大豆根腐病致病镰孢菌的多重PCR检测技术

为建立大豆根腐病镰孢菌的多重PCR检测方法,以四川大豆根腐病致病菌包括尖孢镰孢菌、腐皮镰孢菌、禾谷镰刀菌和木贼镰孢菌为对象,设计镰孢菌翻译延伸因子基因EF-1α的种特异引物,建立多重PCR扩增体系,并进行优化与验证。结果表明:25μL体系为最优镰孢菌多重PCR扩增体系,4种镰孢菌等体积混合DNA 4.0μL,各镰孢菌特异正向引物1.0μL,共用反向引物4.0μL,最佳退火温度为54℃,当循环30次时,能清晰地扩增出各镰孢菌EF-1α条带,对4种镰孢菌混合DNA的检测灵敏度可达0.1 ng/μL。室内环境样本验证结果表明,依据EF-1α扩增片段大小,该体系能够特异地检测出大豆黄化苗与致病镰孢菌混合样本中的镰孢菌,但无法从其它真菌的DNA中扩增获得目的片段。表明基于EF-1α基因特异引物建立的镰孢菌多重PCR检测技术可快速、特异地检测大豆根腐病镰孢菌。     

樱桃灰霉病菌LFD-RPA快速检测方法的建立

 灰霉病是樱桃的主要病害,由灰葡萄孢(Botrytis cinerea)侵染所致。该病菌可为害樱桃的花、叶、果实等多个部位,尤其在樱桃生长中后期及贮藏期发病率极高,危害严重。依据樱桃灰霉病菌内转录间隔区(ITS)序列设计引物,建立了樱桃灰霉病菌的重组酶聚合酶扩增结合侧流层析试纸条(LFD-RPA)检测方法。结果表明,该方法检测条件为37℃扩增30 min,能特异性地检测灰葡萄孢,灵敏度为100 fg·μL^-1,略低于常规PCR(10 fg·μL^-1)和荧光定量PCR(7.43 fg·μL^-1);检测方法用时短,PRA扩增仅需30 min,LFD检测仅需10 min。本研究建立的快速检测方法可用于樱桃灰霉病菌的实时监测及病害的田间快速诊断。     

南方镰孢Fusarium meridionale特异性PCR检测方法的建立与应用

为建立快速、稳定的南方镰孢Fusarium meridionale特异性检测方法,对已报道的镰孢属reductase-like基因部分序列进行比对分析,寻找特异性SNP位点,设计出特异性检测引物F-Fm/R-Fm3。利用该引物对包括南方镰孢在内的30株镰孢的基因组DNA进行PCR扩增。结果显示仅在7株南方镰孢中均扩增出400 bp左右的特异性条带。PCR灵敏度试验结果表明该方法的检测灵敏度达到500 pg基因组DNA。     

快速检测马铃薯干腐病病原接骨木镰孢的环介导等温扩增技术

 本研究基于环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification, LAMP),建立了一种快速、准确和灵敏的接骨木镰孢的检测技术。通过比对接骨木镰孢与其近源种之间的候选靶标序列,选取TEF1-α(translation elongation factor 1-α,翻译延伸因子)基因作为靶标,设计并筛选出一套对该病原菌具有种特异性的LAMP引物,建立了检测接骨木镰孢的 LAMP 体系。该体系在反应前加入染料羟基萘酚蓝(hydroxynaphthol blue,HNB),经62℃恒温反应70 min之后,可根据肉眼观察到的反应物的颜色判定结果。特异性分析结果表明,仅接骨木镰孢的DNA经检测后呈天蓝色的阳性反应,而其他供试菌株的DNA均呈紫色的阴性反应。该方法对DNA的最低检测限为100 pg·μL^-1。在采自内蒙古和黑龙江的28份马铃薯干腐病疑似病害样本中,检测到14份阳性样品。该方法的建立为接骨木镰孢的检测及其所致病害的诊断提供了快捷准确的技术。     

