核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)致病分子机理研究进展

核盘菌[Sclerotinia sclerotiorum(Lib.)de Bary]可以侵染包括油菜、大豆、向日葵等多种重要农作物在内的400多种植物,引致严重病害,对植物生产危害极大,越来越引起人们的重视。随着分子生物学技术在核盘菌研究中的应用,人们对其致病机理的研究也越来越深入。作者从细胞壁降解酶类、草酸毒素、侵染垫的形成和菌核形成的影响因素以及其与寄主的互作等方面,对核盘菌的分子致病机理研究进行了综述。     

细辛菌核疫病的研究 Ⅲ.细辛核盘菌有性世代的产生及其侵染规律

细辛核盘菌 Sclerotinia asari Wu et C.R.Wang.在罹病细辛的地上部及整个根部可以形成大量茵核;这些菌核能否直接萌发侵染或形成有性世代借空气传播。这是病害侵染循环中的中心问题。试验结果表明:细辛核盘菌的菌核在自然条件下难以直接萌生菌丝体而发生侵染;而它的主要萌发形式是产生子囊盘,由于子囊盘的产生对湿度条件要求比较严格,因此其萌发机率较低,而且其子囊孢子因受树叶阻隔,也不易放射传播。菌核可在春秋两季萌发,但秋后因天气寒冷,只能形成子囊盘柄,不能出土,春季子囊盘出土起始于4月15～20日,终止于5月20日左右。子囊孢子放射起始于4月26日,终止于5月19日。子囊孢子的寿命为48小时至33天,子囊孢子以在细辛汁液中最易萌发,并只能从叶部伤口侵入,致病力较弱,构成初侵来源的可能性极小。如果排除有性世代的空气传播,细辛菌核疫病则应确定为捡疫性病害。根据 Adams 和 Ayers(1979)报道,有许多 Sclerotinia SPP 的子囊孢子可以藉风力传播而产生侵染,杨新美(1961)、H.J.Willetts et J.A.—L Wong(1980)等也报道 Sclerotinia sclerotiorum 的主要侵染来源是子囊孢子;而 S.minor的菌核可直接萌发侵染致病。细辛核盘菌能够在病田中产生大量菌核,但它究竟能否萌发产生侵染或产生子囊孢子借空气传播,这是病害侵染循环中的一个中心问题。为弄清这个问题,作者从1979～1984年对细辛核盘菌菌核的萌发、有性世代的产生及其侵染规律进行了系统的研究,本文报道这方面的试验结果。     

利用TRV-HIGS技术鉴定核盘菌致病相关的分泌蛋白基因

【目的】由核盘菌（Sclerotinia sclerotiorum）引起的菌核病是我国油菜种植上的主要问题,严重威胁着菜籽产量及品质。分泌性蛋白在病原菌致病过程中起着重要作用,核盘菌基因组中包含大量编码分泌性蛋白的基因,本研究旨在鉴定并筛选与致病性相关的分泌蛋白基因,揭示核盘菌的致病机理,为菌核病防控提供重要靶标。【方法】采用SMART软件对核盘菌在侵染抗病、感病甘蓝过程中差异表达明显的8个具有信号肽的候选基因进行蛋白质结构域的分析,随后将SMART分析得到的结构域分别于SCOP、Pfam、PDB数据库进行功能注释。利用基因特异性引物进行目的基因特异片段的PCR扩增,构建pTRV2-Gene和pTRV2-GFP载体。随后等量混合含有pTRV1及pTRV2-Gene,pTRV1及pTRV2-GFP载体的重悬菌液。室温静置3 h后,利用针筒浸润法将pTRV2-Gene载体及对照（TRV-GFP）侵染5—6周龄的本氏烟（Nicotiana benthamiana）。侵染植株于黑暗环境中培养48 h后,再置于正常光照条件的环境中生长7 d。将直径6 mm的核盘菌PDA菌丝块接种于侵染9 d后的烟草叶片叶腹的中央,其中带菌面紧贴叶片,随后将接种植株培养48 h后统计病斑面积。提取接种48 h后的病斑及病斑周围组织叶片（距腐烂组织边缘1 cm左右）的RNA,利用特异引物进行目的基因的qRT-PCR,计算目的基因在携带TRV-HIGS载体的烟草植株中的相对表达量。【结果】SMART及结构域注释预测这8个候选基因可能参与了蛋白、核酸或多糖的水解,影响植物的免疫反应,参与核盘菌对药物耐受性的调节及生物素合成。核盘菌接种携带这8个基因的TRV-HIGS载体及对照载体的烟草,48 h后对照植株的病斑面积平均为3.44 cm ²,除SS1G_07655外,其余7个候选基因的TRV-HIGS植株上的病斑面积相比对照植株均显著减小（P≤0.05）,其病斑面积介于1.63—2.61 cm ²。qRT-PCR结果显示,这7个致病相关的候选基因在核盘菌侵染烟草过程中的基因表达水平均显著低于对照（P≤0.05）。【结论】利用TRV介导的HIGS技术成功地对核盘菌中8个未知功能的分泌蛋白基因进行了功能鉴定,筛选到7个可能与核盘菌致病性相关的基因,其中对核盘菌致病性影响最大的SS1G_03146预测可能参与核盘菌生物素合成,同时SS1G_04343及SS1G_11912预测可能参与影响植物的免疫反应。     

