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。     

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.     

河南省小麦赤霉病菌种群组成及致病力分化

 为明确河南省小麦赤霉病种群组成和致病力分化情况,2007—2014年对河南省15个市84个田块的327个小麦赤霉病菌进行种群鉴定、毒素化学型分析和致病力分化研究,结果表明:Fusarium graminearum s. str.和F. asiaticum是河南省小麦赤霉病的优势种群(97%),F. pseudograminearum(2.1%)、F. culmorum(0.3%)、F. equiseti(0.3%)、F. verticillioids(0.3%)为次要种群;对于禾谷镰刀菌复合群来说,豫北地区分布只有F. graminearum s. str.,豫中地区F. graminearum s. str.和F. asiaticum都存在,以F. graminearum s. str.为主,豫南地区F. graminearum s. str.和F. asiaticum都存在,以F. asiaticum为主;291个F. graminearum s. str.都为15ADON类型,26个F. asiaticum菌株中22个为3ADON,1个为15ADON,3个为NIV类型;F. graminearum s. str.(15ADON)也存在致病力分化,强、中、弱致病力的菌株在河南省的比例约为2:2:1。     

2018年湖北省小麦赤霉菌群体组成及杀菌剂敏感性检测

 由小麦赤霉菌(Fusarium spp.)引起的小麦赤霉病是小麦生产中最主要的病害之一,严重影响小麦的产量和品质。为明确目前湖北省小麦赤霉菌种群的组成、毒素化学型的分布及对杀菌剂的敏感性现状,本研究于2018年采集分离了96株小麦赤霉菌菌株,经TEF1-α基因鉴定,78株为Fusarium asiaticum,18株为F. graminearum,表明湖北省小麦赤霉菌的优势群体为F. asiaticum;利用特异性片段扩增法鉴定了菌株的毒素化学型,结果表明湖北省小麦赤霉菌菌株以3A DON化学型为主,占供试菌株群体的58%,其次为15A DON,占32%,NIV化学型最少,占10%。采用区分浓度法共检测到2株对多菌灵产生抗药性的菌株,均为F. asiaticum菌株。采用菌丝生长速率法,测定了Fusarium spp.对戊唑醇的有效抑制中浓度(EC₅₀),平均值为(0.66± 0.29)μg·mL^-1,其敏感性已经下降;其中,F. asiaticum与F. graminearum对戊唑醇的EC₅₀均值分别为(0.77± 0.26)μg·mL^-1和(0.35 ± 0.08)μg·mL^-1,表明F. graminearum群体对戊唑醇更敏感。     

河北廊坊大豆枯萎病病原镰刀菌的分子鉴定

 为明确河北廊坊中国农科院植保所试验基地大豆孢囊线虫病田内大豆枯萎病病原镰刀菌的种类,对362份罹病枯萎大豆植株进行病原真菌分离,得到335株真菌;使用镰刀菌通用引物鉴定出镰刀菌(Fusarium spp.) 279株,占分离菌株83.3%;镰刀菌特异性引物、测序等分子生物学技术结合形态学特征进一步鉴定镰刀菌种类,鉴定出尖孢镰刀菌(F. oxysporum)189株,占分离菌株56.4%;茄病镰刀菌(F. solani)67株占20.0%、禾谷镰刀菌(F. graminearum)16株占4.8%、木贼镰刀菌(F. equiseti)3株、层出镰刀菌(F. proliferaum)2株、燕麦镰刀菌(F. avenaceum)和厚孢镰刀菌(F. chlamydosporum)各1株;致病性测试结果表明数量最多的尖孢镰刀菌(F. oxysporum)中约92.8%菌株具有不同程度的致病力;这些结果表明该试验基地大豆枯萎病的优势病原菌为尖孢镰刀菌(F. oxysporum);研究结果可为大豆枯萎病的防治提供科学依据,并为大豆孢囊线虫与尖孢镰刀菌复合侵染大豆的研究奠定基础。     

