以真菌毒素与分子植物病理学实验室前期分离、鉴定并保存的玉米大斑病菌菌株F1-40(A交配型菌株)、01-23(a交配型菌株)为试验材料,利用候选基因法,通过PCR扩增和Genome Walking技术,对A交配型菌株和a交配型菌株的MAT基因进行同源片段扩增,从而获得基因全长及其侧翼序列,进一步利用生物信息学方法对扩增得到的MAT基因全长进行保守结构域分析,利用玉米大斑病菌基因组数据库的Blast序列比对软件将MAT1基因和MAT2基因的侧翼序列进行比对。研究结果表明,在不同交配型的玉米大斑病菌中,A交配型的菌株中含有A交配型基因MAT1,a交配型菌株中含有a交配型基因MAT2。2个基因均含有...

为研究玉米Ｚｍｃｅｎ基因的特征及生物学功能，并对其编码蛋白结构与功能进行分析。以玉米ｃ ＤｎＡ为模板，将其构建到带有ＧＳＴ表达标签的原核表达载体ｐ ＧｅＸ－６ｐ－１中，构建的重组载体ｐ ＧｅＸ－６ｐ－Ｚｍｃｅｎ转化至大肠杆菌ＢＬ２１（Ｄｅ３），通过０．３ ｍｍｏＬ／Ｌ ＩｐＴＧ在２７℃下诱导表达２０ ｈ，获得了可溶性的ＧＳＴ融合蛋白。采用ＧＳＴ亲和层析柱对重组蛋白进行纯化，经１２％ＳＤＳ－ｐＡＧｅ电泳和ＧＳＴ标签抗体ＷｅＳＴｅｒｎ ＢＬｏＴＴＩｎＧ检测，鉴定为含有ＧＳＴ－ＴＡＧ的融合蛋白，纯化的蛋白经ｐｒｅ ＳｃＩＳＳＩｏｎ ｐｒｏＴｅＡＳｅ（ｐｐＡＳｅ）过夜酶切切除ＧＳＴ标签，得到较纯的Ｚｍ．．．

【目的】克隆玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）小分子热激蛋白（small heat shock protein,sHSP）基因，分析其结构及在病菌发育和HT-毒素诱导过程中的表达模式。【方法】利用隐马尔可夫模型（hidden Markov model,HMM）筛选玉米大斑病菌全基因组范围内的sHSP家族成员，采用PCR技术克隆玉米大斑病菌01-23菌株的sHSP，通过生物信息学方法进行sHSP的理化性质分析、亚细胞定位、结构预测和系统发育分析，RNA-Seq和RT-qPCR分析sHSP在玉米大斑病菌不同发育阶段和HT-毒素诱导过程中的表达情况。【结果】从玉米大斑病菌基因组筛选到3个sHSP家族成员（StHSP37.2、StHSP37.0和StHSP22.6），克隆了01-23菌株中3个sHSP的DNA序列，编码的sHSP蛋白均属于弱酸、亲水蛋白，无跨膜结构域和信号肽；二级结构中无规则卷曲占58.97%—60.35%，而β-转角仅为2.69%—7.83%；亚细胞定位预测StHSP37.2和StHSP37.0位于细胞核，而StHSP22.6位于细胞核和细胞质；均含有近C端的ACD＿sHSP-like结构域，StHSP37.2、StHSP37.0和StHSP22.6分别有2、3和5个保守基序；利用SWISS-Model和AlphaFill构建了sHSP单体的三级结构模型；系统发育分析结果表明，StHSP22.6与链格孢（Alternaria alternata）、StHSP37.2和StHSP37.0与玉米小斑病菌（Bipolaris maydis）的sHSP亲缘关系较近；玉米大斑病菌sHSP在菌丝中表达量最高，其次为芽管、附着胞和侵入钉，在分生孢子中表达量最低；StHSP22.6和StHSP37.2与玉米大斑病菌HT-毒素诱导显著负相关，在14 d时相对基因表达量分别上调6.45和18.12倍，21、28 d时StHSP37.2表达量仅上调2.56、1.78倍，而StHSP22.6表达量与WT无显著差异；StHSP37.0与HT-毒素诱导显著正相关，14、21和28 d时相对基因表达量分别下调59.23%、86.30%和88.11%；通过与玉米大斑病菌sHSP显著相关的表达基因挖掘，推测StHSP37.2和StHSP22.6主要与HSP90、HSP104、分解代谢及线粒体Mg2+转运有关，而StHSP37.0主要与液泡碱性氨基酸转运、有机合成和分泌有关。【结论】玉米大斑病菌sHSP家族成员既具有高度保守性，又与其他sHSP有结构和系统发育的差异性；不仅与玉米大斑病菌菌丝、芽管、附着胞和侵入钉发育相关，在HT-毒素诱导过程中也发挥重要调控作用。

【目的】克隆玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)Gα亚基(Heterotrimeric Gproteinalpha subunit)基因及其启动子,并对其进行异源表达,为深入研究Gα基因的表达规律、基因功能和编码蛋白的特性奠定基础。【方法】首先通过简并引物PCR法获得Gα基因的同源片段,再利用Genome walking技术克隆片段的5′端和3′端侧翼序列,最后采用RT-PCR法扩增基因全长,并对基因结构和上游调控元件进行生物信息学分析。同时,利用pET原核表达系统获得基因的编码产物。【结果】获得1个玉米大斑病菌Gα基因—Stga-2的全长序列及其上游部分启动子区,并利用p...

