苹果树腐烂病菌拮抗枯草芽孢杆菌E1R-j抗菌蛋白的分离纯化

【目的】从枯草芽孢杆菌E1R-j菌株的发酵液中分离纯化抗菌蛋白,分析确其对苹果树腐烂病菌菌丝的抑制作用,为更好地利用该菌株防治植物病害和研制生物农药奠定基础。【方法】采用盐酸沉淀法从E1R-j发酵液中提取粗蛋白,并筛选酸沉淀的最佳pH值,然后通过反相柱RESOURCETMRPC、凝胶柱Superdex-75、阴离子交换柱DEAE-Sepharose和脱盐柱层析技术,提取并分离纯化粗蛋白;在粗蛋白分离纯化过程中,以皿内对峙试验测定蛋白的抗菌活性;通过扫描电镜技术,观察抗菌蛋白对病原菌菌丝的抑制作用。【结果】以pH 4.0盐酸沉淀获得的粗蛋白活性最强,抑菌效果最佳。反相柱RESOURCETMRPC获得的活性峰收集物经凝胶柱Superdex-75、阴离子交换柱DEAE-Sepharose和脱盐柱层析后,得到1个对称的活性峰,其收集物经非变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(Native-PAGE)检测为单一条带,变性聚丙烯酰胺凝胶电泳(SDS-PAGE)图谱中显示有2个分子质量相近的条带,表明该抗菌蛋白可能含有2个亚基,2个亚基的分子质量分别为55和60ku,将该活性蛋白命名为EP-1。扫描电镜结果显示,抗菌蛋白EP-1可使苹果树腐烂病菌菌丝出现膨大、弯曲以及原生质外渗等现象。【结论】通过盐酸沉淀及柱层析技术,从枯草芽孢杆菌E1R-j发酵液中分离纯化出一种分子质量为115ku的抗菌蛋白EP-1,其对苹果树腐烂病菌菌丝生长具有明显的抑制和破坏作用。     

甘肃省苹果树腐烂病菌ITS序列分析及潜育期研究

为了明确甘肃省苹果树腐烂病菌的种类及其优势种的潜育期,通过ITS序列比对和离体枝条接种法对采自甘肃省不同地区的苹果树腐烂病菌进行了ITS序列测定、分析及潜育期研究.结果表明:甘肃省苹果树腐烂病菌有2个种,分别为Valsa mali和Valsa malicola,其中Valsa mali有2个变种,分别为Valsa mali var.mali和Valsa mali var.pyri.甘肃省苹果树腐烂病菌优势种Valsa mali的潜育期随保湿时间增加而缩短,保湿时间为72h时潜育期为74.3h;温度30℃时潜育期最短,为64.3h;潜育期随枝龄的增加而增加,嫩梢的潜育期为46.3h;光暗交替下潜育期最短,为45.3h.     

苹果树腐烂病菌Argonaute基因鉴定及功能初步分析

Argonaute(AGO)蛋白作为沉默复合体RISC的重要组成部分,直接影响小RNA分子的调控功能｡为了 明确苹果树腐烂病菌(Valsa mali)AGO蛋白的生物学功能,以揭示苹果树腐烂病菌小RNA分子作用机制奠 定基础｡本研究从苹果树腐烂病菌基因组中比对出2个AGO蛋白的编码基因VMAGO1 和VMAGO3,序列分 析发现其均具有Argonaute的标志性功能结构域PAZ和PIWI,并与粗糙脉孢菌和构巢曲霉的AGO蛋白具有 高度的同源性｡基于同源重组原理成功获得了VMAGO1 和VMAGO3 的基因单缺失突变体,其菌落､菌丝形态 及菌落生长速率与野生型03-8相比没有明显变化｡此外,VMAGO1 和VMAGO3 的缺失不影响病菌对盐离子 胁迫的响应,而VMAGO3 能够参与病菌对pH､H₂O₂ 胁迫的响应,且VMAGO3 的缺失能够影响病菌的致病 力,其具体调控机理还需进一步验证｡     