油菜菌核病菌对多菌灵和乙霉威的抗药性机理

生物测定结果表明,油菜菌核病菌田间菌株对多菌灵(MBC)敏感性表型呈多样性,即存在MBCS、MBCLRLR、MBCHRHR和MBCVHR表型.而对乙霉威(DIE)则只检测到DIES和DIEHR表型.MBCS、MBCLR和MBCHR菌株中除JD2-3菌株为DIES外,其余菌株均为DIEHR,MBCVHR菌株对DIE表现为DIES.MBC和DIE之间存在典型的负相关交互抗性.序列分析结果表明,表型为MBCVHRDIES菌株的β-微管蛋白基因,第198位氨基酸由Glu(GAG)突变为Ala(GCG);表型为MBCHRDIEHR菌株的β-微管蛋白基因的突变位点在第200位,由Phe(TTC)突变为Tyr(TAC);而表型为MBCSDIES和MBCLRDIEHR的菌株在所扩增的β-微管蛋白基因片段中未发生突变.初步表明,β-微管蛋白基因198和200位氨基酸的突变是引起油菜菌核病菌对多菌灵抗药性呈多样性的分子机理.     

胶孢炭疽菌及两种疫霉菌对苯酰菌胺的敏感性与β-微管蛋白氨基酸突变的相关性分析

选择对多菌灵、乙霉威和苯酰菌胺具有不同敏感性的胶孢炭疽菌 Colletotrichum gloeosporioides、辣椒疫霉菌 Phytophthora capsici 及恶疫霉菌 P.cactorum,采用菌丝生长速率抑制法及氨基酸序列比对法分析了其 β-微管蛋白氨基酸突变与敏感性的关系。结果表明,胶孢炭疽菌对苯酰菌胺、多菌灵和乙霉威的敏感性与 β-微管蛋白198位或200位氨基酸突变有关:对多菌灵敏感、对苯酰菌胺和乙霉威不敏感的胶孢炭疽菌 β-微管蛋白氨基酸198位为谷氨酸(E),200位为苯丙氨酸(F);对多菌灵已产生抗性而对苯酰菌胺和乙霉威不敏感的菌株,其 β-微管蛋白氨基酸200位由苯丙氨酸(F)突变为了酪氨酸(Y);对多菌灵高抗、对苯酰菌胺和乙霉威敏感的菌株其 β-微管蛋白氨基酸198位由谷氨酸(E)突变为了丙氨酸(A)。辣椒疫霉菌和恶疫霉菌对苯酰菌胺敏感,对多菌灵和乙霉威均不敏感。检测疫霉菌菌株 β-微管蛋白未发现氨基酸突变,但发现其 β-微管蛋白氨基酸在196~200位与胶孢炭疽菌差异较大,这可能是导致苯酰菌胺仅对疫霉菌有抑制效果的原因。     

禾谷镰孢菌对多菌灵的敏感性基线及抗药性菌株生物学性质研究

 引起小麦赤霉病的禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)在华东地区对多菌灵已出现了高水平抗药性。本文报道了F.graminearum对多菌灵的敏感性基线及其抗药性菌株生物学特性。离体条件下多菌灵对100个野生敏感型菌株的平均EC₅₀和MIC值分别为0.5748±0.0133 μg/ml和 < 1.4μg/ml。而对50个抗药性菌株的平均EC₅₀和MIC值则分别为9.2375μg/ml和 > 100 μg/ml。在麦穗上多菌灵对50个敏感菌株和抗药性菌株防效的平均EC₅₀分别为282.6 μg/ml和 > 2 000μg/ml。从田间获得的抗多菌灵菌株对苯菌灵、噻菌灵、甲基托布津表现交互抗药性,但不同于室内突变菌株,对乙霉威不表现负交互抗药性。抗药性菌株的无性和有性繁殖后代以及在无药培养基上菌丝体转代培养后,抗药水平保持不变。抗药性菌株的菌丝生长速率、产孢能力及致病力等与敏感菌株相比没有差异。     

