小麦镰刀菌毒素及其发生风险研究进展

近年来,小麦赤霉病在我国小麦产区高频率流行,尤其在长江中下游、淮河流域以及黄淮南部,导致小麦中镰刀菌毒素严重污染,不仅影响小麦产量,还危害人畜健康。镰刀菌毒素包括脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON,又称呕吐毒素)、玉米赤霉烯酮(ZEN)、雪腐镰刀菌烯醇(NIV)以及伏马毒素(FB)等,可以引起动物消化、神经、免疫以及生殖系统异常,有的还具有致癌作用。本文对我国小麦镰刀菌毒素的发生情况与影响因素进行了分析,同时对镰刀菌毒素的风险评估与防控研究的迫切性进行了探讨,以期提高人们对小麦镰刀菌毒素污染的认识,保障我国小麦产业的健康发展。     

我国北方玉米子粒禾谷镰孢菌群产毒素化学型检测分析

利用镰孢菌产毒素基因特异性引物,对分离自我国北方春玉米区玉米子粒的禾谷镰孢菌复合种群(Fusarium graminearum clade)的43株镰孢菌菌株进行产毒素化学型检测.结果表明,我国北方玉米子粒中携带的禾谷镰孢菌(包括F. graminearum和F.asiaticum)检测到2种产毒素化学型,F. graminearum只产生脱氧雪腐镰孢烯醇(Deoxynivalenol,DON),F. asiaticum可以产生脱氧雪腐镰孢烯醇(Deoxynivalenol,DON)和雪腐镰孢烯醇(Nivalenol, NIV).     

基于UPLC同时测定三种小麦赤霉病毒素方法的构建与应用

为测定小麦籽粒中因赤霉病产生的毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)、雪腐镰刀菌烯醇(nivalenol, NIV)和玉米赤霉烯酮(zearalenone, ZEN),本研究构建了一种多功能净化柱-超高效液相色谱-二极管阵列检测器(multifunctional column-ultra performance liquid chromatography-diode array detector, MFC-UPLC-DAD)方法,可同时测定上述三种毒素,对该方法与多功能净化柱-高效液相色谱-二极管阵列检测器（multifunctional column-high performance liquid chromatography-diode array detector, MFC-HPLC-DAD）法测定9个小麦品种中上述3种毒素含量的结果进行比较;并用MFC-UPLC-DAD法检测了129份小麦品种(系)的毒素含量。结果显示,MFC-UPLC-DAD法检测三种毒素在检测范围内（0.01~10.00 μg·mL^-1）标准曲线的相关系数均大于0.994;三种毒素的检出限为15~78 μg·kg^-1;回收率在80.25%~118.35%之间,相对标准偏差为0.20%~1.92%;9份小麦品种中,3种毒素含量的测定结果在两种方法间差异均不显著。利用MFC-UPLC-DAD法测定自然发病的129份材料发现,DON毒素与NIV毒素检出率较高,分别为99%和92%;符合限量标准且毒素含量较低的材料共80份。本研究构建的MFC-UPLC-DAD法可同时测定小麦种DON、NIV和ZEN含量,测定结果重复性好,准确度高,可对抗赤霉病育种提供方便。     

赤霉病麦粒中脱氧雪腐镰刀菌烯醇消解方法研究进展

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxyniva1eno1,DON)是污染谷物籽粒及其制品的主要真菌毒素之一,对农业生产和人体健康均有重要影响。高温、吸附剂、脱皮等物理和化学处理方法虽然可以在一定程度上降低谷物籽粒及其制品的DON毒素含量,但也会对其食用和营养价值产生不利影响,甚至还会造成二次污染。辐照技术作为一种便捷、高效、经济的DON毒素降解手段,可以有效降低谷物籽粒及其制品中的DON毒素含量,但应对其降解产物的毒性进行安全评价。     

小麦茎基部土传真菌病害的分子诊断

为建立一种准确、快速鉴定小麦茎基部土传真菌病害的方法,根据Genbank中四种病菌的生物信息数据库,设计了4对病原茵特异引物,同时采用一种从小麦组织中快速提取病原茵DNA的方法,利用PCR技术实现了对小麦基部叶鞘中侵染的病原菌种类的快速有效检测.对来自不同地区的小麦试样的PCR检测结果表明,禾谷丝核菌和雪腐镰刀菌存在不同程度的共侵染现象,而引起中国小麦赤霉病的禾谷镰刀菌并不是引起小麦基腐的主要病原.     

