山西省清徐县葡萄霜霉菌对烯酰吗啉的抗药性分析

葡萄霜霉病是葡萄最重要的病害之一,目前防治霜霉病主要依赖化学药剂,其中羧酸酰胺类杀菌剂是一类重要药剂,然而病原菌抗药性对其防效有重要影响。2015年本实验室首次在中国检测到抗烯酰吗啉的葡萄霜霉菌,并开发了Tetra-Primer ARMS PCR快速检测法来检测抗药性。本研究利用此技术对采自山西省清徐县60株葡萄霜霉菌进行了烯酰吗啉抗性检测,结果显示其中1株具有抗药性,其他59株均为敏感菌株,说明该地区霜霉菌已经开始产生烯酰吗啉抗性,但尚未大范围扩展,需要进行持续监测以指导杀菌剂的使用,这也是首次报道山西省葡萄霜霉菌存在烯酰吗啉抗性菌株。     

基于SRAP标记的黄瓜霜霉菌遗传多样性分析

本研究对来自黑龙江、辽宁、河北、山东、江苏5个省12个黄瓜主产区的77个黄瓜霜霉菌菌株,采用SRAP分子标记进行了遗传多样性分析。从35对SRAP引物中筛选出10对引物,共产生9 554条扩增条带,其中9 132条表现多态性,占95.6%。基于SRAP分子标记,77个黄瓜霜霉菌菌株的遗传距离为0.60~1.00,表明黄瓜霜霉菌具有丰富的遗传多样性。通过聚类分析,77个黄瓜霜霉菌菌株聚类为8个类群,并且来自相同地区的菌株大多数聚集于同一类群中,表明黄瓜霜霉菌群体的遗传多样性与其地理来源密切相关。     

葡萄霜霉菌对仿生杀菌剂缬霉威的敏感基线及其抗性突变体生物学性状的研究

 本文对葡萄霜霉菌对缬霉威的抗性风险评估进行了研究。采集尚未使用过缬霉威的105个葡萄霜霉菌株,建立其对缬霉威的敏感基线。葡萄霜霉菌对缬霉威的有效抑制中浓度EC₅₀为0.04～0.60 μg·mL^-1,其敏感性频率符合正态分布,表明这105株葡萄霜霉菌对缬霉威均表现敏感。取其中10株敏感菌的孢子囊经紫外线(UV)诱导,获得4个缬霉威抗性突变体,突变频率为6.8×10^-7。将这10株葡萄霜霉菌孢子囊在叶片上进行缬霉威药剂驯化处理获得7个抗性突变体。11个抗性突变体的EC₅₀值为4.37～14.11 μg·mL^-1,抗性水平17.4～71.6。在未用药处理的健康葡萄叶片上继代培养10代后,这11个抗性突变体抗性水平保持在17.1～71.0。其中药剂驯化获得的7个抗性突变体和1个紫外诱导获得的抗性突变体的抗性水平均表现稳定遗传。但是,其余3个紫外诱导获得的抗性突变体抗性水平明显下降。与各亲本菌株进行比较,11个抗性突变体的潜育期、侵染率、病斑扩展速度和产孢能力都有显著不同。其中2个药剂驯化获得的抗性突变体和3个紫外诱导获得的抗性突变体表现潜育期变长,2个药剂驯化抗性突变体和1个紫外诱导抗性突变体表现侵染率下降。表明在一些情况下,葡萄霜霉菌抗性突变体的潜伏期和侵染率会发生改变。药剂驯化获得的抗性突变体产孢能力存在显著差异,但与抗性突变与否无关。缬霉威与嘧菌酯、甲霜灵、烯酰吗啉和霜脲氰之间无交互抗药性。推测:葡萄霜霉菌对缬霉威为中到高等抗性风险,今后应定期对葡萄霜霉菌对缬霉威的抗性发生动态进行监测。     

RNA-seq分析葡萄霜霉菌对枯草芽胞杆菌HMB-20428与嘧菌酯协同反应的影响

 为明确葡萄霜霉菌对枯草芽胞杆菌与嘧菌酯协同的反应,采用显微表型观察明确枯草芽胞杆菌与嘧菌酯协同对葡萄霜霉菌的抑制作用,RNA-seq分析葡萄霜霉菌基因对枯草芽胞杆菌与嘧菌酯的协同表达,并通过qRT-PCR验证显著差异表达基因,通过荧光强度和高效液相色谱测定对重要代谢成分活性氧和ATP酶的影响。结果显示,枯草芽胞杆菌与嘧菌酯协同对葡萄霜霉菌的抑制作用为98.87%,孢子囊明显干瘪,内含物大量释放,与细胞壁明显分离,明显优于单独处理;葡萄霜霉菌对枯草芽胞杆菌与嘧菌酯协同反应共有1 116个(上调305个,下调811个)基因发生差异表达,明显高于单独处理;通过GO、KEGG功能注释和功能富集分析,显著差异变化基因有140个;显著差异变化基因对枯草芽胞杆菌与嘧菌酯协同反应主要导致活性氧含量增加,ATP下调,同时阻碍ABC的转运,从而影响RNA的转录水平,破坏蛋白质、氨基酸等的代谢;qRT-PCR验证与RNA-seq数据具有很好的相关性;葡萄霜霉菌协同反应后活性氧含量增加以及胞内ATP含量大大降低,显著抑制能量的合成。     

