十字花科黑腐病菌应急反应相关基因spoT_(Xcc)对T3SS基因调控作用的分析

通过反向遗传学方法和半定量RT-PCR方法,研究了十字花科黑腐病菌中被注释的应急反应相关基因spoT_(Xcc)与Ⅲ型分泌系统(T3SS)基因的调控关系。基于自杀质粒pK18mob同源整合方法构建了十字花科黑腐病菌spoT_(Xcc)基因(XC_0956)的非极性整合突变体,检测了突变体的多种表型,发现spoT_(Xcc)突变体延迟了在非寄主植物辣椒ECW-10R上引发的过敏反应(HR)。利用GUS(β-葡糖苷酸酶)活性检测、原位组织染色和半定量RT-PCR的方法,发现T3SS相关基因在spoT_(Xcc)基因的非极性整合突变体中表达量降低,表明十字花科黑腐病菌中被注释的应急反应相关基因spoT_(Xcc)显著正调控T3SS相关基因的表达。     

百部提取物抑制几种植物病原菌的初步研究

采用石油醚提取出百部中的农药活性物质，研究了百部提取物对几种植物病原菌的抑制作用。结果表明，百部提取物醇-乳油溶液对稻胡麻叶斑病菌、立枯丝核菌、稻恶苗病菌、白菜黑斑病菌、十字花科蔬菜黑腐病病菌、十字花科蔬菜软腐病病菌、茄科蔬菜青枯病菌均有抑制作用，其最低抑制浓度在0．5％以下，并对白菜黑斑病菌孢子萌发也具有明显抑制作用。     

十字花科黑腐病菌中一个假定蛋白基因XC_3605与致病相关

十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)是全球范围内能引起十字花科植物黑腐病的重要植物病原细菌,也是研究植物病原细菌与植物互作机制的模式细菌。利用自杀质粒pK18mobsacB诱变十字花科黑腐病菌Xcc 8004的XC_3605基因,获得缺失突变体D3605。表型分析发现D3605胞外多糖合成能力、游动能力及致病力显著降低,积聚形成生物被膜的能力增强。用带有全长XC_3605基因序列的pLAFRJ对D3605进行功能互补,其胞外多糖产量、游动性、致病力和生物被膜均得到恢复。研究结果表明,XC_3605基因在十字花科黑腐病菌致病过程中发挥作用。     

十字花科黑腐病菌纤维素酶主效基因XC0639 CBD结构域功能的分析

十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv. campestris,Xcc)几乎能引起所有十字花科植物产生黑腐病[1]。该菌是研究植物与病原微生物互作的模式菌株之一[2]。植物病原菌在侵染宿主植物时需要先降解植物细胞的细胞壁,纤维素和半纤维素是细胞壁的主要成分。纤维素酶是降解纤维素生成葡萄糖的一类复合酶,主要由内切葡聚糖酶、外切葡聚糖酶以及β-葡萄糖苷酶3类酶组成,三者作用方式不同,但能协同催化水解纤维素[3]。     

番茄茎叶提取物对8种植物病原菌的生物活性初步研究

采用6种溶剂对番茄茎叶进行平行提取,以葡萄白腐病菌、葡萄黑痘病菌、苹果腐烂病菌、苹果轮纹病菌、苹果斑点落叶病菌、棉花枯萎病菌、瓜类枯萎病菌和番茄早疫病菌为供试菌,对番茄不同提取液进行抑菌活性测定。结果表明,各溶剂提取液对特定病菌都有极好的抑制作用,对葡萄白腐病菌和苹果腐烂病菌的抑制率均为100%,对其它病菌也都有很好的活性。番茄茎叶的水提取液对供试8种病原菌的综合抑制效果最好,对葡萄白腐病菌、葡萄黑痘病菌和苹果腐烂病菌的抑制作用高达100%,对瓜类枯萎病菌抑菌效果最差也为67.74%。,因此,水应作为番茄茎叶农用抑菌活性物质提取的首选溶剂,石油醚可作为有机溶剂提取番茄茎叶农用抑菌活性物质的溶剂。     

