【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...

【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...

【目的】从蛋白质组学的层面探讨玉米籽粒发育过程中胁迫相关蛋白的表达特性,分析其功能,揭示籽粒自身防御系统的分子调控机理。【方法】大田条件下,以玉米品种登海661(DH661)为供试材料,67 500株/hm2密度下种植,开花期人工饱和授粉后第3、5、10、15、20、30、40和50天(DAP)取果穗中部籽粒。TCA-丙酮沉淀法提取籽粒总蛋白,用同位素标记相对定量(i TRAQ)技术进行蛋白质组学分析。通过匹配Uniprot玉米蛋白数据库鉴定籽粒总蛋白,并且用基因本论(GO)注释按照生物过程、分子功能及细

【目的】研究硅对水稻生长及病程相关蛋白活性的影响,进一步明确硅与水稻白叶枯病抗性的关系。【方法】以感白叶枯病的水稻品种日本晴(Oryza sativa L.cv.Nipponbare)为材料,在水培条件下,研究接种白叶枯病菌、施硅对水稻干物质累积的影响;接种病菌条件下,施硅与否对水稻叶片关键酶活性的影响及其与水稻白叶枯病抗性的关系。【结果】水稻接种白叶枯病菌后,植株地下部和地上部干物重均显著降低,但施硅处理,植株生物量及硅含量均显著升高。施硅处理水稻白叶枯病病情指数显著降低,与对照相比降低11.83%-52.12%,对白叶枯病的相对防御效果达16.55%-75.82%。叶片感染白叶枯病菌后,β...

【目的】鉴定水稻籽粒应答灌浆初期高温胁迫过程中的差异表达蛋白质,并了解其生物学功能。【方法】以耐热水稻纯系XN0437T和热敏感水稻纯系XN0437S为材料,采用桶栽、常规栽培管理方法种植。为保证所取样品生长发育进程一致,在抽穗期标记同一天抽穗的稻穗、在扬花期标记这些稻穗中同一天开花的颖花(稻穗中、下部)。水稻于籽粒灌浆初期(花后第8—14天)移入人工气候箱进行高温(38.0±0.5)℃和常温(25.0±0.5)℃对照处理,处理时间设1、3和5 d;处理结束后,取同一天标记的颖花、采用TCA-丙酮沉淀法提取总蛋白质,用蛋白质双向电泳技术分离获得2个水稻纯系应答灌浆初期高温处理的籽粒蛋白质图谱,...

【目的】建立转基因水稻中GUS蛋白质的免疫学检测方法,并了解花椰菜花叶病毒(CaMV)35S启动子驱动的GUS蛋白质在转基因水稻中的表达特征。【方法】以细菌基因组DNA为模板,PCR扩增GUS基因后克隆到表达载体pET30a中,测序验证的重组子转入大肠杆菌表达菌BL21中,IPTG诱导获得重组表达的GUS蛋白质,用HIS-tag beads纯化后作为免疫原免疫小鼠制备GUS蛋白质特异的抗体,通过免疫印迹分析筛选高特异性的单克隆抗体,用Broadford法对重组的GUS蛋白质进行定量,对不同浓度的GUS蛋白质进行免疫印迹分析,绘制检测GUS蛋白质的标准曲线,通过与标准曲线的比较对水稻叶片中GUS...

为了探讨高产四倍体水稻的不同遗传组成与品质的关系,以及蛋白质含量变化的原因,以国家优质品种美香占2号(MXZ2)、象牙香占(XYXZ)、矮脚南特二倍体(AJNT-2x)、高产同源四倍体水稻矮脚南特(AJNT-4x)以及高产新型四倍体水稻华多1号(H1)为试验材料,利用BCA法测定胚乳蛋白质含量、近红外谷物分析仪进行品质分析、全自动氨基酸分析仪测定氨基酸含量、qRT-PCR分析谷蛋白基因的表达差异。结果表明:AJNT-4x糙米、精米的蛋白含量分别为182.70,115.70 mg/g,高于国家优质品种MXZ2、XYXZ以及AJNT-2x,其营养品质大大提高;AJNT-4x的胶稠度为44.70 mm,低于MXZ2、XYXZ及AJNT-2x,且差异显著,其食用品质明显下降;而H1精米的蛋白含量最低,只有71.30 mg/g,但其胶稠度为112.70 mm,介于国家优质品种MXZ2与XYXZ之间。花后30 d AJNT-4x的17种氨基酸总量与人体必需氨基酸总量高于AJNT-2x与H1,H1的最低;H1的17种氨基酸总含量在花后15 d达到高峰,而AJNT-4x和AJNT-2x在花后20 d达到高峰,氨基酸含量积累过早停止导致H1在成熟期的总氨基酸含量下降,甚至低于AJNT-2x。在整个胚乳发育过程中,AJNT-4x、H1和AJNT-2x的4种贮藏蛋白积累趋势基本一致,但快速积累时间存在差异;AJNT-4x的谷蛋白快速积累的时间比AJNT-2x、H1早,且快速积累的时间长,导致AJNT-4x的蛋白含量最高。9个谷蛋白亚家族基因在花后5 d都有表达,随着胚乳的发育,各谷蛋白基因表达量逐渐升高、再逐渐下降并趋于稳定,不同的亚家族谷蛋白基因在相同的时间表达丰度不同;除GluB-1和GluB-4在H1中的表达峰值高于AJNT-4x和AJNT-2x,其他7个谷蛋白基因在H1中的表达峰值均远远低于AJNT-4x和AJNT-2x,差异显著;AJNT-4x的9个谷蛋白基因在花后30 d表达量均最高。上述结果为多倍体水稻优质育种提供理论依据。

