新疆乌苏地区棉花黄萎病菌分离鉴定和致病力分析

为了研究新疆乌苏地区棉花黄萎病菌的致病型和群体间的变异性,从该地区不同棉株上分离8株病原菌,通过对病原菌的菌落培养形态、菌丝和孢子的显微结构、对寄主的致病性、ITS序列的克隆、菌株间的系统进化及营养亲和性分析等方面进行了研究。结果表明：分离的病原菌均属于非落叶型棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae),为大丽轮枝菌;系统进化树显示8株菌在系统进化上属于2个不同的进化方式;8株黄萎病菌在相同的寄主上致病性存在差,Vd-1菌株致病力最强,Vd-34致病力最弱;不同致病力的菌株之间的营养亲和性分为2个营养亲和群(VCGs)。新疆乌苏地区棉花黄萎病的致病菌是大丽轮枝菌,病原菌在进化上差异显著。     

陕西关中地区棉花黄萎菌营养亲和性研究

 由于陕西关中地区的泾阳菌系被定为致病性最强的生理Ⅰ型,本试验采用营养亲和性的方法对陕西关中地区采集的18个菌株以及陕西省植保所提供的新疆和田菌系、陕西泾阳菌系和河南安阳菌系进行了研究。经不同氮源利用的鉴定,结果为：21个菌株共获得364个nit突变株,其中nit1 289个,占总量的79.40%;nitM 72个,占总量的19.78%; nit3仅有3个。经营养体亲和性配对测试,21个菌株可分为3个营养亲合群(VCGs)。 新疆和田菌系属于亲合群2(VCG₂),河南安阳菌系属于亲合群3（VCG₃）。其余的18个菌株属于亲和群1(VCG₁)。B18没有产生突变体。且发现不同菌株营养体亲和产生的亲和带形态有差异,且具一定稳定性。由此可见, 造成陕西关中地区棉花黄萎病发生严重并造成经济损失的主要原因是由于主要致病菌属于VCG₁。     

棉花黄萎病菌致病性生理生化研究进展

棉花黄萎病是一种危害性极大的维管束系统病害。而今 ,国内外在棉花黄萎病防治以及抗病育种方面没有取得明显进展 ,除了客观上缺乏免疫抗源外 ,一个很重要的原因就在于有关黄萎病菌致病机理的基础研究尚处于相对滞后状态。文章总结了国内外关于棉花黄萎病菌致病性生理生化研究的最新进展 ,并对黄萎病菌毒素的研究前景做了展望 ,可供从事棉花黄萎病研究的科研工作者借鉴参考     

木霉菌对棉花黄萎病菌拮抗的作用

以绿色木霉(Trichoderma viride)、康氏木霉(Trichoderma koningii)，以及二株未知种名的木霉菌株(Trichoderma spp.)为供试菌，采用对峙培养测定其对棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)的抑制作用，并研究了四种木霉菌产生的非挥发性代谢物对菌丝干重的影响。结果表明：在对峙培养中，木霉菌对棉花黄萎病菌均有明显抑制作用，木霉菌产生的非挥发性代谢物可以强烈抑制棉花黄萎病菌生长，明显降低其菌丝干重，并具有热稳定性。光学显微镜下观察，木霉菌丝在棉花黄萎病菌丝上平行或波浪式生长且棉花黄萎病菌丝出现细胞原生质浓缩和菌丝断裂等现象。     

棉花黄萎病菌落叶型菌系研究

通过对我国棉花黄萎病菌 V_B 与已知的美国落叶型黄萎病菌 T_9以及我国非落叶型黄萎病菌 V_6、V_10进行对照比较研究,所得结果表明,菌系 V_B 为强致病力,病株落叶成光杆,在6个抗感不同的棉花寄主上致病,平均病情指数达54.6;对不同温度反应显示偏耐高温,适宜生长温度为20～30℃,最佳温度25℃;在 PDA 培养基上菌落白色,微菌核不明显,呈束状膨胀菌丝团等生理特性方面,均和美国落叶型黄萎菌 T_9表现趋于一致,而与非落叶型黄萎菌系差异明显。从而证实江苏常熟徐市的棉花黄萎菌系 V_B 是落叶型的病原菌。为综合防治提供科学依据。     