植物病原真菌致病机理研究进展

真菌是最重要的植物病原类群,植物病原真菌致病机理的研究是当今植物病理学领域的热点问题之一,了解植物与病原菌的互作对有效控制病原菌危害和选育抗病品种具有重要意义。本文从病原菌侵染结构(侵染垫、附着胞、吸器)的形成和功能、主要致病因子(细胞壁降解酶、毒素)的产生和作用、侵染过程的分子基础,以及病原菌侵染后植物膜质过氧化、活性氧清除系统和防御酶系统的变化等方面,综合阐述了植物病原真菌致病机理的研究进展,并就目前存在的问题和研究前景进行了展望。     

啶酰菌胺对向日葵核盘菌生物活性的影响

旨在明确新型杀菌剂啶酰菌胺对向日葵核盘菌生物活性的影响,为其推广应用提供科学依据。以向日葵核盘菌菌丝、孢子和菌核为试材,采用生物测定方法测定啶酰菌胺对向日葵核盘菌菌丝生长、孢子萌发及菌核形成的影响。研究结果表明,啶酰菌胺处理后的核盘菌菌丝生长速率受到抑制,其抑制菌丝生长的EC₅₀为0.2152 μg/mL。随杀菌剂浓度的升高,核盘菌菌丝生长量明显下降,浓度为16.667 μg/mL时,对核盘菌形成菌核数量的抑制率达到84.62%,对核盘菌形成菌核总干重的抑制率达到61.07%。孢子萌发试验结果表明,啶酰菌胺处理后子囊孢子萌发受到抑制,其抑制子囊孢子萌发的EC₅₀为0.056 μg/mL。在浓度为0.267 μg/mL时,孢子芽管伸长抑制率达到78.15%。啶酰菌胺不仅对核盘菌菌丝生长有抑制作用,还可以降低子囊孢子的侵入、阻止子囊孢子萌发形成的芽管在植物组织的继续侵染,有效降低田间土壤中菌核残留量。对向日葵菌核病的防治前景十分广阔,可以作为田间防治向日葵菌核病的轮换药剂。     

国外向日葵菌核病的研究进展

对国外向日葵菌核病的抗病育种、向日葵的抗性机制、核盘菌的致病机理以及向日葵菌核病防治方面的研究进行了综述,以期为我国的向日葵菌核病的研究和防治提供参考。     

油菜菌核病研究进展

菌核病是危害油菜生产的主要病害之一。结合已有文献与本研究室的研究结果,文章就核盘菌的致病过程和致病机理、油菜菌核病抗病资源筛选、抗病育种现状、抗性遗传规律、抗病QTL定位及抗性基因发掘等方面进行了总结和展望。     

大丽轮枝菌致病机理及相关致病基因研究进展

大丽轮枝菌是农作物上为害最严重的土传病原物之一,对于该病原物引起的病害目前仍缺乏有效的防控手段,而明确其致病机理被认为是开发新型药剂和防治技术的理论基础.综述了大丽轮枝菌的侵染过程、植物细胞壁的降解、微菌核和黑色素的形成等一些重要的生理过程相关的致病基因,并总结了转录调控基因、毒力蛋白基因、效应因子、无毒基因和激发子等多方面致病相关基因的研究结果,最后概述了筛选致病基因和研究基因功能的方法.     