生防菌Hhs.015防止苹果腐烂菌侵染寄主的组织学与细胞学研究

【目的】对生防菌Hhs.015抑制苹果腐烂菌(Valsa mali)在寄主中侵入、定殖、扩展的现象进行组织学与细胞学观察,阐释生防菌Hhs.015对苹果腐烂病的防治机理。【方法】利用扫描电镜技术观察生防菌Hhs.015侵入寄主的方式,对Hhs.015作用下寄主体内的苹果腐烂菌亚细胞结构变化进行透射电镜观察,并用荧光显微镜观察寄主胼胝质的发生与积累情况。【结果】Hhs.015通过树皮皮孔、毛孔等自然孔口侵入树皮,与苹果腐烂菌的侵入方式一致,可能在空间位点上与病原菌存在竞争作用;Hhs.015作用下寄主体内的苹果腐烂菌菌体细胞壁不均且加厚、质壁分离、细胞质凝缩固集并形成大液泡,还能够诱导寄主产生胼胝质积累等抗性反应,对苹果腐烂菌菌丝的生长与侵染扩展产生了明显的抑制作用。【结论】生防菌Hhs.015可能通过竞争、抗生溶菌、诱导抗性等综合作用来防止苹果树腐烂病菌对寄主的侵染。     

陕西杨凌地区苹果树腐烂病菌（Valsa mali）基因多态性的SRAP分析

利用SRAP标记对陕西省杨凌地区36株苹果树腐烂病菌(Valsa mali)基因多态性进行分析。从150对SRAP引物中筛选得到8对多态性高、稳定性好的引物组合对供试菌株进行扩增,共得到多态性条带56条,占总带数的75.68%,36株菌株的相似系数为0.339 6~0.962 2。其中,菌株167和165ZJG之间相似系数最大,亲缘关系最近。菌株SXYL24与SXYL135之间的相似系数最小。UPGMA聚类分析显示,在相似系数为0.846处36株供试菌株被划分为4个类群,与菌株采集来源及致病力不存在相关性。     

杨树溃疡病菌拮抗菌发酵液抗菌谱及稳定性研究

对杨树溃疡病菌拮抗菌ZJNU8990发酵液抗菌谱和稳定性进行研究,为发酵液中抑菌活性物质分离纯化提供一定理论依据。采用平板对峙法或杯碟法测定拮抗菌株ZJNU8990发酵液对7种植物病原菌的抑菌效果,表明该拮抗菌发酵液对番茄早疫病菌和小麦赤霉病菌具有较好抑制作用,对苹果腐烂病菌、水稻纹枯病菌和烟草赤星病菌具有一定抑制作用,但对白叶枯病菌和黄瓜枯萎病菌无任何抑制作用。以杨树溃疡病菌为指示菌,采用杯碟法测定发酵液的热稳定性、酸碱稳定性及光稳定性。结果表明: 拮抗菌发酵液在温度低于90℃时,抑菌效果稳定,121℃下则抑菌活性完全丧失;在酸性条件下,随pH值降低而小幅下降,而在碱性环境中,随着pH值增加而明显降低;经紫外光或自然光照射后抑菌活性略有降低。因此认为,杨树溃疡病菌拮抗菌ZJNU8990发酵液具有一定开发价值和应用前景。     

