根癌农杆菌介导的胶孢炭疽菌遗传转化体系的建立

本研究基于农杆菌介导的遗传转化方法,建立了芒果胶孢炭疽菌高效的遗传转化体系,获得一批炭疽菌的T-DNA插入突变体,其目的是为炭疽菌的功能基因组学研究和致病相关基因的克隆奠定基础。结果如下:通过摸索并优化了体系的各项因子,在潮霉素筛选浓度为200μg/mL,菌液浓度为OD₆₆₀=0.15条件下,AS为200μmol/L,选择pH5.5的IM共培养基中转化效果最好;进一步通过对转化子的继代稳定性和PCR检测,结果发现潮霉素抗性稳定遗传和假阳性率低;通过菌落形态观察和产孢能力的测定获得3个菌落形态异常突变体,6个产孢能力下降突变体。     

农杆菌介导的拟康氏木霉遗传转化及T-DNA插入突变体的筛选

建立并优化了农杆菌介导转化拟康氏木霉(Trichoderma pseudokoningii SMF2)获得T-DNA插入突变体的体系,在木霉孢子浓度106个/mL、农杆菌A600=0.15~0.20、乙酰丁香酮浓度为250μmol/mL的条件下共培养36 h转化率最高,转化子可达60~120个/106个孢子。共获得转化子1 000多个,连续转接5代能够稳定遗传,部分转化子表现为生长和形态异常,PCR验证潮霉素B抗性基因已整合进转化子基因组DNA中。该转化体系的建立为开展其生防机理研究和探索菌株改良奠定了基础。     

农杆菌介导的稻瘟病菌致病突变菌株的筛选

 利用1个致病能力非常弱的稻瘟病菌菌株CY2和农杆菌介导T-DNA方法,已成功地获得了5000多个转化子,并以多个转化子混合接种含25个不同抗病基因的近等基因系,获得了30个致病突变体。但突变体针对不同的无毒基因有很大差别,从含有Pi-ta²的F128-1上获得了14个突变体,从含有Pi-a的IRBL-2上获得了7个突变体,从含有Pik-s的IRBL-4上获得了2个突变体,而从其它抗病基因的品系上未发现任何突变体,故T-DNA似乎有插入热点。不同突变体在携带相同抗病基因的品系上的致病性存在很大差异,表明这些近等基因系可能还携带其它抗稻瘟病基因。CY2不能侵染普遍认为不含抗稻瘟病基因的丽江新团黑谷(LTH),而7个突变体则能成功地使其发病,表明LTH亦含有抗稻瘟病基因。     

农杆菌介导的哈茨木霉T-DNA转化系统优化及拮抗能力突变子的性质分析

采用单因子试验方法研究了农杆菌EHA105介导的哈茨木霉Th-33转化过程中,各主要因素对转化效率的影响,建立了高效的转化系统,使农杆菌转化哈茨木霉的效率达到60～150个转化子/10^6个木霉孢子,利用该转化系统构建了含有8000多个转化子的T-DNA插入突变库。通过转化子与立枯丝核菌的对峙试验,从1260株转化子中筛选到23株拮抗能力发生变化的突变子。随机挑选5株突变子对其遗传稳定性进行分析,表明5株突变子都具有稳定性,聚合酶链式反应（PCR）表明上述突变子均有T-DNA片段的插入。     

转DsRed荧光蛋白的新月弯孢Curvularia-lunata菌株构建

本研究通过农杆菌介导转化方法(ATMT),利用DsRed荧光蛋白基因对玉米弯孢叶斑病致病菌新月弯孢进行遗传转化。通过转化子的荧光蛋白基因和潮霉素B抗性基因的PCR检测,菌丝体和分生孢子的荧光观察,hyg基因的Southern杂交验证,以及荧光蛋白基因插入位点的TAIL-PCR分析,确定了DsRed荧光蛋白基因插入与表达对新月弯孢转化子的影响。结果表明:测定的4株转化子基因组中均成功整合了DsRed荧光蛋白目的基因片段;转化子在生长发育和致病性方面与野生型菌株存在一定差异,分别有2株在产孢量方面略高于野生型菌株,4株转化子在纤维素酶活性和粗毒素致病力方面均低于野生型菌株,有3株转化子在果胶酶活性上较野生型菌株有提高,1株转化子的致病力显著低于野生型菌株;获得其中3个转化子插入位点的侧翼序列。     