15种小分子化合物对水稻细菌性条斑病菌Ⅲ型分泌系统抑制作用的研究

Ⅲ型分泌系统(Type Ⅲ secretion system, T3SS)是水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)的主要致病因子。实验室前期鉴定了一批十字花科黑腐病菌Ⅲ型分泌系统的小分子抑制剂。这些抑制剂对Xoc的T3SS是否具有作用，值得探究。本研究利用Lux和GUS报告基因分别与T3SS相关基因启动子区融合构建Xoc融合报告系统，用报告系统以及定量PCR鉴定对Xoc T3SS有作用的小分子。结果表明，Carmofur、5-Fluorocytosine、A-3和Dealkaline lignin对Xoc T3SS基因表达具有显著抑制作用，A-3和Dealkaline lignin抑制Xoc生长，4种物质均未显著影响Xoc的致病力。为精确检测Xoc的过敏反应(hypersensitive response, HR)及小分子抑制剂的生防作用，本研究利用融合PCR及同源双交换原理构建能在辣椒ECW-10R上激发特异HR的报告菌株GX01/avrBs1。结果显示，GX01/avrBs1可在辣椒ECW-10R上快速激发HR,Dealkali...     

和田鞘氨醇杆菌AMCC 100218菌株的筛选、鉴定及杀线虫特性

为筛选对南方根结线虫具有致死效果的生防细菌,从山东省10个县市蔬菜主产区番茄根际土壤中分离可培养细菌,采用离体杀线虫试验测定分离菌株对南方根结线虫Meloidogyne incognita的致死活性,结合生理生化特征及分子生物学方法对高效杀线虫菌株进行分类鉴定,同时对其杀线虫特性进行表征,并通过盆栽试验进一步验证其生防潜力。结果显示,从山东省蔬菜主产区番茄根际土中分离到1株高效杀线虫菌株AMCC 100218,结合生理生化试验与16S rRNA序列分析,鉴定此菌株为和田鞘氨醇杆菌Sphingobacterium hotanense;该菌株对南方根结线虫2龄幼虫的致死效果可达88.87%,其杀线虫活性物质具有较好的热稳定性和储存稳定性,且耐碱不耐酸;盆栽试验结果表明,该菌能够显著减少土壤中的虫口密度,降低番茄发病率。表明和田鞘氨醇杆菌AMCC 100218菌株是1株具有防治根结线虫病潜力的生防细菌。     

野油菜黄单胞菌效应蛋白XopXccN抑制鞭毛蛋白诱导的MAPK激酶活性

野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)通过III型分泌系统分泌效应蛋白到植物体内,帮助其在植物体内侵染和繁殖。XopXccN是野油菜黄单胞菌Xcc8004菌株的一个效应蛋白,利用同源重组双交换法将基因xop Xcc N在Xcc8004的基因组上做了删除突变,并对突变菌株进行了遗传互补。通过在拟南芥叶片上接种野生型Xcc8004、突变体菌株Δxop Xcc N以及互补菌株Δxop Xcc NC,发现效应蛋白XopXccN对于Xcc8004在拟南芥叶肉组织内的完整毒性是必须的。进一步研究发现,XopXccN可以抑制鞭毛蛋白诱导的MAPK激酶活性,其抑制发生在MKK下游。另外,XopXccN还可以抑制鞭毛蛋白诱导的下游标志基因FRK1(g22-induced receptor-like kinase)的表达。将XopXccN蛋白分段表达后发现,对于FRK1基因表达的抑制依赖于XopXccN的全长蛋白序列。本研究结果表明,XopXccN通过抑制M APK激酶活性,从而抑制寄主的先天免疫反应。     

中华真地鳖抗菌物质的抑菌活性测定

以研磨法从中华真地鳖五龄若虫体内提取得到抗菌物质,分别采用比浊法和菌碟法测定了其对多种细菌和植物病原真菌的抑菌活性。结果表明,该抗菌物质对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、白菜软腐菌和枯草芽孢杆菌等4种细菌生长均有一定的抑制作用,对数期延迟1~4h,菌的浓度、繁殖速度减缓。对7种植物病原真菌的抑菌试验表明,该抗菌物质对玉米茎基腐病菌、小麦根腐病菌、棉花枯萎病菌抑制效果较好,抑制率分别为50.0%、49.2%、45.2%;而对白菜黑斑病菌和玉米大斑病菌活性较差,抑制率仅为28.3%和24.5%。     

