假定蛋白的基因。其中14个突变基因是已知的与致病相关的基因。实验结果表明本研究成功建立了一个筛选水稻白叶枯病菌致病相关基因的系统,为进一步研究水稻白叶枯病致病相关基因,阐明该病的致病机理奠定基础。     

利用酵母双杂交系统筛选油菜ATP6的相互作用因子

甘蓝型油菜波利马(Brassica napus pol.)细胞质雄性不育系是一种很有实用价值的油菜不育类型.目前关于其分子机制的研究已证实,线粒体ATP合成酶的一个亚基ATP6与其雄性不育相关.本实验以ATP6作为诱饵蛋白,应用酵母双杂交共转化的方法筛选与ATP6相互作用的蛋白质.在获得的阳性克隆中,发现了一个与拟南芥中未知基因AT3G47550所编码的蛋白质具有较高同源性的蛋白质.它含有RING HC的结构,可能在泛素-蛋白质降解途径与细胞质雄性不育间建立起了某种联系.     

ATP基因突变与乳腺癌相关性分析

对41例女性乳腺癌患者带毛囊毛发线粒体DNA的编码区ATP基因(ATP6和ATP8)进行测序,对比45例正常人群线粒体DNA基因序列,采用统计学分析软件筛选具有统计学差异的突变位点,共检测到ATP基因突变位点25个,其中在ATP6亚基上共发现18个(72％)基因突变,其中8584G-A、8701A-G、8794C-T、...     

野油菜黄单胞菌中胞嘧啶脱氨酶注释基因的功能鉴定

胞嘧啶脱氨酶广泛存在于细菌、真菌中,而植物缺乏胞嘧啶脱氨酶,提示胞嘧啶脱氨酶可作为病原细菌的潜在药物靶标.胞嘧啶脱氨酶催化胞嘧啶脱氨形成尿嘧啶和氨,是嘧啶补偿途径中的关键酶,对一些动物病原细菌的致病性至关重要.胞嘧啶脱氨酶催化5-氟胞嘧啶脱氨形成5-氟尿嘧啶和氮,而5-氟尿嘧啶对细菌是致命毒性的.在野油菜黄单胞菌野油菜致病变种(Xcc)8004菌株的基因组中,XC0670注释为胞嘧啶脱氨酶基因.BLAST和SMART分析发现,XC0670、XC1949和XC3413编码的蛋白都具有核苷脱氨酶结构域.本工作分别构建了XC0670、XC3413的缺失突变体,从Xcc 8004突变体库中调出XC1949 Tn5插入突变体.由于各个突变体与野生型一样在含5-氟胞嘧啶的MMX培养基上不能生长,在以胞嘧啶为唯一氮原的NNM培养基上都能生长,而含有XC0670、XC1949、XC3413组成型表达构建的大肠杆菌在含5-氟胞嘧啶的LA培养基上都能正常生长,GUS活性检测显示这3个基因都不受胞嘧啶诱导.研究结果表明这3个基因都不具有胞嘧啶脱氨酶活性.致病性试验和致病生化因子检测表明,XC0670、XC3413与Xcc致病性、胞外酶、胞外多糖无关,XC1949与Xcc致病性相关,而与胞外酶、胞外多糖无关.     

水稻细菌性条斑病菌一个新基因与致病相关

水稻细菌性条斑病菌是水稻的主要病原菌之一,其引发的水稻细菌性条斑病可造成水稻严重减产。利用广西分离株GX01作为建库出发菌株,采用EZ::Tn5转座子标签法构建GX01菌株的Tn5随机插入突变体库,其后利用针刺接种法在水稻上进行致病性试验,筛选到1个致病性明显下降的突变体。TAIL-PCR定位该突变位点位于XOC3376,该基因的编码产物注释为假设蛋白。为了研究XOC3376的功能,对其进行表型检测及功能互补,结果表明其互补菌株的表型及致病力都能恢复到野生型的水平。本文为进一步研究水稻细菌性条斑病菌的致病相关基因的功能、阐明该病菌的致病机理奠定基础。     