尖镰孢菌EST-SSR遗传多样性分析及通用性评价

为了解38株尖镰孢菌的遗传多样性并开发可在近缘镰孢菌种中通用的尖镰孢菌EST-SSR标记,利用设计和筛选的18对多态性EST-SSR引物对38株尖镰孢菌和5种近缘镰孢菌进行SSRPCR扩增,经6%非变性聚丙烯酰胺凝胶分离扩增产物,并用NTSYS软件分析供试尖镰孢菌的PCR扩增结果。结果表明,18对EST-SSR标记引物在38株尖镰孢菌中检测到75条多态性条带,多态性比率达92.6%,平均每对引物可扩增4.2条;各菌株间的遗传相似系数介于0.565~0.946之间,平均为0.721;来源于同科寄主植物群体的菌株间的平均遗传相似系数以葫芦科最大,锦葵科最小,依次为葫芦科兰科豆科亚麻科茄科锦葵科。在相似系数为0.756时,供试38株菌有35株按照不同科寄主植物聚为不同的类群,说明尖镰孢菌SSR类群的划分与其寄主来源具有一定的相关性。18对EST-SSR引物在近缘镰孢菌种中均能有效扩增的引物数及通用性比率为10对和55.6%,均显示多态性的引物有2对,占供试引物总数的11.1%。表明尖镰孢菌ESTSSR区域遗传多样性丰富,基于尖镰孢菌EST序列开发镰孢菌通用SSR标记是可行的。     

引起玉米穗腐病的两种镰孢菌双重PCR快速检测体系的建立

禾谷镰孢(Fusarium graminearum)和拟轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)是引起玉米穗腐病的两种主要病原菌。为了建立这两种病原菌的快速和定量检测体系,本研究分别设计了针对F.graminearum和F.verticillioides的基因特异性引物,建立了双重PCR反应体系,并从DNA浓度、引物浓度和退火温度3个方面对反应体系进行了优化。结果表明,退火温度为54℃和58℃时扩增效果较好,DNA模版的检测灵敏度可以达到6.25 ng·μL~(-1);F.graminearum和F.verticillioides引物最佳终浓度配比为0.2μmol·L~(-1)/0.4μmol·L~(-1)。本研究建立的双重PCR对同时鉴别引起玉米穗腐病的两种主要镰孢菌提供了准确、快速、灵敏的检验检疫技术。     

苦瓜枯萎病菌过氧化氢酶基因FoCat1致病功能分析

 由尖孢镰孢菌苦瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.momdicae Sun &Huang)引起的苦瓜枯萎病是一种严重影响苦瓜生产的土传维管束病害。本研究利用分割标记的方法构建FoCat1基因的敲除片段,通过PEG介导的原生质体转化方法对FoCat1基因进行敲除,经4对引物验证得到1个阳性转化子ΔFoCat1-3。突变体ΔFoCat1-3在PDA培养基上的菌落大小、菌丝形态、产孢量等生物学特性与野生型相比均无显著性差异,但是其抵抗外源氧胁迫的能力明显减弱,对苦瓜的致病力明显下降。DAB染色结果显示,接种突变体的苦瓜叶片中过氧化氢的含量明显高于接种野生型菌株的苦瓜叶片。研究结果表明,FoCat1可能不参与病菌正常营养生长过程的调控,但是具有清除寄主产生的活性氧,来减弱寄主对病原菌的杀伤作用的功能,从而参与病原菌的致病过程。     

苦瓜枯萎病菌过氧化氢酶基因FoCat1致病功能分析

 由尖孢镰孢菌苦瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.momdicae Sun &Huang)引起的苦瓜枯萎病是一种严重影响苦瓜生产的土传维管束病害。本研究利用分割标记的方法构建FoCat1基因的敲除片段,通过PEG介导的原生质体转化方法对FoCat1基因进行敲除,经4对引物验证得到1个阳性转化子ΔFoCat1-3。突变体ΔFoCat1-3在PDA培养基上的菌落大小、菌丝形态、产孢量等生物学特性与野生型相比均无显著性差异,但是其抵抗外源氧胁迫的能力明显减弱,对苦瓜的致病力明显下降。DAB染色结果显示,接种突变体的苦瓜叶片中过氧化氢的含量明显高于接种野生型菌株的苦瓜叶片。研究结果表明,FoCat1可能不参与病菌正常营养生长过程的调控,但是具有清除寄主产生的活性氧,来减弱寄主对病原菌的杀伤作用的功能,从而参与病原菌的致病过程。     

苦瓜枯萎病菌的鉴定及其遗传多样性分析

 对分离获得的32株苦瓜枯萎病菌菌株进行形态学特征和寄主专化型测定, 结果表明, 测试的苦瓜枯萎病菌株均为尖孢镰刀菌苦瓜专化型 (Fusarium oxysporum f. sp. momordicae), 这些菌株可以侵染苦瓜和瓠瓜幼苗, 但不侵染其他葫芦科瓜类作物。对苦瓜枯萎病菌菌株的rDNA-ITS区 (ITS1、5.8S和ITS2)序列进行扩增测序, 结果显示其序列长度均为456 bp;聚类分析表明测序菌株与镰刀菌属中尖孢镰刀菌不同专化型的菌株聚为一群。利用RAPD标记技术分析苦瓜枯萎病菌的遗传多样性, 结果显示苦瓜枯萎病菌株与其他葫芦科瓜类作物枯萎病菌株间的遗传相似系数范围为0.59~0.99, 当遗传相似系数为0.85时, 供试的48个菌株分成10个类群 (G_1~10)。在RAPD聚类树中所有苦瓜枯萎病菌株聚在一个分支上 (G₁群), 菌株间的遗传相似系数范围为0.92~1.00, 具有较高的遗传相似性, 且菌株的聚群与地理来源存在一定的相关性。     