3种丝柏油醇络合物对11种植物病原真菌的室内抑菌活性

采用生长速率法测定了丝柏油醇铜、钙、钠3种络合物对11种常见植物病原真菌菌丝生长的抑制作用。结果表明,3种丝柏油醇络合物对小麦全蚀病菌、小麦赤霉病菌、柑橘炭疽病菌、苹果轮纹病菌、黄瓜枯萎病菌、棉花枯萎病菌、西瓜炭疽病菌、苹果斑点落叶病菌、大葱紫斑病菌、玉米纹枯病菌和番茄灰霉病菌菌丝生长均有不同程度的抑制作用,其中对棉花枯萎病菌和番茄灰霉病菌的抑制效果相对较高,EC_(50)分别为21.69~27.13mg/L和25.18~29.43mg/L。而3种络合物对其他病菌的EC_(50),除钙络合物对柑橘炭疽病菌和西瓜炭疽病菌、钠络合物对柑橘炭疽病、西瓜炭疽病菌和小麦赤霉病菌的EC_(50)高于50mg/L外,均小于等于45.72mg/L。说明3种丝柏油醇络合物均具有防治上述植物病害的潜力,但以铜络合物的活性相对较高。     

桧木醇衍生物的合成及抑菌活性

桧木醇是具有?酚酮骨架的单萜类天然化合物, 设计并合成了17个新型桧木醇衍生物, 其结构经核磁共振波谱及高分辨质谱分析确证。抑菌活性测定结果表明,目标化合物在50 μg/mL下对水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani、番茄灰霉病菌Botrytis cinerea、油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum、苹果树腐烂病菌Valsa mali和黄瓜炭疽病菌Colletotrichum orbiculare均表现出较好的抑菌活性,其中化合物 3a 对水稻纹枯病菌、 3j 对番茄灰霉病菌、 3m 对油菜菌核病菌的EC₅₀值分别为1.84、2.47和1.05 μg/mL,表现出比桧木醇 (2.00、11.3和5.40 μg/mL) 更优的活性。     

野油菜黄单胞菌AvrXccE1是一个毒性/无毒性双功能Ⅲ型效应蛋白

植物病原细菌通过III型分泌系统将大量的效应蛋白分泌到宿主细胞内,从而抑制宿主的先天免疫。效应蛋白Avr Xcc E1广泛存在于黄单胞菌中,然而关于Avr Xcc E1具体的作用机理尚不清楚。本研究利用野油菜黄单胞菌野油菜致病变种(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)和拟南芥互作模式系统,发现来自Xcc8004菌株的效应蛋白Avr Xcc E1对于Xcc8004在拟南芥上的全毒性是必须的,并且Avr Xcc E1可以抑制病原细菌鞭毛蛋白Flg22诱导的FRK1(Flg22-induced receptor-like kinase)基因表达,但并不抑制Flg22诱导的M AP激酶活性。通过Avr Xcc E1与GFP蛋白的融合表达,证实效应蛋白Avr Xcc E1定位在细胞膜上,并且细胞膜定位对于Avr Xcc E1在拟南芥上发挥毒性功能和在大白菜品种"中白83"上发挥无毒功能是必须的。     

解淀粉芽胞杆菌XJ5挥发性物质抑菌活性及对苹果褐腐病防效测定

解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens XJ5挥发性物质对苹果褐腐病菌Monilinia fructigena等多种病原真菌具有良好的拮抗活性。通过固相微萃取-气相色谱质谱联用仪（Solid-phase microextraction-Gas chromatography mass spectrometry，SPME-GC-MS）对菌株XJ5产生的挥发性物质进行检测，利用平板对扣法测定挥发性化合物的抑菌活性，并离体接种评价菌株XJ5挥发性物质对苹果褐腐病的防效。结果表明，XJ5菌株挥发性物质对9种植物病原真菌的抑菌率在47.9%~84.8%，其中对苹果褐腐病菌的抑菌率最高为84.8%。SPME-GC-MS检测及抑菌活性测定表明，菌株XJ5分泌的主要挥发性物质为十二醛（Dodecanal），具有抑菌活性的挥发性物质主要为2-壬醇（2-Nonanol）、2-乙基己醇（2-Ethyl-1-hexanol）和2-十一醇（2-Undecanol）。其中2-壬醇抑制苹果褐腐病菌的EC₅₀为3.43 μg/mL，且XJ5菌液离体熏蒸与2-壬醇离体熏蒸均可有效抑制苹果褐腐病菌丝生长及病斑扩展，其对苹果褐腐病的离体防效分别在14.4%~71.2%和66.4%~97.6%，与对照差异显著。     