2株不同地理来源的苹果树腐烂病菌对甾醇生物合成抑制剂类杀菌剂的交互抗药性及生物适合度分析

测定2株不同地理来源的苹果树腐烂病菌对甾醇生物合成抑制剂（SBIs）类杀菌剂的交互抗药性及生物适合度,为SBIs类杀菌剂在苹果树腐烂病的防控上提供理论依据。采用菌丝生长速率法分别测定2株不同地理来源的苹果树腐烂病菌对3种甾醇生物合成抑制剂类杀菌剂和1种苯并咪唑类杀菌剂的交互抗药性,通过繁殖体数量测定法、生物量测定法、离体枝条接种法测定其生物适合度。结果表明,2株病菌（VM09和VM01）对SBIs类杀菌剂苯醚甲环唑、戊唑醇、抑霉唑的敏感性存在显著差异,苯醚甲环唑、戊唑醇、抑霉唑对VM09的EC₅₀值分别是VM01的10.49、9.03、79.09倍,表明腐烂病菌对检测药剂存在正交互抗药性;而对苯并咪唑类杀菌剂甲基硫菌灵无显著差异,不存在交互抗性。对2株病菌的生物适合度分析发现,其生长速率、繁殖体数量、菌丝干重以及对NaCl的渗透敏感性均存在显著差异,但致病力无显著差异。苹果树腐烂病菌菌株VM09对SBIs类杀菌剂存在正交互抗药性,且对SBIs类杀菌剂敏感性降低的菌株的生物适合度发生了明显变化,在一定程度上增加了其适生性。     

基于比较转录组学分析揭示中华蜜蜂及意大利蜜蜂幼虫的球囊菌抗性差异机制

为探究中华蜜蜂(Apis cerana cerana,以下简称中蜂)与意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,以下简称意蜂)幼虫的球囊菌(Ascospahaera apis)抗性差异产生的原因,利用Venn分析、GO分类分析、KEGG代谢通路分析以及Ka/Ks分析对二者的转录组进行比较研究。Venn分析结果显示,中蜂与意蜂的同源基因有17 656个,归属于8 111个基因家族,二者的特有基因分别有1 158和241个,分别归属于468和86个基因家族。GO分类结果显示,中蜂和意蜂的特有基因分别富集在38和28个GO条目。KEGG代谢通路富集分析结果显示,中蜂和意蜂的特有基因分别富集于96和21个代谢通路;进一步分析发现中蜂的特有基因富集在内吞作用、溶酶体、泛素介导的蛋白水解和黑化作用等4个细胞免疫通路,以及MAPK信号通路和Toll-like受体信号通路等2个体液免疫通路,而意蜂仅有1个特有基因富集在MAPK信号通路。Ka/Ks分析结果显示受到强烈正向选择、弱正向选择、中性选择和负向选择的单拷贝同源基因分别有37、281、2 630和3 269个。对受到强烈正向选择的基因进行GO分类和KEGG代谢通路富集分析,GO结果显示中蜂和意蜂的单拷贝同源基因富集的GO条目类型相同;KEGG结果显示中蜂的单拷贝基因仅富集在氧化磷酸化。上述结果表明免疫相关基因数量的差异是二者的球囊菌抗性差异产生的重要原因之一,中蜂在与球囊菌的协同进化过程中可能通过提高能量利用从而限制球囊菌的增殖。本研究结果可为阐明中蜂及意蜂幼虫的球囊菌抗性差异产生的分子机制提供参考。     

苹果树腐烂病菌挥发性代谢物及其毒素活性

研究苹果树腐烂病菌代谢产生的挥发性物质及其毒素活性。通过在树皮培养基中培养苹果树腐烂病菌,采用普通蒸馏法收集其培养滤液中的挥发性代谢产物,利用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)分离各个成分,将各组分质谱图与数据库标准物质质谱图对比,初步进行结构定性,并利用苹果枝条对其标准物质进行毒素活性测定。结果表明,苹果树腐烂病菌在发酵过程中产生5种挥发性物质,分别为2-氟丙烯、异戊醇、2-苯乙醇、4-乙基苯酚、4-乙基-2-甲氧基苯酚,其中异戊醇、2-苯乙醇、4-乙基苯酚、4-乙基-2-甲氧基苯酚均对苹果树枝具有毒素活性。苹果树腐烂病菌产生的挥发性代谢产物对苹果树具有毒素活性,为苹果树腐烂病菌致病机理的探索提供新的思路与方向。     