哈茨木霉TH-1对棉花枯萎病菌和黄萎病菌的拮抗机制研究

采用平板对峙法、杯碟法和显微观察法研究了哈茨木霉(Trichoderma harzianum)TH-1菌株对棉花枯萎病菌和黄萎病菌的拮抗作用及其机制.结果表明,哈茨木霉TH-1菌株与病菌对峙培养以及在培养基中加入TH-1菌株孢子悬浮液,对供试棉花枯、黄萎病菌均有较好的抑制效果;但TH-1菌株的代谢液对棉花黄萎病菌的抑制效果较差,对枯萎病菌几乎无抑制效果;显微观察发现,TH-1菌丝与枯、黄萎病菌的菌丝平行生长、产生附着胞结构附着于病菌菌丝上,或穿透病菌菌丝使病菌菌丝发生裂解.上述结果说明,哈茨木霉TH-1对供试棉花枯、黄萎病菌的拮抗机制主要是营养和空间竞争及重寄生作用.     

新疆棉花黄萎病菌致病性分化的研究

对新疆主要植棉区的30个棉花黄萎病菌菌株及陕西省农科院植保所赠送的4个标准菌株进行致病性分化和营养亲和性研究。结果表明,新疆棉花黄萎病菌致病性分化明显,可分为强、中、弱3种类型,34个菌株中的32个菌株可分为2个亲合群,另外两个菌株暂未划定亲合群。     

棉花主要病害研究概要

以棉花枯、黄萎病为主,就我国近50年来,在棉花病害研究方面取得的进展做了较详细的总结."全国棉花枯、黄萎病协作组"的成立,极大地促进了棉花病害研究工作的进展,突出表现在棉花枯、黄萎病菌生理型(小种)的鉴定,棉花的抗病机理和抗病鉴定方法研究,棉花种质资源材料和新品种系的抗病性鉴定,落叶型黄萎病的研究,抗病育种及种衣剂的研制等方面.并认为应加强棉花抗枯、黄萎病遗传,黄萎病菌致病力分化,以及抗虫棉病害发生特点、机理及抗病育种等方面的研究工作.     

荧光标记基因转化棉花黄萎病菌及标记菌系选育

为了研究黄萎病菌的侵染机制,通过农杆菌介导的转化方法,将绿色荧光蛋白基因sGFP导入落叶型黄萎病菌VD07038,将红色荧光蛋白基因mCherryRFP导入非落叶型黄萎病菌Bp2中,分别获得了具有绿色、红色荧光信号的阳性转化子。经过分子验证和连续继代培养,证明了这些转化子具有遗传稳定的对潮霉素的抗性。通过对转化子的菌落形态、生长速度和致病力进行检测,发现大部分转化子与野生型基本一致,少量转化子发生变异,其中转化子Bp2R-30不能产生微菌核,致病力显著下降。利用荧光显微镜观察了转化子VD07038G-10在感病棉花品种苏棉22幼苗根部的侵染情况。结果表明,在接菌12 h后VD07038G-10的孢子可吸附在根表面;接种7~9 d后,菌丝入侵到棉花根部的维管组织。本研究获得的荧光蛋白标记的棉花黄萎病菌VD07038G-10可用于实时观测黄萎病菌侵染棉花根系的过程,并且可以定量鉴定不同棉花品种对该菌系的抗性,为棉花黄萎病菌抗性鉴定提供一种新方法。     

我国棉花黄萎病研究十年回顾及展望

棉花黄萎病是影响我国棉花生产可持续发展的主要障碍之一。近年来,国内外在棉花黄萎病菌的遗传多样性及致病机制、棉花抗病机制、棉花黄萎病的预警技术及综合防控等方面均取得新的研究进展,尤其是进一步明确了棉花黄萎病菌的侵染过程和分子调控机制;系统研究了我国主产棉区棉花黄萎病菌的遗传多样性与致病力和地理来源的关系,首次建立了病原菌的信息档案库。并对我国棉花黄萎病未来的研究方向进行了展望。     

我国棉枯萎镰刀菌小种间的营养体亲和性

采用不能还原利用硝酸盐作唯一氮源生长的突变体(nit突变体),对我国棉枯萎镰刀菌的3、7、8号小种的61个菌株作了营养亲和性研究。结果表明,第3号小种7个菌株和第7号小种42个菌株各属一个不同的营养体亲和群,第8号小种的8个菌株则属6个不同亲和群,不同小种的菌株间没有亲和性。营养体亲和性试验结果与致病性测定结果吻合,能从遗传学角度区分棉枯萎菌不同小种,用它作为鉴定手段,结果更能反映出不同菌系间的本质联系,并可克服致病力测定工作中费时、费力及结果不稳定等缺点。     