维生素E对小麦赤霉病菌呕吐毒素积累的调控效应

赤霉病主要由禾谷镰刀菌引起，该菌侵染小麦后会在籽粒中积累脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）等毒素，造成小麦细胞的氧化损伤，并损害人畜健康。为了揭示抗氧化剂维生素E对DON积累的影响，在活体条件下，通过双花滴注法在小麦扬花期同时接种维生素E溶液和禾谷镰刀菌菌液，测定病小穗率，并在小麦成熟期利用LC-MS测定籽粒中的DON含量；离体条件下，在PDA和TBI培养基中分别添加维生素E，测定培养基中禾谷镰刀菌菌丝的生长速率、DON含量和DON合成关键基因 Tri5的表达量。结果表明，活体条件下，维生素E负调控DON的积累，但不能阻止病原菌在穗部扩展；离体条件下，与对照相比，添加维生素E对禾谷镰刀菌的生长、产毒及 Tri5基因的表达均无显著影响。活体条件下，维生素E负调控毒素，可能是通过调控寄主小麦中相关基因的表达而间接调控禾谷镰刀菌产毒相关基因的表达，该结果可为维生素E在小麦DON防控方面的利用提供参考。     

小麦赤霉菌毒素合成机制及检测技术研究进展

赤霉病的发生不仅会导致小麦严重减产,其病原菌产生的DON、NIV等毒素也会污染小麦籽粒,对人畜健康造成严重威胁,因此研发小麦赤霉病及赤霉菌毒素的监测与防控技术是小麦生产与消费领域的核心议题。本文从细胞、遗传、生化等角度全面综述了小麦赤霉菌毒素合成、转运和调控的分子机制,介绍了目前主流的赤霉菌毒素检测技术,并对各种方法的优缺点进行了系统比较。以上研究进展可启发赤霉菌毒素监测防控新技术的出现,有利于保障粮食供给和食品安全。     

江苏省不同麦区小麦品种（系）对赤霉病的抗性及籽粒DON积累分析

为拓宽小麦抗赤霉病育种资源库,收集江苏省淮南和淮北麦区共69份小麦品种（系）,在大田自然发病条件下调查赤霉病的发病情况,同时测定籽粒中的脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）毒素;并利用抗赤霉病基因Fhb1、Fhb2和Fhb5的功能标记或连锁标记对供试小麦品种（系）进行检测。结果表明,淮北麦区小麦品种（系）的赤霉病发病程度明显高于淮南麦区品种（系）;不同小麦品种（系）籽粒中DON毒素含量与病情指数、病穗率均呈极显著正相关;携带单个或多个抗性基因的小麦品种（系）的病情指数和籽粒DON含量大都有所降低,其中扬大617可能同时携带3个抗性基因（Fhb1+Fhb2+Fhb5）,其病穗率、病情指数及籽粒中DON含量均较低,可作为新的赤霉病抗源加以利用。     

芒果畸形病与DON和ZEN的关系初析

运用酶联免疫吸附法,对芒果畸形病组织中的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)和玉米赤霉烯酮(ZEN)含量进行检测。结果显示:病组织中,DON含量达6296.77ng/mL,ZEN含量达278.80ng/mL;健康芒果组织中,二者含量分别为2327.27ng/mL和134.49ng/mL。说明高浓度毒素可能导致芒果植株叶芽大量畸形增生而不发育,花序畸形,花胚退化等症状。     

吉林省玉米穗腐病病原真菌中镰刀菌毒素的研究

先前的研究表明，在吉林省田间玉米穗腐病病原真菌中镰刀菌类占80％。本实验采用薄层层析法和气—质联用法对分离自穗腐病的9株镰刀菌进行了脱氧雪腐镰刀菌烯醇、玉米赤霉烯酮和串珠镰刀菌素的定性检测。结果在4株禾谷镰刀菌和一株木贼镰刀菌玉米培养物中检测到脱氧雪腐镰刀菌烯醇；在3株禾谷镰刀菌玉米培养物中检测到了玉米赤霉烯酮；在所有被检菌株中均未测到串珠镰刀菌素。     

橡胶丛枝病分子检测研究

感染橡胶丛枝病的长春花（菟丝子桥接），通过提取其总DNA，以植原体（phytoplasma）特异引物，进行PCR扩增，结果得到860bp的DNA片断，片断的大小与设计的相符。而健康长春花扩增得不到此片断。同样，将感染丛枝病的橡胶树总DNA，进行PCR扩增，结果与上述相同。该860bp片断经地高辛标记，核酸杂交结果显示，感染丛枝病的橡胶树阳性反应强烈，健康橡胶树仅有微弱反应。     

基于SSR标记的橡胶树无性系鉴定方法的建立

从88对橡胶树SSR引物中筛选出5对产物清晰、扩增稳定的引物.采用6%变性聚丙烯酰胺凝胶电泳结合快速银染检测的方法,构建了87份橡胶树的DNA指纹图谱.5对引物共扩增出16条带,平均每对引物可扩增出3.2条带,多态性条带为15条,扩增条带分布在148～342 bp,无性系之间只存在1～2个片段差异,说明遗传差异小;根据建立的无性系数字指纹图谱,能逐一区分65个无性系,表明应用SSR分子标记技术进行橡胶树无性系的鉴定是可行的.     