河南省玉米茎基部镰刀菌的形态和分子鉴定

 为明确河南省玉米茎基部镰刀菌(Fusarium spp.)的种群组成及分布, 2011和2012年, 我们采集了河南省14个地市42个县(区)的玉米茎基腐病病样, 分离得到163个镰刀菌单孢菌株。首先对菌株进行了形态学鉴定, 在此基础上使用镰刀菌种特异性引物进行了PCR检测;对于部分PCR检测未能确认的菌株进行了Translation elongation factor 1-α(TEF-1α)基因片段测序及BLAST分析, 最终将163个菌株鉴定到种。结果表明在163个菌株中, 禾谷镰刀菌F. graminearum为优势种, 占44.2%(72株), 其次为层出镰刀菌F. proliferatum和轮枝镰刀菌F. verticillioides, 分别占28.8%(47株)和27.0%(44株)。豫西北的焦作(47.6%)、洛阳(50.0%)及豫中的许昌(45.5%)均以F. verticillioides为主, 豫东的商丘(42.9%)、开封(57.1%)以F. proliferatum为主, 豫北的安阳(66.7%)、濮阳(71.4%)、新乡(62.5%)和豫南的南阳(57.1%)、驻马店(45.0%)以及中部的郑州(57.1%)、漯河(66.7%)则均以F. graminearum为优势种。     

镰刀菌研究:浙江省大小麦赤霉病穗上的镰刀菌种及其致病性

 本文报道1975~1981年间,从浙江省各地采集麦类赤霉病穗标样500个,分离获得1203个纯菌株,鉴定结果分别属于镰刀菌的12个种和变种。其中禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)占总标样数的93.9%;串珠镰刀菌(F.moniliforme)占2.4%;锐顶镰刀菌(F.acuminatum)占1.2%;砖红镰刀菌(F.lateritum)占0.6%;燕麦镰刀菌(F.avenaceum)和木贼镰刀菌(F.equiseti)均占0.4%;三线镰刀菌(F.tricinctum)、雪腐镰刀菌(F.nivale)、半裸镰刀菌(F.semitectum)、镰状镰刀菌(F.fusarioides)、尖孢镰刀菌(F.oxysporum)、尖孢镰刀菌芬芳变种(F.oxysporum var.redolens)均占0.2%。从福建寄来要求鉴定的标样中,还分离到弯角镰刀菌(F.camptoceras)。     

烟粉虱内共生菌传毒相关groEL基因的克隆及其原核表达

 烟粉虱内共生菌groEL基因编码一种63kD的GroEL蛋白,利用一对特异性引物,通过PCR对长期培养在黄瓜上的烟粉虱体内groEL基因进行了扩增,序列测定表明其长度为1668bp,编码555个氨基酸,与GenBank中烟粉虱内共生菌groEL(AF130421)的核苷酸同源性为99.58%,仅7个核苷酸发生了变异,二者氨基酸序列同源性为99.28%,仅4个氨基酸有别。构建了一个原核表达载体,表达得到了76kD的融合蛋白     

胶孢炭疽菌及两种疫霉菌对苯酰菌胺的敏感性与

选择对多菌灵、乙霉威和苯酰菌胺具有不同敏感性的胶孢炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides、辣椒疫霉菌Phytophthora capsici及恶疫霉菌P. cactorum,分析其β-微管蛋白氨基酸突变与敏感性的关系。结果表明,胶孢炭疽菌对苯酰菌胺、多菌灵和乙霉威的敏感性与β-微管蛋白198位或200位氨基酸突变有关：对多菌灵敏感,对苯酰菌胺和乙霉威不敏感的胶孢炭疽菌β-微管蛋白氨基酸198位为谷氨酸（E）,200位为苯丙氨酸（F）;对多菌灵已产生抗性而对苯酰菌胺和乙霉威不敏感的菌株,其氨基酸200位由苯丙氨酸（F）突变为了酪氨酸（Y）;对多菌灵高抗,对苯酰菌胺和乙霉威敏感的菌株其氨基酸198位由谷氨酸（E）突变为了丙氨酸（A）。辣椒疫霉菌和恶疫霉菌对苯酰菌胺敏感,对多菌灵和乙霉威均不敏感。检测疫霉菌菌株β-微管蛋白未发现氨基酸突变,但发现其β-微管蛋白氨基酸在196~200位与胶孢炭疽菌差异较大,这可能是导致苯酰菌胺仅对疫霉菌有抑制效果的原因。     