核盘菌γ-谷氨酰磷酸还原酶基因SsGPR1的功能分析

【目的】γ-谷氨酰磷酸还原酶是真菌脯氨酸合成途径中的一个关键性酶,本研究旨在对核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)γ-谷氨酰磷酸还原酶编码基因SsGPR1进行沉默,并对沉默转化子菌丝生长、菌核形成和致病力等表型进行研究,为揭示核盘菌的生长发育与致病机理打下基础,并为作物菌核病的绿色防控提供线索。【方法】通过BLAST进行蛋白同源比对分析,并利用MEGA 5.0软件构建蛋白进化树。通过实时荧光RT-PCR检测SsGPR1在核盘菌菌丝生长、菌核发育和萌发的各个阶段以及致病不同时期的表达模式。根据RNA干扰原理构建SsGPR1的沉默载体,通过PEG介导原生质体转化的方法将沉默载体转入到野生型核盘菌菌株1980中。利用实时荧光RT-PCR鉴定基因沉默转化子,对沉默转化子的菌丝形态、生长速度和菌核形成等表型进行观察,并测定沉默转化子在氧化胁迫条件下的菌丝生长。将沉默转化子分别接种至活体油菜叶片和拟南芥植株,观察并测量病斑大小。通过酸性茚三酮法对沉默转化子中的游离脯氨酸进行测定。【结果】核盘菌SsGPR1全长1 454 bp,编码449个氨基酸,在氨基酸H~(10)-N~(426)处含有谷氨酰磷酸还原酶结构域。同源比对发现SsGPR1蛋白与灰葡萄孢(Botrytis cinerea)的BC1G_13183蛋白和白霉病菌(Sclerotinia borealis)的SBOR_2215蛋白相似性最高,氨基酸序列一致性分别达95%和94%,系统进化树结果表明三者聚为一个小的分支。SsGPR1在核盘菌菌丝生长时期的表达量较高,在菌核不同发育阶段表达量相近,但均低于菌丝生长时期。SsGPR1在致病时期表达量不断升高,在接种后9 h表达量最高。将SsGPR1基因沉默载体pSIGPR1导入到核盘菌野生型菌株中,并通过实时荧光RT-PCR检测不同转化子中SsGPR1的表达水平,结果表明SiGPR1-104和SiGPR1-149为SsGPR1基因沉默转化子。沉默转化子在PDA培养基上形成的菌核数量及均重与野生型菌株无显著性差异,且菌核均能萌发形成子囊盘,但菌丝生长稠密,生长速度显著下降。在含有H_2O_2的培养基中,SsGPR1基因沉默转化子菌丝生长受到更强的抑制,表明沉默转化子对氧化胁迫更加敏感。SsGPR1基因沉默转化子在活体油菜叶片和拟南芥植株上能引起发病,但病斑面积减小,表明沉默转化子致病力减弱。SsGPR1基因沉默转化子菌丝中的游离脯氨酸含量与野生型菌株相比无显著差异。【结论】SsGPR1与核盘菌的生长和菌丝形态相关,且参与核盘菌对氧化胁迫的抵御及致病过程。     

植物根结线虫病发生规律分析

综述了植物根结线虫病的症状、病原、生活史、侵染循环、侵染高峰期、传播途径、寄主、根结线虫在土壤中的垂直分布、致病机理、影响发病的因素等方面的研究结果,以供参考。     

一株生防木霉的鉴定及环境pH与对羟基苯甲酸对其防病效果的影响

旨在明确西瓜枯萎病生防真菌M3菌株的分类地位及环境pH与对羟基苯甲酸(p-hydroxybenzoic acid, PHBA)共同作用对其防病效果的影响。采用形态学和分子生物学方法分类鉴定,确定M3菌株为哈茨木霉(Trichoderma harzianum)。平板试验结果表明,PHBA对M3菌株和病原菌尖镰孢菌西瓜专化型的菌落生长均具有“低浓度促进、高浓度抑制”的作用,强酸和强碱环境均不利于2种菌的生长;M3菌株和病原菌的最适生长环境pH和最适PHBA质量浓度不同,前者为6和400 mg·L^-1,后者为8和200 mg·L^-1。pH和PHBA共同作用下,M3菌株的抑菌率无显著变化。在pH 6和PHBA质量浓度400 mg·L^-1的土壤环境中,M3菌株的防病效果达到最高水平(85.72%)。总之,M3菌株的防病效果主要受土壤pH影响,其能够在PHBA积累环境中有效发挥防病作用,具有较好的生防应用潜力。     