根癌农杆菌介导的香蕉枯萎病菌4号生理小种的转化

 本文针对香蕉枯萎病菌4号生理小种这一对我国香蕉生产构成了极大威胁的检疫性有害生物,建立了根癌农杆菌介导的该生理小种的转化体系,确定了影响转化效率主要因子的最佳条件分别是:共培养乙酰丁香酮(AS)浓度为200μmol/L、共培养时间为48 h、培养温度为25℃、诱导培养基pH值为5.5。此条件下,转化效率达到21~24个转化子/10⁴香蕉枯萎病菌孢子。PCR和Southern杂交分析表明外源的T-DNA已经成功随机地整合到该病原菌基因组中,且多为单拷贝。应用该转化体系已获得近25 000个转化子,为研究该生理小种致病机制奠定了基础。     

绿色荧光蛋白基因标记棉花黄萎病菌

以携带有潮霉素抗性筛选标记的pCTHyg载体为骨架,构建了含有增强型绿色荧光蛋白基因sGFP的载体pCH-sGFP,并通过农杆菌介导的遗传转化法导入引起棉花黄萎病的高致病力大丽轮枝菌Vd991,获得了sGFP整合到大丽轮枝菌基因组的转化株。通过转化子荧光信号、生长表型和致病力筛选鉴定,获得了1株与Vd991生长和致病力无显著差异且荧光信号强烈的转化株Vd gfp77。侵染棉花根部试验表明,Vd-gfp77侵染棉花后快速扩展繁殖,子代仍然能发出强烈的荧光信号。本试验绿色荧光蛋白标记大丽轮枝菌的成功构建,为后续大丽轮枝菌侵染棉花过程的组织学和致病机理研究提供了良好的研究材料。     

一个编码富含丝氨酸蛋白的基因影响大丽轮枝菌的微菌核形成、产孢及致病力

 大丽轮枝菌是一种可在广泛的寄主范围内引发黄萎病的土传植物病原真菌,主要以微菌核的形式在土壤中存活多年,因此鉴定与微菌核形成及致病力相关的基因对防治该病害至关重要。本课题组从前期构建的棉花黄萎病菌T-DNA插入突变体库中筛选到一个微菌核明显减少的突变体,致病力测定结果表明,该突变体致病力明显下降。以棉花黄萎病菌野生型菌株V592的基因组DNA为模板,从棉花黄萎病菌中克隆到被T-DNA插入突变的基因(VdSRP1)编码区全长为415 bp,包含一个外显子,编码一个富含丝氨酸蛋白,与任何已知的注释基因没有显著的序列相似性。为了明确VdSRP1基因在大丽轮枝菌中的功能,利用同源重组的原理及农杆菌介导的遗传转化方法获得了VdSRP1基因的2个敲除体菌株,与棉花黄萎病菌野生型菌株V592相比,VdSRP1基因敲除突变体的微菌核形成明显减少,产孢量及孢子萌发率下降,对棉花的毒力也显著下降。对野生型菌株V592及VdSRP1敲除突变体的转录分析表明,VdSRP1调控一系列与微菌核形成、孢子形成及致病力相关基因的表达。这些结果表明,VdSRP1基因影响大丽轮枝菌的致病力、微菌核形成、产孢及孢子萌发。     

一个编码富含丝氨酸蛋白的基因影响大丽轮枝菌的微菌核形成、产孢及致病力

 大丽轮枝菌是一种可在广泛的寄主范围内引发黄萎病的土传植物病原真菌,主要以微菌核的形式在土壤中存活多年,因此鉴定与微菌核形成及致病力相关的基因对防治该病害至关重要。本课题组从前期构建的棉花黄萎病菌T-DNA插入突变体库中筛选到一个微菌核明显减少的突变体,致病力测定结果表明,该突变体致病力明显下降。以棉花黄萎病菌野生型菌株V592的基因组DNA为模板,从棉花黄萎病菌中克隆到被T-DNA插入突变的基因(VdSRP1)编码区全长为415 bp,包含一个外显子,编码一个富含丝氨酸蛋白,与任何已知的注释基因没有显著的序列相似性。为了明确VdSRP1基因在大丽轮枝菌中的功能,利用同源重组的原理及农杆菌介导的遗传转化方法获得了VdSRP1基因的2个敲除体菌株,与棉花黄萎病菌野生型菌株V592相比,VdSRP1基因敲除突变体的微菌核形成明显减少,产孢量及孢子萌发率下降,对棉花的毒力也显著下降。对野生型菌株V592及VdSRP1敲除突变体的转录分析表明,VdSRP1调控一系列与微菌核形成、孢子形成及致病力相关基因的表达。这些结果表明,VdSRP1基因影响大丽轮枝菌的致病力、微菌核形成、产孢及孢子萌发。     