水稻白叶枯病菌hrp调节基因hrpG的鉴定及其变异分析

根据水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xooc)hrp基因的序列设计引物,通过PCR方法从水稻白叶枯病菌JXOⅢ和PXO99A菌株中扩增得到核苷酸序列完全一致的hrpG基因.以该基因为探针与JXOⅢ/pUFR034基因组文库中含有hrpX克隆pUHRX245(36.8 kb)的4个亚克隆进行southern blot分子杂交,确定在亚克隆pB1中1.3 kb大小的片段和AE4(3.0 kb)片段中存在hrpG同源序列.测序结果表明,在pB1中有586个碱基序列,在AE4中有206个碱基,共同构成完整的hrpG基因,且与已知的hrpX基因是毗邻的.以同样方法从水稻白叶枯病菌PXO99A菌株的hrp-突变体M16中扩增得到hrpG基因对应位置的同源突变序列.序列分析表明其有意义突变为541位的C→T的突变,从而导致亮氨酸变为苯丙氨酸(Leu→Phe).将hrpG基因和突变序列分别导入突变体M16中,转移结合子M16/hrpG(PXO99A)恢复了其在烟草上的过敏反应和在水稻上的致病性,而突变序列的结合子M16/hrpG(M16)则不能使其恢复功能,从而确定M16是由于单个碱基的突变所引起的功能突变.经过对基因及其产物的比对发现,对于第Ⅱ组hrp调节基因hrpG的变异,种间变化明显高于种内不同致病变种的变化.     

细菌非编码小RNA的生物学特征及作用机制研究进展

细菌非编码小RNA(sRNA)是一类长度为50～500 nt、一般不编码蛋白质的具有调控功能的小RNA,主要通过与靶mRNA碱基配对或与靶蛋白质结合,在转录后水平发挥调控作用.sRNA参与细菌氨基酸代谢和转运、环境胁迫响应以及毒力作用等众多重要生理过程的调控,与传统的转录因子等构成多层级的调控网络,协同作用使细菌对环境变化做出快速且精细的响应.由于sRNA在细菌调控网络中的重要作用,发现新的sRNA并阐明它们的调控功能成为原核生物基因表达调控研究的一个热点.本综述对细菌sRNA的筛选、鉴定、作用机制以及生物学功能等方面取得的进展进行总结,希望给相关领域的研究者提供一个较为全面的视角.     

GRP78异常O-糖基化对乳腺癌细胞侵袭迁移的影响

为了探索O-糖基化异常对GRP78促进人乳腺癌MCF-7细胞侵袭转移能力的影响,克隆人GRP78基因,利用点突变技术,构建了GRP78野生型及T648A、T648G2个糖基化位点突变真核表达载体.Western blot检测外源性GRP78在MCF-7细胞中的表达.利用划痕修复实验和transwell侵袭小室实验,研究GRP78第648位Thr突变后引起的异常糖基化对其生物学功能的影响.划痕实验结果显示与野生型相比,转染突变体的MCF-7细胞的覆盖面积较少.Transwell检测结果显示突变体转染组的侵袭细胞数少于对照组,说明GRP78 O-糖基化缺失后明显降低了其促进MCF-7细胞侵袭迁移的能力.本研究为深入探讨O-糖基化在介导GRP78生物学功能中的作用机制奠定了基础.     

两个水稻叶片反向卷曲突变体的表型及遗传分析

为了揭示水稻叶片卷曲的形态建成,分析了水稻Ac/Ds转座子插入突变体库中的2个叶片反向卷曲突变体的表型及组织形态.研究发现,与野生型平展叶片相比,内卷突变体和外卷突变体叶片中泡状细胞数目明显减少,这可能是造成水稻叶片卷曲的重要原因.另外,内卷突变体叶片主脉薄壁细胞少,薄壁细胞崩裂形成的气腔面积较大.对2个卷叶突变体的纤维素含量进行测定发现,内卷突变体叶片及茎杆中纤维素含量明显减少,而外卷突变体叶片及茎杆的纤维素含量与野生型没有显著差异,说明2个卷叶突变体叶片的卷曲可能由不同基因突变造成.分析了2个水稻卷叶突变体的遗传规律,结果表明,二者均由隐性单基因控制.     

水稻早抽穗突变体zc1的表型分析及候选基因鉴定

从水稻T-DNA插入突变体库中筛选了一个早抽穗突变体zc1.为了克隆突变基因,对突变体株系进行了遗传分析,发现早抽穗表型和T-DNA共分离.利用热不对称交错PCR技术,扩增了T-DNA的侧翼序列.经序列比对发现,T-DNA插入到了一个富亮氨酸类受体激酶(LRR-RLK)基因的外显子区,造成了基因功能的丧失.候选基因的克...     