在本实验室前期构建的非亲和互作的SSH文库基础上,从叶锈菌侵染的小麦叶片中发现在接种后8 h表现高表达量的CDPK2-EST。CDPKs即钙离子依赖蛋白激酶,是植物细胞应对各种生物和非生物胁迫过程中承接Ca2+流变化的重要因素。为进一步研究CDPK2在小麦与叶锈菌互作过程中的表达特性,采用RT-PCR和Western-Blotting技术分别在mRNA水平和蛋白质水平对小麦受叶锈菌侵染后不同亲和性组合中CDPK2的表达谱进行了检测。结果表明,小麦CDPK2基因受叶锈菌侵染诱导,不亲和组合在接种后4 h无论在mRNA水平还是蛋白质水平该基因均表现上调表达,而转录水平的表达量在接种后16 h降至对...

通过病原菌胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种与黄花马蹄莲组织的离体互作,运用双向电泳技术、质谱技术及Im-ageMaster 2D platinum 5.0(GE)软件对互作过程中蛋白质差异表达进行分析。结果表明:70个蛋白点在互作中存在表达差异,占蛋白点总数的18.13%。通过质谱分析发现:2个特异表达蛋白分子伴侣DnaK和1-脱氧木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)均为代谢类蛋白;3个显著上调表达蛋白中ATP合酶α亚基和半胱氨酸合酶为代谢类蛋白,而β-内酰胺酶为抗生素类蛋白。

【目的】拟运用生物信息学的方法对目标基因进行预测分析，为后续展开水稻白叶枯病菌FabG及脂肪酸代谢途径的实验室研究提供参考。【方法】利用大肠杆菌(Escherichia coli)FabG(EcFabG)序列，在Xoo PXO99~(A)菌株基因组中经同源性比对发现，PXO＿03085、PXO＿00989、PXO＿03629、PXO＿02411、PXO＿02878、PXO＿02709所编码蛋白与大肠杆菌FabG具有同源性，将该6个基因分别命名为XoofabG1～XoofabG6并将其编码蛋白命名为XooFabG1～XooFabG6。进一步运用生物信息学在线分析软件对这6个蛋白与EcFabG进行了理化性质、蛋白结构、亲水性、跨膜结构、信号肽、磷酸化位点及蛋白相互作用网络方面进行预测分析。【结果】6个蛋白（XooFabG1～XooFabG6）在理化性质、亲水性和信号肽方面区别较大，其中XooFabG1是一个不稳定蛋白，属于短链脱氢酶家族，具有酮脂酰ACP还原酶活性，但蛋白稳定性差，很可能与细菌应激状态下的反应有关。XooFabG3被标注为3-酮脂酰ACP还原酶，与EcFabG相比，功能相差较大，推测与辅因子和维生素的代谢相关。XooFabG5具有酮脂酰ACP还原酶结构域(KR domain)，但该结构域在蛋白质序列中所处位置与EcFabG相比差异较大，推测其催化底物可能与EcFabG不同。XooFabG6在各方面的性质与EcFabG最接近，推测XooFabG6为3-酮脂酰ACP还原酶并参与脂肪酸合成代谢。但XooFabG2和XooFabG4的功能还不明确。【结论】本文通过预测分析黄单胞菌水稻致病变种中6个同源蛋白的特性，推测了其中4个蛋白可能具有的功能，对研究Xoo的脂肪酸合成途径具有一定意义。