农杆菌介导的西瓜枯萎病菌遗传转化

为获得带GFP标记的西瓜枯萎病菌转化株,用于后期观察病原菌侵染过程,采用农杆菌介导的方法,对西瓜枯萎病菌1号生理小种进行了遗传转化。结果表明:共培养时间为36h,枯萎病菌孢子和农杆菌AGL1比例为1∶1时该菌株的遗传转化效率最高,可以达到117.33个转化子/107个孢子。转化株的孢子、菌丝体及萌发的孢子均能发出稳定而强的绿色荧光。转化株的致病力检测显示其致病力与转化前的野生菌株致病力无明显差异。结果表明本研究获得的带GFP标记的西瓜枯萎病菌转化株可用于观察病菌在西瓜根系的侵染过程。     

NbRbohB基因在本氏烟与疫霉菌互作中的功能分析

活性氧(active oxygen species, AOS)在植物抗病中发挥着重要作用,主要由NADPH氧化酶(nicotinamide adenine dinucleotide phosphate oxidase)系统产生.为明确NADPH氧化酶NbRbohB基因在本氏烟与疫霉菌亲和与非亲和性互作中的功能,采用荧光定量PCR技术以及病毒诱导的基因沉默方法探究了NbRbohB基因在本氏烟中对2种疫霉菌抗性中的作用,并利用NADPH氧化酶抑制剂对辣椒疫霉的抗性进行了检测.结果发现:2种疫霉菌均能诱导本氏烟发生氧迸发,且NbRbohB基因可能参与了疫霉菌诱导本氏烟发生的氧迸发过程.该基因沉默后降低了本氏烟对亲和互作辣椒疫霉菌的抗性,但对非亲和互作疫霉菌的抗性没有肉眼可见的影响;NADPH氧化酶抑制剂处理本氏烟后也能降低其对辣椒疫霉的抗性.表明该基因通过介导AOS产生,参与植物对亲和性与非亲和性互作疫霉的抗病反应,在亲和互作中尤为重要.     

靶标抗性点突变基因型检测技术

杀虫剂的不合理使用导致害虫的抗药性日趋严重。抗药性是一种涉及一个或几个昆虫基因的遗传特征。靶标抗性通常与点突变相关,对抗性相关的点突变的快速检测诊断是抗性治理的基础之一。评述了5种基因型检测技术——单链构象多态性、固相微型测序、双向等位特异PCR扩增、实时荧光定量PCR和焦磷酸测序的优缺点及其在突变检测中的应用。     

细辛醚对家蝇和淡色库蚊的生物活性

为了进一步确定细辛醚的作用谱和作用方式,测定了其对家蝇和淡色库蚊的触杀、熏蒸和忌避活性。结果表明:细辛醚对家蝇4 h的触杀LD50值为3.45 μg/头;对家蝇、淡色库蚊4 h的熏蒸LC50值分别为5.77和4.24 μL/L;对两者在LC80剂量下熏蒸处理的击倒中时(KT50)值分别为11.64和4.80 min;在1 mg/mL的浓度下,对家蝇的忌避率为81.82%。中毒家蝇依次表现出兴奋、痉挛、麻痹和死亡等症状。     

银胶菊叶对苘麻和稗的化感作用

通过室内培养皿法,研究了银胶菊叶片水浸提液及其乙酸乙酯相、正丁醇相、剩余水相不同极性组分对苘麻和稗种子萌发、幼苗生长及生理生化机制的影响.结果表明,在62.5 g·L-1水浸提液处理下,苘麻和稗发芽率比对照分别降低86.7%和66.6%,对苘麻和稗幼苗根长的抑制率分别为96.4%和87.5%,大于对芽长、鲜重的抑制率,乙酸乙酯相和正丁醇相抑制苘麻和稗种子萌发的作用较强,剩余水相抑制苘麻幼苗生长的作用最强,乙酸乙酯相抑制稗幼苗生长的作用最强;在2 g·L-1浓度处理下,乙酸乙酯相生物活性最高,完全抑制苘麻和稗种子萌发,对苘麻和稗根长、芽长、鲜重抑制率分别为82.6%、90.2%、78.2%和78.8%、86.8%、69.1%;乙酸乙酯相降低了受体的根系活力,提高了其超氧化物歧化酶、过氧化物酶活性和丙二醛含量.     