尖孢镰刀菌古巴专化型SIX7基因分析

SIX蛋白编码基因最早由尖孢镰刀菌番茄专化型入侵的番茄木质部蛋白质组中发现,且成功用于区分尖孢镰刀菌番茄专化型的3个生理小种。一些SIX编码基因亦在引起香蕉枯萎病的Fusarium.oxysporum f. sp. cubense（简称Foc）中有报道,为区分Foc不同生理小种或亚型,比较分析了Foc中的SIX7基因序列及其特异性。以现有的SIX7基因序列设计合成引物,通过PCR扩增并测序,比较分析国内不同地理区域及来源于澳大利亚与南非的Foc1、Foc2、Foc3、Foc4共56株菌株中的SIX7基因,并以8个以上其他专化型或其他种或属病原菌共39株菌株分析了SIX7基因序列的特异性。研究发现所设计合成的SIX7基因引物序列仅能从供试的亚热带4号生理小种(ST4)中扩增出663 bp的目的条带。亚热带4号生理小种(ST4)中仅有的SIX7基因序列结合Foc4特异性引物Foc-1/Foc-2可快速区分Foc4亚型,提供了快速区分香蕉枯萎病病样内的Foc4亚型的分子鉴定手段,可指导蕉农及时采取有效防控香蕉枯萎病的措施。     

新疆棉花枯萎病菌营养体亲和群及互补指数的研究

从采自新疆23个不同县(市或团场)的棉花枯萎病菌(Fusarium oxysporum f．sp．vasinfectum)52个菌株上获得785个不能利用硝酸盐的突变体(nit),其中nitl 占70．57％,nitM占19．75％,nit3(8)占9．68％。将52个菌株分别与已知的4个7号小种菌株、一个3号小种菌株和一个8号小种菌株的突变体按nitl或nit3(8)配nitM的方式等距离配对,(各对菌株间的配组数为11～154),进行营养体亲和性的测定,结果表明,52个待测菌株与7号小种的4个标准菌株间存在着不同程度的营养体亲和性,而与3号小种和8号小种的标准菌株均不亲和,因此,它们属于7号小种营养体亲和群—VCG701。但各菌株与7号生理小种的4个标准菌株间的互补指数存在着差异,显示出棉花枯萎病菌同—营养体亲和群内在个体间存在着生理和遗传的差异。     

棉花根部拮抗枯萎病菌或黄萎病菌的可培养内生细菌多样性分析

为解析棉花内生细菌的种群结构,更好地开发利用生防内生细菌,以棉花枯萎病菌、黄萎病菌为指示病原真菌,对常抗棉和泗棉3号根部分离获得的内生细菌进行拮抗活性筛选,获得87株至少对其中1个指示病原真菌具有拮抗作用的内生细菌。ARDRA分析(Amplified ribosomal DNA restriction analysis)和16S r DNA序列测定表明棉花根部可培养内生拮抗细菌可分为13个ARDRA类群,分属于芽孢杆菌属(Bacillus)、短芽孢杆菌属(Brevibacillus)、伯克霍尔德氏菌属(Burkholderia)、农杆菌属(Agrobacterium)、中华根瘤菌属(Sinorhizobium)、不动杆菌属(Acinetobacter)和假单孢菌属(Pseudomonas)7个属。其中常抗棉根部内生拮抗细菌分属于芽孢杆菌属、短芽孢杆菌属、伯克霍尔德氏菌属和农杆菌属,而泗棉3号根部内生拮抗细菌则分属于芽孢杆菌属、伯克霍尔德氏菌属、中华根瘤菌属、不动杆菌属和假单孢菌属,二者的优势种群都是芽孢杆菌属细菌。BOX-PCR分析显示这些内生拮抗细菌具有丰富的遗传多样性。通过测定这些内生拮抗细菌对棉花黄萎病菌和棉花枯萎病菌的拮抗力大小,以及是否具有产纤维素酶、几丁质酶、蛋白酶和嗜铁素的活性,表明这些内生拮抗细菌具有不同的生防作用机制。     

