水稻白叶枯病菌内源过氧化氢的产生及定位

采用辣根过氧化物酶-酚红法定量检测病原菌细胞内源过氧化氢的产生,并通过组织化学法观察细胞中过氧化氢积累的亚细胞定位.结果表明:辣根过氧化物酶-酚红法及组织化学染色法均检测到水稻白叶枯病菌内源过氧化氢的产生.透射电子显微镜观察结果和辣根过氧化物酶-酚红法定量检测结果均显示,过氧化氢在水稻白叶枯病菌细胞中普遍存在,不同病原菌内源过氧化氢的水平有极显著差异.病原菌细胞中过氧化氢的积累主要定位在细胞壁.     

水稻与油菜黄单胞菌菜豆致病变种非寄主互作体系中病原细菌过氧化氢的作用

 【目的】探讨互作体系中病原菌来源过氧化氢的作用。【方法】采用组织化学法通过透射电子显微镜技术观察水稻与油菜黄单胞菌菜豆致病变种互作体系中的过氧化氢积累的定位。【结果】突变体菌株细胞中烷基过氧化物还原酶亚基C的缺失导致胞内其余过氧化氢清除酶活性的补偿性显著上升,使胞内内源过氧化氢积累水平显著下降,并引起病原菌与水稻互作体系中的过氧化氢积累水平发生显著变化。【结论】病原细菌很可能是互作体系中过氧化氢的一个重要来源。病原细菌产生的过氧化氢很可能在非寄主互作中造成细菌周围植物细胞的损伤,对植物细胞具有潜在的毒性。     

广西水稻白叶枯病菌致病型的初步鉴定

【目的】明确广西水稻白叶枯病菌致病型的分布和分化,为生产上该病害的综合防控提供理论依据。【方法】采用水稻白叶枯病菌中国鉴别寄主（金刚30、特特普、南粳15、爪哇14、IR26）对2013年从广西南宁、东兴、防城港、钦州、岑溪等地水稻病区分离得到的29株水稻白叶枯病菌进行致病型初步鉴定,同时采用部分近等基因系对5株南宁分离菌株致病性进行进一步分析。【结果】29株菌株在5个鉴别寄主上均出现感病反应,均为SSSSS模式,为强致病菌;5株南宁分离菌株能使目前抗谱最广的水稻材料CBB23感病。【结论】广西水稻白叶枯病菌致病力出现极大分化,需加强对该病害的防控及水稻抗病材料的筛选利用工作。     

建立以lipA和purH为靶基因的RTQ-PCR方法对水稻白叶枯病菌侵染过程进行定量分析

 【目的】建立水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae，Xoo）的分子定量法，测定Xoo侵染水稻植株后不同时间的种群量及其变化。【方法】选用以lipA和purH为靶基因序列的引物P4和P5，用SYBR Green I实时定量PCR（RTQ-PCR）分析在水稻接种植株内的病菌种群量。【结果】与细菌平板计数法相比，RTQ-PCR法定量结果基本相近或略高（≤10倍），变化趋势基本相似，用2对引物P4和P5进行RTQ-PCR定量无显著差异。接种3 d的植株内己有菌量积累，但不显症；从接种5 d开始，细菌明显增加，植株显症并逐渐加重；接种9～14 d菌量增加到峰值，并进入稳定平台期，植株显症严重。病菌种群量与植株显症间的关系可能与细菌群体感应机制有关。【结论】用RTQ-PCR分子定量法可以直接对水稻植株内的Xoo进行动态定量研究；提出了水稻病害分子定量“病菌靶基因拷贝数－DNA总量－种群量－植物病症”的研究模式。     

水稻白叶枯病菌Ⅲ型效应物基因hpaF与毒力相关

【目的】稻黄单胞杆菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)PXO99A菌株中PXO_03420基因被注释为编码具有多个LRR的Ⅲ型效应物基因hpaF,本研究旨在明确hpaF基因的功能,为完善XooⅢ型效应物的研究提供一定的理论基础.【方法】通过同源双交换构建hpaF基因的缺失突变体,并通过表型分析、致病性试验和遗传互补对该基因的功能进行研究.【结果和结论】本研究发现,hpaF基因突变后对水稻日本晴品种的致病力降低了51.81%,减弱了细菌在非寄主植物蓖麻上的过敏反应.而带有hpaF全基因片段的pLAFR3能够恢复hpaF突变体的致病表型,结果表明hpaF基因与水稻白叶枯病菌的致病性相关.     