利用多重PCR技术快速鉴定番木瓜性别

利用鉴定番木瓜雄性性别的特异基因片段(1 001 bp)的引物和鉴定番木瓜雄性、两性性别的特异基因片段(225 bp)的引物,分别以5个品种番木瓜的3种性别植株的总DNA为模板进行多重PCR扩增,结果表明:以雄株总DNA为模板得到1个1 001 bp和1个225 bp的扩增产物,以雌株总DNA为模板没有得到扩增产物,以两性株总DNA为模板得到1个225bp的扩增产物,根据多重PCR扩增结果,可以将番木瓜3种性别植株一次性鉴定出来.     

Detection of genetic variation among Indian wheat head scab pathogens (Fusarium spp./isolates) with microsatellite markers

Fusarium head blight (FHB) of wheat is responsible for extensive damage of wheat in humid and semi-humid regions of the world. Presently, FHB of wheat is a minor disease in India but due to global climate change, there is a chance that moist conditions and high humidity resulting from more rainfall during mid-anthesis could increase the susceptibility of wheat to Fusarium infection. For the present study, 27 isolates of three Fusarium spp. viz., Fusarium graminearum, Fusarium verticillioides and Fusarium oxysporum were isolated from naturally infected wheat sampled from Punjab, Himachal Pradesh and Wellington (Tamil Nadu) during 2000–2003. Genomic DNA was isolated from fresh mycelia using the CTAB method. Fusarium spp./isolates were analyzed with four newly developed microsatellite markers (MS-Fg1353, MS-Fg6808, MS-Fg307 and MS-Fg3654) and six previously published microsatellite markers (MS-Fg97, MS-Fc1, MS-Fg103, MS-Fg30, MS-Fg75 and MS-Fg90). All markers amplified a DNA fragment of variable length for different Fusarium spp./isolates. Microsatellite markers, MS-Fg103, MS-Fg103 did not amplify F. oxysporum and F. verticillioides isolates, respectively. MS-Fg307 amplified a fragment of 200 bp with F. graminearum isolates of Wellington. This study has shown that there is considerable genotypic variability among Fusarium spp./isolates causing FHB of wheat in India.     

马铃薯晚疫病种薯带菌的分子检测

从马铃薯块茎上分离纯化得到晚疫病菌、银腐病菌、癌肿病菌、红腐病菌、黑点病菌和镰刀菌等并提取它们的全基因组DNA,用引物08-3和08-4对这些真菌的DNA进行PCR扩增,以检验该引物扩增晚疫病菌DNA的特异性。取马铃薯种薯的芽眼、芽及其他不同部位并用NaOH法提取晚疫病菌DNA,再用引物08-3和08-4进行特异性扩增以检验种薯是否带晚疫病菌。结果表明:(1)引物08-3和08-4有很强的特异性,只能扩增出大小为257bp的马铃薯晚疫病菌DNA片段;(2)用该引物能扩增出种薯芽眼组织中大小为257bp的晚疫病菌DNA,说明通过PCR特异扩增,能直接检测出马铃薯种薯中潜伏的晚疫病菌。(3)本次检测的本地感病品种米拉有10%的种薯带晚疫病菌。该研究为种薯传播晚疫病菌的分子检测提供了依据和方法。     

利用SSR分子标记快速鉴别中粒种与小粒种咖啡

为快速、准确地鉴别中粒种与小粒种咖啡,以不同种源的中粒种和小粒种咖啡为试验材料,对514对SSR引物进行中、小粒种咖啡种间特异性引物筛选,最终筛选到1对特异性引物,该引物在小粒种咖啡样本中扩增出90 bp和110 bp双带产物,而在中粒种咖啡样本中只扩增出90 bp或100 bp的单带产物,根据产物条带的数目即可对中粒种和小粒种咖啡进行鉴别。经随机抽取中、小粒种咖啡样本进行种类鉴别准确性验证,验证结果与实际结果一致。     

Distribution of the 241 bp deletion of chloroplast DNA in wild potato species

The common potato (Solanum tuberosum L. ssp.tuberosum) has T-type chloroplast DNA characterized by a 241 bp deletion. To explore the maternal ancestry of the common potato, a total of 566 accessions of 35 wild species, collected mostly from central Bolivia to northern Argentina, were determined for presence or absence of the deletion by a simple PCR assay using primers flanking the deleted region of chloroplast DNA. Sixteen out of 80 accessions ofS. tarijense, S. berthaultii, andS. neorossii showed a shorter PCR amplified fragment. Sequencing of these fragments revealed that the same 241 bp was deleted at the same position in these accessions. This strongly suggests that the deletion event had occurred in wild species.     