禾谷镰刀菌Fgβ2 S138A对多菌灵和噻菌灵敏感性的影响

由禾谷镰刀菌Fusarium graminearum引起的小麦赤霉病（Fusarium head blight,FHB）是小麦、大麦、燕麦、黑麦等禾谷类作物的毁灭性病害。目前,生产上防治小麦赤霉病主要依靠化学药剂防治,多菌灵等苯并咪唑类杀菌剂使用较为广泛,其作用靶标为β微管蛋白。禾谷镰刀菌有2个β微管蛋白,通过分子对接结果发现β2微管蛋白第138位氨基酸位点可能为多菌灵结合位点。本研究对β2第138位丝氨酸位点进行突变研究,以明晰其生物学功能。结果表明Fgβ2S138A突变后禾谷镰刀菌对多菌灵的敏感性显著增加,EC50值由0.617 mg/L降至0.290 mg/L,但不影响对噻菌灵的敏感性,EC50值为0.950 mg/L左右,并且该突变不影响禾谷镰刀菌菌丝营养生长、无性繁殖、有性生殖和致病性。本研究结果可为多菌灵对小麦赤霉病的化学防治提供理论基础,在生产上具有一定指导意义。     

匍柄霉属真菌对多菌灵耐药性分子机制的初步研究

 多菌灵是一类高效广谱的苯并咪唑类杀菌剂,用于防治多种重要的植物病害。尽管其对子囊菌、多数半知菌和担子菌有效,但对卵菌、接合菌和少数半知菌却无效,如腐霉属真菌（Pythium spp.）, 链格孢属真菌（Alternaria spp .）和匍柄霉属真菌（Stemphylium spp.）。其抗药性机制主要是由于β-微管蛋白氨基酸的突变,导致蛋白质序列发生变化从而影响药剂与靶标的结合。研究表明其抗药性与β-微管蛋白几个位点氨基酸突变有关^［1］。     

来源于桃和苹果的苹果褪绿叶斑病毒的部分分子生物学特性和cp基因的原核表达

 从桃和苹果上分离得到苹果褪绿叶斑病毒ACLSV-HBP和ACLSV-C2个分离物,采用RT-PCR法进行扩增,所获扩增片段经序列测定,其全长分别为1768nt(ACLSV-HBP)和1751nt(ACLSV-C)。这2个分离物扩增片段全长的同源性为83%,mp基因片段核苷酸和推导编码氨基酸序列同源性分别为82.6%和87.1%;cp基因均由582nt组成,其核苷酸和推导编码氨基酸序列同源性分别为87.8%和95.9%。将2个分离物的cp基因与已报道ACLSV分离物进行序列同源性比较,结果显示ACLSV-HBP与SX/2的cp基因核苷酸序列及推导编码氨基酸序列同源性最高,分别为94.0%和96.4%。将ACLSV-HBP分离物的cp基因克隆到原核表达载体pGEX-KG,在大肠杆菌BL21(DE3)中诱导表达,SDS-PAGE分析表明,融合蛋白大小约为46kDa。Western-blot分析表明,该基因在大肠杆菌内得到高效表达,融合蛋白具有抗原性。     

Harpin蛋白基因的克隆及序列分析

 以梨火疫病细菌基因组DNA为模板,通过合成5'-端及3'-端一对特异引物,利用多聚酶链式反应(PCR)扩增获得harpin蛋白基因。将其克隆到E.coli质粒上进行序列分析。结果表明:基因由1155个核苷酸组成,编码385个氨基酸残基组成的多肽。与发表序列相比较,核苷酸序列及推导出的氨基酸序列的同源性分别为99.31%和98.96%。     