不同碳氮源对苹果树腐烂病菌胞外果胶酶活性的影响

【目的】探索苹果树腐烂病菌致病力与胞外果胶酶的关系,筛选最佳产酶的碳、氮源,为揭示该病菌致病机理提供依据。【方法】用MS培养基培养苹果树腐烂病菌野生型菌株03-8及其2个突变体(致病力增强突变体X907,致病力丧失突变体T1)菌株,于5,10,15和20d取样,用3,5-二硝基水杨酸(DNS)比色法测定其培养滤液中果胶酶的活性,探讨致病力与酶活性的关系。以野生型菌株03-8为供试菌株,改变MS培养基中的碳(葡萄糖、麦芽糖、根皮苷、果胶、可溶性淀粉)、氮(硫酸铵、牛肉膏、蛋白胨、酵母膏、L-天门冬酰胺)源培养03-8菌株,于5,10,15和20d取样,分别测定各培养滤液中果胶酶的活性,确定最佳碳氮源。用不同含量的最佳碳、氮源与MS培养基培养03-8菌株,10d时取样,测定胞外果胶酶活性,确定培养基中最佳碳、氮源的含量。【结果】在MS培养基中发酵10d,苹果树腐烂病菌致病力增强突变体(X907)产生的胞外果胶酶活性最高,致病力丧失突变体(T1)产生的酶活性最低。用可溶性淀粉、果胶为碳源培养野生型菌株03-8,在第10天培养滤液中果胶酶活性均高于其他供试碳源;以可溶性淀粉为碳源,其含量为0.5%时培养滤液中果胶酶活性最高。在5种供试氮源中,以0.25%蛋白胨为氮源发酵10d产生的胞外果胶酶活性最高。【结论】3种苹果树腐烂病菌发酵10d产生的胞外果胶酶的活性与其致病力相关;含0.50%可溶性淀粉和0.25%蛋白胨的MS培养基为苹果树腐烂病菌产酶的最佳培养基,发酵10d培养滤液中果胶酶的活性最高。     

Streptomyces yanglingensis KM-1-2遗传转化体系的建立及 km790的过表达

杨凌链霉菌（Streptomyces yanglingensis）KM-1-2是从银杏种子中分离到的一株新菌,为对其次级代谢产物基因簇进行研究,需建立该菌株的遗传转化体系。通过接合转移的方法成功建立杨凌链霉菌KM-1-2的遗传转化体系,并确定最佳接合转移条件：以2CMY为接合转移培养基,孢子于50 ℃热激10 min,抗生素覆盖时间介于18~19 h,其中萘啶酮酸质量浓度为25 mg/L,安普霉素为3 mg/L,接合转移效率达 1.052×10^-5。同时,利用该转化体系,过表达KM-1-2基因组中的1个SARP转录调控因子km790。与野生型链霉菌KM-1-2相比,过表达菌株Skm790生长速率加快,产孢时间提前,对部分病原真菌的拮抗性增强,而且代谢产物图谱发生明显变化。     

划布轮法鉴定新疆野苹果树腐烂病抗性方法的建立

中国新疆野苹果正遭受大面积死亡的生态危机,而腐烂病是主要诱因之一,急需对该植物资源进行抢救性保护。本研究旨在探索快速、高效及适用于野外的野苹果腐烂病抗性株快速筛选鉴定的方法。通过室内对5株15个新疆野苹果离体枝条和田间50株250片离体叶片进行划布轮刺伤,并接菌腐烂病强致病03-8菌株,25℃保湿观察。结果表明,枝条刺伤接菌8 d后发病率达100%,平均病斑长度为24～114 mm;叶片刺伤接菌4 d后发病率达100%,病斑面积比率为7%～88%,并鉴定出不同植株腐烂病抗性差异。表明对刺伤的枝条和叶片接菌是一种快速高效可信的腐烂病抗性株筛选鉴定方法,并适用于田间大样本量的抗性株初级筛选鉴定操作。     