浙江省二化螟不同种群和大螟 对三唑磷的敏感性研究

于2004年用点滴法测定了浙江杭州地区(富阳和余杭)和嘉兴地区(平湖、秀城和秀洲)二化螟、杭州富阳大螟等种群4龄幼虫对三唑磷的敏感性,以及各种群体内与抗药性相关酶系(多功能氧化酶、谷胱甘肽S-转移酶、酯酶和乙酰胆碱酯酶等)的比活力。结果证实上述地区二化螟种群对三唑磷产生了21.1~218.8倍的抗性,其中以富阳和平湖种群的抗性水平较高。二化螟体内多功能氧化酶活性与三唑磷抗性水平呈显著正相关,而乙酰胆碱酯酶活性则呈显著负相关,表明二化螟对三唑磷的抗性可能与多功能氧化酶活性增强和乙酰胆碱酯酶敏感性降低有关。大螟富阳种群对三唑磷的敏感性明显高于二化螟富阳种群,其抗性机制还有待研究。     

鹰嘴豆象与四纹豆象的分子检测技术

结合聚合酶链反应(polymerase chain reaction,PCR)和酶切方法,对鹰嘴豆象Callosobruchus analis(Fabricius)和四纹豆象Callosobruchus maculatus(Fabricius)的分子检测技术进行了研究。根据两种豆象m tDNACOⅠ基因序列的比对结果设计了2对特异性PCR引物,并筛选到2个特异性内切酶SnaⅠ和MboⅠ,通过PCR反应(最适退火温度为55℃)和PCR产物的酶切反应检测2个近缘种。可靠性检测表明,2对引物针对不同地理种群和个体以及不同DNA浓度的鹰嘴豆象和四纹豆象均能扩增出相应的目的条带。限制性内切酶验证结果表明,PCR技术具有较高的准确性和灵敏度,弥补了形态鉴定的不足。     

紫草色素对番茄叶霉病菌的室内抑菌活性研究

室内研究了新疆紫草色素对番茄叶霉病菌Fulvia fulva (Cooke) Cifferri的生物活性。新疆紫草色素用石油醚提取,分别用平板表面萌发法和菌落生长速率法测定其对番茄叶霉病菌孢子萌发、孢子芽管长度及菌丝生长的影响。并在离体条件下测定了其对番茄叶霉病的防治效果。结果表明,新疆紫草色素对番茄叶霉病菌抑制作用明显,其中抑制孢子萌发EC50为17.4 μg/mL,抑制孢子萌发芽管长度的EC50为1.0 μg/mL,抑制菌丝生长的EC50为200.4 μg/mL;浓度为800 μg/mL时对番茄叶霉病的离体防治效果达到90.5％。     

Effects of Bacillus subtilis metabolites on larval Aedes aegypti L

The culture supernatant of a strain of Bacillus subtilis isolated from soil samples killed larvae of the mosquito Aedes aegypti. The metabolites produced by B. subtilis were characterized using high performance liquid chromatography (HPLC). Mortality rate was dose-dependent for all larval instars of A. aegypti. Log probit analysis (95% confidence level) revealed an LC₅₀ of 1.73 and an LC₉₀ 3.71 μg/ml. Molecular weights/masses of B. subtilis metabolites were confirmed using SDS–PAGE analysis. B. subtilis metabolites were confirmed using HPLC analysis. We demonstrate that secondary metabolites from B. subtilis have larvicidal activity against A. aegypti and may be suitable for the control of this and other mosquito vectors of human disease. The larvae to the metabolites, significant reduction in the activities of acetylcholinesterse, α-carboxylesterase, and acid phosphatases were recorded.     

生防菌Alternaria amaranthi-3对反枝苋的防治效果

反枝苋Amaranthus retroflexus是一种世界性恶性杂草。为了确定微生物除草剂候选菌Alternaria amaranthi-3防除反枝苋的潜力,通过盆栽试验研究了接种浓度、露期和水乳剂型对A.ama-ranthi-3菌株致病力的影响。结果显示,接种浓度显著影响菌株的致病力,在48h露期条件下,接种孢子浓度为105个/mL时,菌株水剂对反枝苋幼苗生长抑制率为35.55%;浓度为107个/mL时,生长抑制率达到75.25%。露期对该菌株的致病力也有较大影响,在不保湿条件下,菌株水剂对反枝苋的生长抑制率为26.43%,而保湿48h处理的生长抑制率达到77.96%。Span80∶Tween80=1∶3的复配乳化剂和大豆油制备的水乳剂可显著降低露期对菌株防效的影响和提高菌株的致病力,无露期时,菌株水乳剂对反枝苋的生长抑制率达到88.35%,显著高于水剂;48h露期条件下,菌株水乳剂处理的生长抑制率为90.59%,而菌株水剂处理为77.96%。表明通过剂型的改进菌株Alternaria amaranthi-3能有效防除反枝苋。