禾谷镰孢菌γ-微管蛋白基因克隆及其与多菌灵抗药性关系分析

根据禾谷镰孢菌参考菌株NRRL31084(PH-1)的γ-微管蛋白基因核苷酸序列设计5对引物,采用PCR方法从禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)对多菌灵(MBC)的敏感菌株、室内诱导及田间多菌灵抗药性菌株中分段扩增测序,获得了γ-微管蛋白基因全序列.该基因全长1 868 bp,含有5个内元,编码一含493aa的多肽;与PH-1的γ-微管蛋白基因核苷酸序列同源性99%,存在10个差异核苷酸,与所编码的氨基酸序列同源性100%;与其它7种真菌的γ-微管蛋白基因所编码的氨基酸序列同源性为31%～72%.中国的2个敏感菌株和4个抗药菌株的γ-微管蛋白基因序列完全相同,认为多菌灵抗药性与该微管蛋白变异无关.     

大丽轮枝菌效应蛋白VdSRP2的功能分析

为明确效应蛋白VdSRP2在大丽轮枝菌Verticillium dahliae中的生物学功能,从大丽轮枝菌落叶型菌株V592中克隆VdSRP2基因并进行生物信息学分析,利用酵母转化酶分泌系统对其信号肽活性进行测定,采用实时荧光定量PCR(real-time fluorescence quantitative PCR,qPCR)技术分析VdSRP2基因在大丽轮枝菌中的表达模式,并以V592菌株为材料获得VdSRP2基因的敲除突变体和过表达体菌株,通过表型分析和致病性测定确定VdSRP2基因的生物学功能。结果显示,VdSRP2基因编码232个氨基酸,含有5个半胱氨酸残基,N-端信号肽具有分泌活性,为真菌的典型效应蛋白;VdSRP2基因主要在大丽轮枝菌菌丝和微菌核中表达,其中经棉花根系诱导培养24 h时表达量最高;与野生型菌株V592相比,VdSRP2基因敲除导致大丽轮枝菌的产孢量和孢子萌发率显著下降,不能形成微菌核,对棉花的致病力明显减弱;但VdSRP2基因敲除不影响大丽轮枝菌的穿透能力;VdSRP2基因在本氏烟和棉花叶片瞬时表达不会诱导细胞死亡。表明VdSRP2是大丽轮枝菌微菌核形成必需...     

禾谷镰孢菌γ-微管蛋白基因克隆及其与多菌灵抗药性关系分析

 根据禾谷镰孢菌参考菌株NRRL31084(PH-1)的γ-微管蛋白基因核苷酸序列设计5对引物,采用PCR方法从禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)对多菌灵(MBC)的敏感菌株、室内诱导及田间多菌灵抗药性菌株中分段扩增测序,获得了γ-微管蛋白基因全序列。该基因全长1 868bp,含有5个内元,编码一含493aa的多肽;与PH 1的γ-微管蛋白基因核苷酸序列同源性99%,存在10个差异核苷酸,与所编码的氨基酸序列同源性100%;与其它7种真菌的γ-微管蛋白基因所编码的氨基酸序列同源性为31%~72%。中国的2个敏感菌株和4个抗药菌株的γ-微管蛋白基因序列完全相同,认为多菌灵抗药性与该微管蛋白变异无关。     

葡萄生单轴霉重寄生菌F3的鉴定及防治效果测定

为明确从生长异常的葡萄霜霉层上分离获得的菌株F3对葡萄生单轴霉Plasmopara viticola的重寄生作用及对葡萄霜霉病的防治效果,通过光学和扫描电子显微镜观察菌株F3对葡萄生单轴霉的重寄生作用,并对菌株F3进行形态特征观察及28S rDNA序列分析,采用孢子囊萌发抑制和离体叶片点样法测定该菌株对葡萄霜霉病的防治效果。结果表明,菌株F3对葡萄生单轴霉表现出覆盖、缠绕的重寄生现象。结合形态特征与序列分析结果将该菌株最终鉴定为层生镰刀菌Fusarium proliferatum。菌株F3分生孢子悬浮液及其无菌发酵液对葡萄霜霉菌孢子囊萌发具有显著的抑制作用,抑制率分别为86.8%和83.1%;经菌株F3分生孢子悬浮液预防处理后的离体葡萄叶片发病率为10.9%,显著低于对照的发病率98.8%,防治效果达88.9%;菌株F3分生孢子悬浮液与葡萄霜霉病菌孢子囊混合后点样接种处理的叶片发病率为50.0%,也显著低于对照,防治效果为49.1%;而治疗处理的叶片发病率与对照间无显著差异。表明层生镰刀菌对葡萄生单轴霉具有重寄生作用,且对葡萄霜霉病具有较强的预防控制作用。     