具有III型分泌系统的Pseudomonas moraviensis FP1761植物益生功能及其全基因组分析

 本研究从节瓜根际分离到一株具有防病促生功能的荧光类假单胞菌FP1761。该菌株对部分植物病原真菌和细菌具有拮抗能力,能够解钾、解有机磷和无机磷,可产生氨、蛋白酶、嗜铁素、吲哚乙酸。生物测定表明菌株FP1761可显著促进小麦生长。生理生化、平均核苷酸相似度、16S rDNA和多基因分析将FP1761鉴定为摩拉维亚假单胞菌(Pseudomonas moraviensis)。菌株FP1761基因组草图全长6.12 Mb,(G+C)含量为59.9%,共编码5467个基因序列。将该菌株与种内3个代表性菌株进行泛基因组和核心基因组分析,共产生 4 357个共有基因,菌株FP1761特有基因327个。利用antiSMASH对菌株次生代谢基因簇进行预测,发现其含有8个潜在的次生代谢产物基因簇。其中两个基因簇与嗜铁素pyoverdine合成相关,未见聚酮类合成基因。基因组分析发现,该菌株具有与病原性假单胞菌相似的III型分泌系统,但丢失了效应蛋白调控因子hrpS和转运相关的hrpH和hrpK1基因。对全基因组扫描,菌株FP1761仅保留了病原性假单胞菌的保守效应蛋白AvrE和HopAA1-1。FP1761是目前已发现的唯一具有III型分泌系统的摩拉维亚假单胞菌。本研究表明摩拉维亚假单胞菌FP1761具有潜在的植物防病促生功能,但其III型分泌系统与植物益生互作机制有待进一步解析。     

桧木醇对西瓜枯萎病菌的抑制作用

由尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium oxysporum f. sp. niveum,FON)引起的西瓜枯萎病是一种毁灭性的土传病害。本研究通过离体及活体试验，测定了植物源天然抑菌活性物质桧木醇对西瓜枯萎病菌的抑制活性、对西瓜枯萎病的盆栽防效以及对病原菌生理生化指标的影响。结果表明：桧木醇对西瓜枯萎病菌具有明显的抑制效果，其对病原菌菌丝生长和孢子萌发的抑制作用EC₅₀值分别为31.1和45.2μg/mL；在250、500和1000μg/mL 3个质量浓度下，桧木醇对西瓜枯萎病均有显著的防治效果，其中1000μg/mL时防效可达75.2%，与对照药剂多菌灵500μg/mL的效果相当。生理生化指标测定及外观形态观察发现，经桧木醇处理后，西瓜枯萎病菌菌丝相对电导率上升，菌丝体内镰刀菌酸含量显著降低，菌丝呈现扭曲、畸形、缠绕等不规则外观形态。研究表明，桧木醇不仅能显著抑制西瓜枯萎病菌的生长，同时能抑制其相关毒素的生物合成或促进其代谢，从而降低病原菌的致病力，具有开发为西瓜枯萎病防治替代药剂的潜力。桧木醇处理能破坏病原菌细胞膜的完整性、干扰病原菌次生代谢物的合成或代谢过...     

鞘腐病发生程度与玉米倒伏及产量损失间的相关性分析

为深入探讨鞘腐病的发生对玉米倒伏及产量的影响,通过温室接种法测定了玉米不同发育阶段鞘腐病的发病程度及相关防御酶活性,以确定玉米鞘腐病的易感时期;并通过田间接种不同浓度的层出镰孢菌获得不同发病级别的玉米鞘腐病病株,于乳熟期调查病害发生程度,利用YYD-1B数显植物茎秆强度检测仪测定每株玉米茎秆的抗倒伏能力,收获后测定其产量。结果显示,玉米鞘腐病的易感时期为开花期,郑单958和浚单20在此时期鞘腐病的发病率分别为64.36%和40.22%;病情指数分别达42.73和19.58,均高于其它时期;玉米自交系OH43Ht1、郑58和杂交品种郑单958的茎秆抗倒伏能力均随着玉米鞘腐病发病级别的升高而降低;郑58和郑单958的产量随玉米鞘腐病发病级别的升高而降低,每公顷产量损失郑58从13.84%增加到29.53%、郑单958从3.99%增加到16.72%。表明玉米鞘腐病严重发生时能够降低玉米的抗倒伏能力和产量,且对自交系的影响大于杂交品种,生产中应引起高度重视。     