葫芦白粉病病原菌观察及系统进化分析

为确定侵染葫芦使其感染白粉病的病原菌,并鉴定其生理小种,通过种植葫芦材料,采集自然发病的葫芦病叶及分生孢子,显微观察感病叶片上白粉病菌的形态特征,克隆病原菌的ITS区并测序进行分析,在形态和分子水平证明单囊壳白粉菌(Podosphaera xanthii)是侵染葫芦使其感染白粉病的病原菌之一。通过进行与不同地区、不同寄主作物的白粉病菌ITS区的系统进化分析,进一步说明该病原菌为单囊壳白粉菌。并且通过种植13份葫芦科白粉病鉴别寄主,发现该生理小种为1号生理小种。     

交链格孢菌EST-SSR信息分析与分子标记通用性评价

为了弄清交链格孢菌(Alternaria alternata) EST数据库中的SSR信息资源,并开发可用于研究近缘种细极链格孢(Alternaria tenuissima)遗传多样性的EST-SSR分子标记。从NCBI数据库下载A.alternata表达序列标签(Expressed sequence tag,EST)共727条,经过研究分析发现,A.alternata EST中SSR含量非常丰富,每5.343 kb含有1个SSR位点。根据SSR两端保守序列,设计合成13对EST-SSR引物,对来自新疆不同地区不同寄主的38株A.tenuissima进行通用性检测。检测结果显示共有5对引物能扩增出多态性条带,扩增多态率为55.56%。因此,基于A.alternata EST数据库开发的SSR分子标记,在开展近缘种A.tenuissima遗传多样性研究时具有较好的通用性。     

羊肚菌物种多样性研究现状

羊肚菌Morchella spp.是一类珍稀食药用真菌,具有重要的经济和科研价值。对羊肚菌的传统分类研究、生态位特征、生活史、生活习性及其分子生物学等方面的研究成果进行综述,总结现阶段羊肚菌研究取得的主要成绩;此外,简述甘肃甘南藏族自治州有关野生羊肚菌资源的研究现状,分析目前当地野生羊肚菌资源研究中存在的问题,并指出解决这些问题的相应思路,为甘肃甘南藏族自治州野生羊肚菌的可持续开发利用提供参考。     

烟蚜茧蜂规模扩繁冬寄主筛选研究

为筛选出烟蚜茧蜂(Aphidius gifuensis Ashmead)规模扩繁中的最佳繁蚜冬寄主,比较了自然条件下7种不同冬寄主上烟蚜的种群数量变化,烟蚜茧蜂对各寄主上烟蚜的防控效果及僵蚜羽化率.结果表明:烟蚜在7种寄主上种群数量的自然增长从大到小依次表现为烤烟K326、芥菜、芥菜型油菜、甘蓝型油菜、萝卜、红菜薹、白菜;芥菜上烟蚜茧蜂的寄生率为70.56%,显著高于其他寄主;7种冬寄主上僵蚜羽化率均高于70%,其中芥菜最高,为97.33%,萝卜最低,为72.87%,二者差异具有统计学意义.烟蚜茧蜂均能寄生7种冬寄主植物上所饲养的烟蚜且僵蚜羽化率相对较高,但总体而言芥菜上烟蚜的种群数量增长较快,烟蚜茧蜂的寄生率和僵蚜羽化率均最高,可利用芥菜来替代烟草作为冬季繁蚜寄主,也可在春烟种植前对芥菜田释放烟蚜茧蜂使其在田间建立自然种群.     

施肥模式对菠菜幼苗的生理响应

为了研究不同施肥模式对菠菜幼苗的作用机制,以菠菜幼苗为材料,采用菠菜幼苗盆栽试验,用G1（NPK）、G2（NPK+M1）、G3（NPK+M2）、G4（NPK+M3）分别对菠菜幼苗进行喷施叶面肥,蒸馏水为对照（CK）,研究菠菜幼苗的抗氧化酶活性和MDA含量的影响。结果表明,不同施肥对菠菜幼苗叶片的POD、CAT、SOD活性均显著高于CK（P< {0.05 }）,而MDA含量均显著低于CK（P<0.05）;随着菌肥中有效微生物浓度的增加,NPK与菌肥配施对菠菜幼苗叶片的POD、CAT、SOD活性也增加,直到菌肥中有效微生物浓度增加到1×10 +7个·g^-1时,再增加菌肥中有效微生物浓度,菠菜幼苗叶片的POD、CAT、SOD活性均逐渐下降;而菠菜幼苗的MDA含量反之。经相关性分析,不同施肥对菠菜幼苗叶片的POD、CAT、SOD活性分别与MDA含量呈现出极显著负相关性（P<0.01）,而菠菜幼苗叶片的POD、CAT、SOD活性两两呈现出极显著正相关性（P<0.01）。     