利用酵母双杂交筛选与致病疫霉菌效应蛋白PITG_07586互作的寄主蛋白

 致病疫霉是引起马铃薯晚疫病的病原菌,其分泌的效应蛋白是侵染寄主的重要毒力因子。本研究在致病疫霉转录组中筛选到一个侵染早期表达的效应蛋白基因PITG_07586(GenBank:XM_002904522.1)。该基因全长447 bp,其编码蛋白包含1个信号肽,1个核定位信号序列(RRRRKRRKKKK)。在本氏烟草中,瞬时表达该基因显著促进病原菌侵染。亚细胞定位表明GFP-PITG_07586定位在细胞核中。利用酵母双杂交技术并以PITG_07586为诱饵筛选马铃薯cDNA文库,最终获得3个靶标蛋白。经序列比对分析,这3个靶标蛋白分别是马铃薯POM30蛋白、电压依赖阴离子通道蛋白VDAC以及SRC2类蛋白。研究结果为致病疫霉菌效应蛋白PITG_07586及其靶标蛋白如何调控植物免疫提供重要依据。     

具分泌几丁质酶活性的生防细菌的筛选鉴定及其几丁质酶基因的克隆和表达

 本研究通过平板透明圈法筛选获得一株具有几丁质酶活性的生防细菌CAB-1,该菌株对番茄灰霉病菌等多种病原真菌表现较强的拮抗活性。通过生理生化、16S rDNA和gyrB基因序列测定,将菌株CAB-1鉴定为萎缩芽胞杆菌（Bacillus atrophaeus）。对菌株CAB-1全基因组序列进行分析和功能预测,发现该菌株存在2个几丁质酶编码基因chit1和chit2。通过PCR技术从菌株CAB-1中克隆出这两个几丁质酶的编码基因并在大肠杆菌中表达,其原核表达产物均表现几丁质酶活性,其中chit1的原核表达产物能够显著抑制灰霉菌分生孢子的萌发。对其原核表达条件进行优化,发现在30℃下振荡培养24 h,IPTG浓度为0.2~1.0 mmol/L时,其蛋白表达量最高。     

可可毛色二孢β-1,4-葡聚糖内切酶LtEg1信号肽的鉴定及其酶活性分析

为明确可可毛色二孢β-1,4-葡聚糖内切酶LtEg1是否能够分泌至胞外及其活性,采用酵母互补试验分析了内切酶LtEg1的信号肽活性,利用3,5-二硝基水杨酸法检测了内切酶LtEg1活性,通过实时荧光定量PCR测定了LtEg1基因在不同侵染阶段的表达量。内切酶LtEg1的信号肽和酵母蔗糖酶的融合表达能够引起酵母蔗糖酶的外泌,使得酵母转化子能够在以棉子糖为唯一碳源的培养基上生长。内切酶LtEg1能够以羧甲基纤维素钠为底物,发挥其酶活功能。与营养菌丝阶段相比,LtEg1基因在病原菌侵染阶段的表达水平显著升高;且在接种后48 h,LtEg1基因的表达量达到高峰,约为营养菌丝阶段的12倍,表明内切酶LtEg1作为重要的外泌蛋白酶,在可可毛色二孢侵染致病过程发挥了重要作用。     

Expression of an Antifungal Peptide in Saccharomyces: A New Approach for Biological Control of the Postharvest Disease Caused by Colletotrichum coccodes

ABSTRACT A cecropin A-based peptide inhibited germination of Colletotrichum coccodes at 50 muM. The DNA sequence encoding the peptide was cloned in pRS413, using the Saccharomyces cerevisiae invertase leader sequence for secretion of the peptide, and expressed in yeast. Yeast transformants inhibited the growth of germinated C. coccodes spores and inhibited decay development caused by C. coccodes in tomato fruits. Expression of the antifungal peptide in yeast therefore represents a new approach for the biological control of postharvest diseases.     

