马铃薯晚疫病菌效应子PITG_16427.2的基因序列分析及功能验证

 马铃薯晚疫病的病原是致病疫霉菌(Phytophthora infestans),该病原菌在侵染马铃薯过程中分泌大量RxLR型效应子,但目前绝大多数RxLR效应子的功能和作用机制尚不明确。本研究成功克隆了致病疫霉菌的一个RxLR效应子PITG_16427.2,在本氏烟中瞬时表达PITG_16427.2,发现该效应子能够抑制6种激发子(INF1、PsojNIP、BAX、SIF2、Avh238、Avh241)激发的植物免疫反应。进一步研究发现,效应子PITG_16427.2在晚疫病菌侵染马铃薯早期上调表达。在15个致病疫霉菌株和3个同属菌株中克隆该基因,克隆到氨基酸序列一致性超过93%的同源基因,这些同源基因均能在本氏烟中抑制INF1和Avh241引起的HR,揭示了该效应子在病原卵菌中序列和功能的高度保守性。在本氏烟和马铃薯感病品种Désirée中瞬时表达PITG_16427.2,发现该效应子能够显著促进晚疫病菌的侵染。通过qRT-PCR方法检测发现,乙烯信号的相关基因ERF1显著上调,而水杨酸信号相关基因PR1b显著下调,表明PITG_16427.2在晚疫病菌侵染过程中可抑制寄主的SA信号途径,促进晚疫病菌侵染。因此,RxLR型效应子PITG_16427.2是致病疫霉菌中一个重要的侵染致病因子。     

几种杀菌剂对番茄晚疫病的防治效果

近年来晴隆县番茄晚疫病发生严重,2009年用50%真霜可湿性粉剂、58%甲霜灵锰锌可湿性粉剂、50%疫杀可湿性粉剂、72%霜脲锰锌可湿性粉剂、70%双工氟玛可湿性粉剂等5种药剂对番茄晚疫病进行了防治试验。方差分析结果表明,50%真霜可湿性粉剂对番茄晚疫病防效最好,对病叶的防治效果达到80.34%,对病果的防效达81.41%,其次是72%霜脲锰锌可湿性粉剂。因此,50%真霜可湿性粉剂可作为晴隆县防治番茄晚疫病的首选药剂。     

马铃薯与致病疫霉互作研究进展与展望

马铃薯是重要的粮食作物, 由致病疫霉侵染引发的晚疫病长期严重制约马铃薯产业的健康发展, 因此, 国内外均将马铃薯晚疫病列为重大病害。目前, 抗病品种选育栽培、晚疫病预测预报和化学防治等相结合的晚疫病综合防治手段已得到普遍推广, 但晚疫病局部大流行在全世界范围内仍时有发生, 给粮食安全和生态安全带来巨大挑战。本文回顾了我国晚疫病的部分研究历史, 集中关注致病疫霉与寄主的互作机制领域, 梳理了近年来关于致病疫霉侵入机理、效应蛋白毒力功能、病原菌变异规律、马铃薯抗病机理等方面的重要研究结果并展望未来主要的研究方向, 以期为晚疫病基础研究和防治技术革新提供参考。     

荆州市番茄晚疫病的发生与防治

番茄晚疫病近几年在荆州市普遍发生,危害严重。几年来,我站系统调查发现一般年份平均病株率10%,雨量大、雨日多年份平均病株率80%以上,病害流行性强,年度间病情差异大,间或突然大发生,造成大面积减产,甚至毁种无收。1症状特点番茄晚疫病由致病疫霉[phytophthorainfestans(MONT)     

不同药剂减量使用防治冬种马铃薯晚疫病试验

马铃薯晚疫病又称疫病,马铃薯瘟,致病疫霉,属鞭毛菌亚门真菌。是一种导致马铃薯茎叶和茎病腐烂的侵染性,毁灭性病害,是影响马铃薯生产的最大障碍因素,且发生有逐年加重趋势。由于国内马铃薯晚疫病对常规药剂如甲霜灵等产生了抗药性,进口农药的成本又过高。因此,能否找到一种用进口的农药减量使用技术,从而达到既,能有效控制马铃薯晚疫病,又能降低农药成本。     