Current progress on genetic interactions of rice with rice blast and sheath blight fungi

Analysis of genetic interactions between rice and its pathogenic fungi Magnaporthe oryzae and Rhizoctonia solani should lead to a better understanding of molecular mechanisms of host resistance, and the improvement of strategies to manage rice blast and sheath blight diseases. Currently, dozens of rice resistance (R) genes against specific races of the blast fungus have been described. Among them, ten were molecularly characterized and some were widely used for breeding for genetic resistance. The Pi-ta gene was one of the best characterized rice R genes. Following the elucidation of its molecular structure, interaction, distribution, and evolution, user friendly DNA markers were developed from portions of the cloned genes to facilitate the incorporations of the Pi-ta mediated resistance into improved rice varieties using marker assisted selection (MAS). However, rice blast is still a major threat for stable rice production because of race change mutations occurring in rice fields, which often overcome added resistance based on single R genes, and these virulent races of M. oryzae pose a continued challenge for blast control. For sheath blight, progress has been made on the exploration of novel sources of resistance from wild rice relatives and indica rice cultivars. A major quantitative trait locus (QTL), named qSB9-2, was recently verified in several mapping populations with different phenotyping methods, including greenhouse methods. The ability to identify qSB9-2 using greenhouse methods should accelerate the efforts on the qSB9-2 fine mapping and positional cloning.     

小麦锈菌AFLP分子标记技术体系的建立*

 以小麦条锈菌、杆锈菌、叶锈菌的夏孢子为材料，通过DNA提取、酶切、PCR扩增、凝胶电泳等系列程序摸索和优化，建立了锈菌的AFLP分子标记体系如下: 40μL酶切体系中采用了EcoRI,TrulI各5U,37℃3h,65℃3h双酶切4μL100ng/μL的DNA; 然后加入10μL连接混合液22℃连接3h,16℃10h; 连接产物5μL,10μmol/LEcoRI,10μmol/LTru1I预扩引物各1.5μL,PCR反应液25μL,ddH₂O17μL进行预扩;预扩产物稀释20倍后取 5μL,50ng/μL EcoRI,Tru1I选扩引物各1μL,PCR反应液10μL,ddH₂O3μL体系进行选择性扩增。为研究小麦锈病和其他真菌性病害的分子标记克隆及抗病育种的辅助选择提供了有力工具。     

Classification of toxigenic and atoxigenic strains of Aspergillus flavus with hyperspectral imaging

Aspergillus flavus (A. flavus) produces secondary metabolites, aflatoxins, that are harmful to both humans and animals. Because of stringent federal regulation requirements as well as the limitations of available detection methods, there is an urgent need for rapid, non-invasive and effective techniques such as hyperspectral imaging, for the detection of the toxigenic strains of A. flavus. Hyperspectral images of toxigenic and atoxigenic strains of A. flavus were classified. Principal component analysis (PCA) was applied for data decorrelation and dimensionality reduction. A Genetic Algorithm (GA) was implemented for the selection of principal components (PCs) based on Bhattacharya Distance (B-Distance). A Support Vector Machine (SVM) was successfully applied for the classification. Under halogen light sources, in average 83% of the toxigenic fungus pixels and 74% of the atoxigenic fungus pixels were correctly classified; while under UV light sources, 67% of the toxigenic fungus pixels and 85% of the atoxigenic fungus pixels were correctly classified. The pair-wise classification accuracies between toxigenic AF13 and each atoxigenic fungus species (AF38, AF283 and AF2038) were 80%, 91% and 95% under halogen light sources, and 75%, 97% and 99% under UV lights, respectively.     

红枣贮藏期病原菌系的多样性

研究表明,宁夏红枣贮藏期果面上出现的真菌菌系主要有7种.其中,链格孢菌(Alternaria spp.)、青霉(Penicillium spp.)、木霉菌(Trichoderma spp.)、镰刀菌(Fusarium spp.)是优势菌株;曲霉属(Aspergillus spp.)、毛霉(Mucor spp.)和根霉(Genus rhizopus spp.)是亚优势菌株.且随着贮藏时间的延长,真菌微生物在果面上出现的菌落数增加.不同处理的宁夏红枣贮藏期间细菌随贮藏时间延长增殖加快.经保鲜剂处理后的灵武长枣和中宁圆枣贮藏时细菌增殖较慢,未经处理的宁夏红枣贮藏时细菌增殖速度非常快.