京津冀设施大棚根际土壤中筛选出的防治根腐病的生防镰孢菌

 由致病性尖孢镰孢菌(Fusarium oxysporum)引起的根腐病严重危害果蔬生产,但非致病性镰孢菌可作为潜在的生防菌。为筛选防治根腐病的非致病生防镰孢菌,从京津冀设施大棚采集茄科、葫芦科果蔬78份根际土样中分离2 402株真菌,筛选出对致病性尖孢镰孢菌(F. oxysporum)具有拮抗效果的真菌173株。利用镰孢菌通用引物进行PCR扩增,从中筛选出28株候选镰孢菌;通过镰孢菌发酵液泡根进行安全性测试,筛选出对寄主黄瓜幼苗安全无害的镰孢菌菌株4株(1418、1441、1436和1473)。进一步通过镰孢菌测序通用引物TEF1αF/TEF1αR结合菌落和分生孢子的形态学特征,1418菌株和1441菌株被鉴定为尖孢镰孢菌(F. oxysporum)、1436菌株被鉴定为茄病镰孢菌(F. solani)。盆栽测试发现,除1441菌株外,1418菌株、1436菌株和1473菌株对黄瓜根腐病的防效均在50%以上,其中1418菌株的防效为70%,与杀菌剂咪酰胺的防效相当,具有很好的应用潜力。本研究筛选获得的具有生防潜力的镰孢菌不仅为镰孢菌致病力分化的研究提供了实验材料,也为新型生防产品的研制奠定了基础。     

利用香蕉水培系统测定枯萎病病原菌致病力

 为建立一种评价香蕉枯萎病病原菌(Fusarium oxysporum f.sp. cubense)菌株间致病力差异的体系,在改进的香蕉水培系统基础上,对影响香蕉枯萎病菌致病力的接种菌液浓度、类型及处理方式等因素开展分析,同时与不同菌株盆栽测定结果进行比较以验证该方法的可靠性。结果表明:在香蕉水培系统下,将摇培5 d的菌液稀释10倍以上,使孢子初始浓度为1×10⁶ cfu·mL^-1,直接加入该菌液50 mL即可用于致病力评价,且不同菌株用该测定方法与盆栽测定的致病力结果基本一致。该方法的建立为香蕉枯萎病菌致病力的评价提供了快速简便的方法,也为下一步解析尖孢镰刀菌致病相关基因功能和致病机理及抗病品种的选育奠定了基础。     

甘蓝枯萎病菌寄主范围研究

<正>甘蓝枯萎病于2001年最先在北京延庆发现~([1]),目前已扩散到山西、河北、甘肃及陕西等北方甘蓝生产基地,重病区发病率高达80%以上,对甘蓝生产造成了严重的威胁。国内外对甘蓝枯萎病寄主范围的研究仅限于十字花科作物~([2-4]),对该病原菌是否侵入其他类蔬菜及1、2号生理小种侵染十字花科寄主的差异尚未见报道。本文采用人工接种的方法,综合分析甘蓝枯萎病菌对主要大田蔬菜作物的侵染寄生能力,为制定合理的轮作防病     

生姜腐皮镰刀菌的分离鉴定及PCR快速检测方法构建

 由腐皮镰刀菌(Fusarium solani)引起的生姜枯萎病是一种毁灭性真菌土传病害,其病原菌的快速高效检测,有助于枯萎病的早期诊断及预警。通过回接试验、形态学观测以及系统进化树分析,对湖北生姜产区分离的菌株进行鉴定,获得生姜腐皮镰刀菌(F. solani)。基于镰刀菌属通用引物TEF-1αF/TEF-1αR基因序列,以腐皮镰刀菌基因组DNA为模板进行扩增测序,根据序列信息设计筛选出一对腐皮镰刀菌特异性引物,构建了基于普通PCR的快速高效分子检测方法,并对接种过病菌的生姜植株和土壤进行检测验证。通过病原菌的菌落形态、孢子显微结构观察、真菌通用引物ITS1/ITS4鉴定和致病性测定,确定引起生姜枯萎病的病原菌为腐皮镰刀菌(F. solani)。用设计的特异性引物F8/R8进行PCR,特异扩增获得约381 bp的目标条带,检测灵敏度为454 pg·μL^-1,利用该引物对带菌生姜幼苗和土壤进行检测验证,证实可从发病生姜幼苗和带菌土壤中特异性检测到腐皮镰刀菌(F. solani)。本研究明确了引起湖北生姜枯萎病的病原菌为腐皮镰刀菌(F. solani),并建立了PCR快速检测方法。该检测方法简便、灵敏、高效,可用于生姜枯萎病的早期诊断与预防。     