东北水稻白叶枯病菌株遗传多样性分析及品种对白叶枯病抗性评价

水稻白叶枯病最近几年在中国东北地区呈现突发和爆发态势。明确当地病原菌毒性和品种抗病情况,是防治白叶枯病的有效措施。选择东北稻区23个水稻白叶枯病菌菌株,进行了IS-PCR扩增和系统分析,结果显示:在0.83遗传距离水平,23个菌株可划分为5个簇。利用分离的水稻白叶枯病菌株与粳稻品种接种互作,"通禾855"等部分品种表现较强抗谱。用9个中国水稻白叶枯病菌标准菌株对15份北方粳稻品种进行人工接种,结果显示除品种"通系929"表现中抗外,其他品种的抗性综合表现感病。研究结果表明:北方水稻白叶枯病菌遗传多样性较复杂,筛选、引进广谱抗水稻白叶枯病种质资源材料非常必要,而且,利用当地菌株筛选抗源材料更加可靠。     

蔬菜根际细菌R2–2的鉴定及其抑菌活性

从云南昆明市郊蔬菜根际分离细菌,经平板对峙培养筛选出1株抑菌能力较强的菌株R2-2,通过对其进行形态观察、Biolog微生物自动鉴定系鉴定和16S rDNA序列测定及其系统发育学分析,鉴定为甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus)。对R2-2与植物病原细菌(甘蓝黑腐病菌、魔芋细菌性软腐病菌、海棠斑点病菌、水稻白叶枯病菌、水稻细菌性条斑病菌)和病原真菌(疫霉菌、尖镰孢菌、茄镰孢菌、立枯丝核菌)进行对峙试验,结果显示,R2-2对水稻白叶枯病菌和水稻条斑病菌有较强的抑菌效果,抑菌圈直径分别达6.83 cm和7.03 cm。该菌株的16S rDNA序列已在GenBank中注册,登录号为JN648098。     

蔬菜根际细菌 R2–2的鉴定及其抑菌活性

从云南昆明市郊蔬菜根际分离细菌,经平板对峙培养筛选出1株抑菌能力较强的菌株 R2–2,通过对其进行形态观察、Biolog 微生物自动鉴定系鉴定和16S rDNA 序列测定及其系统发育学分析,鉴定为甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus).对 R2–2与植物病原细菌(甘蓝黑腐病菌、魔芋细菌性软腐病菌、海棠斑点病菌、水稻白叶枯病菌、水稻细菌性条斑病菌)和病原真菌(疫霉菌、尖镰孢菌、茄镰孢菌、立枯丝核菌)进行对峙试验,结果显示,R2–2对水稻白叶枯病菌和水稻条斑病菌有较强的抑菌效果,抑菌圈直径分别达6.83 cm和7.03 cm.该菌株的16S rDNA 序列已在 GenBank 中注册,登录号为 JN648098     

硅对水稻生长、白叶枯病抗性及病程相关蛋白活性的影响

【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-1, 3-葡聚糖酶活性和几丁质外切酶、内切酶活性均快速上升。β-1, 3-葡聚糖酶活性在感染白叶枯病菌的8 d内,施硅处理显著高于不施硅处理,接种后第8天达到最大值。整个试验过程中,加硅处理的水稻植株,叶片中几丁质外切酶、内切酶活性明显增加。【结论】施硅能促进水稻的生长,提高病程相关蛋白β-1, 3-葡聚糖酶和几丁质外切酶及内切酶的活性,降低病情指数,显著缓解白叶枯病的危害,达到显著的防治效果。     

云南水稻白叶枯菌的RAPD分析

选取云南水稻白叶枯病菌优势小种的代表菌株41个,利用从258个RAPD随机引物中筛选出多态性好的24条引物对其DNA进行多态性分析.指纹图谱和聚类分析结果表明,各优势小种间遗传差异较大,菌株间具有明显的遗传多态性,在不同的相似水平下可分为不同的遗传组群.水稻白叶枯病菌优势小种间在分子水平上存在明显差异,且遗传组群与小种间有对应关系,遗传距离为0.2时可以将41个水稻白叶枯代表菌株分为10个遗传相似组,其中第2、8、10组为主要组群,第2组包括14个菌株,主要为7号小种;第8组有9个菌株,全部为8号小种.     