【目的】克隆蛋白激酶C基因(PKC)及其启动子,验证该基因拷贝数,同时对PKC的表达规律进行研究,了解该基因在信号转导途径中的激活条件,为进一步研究该基因的功能奠定基础。【方法】首先通过简并引物PCR法获得PKC的同源片段,再利用Genome walking技术克隆片段的3′端和5′端侧翼序列,采用RT-PCR法扩增基因全长,并对基因结构和上游调控元件进行生物信息学分析。利用Southern blotting验证基因拷贝数。最后,利用半定量RT-PCR技术研究玉米大斑病菌在不同碳源、氮源培养以及非生物胁迫条件下,PKC的表达量的变化规律。【结果】获得PKC全长序列及其上游部分启动子区,生物信息...

【目的】获得玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)cAMP信号转导途径中腺苷酸环化酶基因(StAC),利用基因敲除技术明确其在病菌致病过程中的功能。【方法】应用简并引物PCR和Genome Walking技术克隆玉米大斑病菌腺苷酸环化酶基因(StAC)DNA全长序列,并对该基因进行生物信息学分析;利用Southern blotting验证基因拷贝数;通过基因敲除技术创制StAC的缺失突变体,研究玉米大斑病菌cAMP信号转导途径中StAC的功能。【结果】StAC的DNA全长为6 816 bp,由5个外显子和4个内含子组成;ORF为6 018 bp,编码2 005个氨基酸,同源序...

为明确玉米大斑病菌中是否存在漆酶以及影响酶活性的因素,以ABTS为底物采用分光光度计测定了420nm下不同Cu2+浓度和不同缓冲液pH值条件下的玉米大斑病菌胞内漆酶活性。根据子囊菌已知漆酶Cu2+结合位点的保守区域设计简并引物,以玉米大斑病菌cDNA为模板扩增漆酶基因的特异片段。结果表明,玉米大斑病菌中存在漆酶,且漆酶活性与Cu2+浓度和缓冲液pH值相关,pH值为2.6,Cu2+浓度为250μmol/L时漆酶活性最高;通过PCR技术克隆获得了一个929 bp的基因片段,生物信息学分析发现,该基因序列含有漆酶基因保守的Cu-oxidise superfam-ily,与其他子囊菌中漆酶的氨基酸序列...

采用2套Ht单基因鉴别品种,对2007-2009年采自云南省13个地区的81份玉米大斑病菌菌株进行了生理小种鉴定,利用分子标记技术对菌株交配型进行了分析。结果表明,云南省玉米大斑病菌生理小种和交配型组成复杂,81个菌株可分为0、1、2、3、12、23、2N、3N、12N、23N和123N等11个小种类型,其中能克服鉴别寄主上所有显性抗病基因的123N小种占22.2%,为优势小种;依据分子标记,81个菌株可分成A、a、Aa 3种交配型菌株及中性菌株,分别占49.4%、12.3%、29.6%和8.6%。此外,在同一区域内存在多个生理小种和不同的交配型菌株。

为了研究玉米中绒毡层发育调控基因Udt1的功能与作用,进行生物信息学分析,通过利用Udt1基因培育雄性不育的玉米新品种,来提高杂交种纯度和种质质量并缩短育种年限。该试验采用已知的水稻OsUdt1基因(AY953870.1)为参考序列,使用同源克隆的方式在玉米基因组中得到同源性最高的基因BT068494.1(GenBank),并利用生物信息学方法预测该基因的各级结构以及生物学功能等,同时使用MEGA 7.0程序软件构建分子系统进化树。ZmUdt1基因位于玉米的第2条染色体上,ZmUdt1蛋白由219个氨基酸

氯离子通道植物生理代谢中起着重要的角色。通过电子克隆的方法获得玉米氯离子通道的cDNA全长序列。发现该基因包括5个外显子和4个内含子,并对其表达产物进行生物信息学分析,其表达产物与拟南芥ATCLC-A,ATCLC-B具有较高的相似性。

根据玉米B73和水稻的寡肽转运蛋白全长序列设计引物,通过RT-PCR直接扩增的方法从玉米自交系478中克隆到了寡肽转运蛋白基因,命名为ZmOPT0212(Accession number:HM021150)。ZmOPT0212开放阅读框为2 151bp,编码716个氨基酸残基,等电点8.87,相对分子质量为77.4 kDa。预测由该基因转录的寡肽转运蛋白其二级结构约含43.85%的α-螺旋、13.27%的延伸链、3.91%的β-转角和38.97%的不规则卷曲,含有14个连续的疏水片断,其中12个可能构成跨膜螺旋;预测该转运蛋白不存在信号肽,亚细胞定位存在于细胞膜上。同源性和进化树的预测分析显示...