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。     

福建小麦赤霉病的致病菌种及致病型的研究

 1978~1981年采集54个县市小麦病穗标样,单孢分离获1081菌株。经室内外综合鉴定明确本省引起小麦赤霉病的致病病原有禾谷镰刀菌(Fusarium gra-minearum Schwabe),雪腐镰刀菌[F.nival (Fr.) Ces.],本色镰刀菌(F.concolor Rg.),弯角镰刀菌(F.camptoceras Wr.&Rg.),串珠镰刀菌(F.moniliforme Sheld),硫色镰刀菌(F.sulphureum schecht Sacc.)和燕麦镰刀菌草类变种(F.avenaceum var.herberum)。其中禾谷镰刀菌分离频率最高,占绝对优势,分布遍及全省。7个种致病力测定,F=10.48,F> 0.01,不同种致病力差异极显著;禾谷镰刀菌、弯角镰刀菌和硫色镰刀菌致病力最强。     

黏虫体内两种微管蛋白基因cDNA序列的克隆与序列分析

以黏虫4龄幼虫为材料提取总RNA,利用RT-PCR和cDNA末端快速扩增技术(RACE),分别扩增得到该虫的α和β微管蛋白基因的cDNA序列各1条。其中α微管蛋白基因的cDNA序列1 443个碱基,包括一个1 353个碱基的开放阅读框,编码一个含450个氨基酸的蛋白,分子量约为50.0ku。氨基酸的142~148位存在一个微管蛋白标志信号片段GGGTGSG,在氨基酸序列的C-端有一个酪氨酸残基,N-端存在一个对转录后调控非常重要的保守区MRECI序列,以上特点与其他昆虫α微管蛋白氨基酸序列相同。黏虫β微管蛋白基因cDNA序列含1 906个碱基,开放读码框1 344个碱基,编码氨基酸447个,分子量约为50.2ku,等电点4.75。1~4个氨基酸MREI为β微管蛋白转录后调控信号,140~146GGGTGSG位同样存在一个微管蛋白标志信号片段。序列比对表明,克隆的α和β微管蛋白基因与其他昆虫的α和β微管蛋白基因在核苷酸和氨基酸水平上都是高度同源的,黏虫与家蚕(Bombyx mori)α微管蛋白的氨基酸序列同源性达到99.3%,与其他3种夜蛾科昆虫α微管蛋白的氨基酸序列同源性更是达到100%。黏虫与家蚕β微管蛋白的氨基酸序列同源性达到98.7%,与烟草天蛾β微管蛋白的氨基酸序列同源性达到99.6%。两个基因的cDNA序列已经登录GenBank并获得登录号分别为EU100016和EU234504。     

稻曲菌交配型初探

 稻曲菌（有性态：Villosiclava virens;无性态：Ustilaginoidea virens）有性繁殖产生的子囊孢子是水稻稻曲病可能的初侵染源之一,交配型基因座对真菌有性繁殖中的性别控制起着决定性作用。为进一步揭示稻曲菌的有性繁殖方式,本研究首次克隆了稻曲菌交配型基因mat1-1-1的α-结构域（α-domain）相应核苷酸序列,发现其与麦角菌科真菌Cordyceps militaris、Cor. bassiana和Claviceps purpurea的mat1-1-1基因中α-结构域相应核苷酸序列同源性分别为61%、63%和68%;根据mat1-1-1和mat1-2-1部分基因序列设计特异性引物,并使用PCR方法检测了来源于3个异源子座的240个子囊孢子单孢菌株和50个田间菌株的交配型基因,结果显示稻曲菌mat1-1-1和mat1-2-1基因分别存在于不同菌株中;将具有相同或不同交配型基因的菌株配对接种,发现菌核通常产生在mat1-1-1和mat1-2-1基因型菌株配对接种产生的稻曲球上,其中大部分菌核可萌发产生子座,而菌株单独接种或具有相同交配型基因的菌株配对接种水稻后多数不能形成菌核;根据以上结果初步推断稻曲菌为异宗配合真菌。