拮抗尖孢镰刀菌的PGPR筛选与抑菌机制的初步研究

自黄瓜根围分离的促生细菌(plant growth-promoting rhizobacteria,PGPR)中筛选获得拮抗尖孢镰刀菌黄瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum,Foc)作用的5株PGPR PR2-1、PS1-3、PS1-5、PS2-6和PS3-2。根据16S r DNA基因序列分析和生理生化特性分析,鉴定该5株分别为Burkholderia cepacia、Bacillus subtilis、Ba.velezensis、Pseudomonas fluorescens和Ba.velezensis。该5株PGPR具有很强的解蛋白活性,溶解率分别为45%、51%、50%、83%和77%;PR2-1、PS1-5和PS3-2具有嗜铁素活性,其溶解率分别为56%、63%和73%。对峙培养中5株PGPR对Foc的抑制率分别为48%、49%、51%、66%和56%,其发酵液的抑菌率分别为47%、52%、50%、67%和54%;FOC菌丝生长受到抑制,发生畸形、溶解、色素积累和内含物凝聚等,并观测到色素沉积量大、颜色深的菌丝易断裂,这是国内外新发现的PGPR抑菌现象。PGPR各菌株1×108cfu/m L发酵液对Foc分生孢子萌发抑制率均高于92%,并且其抑菌能力遗传性较为稳定。PS2-6对F.graminearum,PS3-2对F.acuminatum、F.proliferatum和Verticillium dahliae,PS1-5对Alternaria alternata和Botrytis cinerea的抑制作用最大。PR2-1除了具有很强的抑制真菌作用外,对马铃薯和生姜青枯病病原细菌(Ralstonia solanacearum)也具有显著抑制效果,分别为73%和91%,表明该菌株对病原真菌和细菌具有双抗作用,属首次报道。     

尖孢镰刀菌番茄专化型中SNARE蛋白FolSso1的功能分析

 SNARE(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白保守存在于丝状真菌中,在膜泡转运的过程中起着关键的作用。番茄枯萎病是由尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici,Fol)引起的,严重威胁着番茄的生产。我们使用反向遗传学的方法来研究番茄枯萎病菌中SNARE蛋白FolSso1的功能,实验结果发现FolSSO1的基因缺失突变体菌丝生长速率降低,且产孢数量减少。另外,FolSSO1基因的缺失导致突变体相较于野生型菌株对细胞壁压力与细胞膜压力更加敏感。然后,在番茄果实和番茄植株的致病性实验中,我们发现FolSSO1的缺失并没有引起Fol致病性显著的变化。综上所述,本研究发现FolSSO1可以调控Fol营养生长,繁殖和对环境压力的响应过程,然而对Fol的致病过程并没有显著的调控作用。     

尖孢镰刀菌番茄专化型中SNARE蛋白FolSso1的功能分析

 SNARE(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白保守存在于丝状真菌中,在膜泡转运的过程中起着关键的作用。番茄枯萎病是由尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici,Fol)引起的,严重威胁着番茄的生产。我们使用反向遗传学的方法来研究番茄枯萎病菌中SNARE蛋白FolSso1的功能,实验结果发现FolSSO1的基因缺失突变体菌丝生长速率降低,且产孢数量减少。另外,FolSSO1基因的缺失导致突变体相较于野生型菌株对细胞壁压力与细胞膜压力更加敏感。然后,在番茄果实和番茄植株的致病性实验中,我们发现FolSSO1的缺失并没有引起Fol致病性显著的变化。综上所述,本研究发现FolSSO1可以调控Fol营养生长,繁殖和对环境压力的响应过程,然而对Fol的致病过程并没有显著的调控作用。     

香蕉枯萎病菌TR4原生质体转化和基因敲除体系构建

正香蕉枯萎病是一种典型的维管束和土传真菌病害,也是最具毁灭性的植物病害之一~([1])。香蕉一旦感病,很难结果,而且目前尚无有效的防治措施~([1])。因此,研究植物病原菌侵染进程和致病机制,可以拓宽思路以寻求植物病害防治新途径。香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,Foc)侵染所致~([1])。对生产影响最大的Foc是侵染包括大蜜哈、