对甜瓜玉米黄质环氧化酶(Zeaxanthin epoxidase)进行电子克隆及功能预测。根据基因同源同功原理,利用基于GengBank的EST数据库和CAP3在线软件进行同源搜索和序列拼接,克隆甜瓜玉米黄质环氧化酶基因得到序列ZE,再利用生物信息学数据库及相关软件对其进行结构和功能的预测分析。结果显示:ZE的cDNA序列长2 323 bp,开放阅读框编码657个氨基酸残基,分子量为72.4 kDa,具有一个由56个氨基酸组成的FHA结构域(553～608)。该蛋白是一个亲水性稳定蛋白,参与叶黄素循环,类胡萝卜素的生物合成等代谢反应。

碱性亮氨酸拉链(bZIP)转录因子蛋白是一类在动植物及微生物中结构和功能均具有保守性的转录调控因子，为明确bZIP类转录因子在植物病原真菌中的功能及作用机制，进一步确定其与病菌生长发育及致病性的关系，以玉米大斑病菌01-23为材料克隆得到了StbZIP9基因(GenBank No.XM＿008032179.1),StbZIP9是bZIP转录因子家族成员之一，对该基因结构及蛋白质特征分析结果显示，该基因全长788 bp,开放阅读框为726 bp,编码241个氨基酸，其编码蛋白包含一个在真菌中高度保守的同源结构域BRLZ;对该基因在病菌生长发育及侵染宿主过程的RNA-seq数据进行分析，发现与菌丝时期相比StbZIP9在附着胞和芽管时期表达量升高2～4倍，在侵染玉米叶片24,72 h后基因表达从无到有且持续升高，表明StbZIP9与附着胞发育和芽管形成相关联并在病菌侵染宿主细胞过程中发挥重要作用；进一步利用生物信息学技术预测其结合保守基序及调控的靶基因，结合基序为NNTWACGTNN,包含bZIP类转录因子识别核心序列ACGT,并根据该序列预测StbZIP9下游靶基因，结合RNA-seq数据进行表达模式分析得到4个下游靶基因(JGI数据库中蛋白ID分别为：132893、163024、162798、40466),功能注释表明，其参与细胞壁组分聚合和运输、侵染宿主、孢子休眠等多种生物过程。为进一步阐明其在参与调控病菌侵染寄主的分子机制提供依据。

【目的】获得玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)环腺苷酸磷酸二酯酶(c AMP phosphodiesterase,PDE)基因,并分析其在病菌侵染结构发育过程及侵染寄主早期阶段中的表达,为深入探索c AMP信号途径调控病菌致病性的作用机制打下基础。【方法】根据酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、白色念珠菌(Candida albicans)、灰霉病菌(Botrytis cinerea)、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、绿僵菌(Metarhi

明确东北地区玉米大斑病菌交配型组成情况及遗传结构,为进一步深入研究玉米大斑病的发生、流行及防控技术提供理论依据。利用交配型鉴定特异引物对2017年采自辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古4个省(自治区)34个市县的57株玉米大斑病菌进行交配型测定,并采用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记技术对供试菌株进行遗传多样性分析。测定结果表明:东北地区玉米大斑病菌主要包括2种交配型,即仅含StMAT1-2基因的a交配型和仅含StMAT1-1基因的A交配型,且a交配型的比例(78.95%)明显高于A交配型(21.05%),表现出明显的不平衡现象。遗传多样性分析结果表明:从100对SRAP通用引物中筛选出多态性较好且稳定的8对引物组合,共扩增出64条条带,不同引物组合对供试菌株扩增条带数量不同,引物组合Me5/Em9和Me8/Em1扩增的条带数量最多,Me3/Em3扩增的条带数量最少,其中多态性条带44条,平均每个引物组合扩增出5.5个多态性条带,多态性位点比率为68.75%。UPGMA聚类分析显示,供试菌株遗传相似系数介于0.76～1.00,在阈值为0.82时,所有菌株被分为4个类群,表现出丰富的遗传多样性。SRAP划分结果表明:类群Ⅰ中菌株均为A交配型,a交配型菌株均聚集于类群Ⅱ中,说明玉米大斑病菌遗传类群和交配型之间存在密切关系,但二者均与菌株地理来源无明显相关性。