柑橘溃疡病拮抗放线菌筛选及其抑菌机理研究

[目的]明确保存的放线菌资源对柑橘溃疡病菌的抑制作用和抑菌机理.[方法]通过平板对峙培养法筛选对柑橘溃疡病菌Xanthomonasaxonopodis pv.citri）有抑制作用的放线菌菌株,并采用电导率法、考马斯亮蓝法和斐林试剂法测定拮抗菌株发酵滤液对溃疡病菌的影响.[结果]筛选出3个对柑橘溃疡病菌有拮抗作用的放线菌菌株,抑菌圈直径达42.0～60.0 mm,且该3株放线菌发酵液能提高溃疡病菌菌液电导率,增加还原糖和蛋白质含量.[结论]3株拮抗菌能破坏柑橘溃疡病菌细胞膜完整性,增加细胞膜通透性,引起细胞质外渗.     

尖孢镰刀菌HG-11响应解淀粉芽胞杆菌B501胁迫的机制分析

前期研究发现生防拮抗菌解淀粉芽胞杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）B501能够显著抑制尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）HG-11,检测发现B501可以形成生物膜,具备产生纤维素酶和淀粉酶的能力。目前生物防治主要着眼于生防微生物的抑菌机制,而病原菌如何应对生防微生物胁迫的机制却常被忽略,因此旨在利用RNA-seq技术研究HG-11对B501生防胁迫响应的分子机制。结果表明,与对照HG-11样品相比,B501发酵液处理的HG-11样品中共有3 171个基因显著差异表达,其中2 106个基因上调表达,1 065个基因下调表达。上调表达有与细胞壁和细胞膜结构相关的基因如甾醇3-β-葡萄糖基转移酶基因、脂肪酸合成酶基因等,与抗氧化相关的上调表达基因有氧化物酶基因、P-P-键-水解驱动的跨膜转运蛋白基因等,以及与核糖体和线粒体相关的上调表达基因,如核糖体蛋白复合物、异柠檬酸脱氢酶等基因;下调表达的酰基转移酶基因、DNA连接酶基因等均为与细胞修复相关的基因。推测B501的抗菌物质通过破坏细胞壁及细胞膜的结构,并进入细胞内部破坏核糖体和线粒体从而抑制真菌生长。而HG-11通过调节与此相关的多个靶标蛋白或合成途径的基因表达,以缓解B501的生防胁迫作用。初步明确了尖孢镰刀菌应对生防解淀粉芽胞杆菌胁迫的基因表达差异,病原菌的自我防御机制或许是生防菌株易变表现的一个重要因素,提高了对病原菌与生防菌互作结构的认识。     

基因本体论在福氏志贺菌转录组研究中的应用

利用RNA-seq技术进行环丙沙星敏感和耐药的福氏志贺菌2457T株的序列测定与组装,对其碱基序列借助基因本体(Gene Ontology,GO)在生物进程、细胞组分、分子功能三方面进行注释和生物学分析。研究经过耐药诱导的转录组差异表达情况,并探讨差异表达基因在耐药性产生过程中的作用及相互关系。结果表明,通过耐药诱导有3 641个基因差异表达,其中961个GO条目注释到39个功能类别。同时发现硫酸盐、硝酸盐氧化还原相关酶系,电子/H+传导基因,膜转运蛋白,ABC外排泵家族4类耐药相关的功能基因组分。     

兰州百合和有斑百合的核型研究

【目的】研究兰州百合及有斑百合的染色体核型。【方法】利用染色体常规压片的方法,对兰州百合和有斑百合的染色体数目及核型进行了研究和分析。【结果】兰州百合的核型公式为2n=2x=24=2m+2sm+6st+14t,相对长度为6.35%～12.07%,核型不对称系数为83.25%,染色体相对差异较大。有斑百合的核型公式为2n=2x=24=4m+12st+8t,相对长度为6.11%～12.90%,核型不对称系数为80.11%。【结论】兰州百合的核型类型属于3A型,有斑百合的核型类型为3B型,以有斑百合核型的进化较高,可见不同居群的百合间核型存在差异。