番茄晚疫病孢囊侵染几率及病害显症模式的研究

对番茄晚疫病病菌孢囊侵染几率及病害显症进行定量研究,结果表明:孢子囊侵染温限为7—33℃;侵染最低露时为3小时;侵染的最适露温、露时组合为17℃×24hr。以露温、露时及其互作项为自变量,侵染几率为因变量通过逐步回归建立了回归方程。累积显症率随病原菌潜育累积有效积温呈Richards模式增长,显症的潜育累积有效积温范围为66.265—103.18日·度。     

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。     

长阳县番茄晚疫病防控措施

番茄晚疫病是番茄毁灭性病害,长阳县海拔500~1 200 m的番茄产区个别田块,病株率达到63.7%。近年来番茄晚疫病在长阳县发生日趋严重,对番茄产量和品质造成极大影响,减少农民收入。介绍番茄晚疫病发病特点,并提出防治方法。     

番茄晚疫病孢囊侵染几率及病害显症模式的研究

 对番茄晚疫病病菌孢囊侵染几率及病害显症进行定量研究,结果表明:孢子囊侵染温限为7-33℃;侵染最低露时为3小时;侵染的最适露温、露时组合为17℃×24hr。以露温、露时及其互作项为自变量,侵染几率为因变量通过逐步回归建立了回归方程。累积显症率随病原菌潜育累积有效积温呈Richards模式增长,显症的潜育累积有效积温范围为66.265-103.18日·度。     

氟铃脲对番茄晚疫病的防治作用

通过药效试验发现氟铃脲对番茄晚疫病有一定的防治效果。室内离体试验结果表明,氟铃脲对番茄晚疫病菌的EC50为65.69 μg/mL;盆栽试验结果表明,6.25～200 μg/mL氟铃脲对番茄晚疫病均表现出一定的预防效果;田间小区试验200 μg/mL氟铃脲对番茄晚疫病的防效达到了64.42%。     

RxLR效应因子Avr3a、Avr4和IPI-O在中国致病疫霉菌株中的组成

 由致病疫霉(Phytophthora infestans)引起的马铃薯和番茄的晚疫病是一种世界范围内的重要病害。在致病疫霉与寄主的互作过程中,效应因子对于病原物能否成功入侵与定殖起到了关键作用。本研究检测了来自中国马铃薯主产区的37株致病疫霉菌中编码Avr3a, Avr4和IPI-O三种效应因子的基因组成,研究发现来自国内的所有供试菌株中只有1株分离自马铃薯的和2株分离自番茄的致病疫霉含有无毒基因Avr3a(编码Avr3a^KI),其余菌株均含有avr3a(编码Avr3a^EM);所有菌株中都仅含有编码截断蛋白的avr4;从37株国内菌株中共检测到了25种ipiO变异型,其中20种为新变异型,聚类分析的结果表明这些变异型仍属于已报道的三类ipiO,而且大部分ipiO变异型为无毒型,可以被抗性基因Rpi-blb1识别。该研究结果表明avr3a和avr4普遍存在于中国致病疫霉菌株中,推测大部分菌株可以克服R3a和R4抗性基因;而ipiO的无毒变异型仍然普遍存在于国内致病疫霉群体中,可以被马铃薯含有的抗性基因Rpi-blb1识别。     

OsHsp18.0-CI调控水稻对白叶枯病的抗性

 热激蛋白广泛存在于各种生物中,响应多种生物胁迫和非生物胁迫。前期研究结果显示,在水稻中超量表达小热激蛋白OsHsp18.0-CI基因,能通过增强水稻的基础防卫反应提高对水稻细菌性条斑病的抗性。本研究发现,OsHsp18.0-CI基因也能够受到白叶枯病菌的诱导表达,超量表达OsHsp18.0-CI的转基因水稻也增强了对多个白叶枯病致病菌株的抗性。转录组测序分析发现,OsHsp18.0-CI基因介导的水稻对白叶枯病的抗病信号途径有部分类似于其介导的对细菌性条斑病的抗性路径,同时也有大量新的未知功能基因的参与。以上结果表明,OsHsp18.0-CI基因受到病原菌的侵染时,也能通过增强水稻的基础防卫反应来提高对白叶枯病的抗性。     