水稻白叶枯病原菌遗传和致病型多样性分析

采用Rep-PCR分子指纹技术对国内已知致病型和云南省各水稻产区采集的56个白叶枯病代表菌株进行分析．用ERIC、J3等引物对其DNA进行Rep-PCR特异性扩增,扩增结果经综合聚类分析,在70％的相似水平上,可将测试菌株划分为10个组群,其中4、5、8、9、10为主要组群;来自云南省的菌株分属于6个组群中,遗传分群与菌株的地理来源关系密切．根据菌株在已知抗性基因的近等基因系的反应,菌株可分为18个致病型,云南省的水稻白叶枯病菌株致病型复杂多样,远远高于国内其他省份测试的致病型．     

水稻白叶枯病菌致病性分子遗传学基础

 水稻-白叶枯病原菌互作符合基因对基因关系，是研究禾本科植物-病原菌互作的理想模式系统。目前已鉴定和克隆出许多白叶枯病菌致病相关基因。其它革兰氏阴性植物病原细菌致病性分子遗传学和基因组学研究，为揭示水稻白叶枯病菌致病性分子机理提供了丰富的背景知识，其中以发掘TTSS效应分子的研究备受关注。本文将对白叶枯病菌致病性分子机理进行综述，以期为研究水稻-白叶枯病菌互作的功能基因组学提供科学线索。     

水稻白叶枯病致病性基因研究进展

稻黄单胞菌水稻致病变种[Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)]可引起水稻白叶枯病,是水稻病害中最严重的病害之一,其与水稻互作是基因对基因的关系。Xoo基因组测序的完成极大推动了对Xoo基因功能的研究。为此,该文对近几年来Xoo致病性基因的鉴定情况进行统计,并就致病性基因的突变菌株对水稻接种情况和菌株自身变化进行了归纳,较为详细阐述了当前对Xoo无毒基因的鉴定研究状况,为水稻抗白叶枯病育种以及研究致病基因和致病机制提供理论基础。     

水稻白叶枯病菌gacA基因的克隆、测序及敲除研究

根据黄单胞菌gacA基因的同源性设计简并引物，采用PCR方法从水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pvoryzae，Xoo）中克隆了gacA同源基因，命名为gacAxoo。序列比较显示，该基因在黄单胞菌中是相对保守的。蛋白质保守结构域搜索表明，GacAxoo属于LuxR家庭的一员，具有与其他GacA蛋白相似的结构。通过同源重组的方法，构建了gacAxoo的插入突变体，为下一步研究gacAxoo的功能奠定了良好的基础。     

水稻白叶枯病菌毒性表达的负调控因子PXO_02944的分子鉴定

【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PXO_02944基因全长,将其GGDEF结构域和EAL结构域分别与已经报道的保守的GGDEF结构域或EAL结构域蛋白进行氨基酸序列比对分析;分别扩增PXO_02944左右臂片段,将其与目的载体pK18mobsacB载体连接,得到质粒pK2944,将pK2944与pMD-GmR载体回收获得的GmR基因片段进行连接,获得重组质粒pK2944-GmR,用于构建基因突变体。将PXO_02944全长基因克隆到载体pHM1上,获得重组质粒pHM1-2944并转化到ΔPXO_02944中,即获得互补菌株ΔPXO_02944::C。对野生型菌株、突变体和互补菌株进行表型测定,分析PXO_02944 基因缺失突变对Xoo致病性和EPS产生、生物膜形成、胞外酶活性和鞭毛运动性的影响,并通过qRT-PCR方法测定EPS合成基因和毒性相关基因的表达。【结果】用特异性引物进行PCR扩增,成功地从野生型菌株PXO99A中克隆了PXO_02944;生物信息学分析发现,PXO_02944蛋白具有磷酸化信号接收的REC输入结构域和GGDEF、EAL输出结构域,但GGDEF和EAL结构域保守序列发生了突变。与野生型菌株PXO99A相比,虽然PXO_02944突变体胞外纤维素酶和木聚糖酶活性、鞭毛运动性都无明显变化, 但其对水稻的致病性、EPS产生和生物膜形成能力显著增强,T3SS调控基因hrpG和EPS合成基因gumG的转录水平也明显升高。【结论】应答调控因子PXO_02944负调控了水稻白叶枯病菌致病性、EPS产生和生物膜形成这些毒性因子的表达。     

应用GDPs转录物标记法进行水稻白叶枯病菌早期侵染表达谱分析

 【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7 d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7 d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个上调和17个下调）基因发生了差异表达;其中5个基因是共有上调表达的,5个是共有下调表达的。推测这些基因的差异表达可能与病菌适应寄主体内环境、生长与定殖以及为害与显症过程有关。【结论】应用GDPs转录物标记技术可以成功地进行Xoo侵染过程的表达谱分析,鉴定出的差异表达的基因可以作为功能研究的靶标基因。