【目的】水稻中有近百个WRKY转录因子家族成员,其中很多与生长发育、生物与非生物逆境胁迫应答有关。河北农业大学生命科学学院分子生物学与生物信息学实验室(molecular biology&bioinformatics lab,MBB)前期发现OsWRKY68在水稻接种白叶枯病菌后诱导表达,本研究试图进一步探究OsWRKY68的功能。【方法】采集水稻TP309不同生长发育时期的组织样品,包括萌发期、幼苗期、分蘖期、孕穗期和开花期的根、茎、叶、叶鞘、叶枕、穗子、花药、颖壳和种子,以及非生物胁迫(4℃、44℃、48℃、淹、NaCl、PEG、恒光和恒暗)和激素处理(脱落酸、茉莉酸甲酯、水杨酸和乙烯利)的叶片,提取总蛋白质,用水稻OsWRKY68蛋白质特异抗体,通过免疫印迹(western blot,WB)技术系统调查OsWRKY68蛋白质在水稻正常发育过程中不同时期、不同组织、非生物胁迫及激素处理条件下的表达特征。构建RNAi载体,通过农杆菌介导的方法转化水稻TP309,对转基因植株进行PCR和WB鉴定,观察OsWRKY68 RNAi转基因植株的表型并测量其株高、分蘖数、穗长、小穗数和结实率等性状。【结果】调查OsWRKY68蛋白质的表达丰度,发现OsWRKY68蛋白质在水稻正常生长发育过程中基本呈组成型表达,且在大部分组织中表达丰度差异倍数不大,但在开花期的花药中OsWRKY68表达量高于成熟穗、穗轴和颖壳;在分蘖期和孕穗期的叶鞘中不表达,仅在开花期的叶鞘中表达;在孕穗期的幼穗中,随着幼穗长度的增加其表达丰度逐渐降低。调查水稻非生物胁迫和激素处理后OsWRKY68蛋白质的表达特征,发现盐胁迫后OsWRKY68蛋白质的表达丰度随时间延长持续下降,恒光处理后OsWRKY68蛋白质表达量持续上升,3 d时明显出现一条分子质量较大的条带(记作OsWRKY68+),且表达量逐渐增加,茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)和乙烯利(ethephon,ET)处理后同样也呈现OsWRKY68+蛋白质丰度的增加。对转基因植株进行鉴定和自交繁殖,对T3代的4个OsWRKY68 RNAi转基因株系(Y316、Y317、Y326和Y337)进行PCR和WB鉴定,均表现阳性。在转基因植株中,OsWRKY68蛋白质的表达量均低于野生型TP309。对转基因植株进行表型观察和性状测量,发现与野生型相比转基因植株的株高降低、分蘖数和结实率下降等。【结论】OsWRKY68蛋白质在水稻正常生长发育中发挥作用,敲低OsWRKY68蛋白质的表达能影响水稻的正常生长。OsWRKY68蛋白质可能参与盐、光照、茉莉酸甲酯和乙烯介导的信号转导过程。

【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P...

【目的】揭示水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)在侵染水稻叶组织早期的基因表达谱差异。【方法】采用GDPs-Finder计算法,设计了能够覆盖KACC10331基因组全部ORFs的定向引物(GDPs),对Xoo与水稻互作1、3和7d的总RNA进行反转录,对病菌cDNA探针进行Cy3/Cy5选择性标记,与含有371个Xoo致病相关基因的芯片进行杂交。【结果】在水稻侵染的不同时期,Xoo致病相关基因表达谱存在差异。与在NBY中生长相比,Xoo在侵染1、3和7d时分别有42个(18个上调和23个下调)、51个(29个上调和22个下调)和33个(16个上调...

为开展水稻纹枯病菌蛋白质组学的研究,采用TCA-丙酮法、SDS法和TCA-丙酮-酚/SDS联合抽提法对水稻纹枯病菌蛋白质提取质量进行比较,并建立了双向电泳体系。对电泳后的图谱用Quantity One软件进行分析,结果发现:TCA-丙酮法、SDS法和TCA-丙酮-酚/SDS联合抽提法所获得的蛋白质双向电泳图谱中,分别记录得到557、309和877个蛋白质点。SDS法提取的蛋白质样品杂质较多,存在盐离子和小分子物质干扰,得到的蛋白点较少;TCA-丙酮法提取的蛋白质样品呈黄色,有色素残留;而在TCA-丙酮法的

稻瘟病是危害水稻最严重的真菌病害之一。文章利用稻瘟病菌株J32-6和水稻品种(LTH、J6、J27)构成不同亲和的互作关系,分析了在互作中水稻信号传导途径关键酶合成基因和4个防御反应病程相关蛋白基因的诱导表达。结果表明,稻瘟病菌J32-6诱导了亲和与非亲和互作中水稻Os LOX、Os AOS和Os PAL酶合成基因的表达,表明在与J32-6互作中水稻品种(系)LTH、J6和J27启动了茉莉酸和水杨酸防御反应信号传导途径。在非亲和的互作反应中,稻瘟病菌能不同程度地诱导水稻Os PR1a、OsPR1b、Os PR3-1和Os PR4基因的表达,从而有效激活了防御反应系统,使水稻品种J6和J27表现...