Development and Application of SCAR Markers for Discriminating Cytoplasmic Male Sterile Lines from Their Cognate Maintainer Lines in Indica Rice

The DNA fragments about 1 600 bp were amplified using random amplified polymorphism DNA (RAPD) primer OPA12 with the templates of mitochondrial DNA of Zhenshan 97A and Zhenshan 97B,and were sequenced.The nucleotide sequences and lengths of the fragments from Zhenshan 97A and Zhenshan 97B showed no difference.The precise length of the fragment was 1 588 bp.Sequence characterized amplification region (SCAR) primers were then developed to discriminate the cytoplasmic male sterile (CMS) lines and their maintainer lines.A specific 1 588 bp fragment could be amplified with SCAR primers,CHI19F2/CHI19R2 and CHI20F3/CHI23R3,in the mitochondrial DNA of Zhenshan 97A,but not Zhenshan 97B.Furthermore,the specific fragment could be also amplified from the total DNA from green leaf tissues of Zhenshan 97A with SCAR primers,but not Zhenshan 97B.With the corresponding primers,the specific fragment could also be amplified from the total DNA of green leaves of other two CMS lines with wild abortive type cytoplasm (CMS-WA),namely Zhenpin A and Tianfeng A,but not in their maintainer lines.Moreover,using total DNA as template,each of the four pairs of SCAR primers could also be used to amplify the 1 588 bp fragment in CMS-ID (Indonesia paddy type) line Ⅱ-32A,but not in II-32B,and the specific fragment was amplified from the DNA of both F1 and F2 seedlings of Shanyou 63.The results of detecting the genetic purity of a man-made mixture of the seeds of Zhenshan 97A using CHI20F3/CHI23R3 were completely consistent with the phenotypes.Taken together,these results indicated that the specific 1 588 bp-fragment amplified by CHI20F3/CHI23R3 was the unique amplification products of CMS mitochondrial DNA,and could be used to distinguish CMS-WA and CMS-ID lines from their corresponding maintainer lines at the seedling stage.     

多重PCR技术检测4种大豆镰孢菌根腐病病原

镰孢菌是引起大豆根腐病的常见病原菌,传统检测病原镰孢菌的方法存在操作繁琐、时间长、成本高和 效率低等缺点,建立一种快速检测方法显得尤为重要。本研究基于翻译延伸因子序列（EF-1α）建立了检测镰孢菌 （Fusarium species）的多重PCR反应体系,检测了多重PCR体系灵敏度,模拟侵染样本验证多重PCR技术的可行性。 实验结果表明,该方法能够通过扩增片段的大小区分锐顶镰孢菌（Fusarium acuminatum）、尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）、茄病镰孢菌（Fusarium solani）和禾谷镰孢菌（Fusarium graminearum）。灵敏度检测显示,最低检测基因 组DNA浓度达1×10-4 ng/μL;模拟侵染样本实验表明,使用镰孢菌和大豆基因组混合样本作为模板,在DNA浓度为 100 ng/μL时仍能准确检测出目的条带。因此。以翻译延伸因子序列为靶标建立的多重PCR技术,能够灵敏、特异 性地检测出该四种镰孢菌,可在复合侵染引起大豆镰孢菌根腐病的病原菌鉴定中准确检测。     

马铃薯S病毒的RT-PCR检测

根据马铃薯S病毒(PVS)的外壳蛋白基因序列,设计合成了一对寡核苷酸引物。以感染PVS的马铃薯组织和健康的组织为材料,对提取植物总RNA的两种方法进行了比较,并对总RNA的提取方法进行改进,获得了纯度较高,完整性较好的总RNA。以此为模板,进行cDNA合成及PCR扩增,从感病组织扩增得到一段长度约642bp的特异PCR扩增产物,与理论设计的外壳蛋白基因大小一致,而健康组织无此扩增产物。从而建立了检测PVS快速灵敏简便的新方法,在基因水平上为PVS的检测提供了新手段。