棉花黄萎菌落叶型菌系毒素纯化及抗血清制备

用SephacrylS 200HR层析柱纯化了V991菌系毒素,经叶片针刺涂抹方法确认其致萎功能后,免疫大白兔制备了抗血清。用间接ELISA方法对强、中、弱3种不同致病力共10个菌株的培养液进行了特异性检测,结果表明:抗血清具备一定生理型特异性,能够准确检出全部强致病力落叶型菌系,可作为不同生理型划分的指标之一。用毛细管电泳、SDS PAGE和Western杂交方法检测了V991毒素的组分:在中性条件下,毒素在毛细管电泳时存在2个峰;SDS PAGE将毒素分为8条带,其中4条主带具有强烈的致萎性;Western点杂交的反应强度与相应蛋白回收带的致萎功能之间明显相关。     

Identification of Pathogenicity Defective Mutants from a T-DNA Insertion Mutant Library of Verticillium dahliae

[Objective] Our research aimed to identify pathogenicity defective mutants from a T-DNA insertion mutant library of Verticillium dahliae strain Vd991 and to analyze pathogenicity-related genes. [Method] In total, 294 T-DNA insertion mutants of V. dahliae were tested for their virulence using a cotton infection assay. Southern blot assays were performed to identify the T-DNA insertion copy number of each pathogenicity defective mutant. DNA sequences flanking the T-DNA insertional sites of each mutant were analyzed by high-efficiency thermal asymmetric interlaced PCR. [Result] Based on the virulence assay, the disease indices of cotton plants inoculated with each mutant decreased very significantly in comparison with the index of those inoculated with Vd991. The Southern blot assay revealed that only one mutant contained two T-DNA insertions, while the remaining eight mutants harbored a single T-DNA insert. An analysis of biological characteristics found that the growth and conidial production of these mutants were impaired by the T-DNA insertions compared with the wild type Vd991. The T-DNAs' insertion position and distribution in each mutant were identified by comparison with genome sequences of strain VdLs.17. Furthermore, the pathogenicity-related genes were cloned from strain Vd991. [Conclusion] The screening and identification of T-DNA insertion mutants is an effective method to identify the pathogenicity-related genes of V. dahliae on a genome-wide scale. This laid a foundation for the further breeding of disease-resistant cotton varieties and will promote the study of the pathogenic molecular mechanisms of V. dahliae.     

珠海香蕉枯萎病菌遗传多样性的AFLP分析

为了解广东省珠海地区香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f. sp. Cubense)的种群分化和遗传变异规律,采用AFLP技术对来自珠海、湛江、台山的20株尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)进行DNA指纹分析,以1株分离自粉蕉的木贼镰刀菌(F. equiseti)为外参。20株尖孢镰刀菌中17株来自珠海,包括3株非致菌、2株香蕉枯萎病1号生理小种、12株香蕉枯萎病4号生理小种,2株来自湛江的为香蕉枯萎病4号生理小种,1株来自台山的为香蕉枯萎病1号生理小种。8对AFLP引物对供试菌株扩增出253条带,其中多态性带97条,占总带数的38.34%,供试菌株的遗传距离变化在0.21~0.99间,平均为0.85。利用NTSYSpc软件中的UPGMA算法构建了21株镰刀菌的AFLP亲缘树状图,聚类结果表明：供试菌株被聚为3个大的类群,分别为1号生理小种、4号生理小种以及非致病性尖孢镰刀菌。亲缘关系分析结果表明：1号生理小种内菌株间的遗传分化大于4号生理小种,其聚类结果与菌株的地理来源有一定的相关性。总体而言,珠海地区香蕉枯萎病菌的遗传多样性较为丰富。     

冬瓜枯萎病菌核糖体rDNA ITS区的克隆与序列分析

采用镰刀菌核糖体基因转录间隔区(ITS)通用引物,PCR扩增冬瓜枯萎病菌核糖体基因ITS区,并对产物进行克隆和序列分析;利用Mega 4.1软件对序列及GeneBank中以葫芦科为寄主的镰刀菌不同专化型ITS序列进行聚类。冬瓜枯萎病菌ITS全长1 063 bp,其中包括18S rDNA一部分序列,5.8S rDNA,ITS1和ITS2全部序列及28S rD-NA部分序列。聚类结果将15个菌株ITS序列划分为2个类群,类群I包括4个菌株,分别为2个西瓜枯萎病菌株和2个甜瓜枯萎病菌株;类群II包括11个菌株,其中冬瓜枯萎病菌株就在该类群中,其余为甜瓜枯萎病菌株5个、西瓜枯萎病菌株3个、黄瓜枯萎病菌株、丝瓜枯萎病菌株和葫芦枯萎病菌株各1个。