褐飞虱化学感受蛋白基因克隆与信号肽活性鉴定

为科学利用化学感受蛋白（chemosensory protein,CSP）绿色防控褐飞虱Nilaparvata lugens,采用同源序列比对和基因克隆对褐飞虱CSP基因进行鉴定,利用基因组分析其CSP基因簇,通过酵母信号肽分泌验证系统验证褐飞虱CSP信号肽的活性。结果显示,共克隆了15个褐飞虱CSP基因,其中有4个CSP基因为新鉴定到的;共发现了2个CSP基因簇,均位于褐飞虱2号染色体上;14个CSP的N末端序列有较强的信号肽分泌活性,其中11个活性序列与SignalP-4.1预测的序列一致,另外3个CSP的活性序列比SignalP-4.1预测的序列长。     

甘蔗梢腐病病原菌Fusarium sacchari Nep1-like蛋白的筛选鉴定及功能分析

 甘蔗镰孢菌Fusarium sacchari(F. sacchari)引起的甘蔗梢腐病严重影响了甘蔗的产量和质量。解析病原菌的致病机理,对指导甘蔗抗病育种和绿色防控具有重要意义。研究发现NLPs (Nep1-like proteins)类基因在真菌侵染及定殖过程中发挥重要作用。本实验在对梢腐病病原菌基因组测序(尚未公布)基础上,通过BLASTP分析得到甘蔗梢腐病病原菌F. sacchari中4个NLP家族基因Fs_00548、Fs_03159、Fs_06646、Fs_11062。将克隆到的3个基因(Fs_00548、Fs_03159、Fs_11062;Fs_06646未克隆到)构建至PVX载体,利用农杆菌介导的烟草叶片瞬时表达系统,发现只有Fs_00548可以诱导细胞产生与Bax相似的坏死,Fs_03159和Fs_11062则不能。利用酵母信号肽分泌功能验证方法,发现Fs_00548和Fs_03159的信号肽具有分泌活性。并且Fs_00548的信号肽区域对其发挥功能具有重要作用。qRT-PCR结果显示该基因在侵染过程中均有表达,其中72 h表达量最高,是菌丝中该基因表达量的48倍。以上研究结果表明,Fs_00548在病原菌侵染过程中发挥重要作用,研究结果为进一步探究病原菌与甘蔗互作提供参考。     

禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)纤维素结合 蛋白基因(Ha-cbp-1)的克隆和序列分析

 禾谷孢囊线虫(Heterodera avenae)是中国小麦上的重要病原线虫。纤维素结合蛋白基因是一种重要的植物线虫寄生和致病相关基因。用同源克隆的方法从禾谷孢囊线虫寄生前二龄幼虫中克隆出一种纤维素结合蛋白新基因Ha-cbp-1（GenBank 注册号GQ178086）cDNA序列。Ha-cbp-1基因cDNA包含1个开放阅读框,编码131个氨基酸残基的蛋白质,预测蛋白由1个长度为18氨基酸残基的信号肽和1个纤维素结合区域（CBD）组成。Ha-cbp-1的基因组DNA序列含有2个内含子。预测的禾谷孢囊线虫纤维素结合蛋白（HA-CBP-1）序列与大豆孢囊线虫纤维素结合蛋白（HG-CBP-1）序列有60%的同一性和76%的相似性,与甜菜孢囊线虫纤维素结合蛋白（HS-CBP-1）序列有60%的同一性和75%的相似性。本研究首次从禾谷孢囊线虫中成功克隆出CBP蛋白基因。     

出芽短梗霉对苹果采后灰霉病的防治

通过稀释平板法和离体果实接种法从苹果表面分离筛选到1株对苹果采后灰霉病Botrytis cinerea具有显著防治效果的酵母菌株2SP,该酵母菌孢子悬浮液对苹果灰霉病的防治效果为78.45%,对灰霉菌孢子的萌发抑制率为90.0%,而过滤上清液和离心灭菌上清液对灰霉病菌防治效果较差,表明营养和空间竞争可能是该酵母菌抑制灰霉病发展的主要机制。该酵母菌在苹果伤口接种后置于4℃低温条件下,30 d后仍能存活,且酵母菌的数量高于起始值。通过26S rDNA D1/D2序列分析,将该酵母菌株初步鉴定为出芽短梗霉Aureobasidium pullulans。     

利用蝎毒基因改良杆状病毒杀虫剂

杆状病毒(Baculovirus)是昆虫及某些甲壳类动物的专性病原体,昆虫杆状病毒杀虫剂是公认的一类无公害的生物农药,联合国世界卫生组织(WHO)和粮农组织(FAO)早已推荐用于农作物害虫生物防治。但是,杆状病毒都有一个共同的缺点,就是杀死害虫时间太长(一般室内需要5—7天,田间需要时间更长)。由于这一缺点,使杆状病毒杀虫剂的商品生产和推广应用受到很大限制,甚至停滞不前。 本研究通过人工合成一种对昆虫专性的蝎子Androctonus anstralis神经毒素AaIT的编