玉米抵御鞘腐病菌侵染的生理机制

为深入探讨玉米抗鞘腐病的机制,以高抗品种浚单20、9058及中抗品种郑单958、郑58为材料,测定了接种层出镰孢后苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶、木质素含量及抗病相关基因PR-1、PR-2a、LOX、MPI和GAPc的表达量.结果显示:接种后不同抗性材料叶鞘部位的防御酶活性均上升,多数在6h达到峰值,且高抗材料酶活性增幅较大;供试材料的木质素含量均上升,且高抗材料的含量高于中抗材料;PR-1、MPI、GAPc和PR-2a等抗病相关基因的表达呈上升趋势,而LOX的表达量变化趋势不明显.研究表明玉米对鞘腐病的抗性与防御酶活性、木质素含量及其抗病相关基因的表达量呈正相关.     

10种N-取代氨基香豆素的合成及生物活性

基于结构拼接思想,设计合成了10个N-取代氨基香豆素类化合物,并测定了其抑菌及除草活性。6-硝基香豆素经Fe/NH4Cl还原得6-氨基香豆素,再与不同醛缩合得Schiff碱,最后经硼氢化钠还原制得10个N-取代氨基香豆素类化合物(4a~4J),其中9个未见文献报道,其结构均经红外光谱、核磁共振氢谱和质谱确认。抑菌活性测试结果表明,所有化合物对苹果腐烂病菌Valsa mali、葡萄白腐病菌Coniothyrium diplodiella、棉花枯萎病菌Fusarium oxysporium和柑橘炭疽病菌Citrusanthrax bacteria均有一定抑制作用,其中 4e 的抑菌活性最强,对苹果腐烂病菌和柑橘炭疽病菌的EC50值分别为7.53和12.93 mg/L,对其余2种植物病原菌的EC50值均小于25 mg/L;化合物 4f 次之,对苹果腐烂病菌和葡萄白腐病菌的EC50值均约为11 mg/L。除草活性测试结果表明,除 4f 外,所有目标化合物均有一定除草作用,其中 4c 的活性最强,100 mg/L下对反枝苋Amaranthus retroflexus种子根、茎生长的抑制率均为99%。     

相关防御酶对人参锈腐病诱导抗性的响应

 为明确水杨酸(SA)对人参抗人参锈腐病的诱导作用,本研究首先采用琼脂平板法测定了SA对人参锈腐病菌(Cylindrocarpon destructans)生长的影响。然后用SA溶液处理二年生人参移栽苗,温室接种人参锈腐病菌,测定了人参根内防御酶系活性（PAL,CAT,PPO,POD）、β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性的动态变化。结果表明:浓度为0~200 mg·L^-1 的SA溶液对人参锈腐病菌无直接抑制作用。但SA溶液处理后,人参锈腐病发病率较直接接种处理的下降30%,人参根系PAL、CAT、PPO、POD活性较对照均表现上升趋势,β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性也较对照增强,并且经SA诱导后接种锈腐菌的人参体内上述酶活性比只诱导不接种处理上升速度快。这表明SA处理可以改变人参根部相关防御酶的活性,从而提高人参对人参锈腐病的抗性。     

十字花科黑腐病菌IV型分泌系统的诱导表达与抗逆功能分析

 细菌通过IV型分泌系统(Type IV Secretion System, T4SS)的接合系统、效应物转运系统和释放/吸收系统3个子家族进行DNA、蛋白质及毒素的分泌和转运。十字花科黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv. campestris, Xcc)是一种重要的植物病原菌,也是研究植物病原细菌与植物相互作用机理的模式细菌之一。本研究通过检测Xcc 8004野生型菌株和T4SS突变体在不同条件下的生长、诱导情况及对过敏反应的影响发现:T4SS不影响在培养基中的生长,与野生型菌株相比,T4SS突变体在非寄主辣椒ECW-10R上的过敏反应减弱;T4SS相关基因受基本培养基MMX诱导表达,且与Ni²⁺、H₂O₂、Phenol等抗逆相关。推测T4SS相关基因在该病原菌的接触、识别阶段起作用。