水稻矮秆基因d-ss的遗传分析与克隆

通过γ射线诱变,从粳稻品种9522的M2代中筛选出一株矮秆水稻(Oryza sativa L.)突变体,定名d-ss.d-ss突变体表现为叶色深绿、短宽的叶片、以及小而圆的籽粒.以d-ss突变体与籼稻品种龙特普杂交的F2代群体为基因定位群体,利用InDel分子标记将d-ss突变位点定位在5号染色体上的InDel标记ZZ5-6和ZZ1343之间,物理距离为412kb.最终通过图位克隆的方法获得了此基因,测序结果表明此基因在编码区发生了两处缺失突变.     

基因横向转移在细菌进化中的作用

生物进化研究处于生物科学体系的核心和前沿。自达尔文创立进化论以来,随机突变一直被认为是进化的动力,基因横向转移在进化中的作用和发生机制是近年来生物进化研究中的难点。在项目研究过程中创新研究方法,探索极端环境细菌重要功能和细菌表面多糖抗原的进化规律,研究基因横向转移的作用和发生机制。项目完成对认识生物进化具有重要科学意义,对微生物遗传育种、新发病原体防控等具有重要应用价值。     

抗原处理相关转运体( TAP) 的结构和功能研究进展

摘要: 抗原处理相关转运体( TAP) 属于 ABC( ATP-binding cassette) 转运体超家族的 B 亚家族,是由主要组织相容性 复合体( Major histocompatibility complex ,MHC) 上 2 个紧密连锁的基因 TAP1 和 TAP2 编码蛋白组成的异二聚体,位 于内质网和顺式高尔基膜上,功能是将抗原肽从细胞质转运进入内质网池,组装到 MHC I 类分子上构成复合体。 TAP 蛋白的缺乏和突变会影响抗原肽的提呈,最终损害免疫应答功能。     

大麦黄花叶病毒抗性突破株系的分子变异

通过大麦黄花叶病毒(BaYMV)抗性突破株系的核酸RNA1全序列分析并与野生株系比较表明.抗性突破株系在病毒复制酶或转运蛋白区域(6K2)和核酸RNA复制酶区域(NIb)存在二个变异位点.在这二个位点上抗性突破株系核酸分子编码的氨基酸分别为脯氨酸(Pro)和苏氨酸(Fhr),而野生株系分别为缬氨酸(Val)和丙氨酸(Ala).对该两种酶蛋白质二级结构分析显示,氨基酸的变异可能导致了蛋白质的结构、功能与性质的改变,并且此种变异与抗BaYMV冬大麦中抗性基因ym4的功能丧失有关,同时也说明了大麦品种田间致病性的差异与病毒核酸分子中的点突变关系密切.     

大麦黄花叶病毒抗性突破株系的分子变异

通过大麦黄花叶病毒 (Ba YMV)抗性突破株系的核酸 RNA1全序列分析并与野生株系比较表明 ,抗性突破株系在病毒复制酶或转运蛋白区域 (6K2 )和核酸 RNA复制酶区域 (NIb)存在二个变异位点 .在这二个位点上抗性突破株系核酸分子编码的氨基酸分别为脯氨酸 (Pro)和苏氨酸 (Thr) ,而野生株系分别为缬氨酸(Val)和丙氨酸 (Ala) .对该两种酶蛋白质二级结构分析显示 ,氨基酸的变异可能导致了蛋白质的结构、功能与性质的改变 ,并且此种变异与抗 Ba YMV冬大麦中抗性基因 ym4的功能丧失有关 ,同时也说明了大麦品种田间致病性的差异与病毒核酸分子中的点突变关系密切 .     

以多肽组分特异性和GC含量分类细菌的有效性分析

本文研究了细菌的蛋白质多肽组分统计特征与基因组GC(Guanine+Cytosine)含量的相关性,发现当多肽长度较小时多肽组分特异性与GC含量存在着很强的关联;随着多肽长度增加,上述关联发生突变,关联迅速丧失.这一结果表明,基于组分特异性确定细菌亲缘关系的方法的确给出了不同于GC含量的信息,从而能实现有效分类.     

油菜细胞质雄性不育相关基因的筛选

甘蓝型油菜波利马(Brassica napus pol.)细胞质雄性不育系是一种很有实用价值的油菜不育类型.目前关于其分子机制的研究已证实,线粒体ATP合成酶的一个亚基ATP6与其雄性不育相关.本实验以ATP6作为诱饵蛋白,应用酵母双杂交共转化的方法筛选与ATP6相互作用的蛋白质.在获得的阳性克隆中,发现了一个与tAPX基因及其表达的蛋白都具有较高同源性.它是活性氧清除的重要酶类,很可能与细胞质雄性不育间建立起了某种联系.