RXLR类效应分子PITG_21645.2的基因序列分析及功能验证

 马铃薯晚疫病黑龙江菌株效应分子PITG_21645.2在本氏烟(Nicotiana benthamiana)上可以抑制由INF1引起的过敏性细胞坏死(Hypersensitive response, HR)。为验证其为致病疫霉致病的重要效应分子,克隆了10个致病疫霉菌株以及3个同属卵菌菌株中的PITG_21645.2同源基因,它们在氨基酸序列上相似度为93%~100%。与INF1共表达的结果显示,仅有PITG_21645.2^MP903丧失了抑制HR的功能。其中PITG_21645.2^MP903的第31位氨基酸存在特异性,编码丝氨酸,其余同源基因在该位点均编码天冬酰胺。PITG_21645.2^MP903回复突变体(S31N)能够恢复该基因抑制INF1引起HR的功能,说明第31位氨基酸是影响抑制功能的关键位点。另外,PITG_21645.2还能抑制BAX、大豆疫霉PsojNIP和效应分子Avh238在本氏烟上激发的HR,而PITG_21645.2^MP903都丧失抑制功能。本氏烟上表达PITG_21645.2能够促进致病疫霉在寄主上的定殖,从而提示PITG_21645.2在致病疫霉的侵染中发挥致病性功能。     

来自簇毛麦抗条锈病新基因的SSR标记

 用小麦条锈菌条中30号生理小种,对小麦抗病种质小麦-簇毛麦易位系V9128-1和铭贤169的杂交后代进行抗条锈性遗传分析,小麦-簇毛麦易位系V9128-1的抗病性符合1对显性抗条锈病基因控制。并根据F₂抗、感病单株分离比例组建抗感池,用SSR技术寻找与抗病基因连锁的分子标记。从121个SSR引物组合中筛选到2个与抗病基因YrV1(暂命名)紧密连锁的微卫星标记Xgwm566和Xgwm376,遗传距离分别为3.6和5.5cM;因此,该抗条锈病基因位于小麦3B染色体短臂上。这2个标记不仅能在小麦-簇毛麦易位系V9128-1中检测到,而且在抗病基因供体亲本簇毛麦中也能检测到。综合抗病基因来源和分子生物学试验结果,可以推断,YrV1很可能是1个来自簇毛麦并与已知抗条锈病基因不同的新基因。     

青海海东地区马铃薯晚疫病菌生理小种的组成及分布

 50 isolates of Phytophthora infestans potato plants were collected and tested with 11 monogene R1-R11 of potato late blight differential host in Qinghai province from 2006 to 2007.The results showed that there were 15 races in the Haidong Region of Qinghai province and the dominant race was race 3.4.10 with frequency of 36.0%.They were distributed in all collection areas.Race 3.10 with frequency of 16.0% was distributed in Huzu,Ledu,Huangyuan,Datong and Ping'an.Race 3 with frequency of 10.0% was distributed in Huzhu,Xunhua,Huangyuan and Xining.     

利用桥梁载体策略构建水稻条斑病菌T3SS基因诱导表达检测体系

 水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)侵染水稻,引起细菌性条斑病(bacterial leaf streak, BLS)。Xoc主要依靠hrp基因簇(T3SS基因)编码的III型分泌系统(type III secretion system, T3SS)将效应蛋白注入水稻细胞中,激发寄主水稻的感(抗)病性。为了准确在Xoc中进行T3SS基因表达调控的分析,本研究设计出桥梁载体策略,将目标基因的启动子或者功能片段构建在高拷贝的桥梁载体,获得融合表达元件,通过亚克隆的方式将融合元件转入骨架载体上,获得用于转录表达和蛋白表达分析的载体。为了验证该策略的可行性,选取hrpG、hrpX和hrcC基因构建了相应的启动子探针载体和蛋白表达载体,将这些载体导入毒性调控子基因trh、lrpX和zur的突变体中,GUS活性测定、荧光定量PCR以及蛋白免疫杂交结果显示:在trh、lrpX和zur的突变体中,hrpG、hrpX和hrcC的转录表达水平、mRNA水平和蛋白表达水平呈现一致。这表明这套桥梁载体策略能够有效应用于T3SS基因转录表达和蛋白表达的分析。综上所述,运用桥梁载体能够克服低拷贝载体DNA遗传操作效率低的缺陷,这一策略也适用于毒性相关基因调控机理的研究,这将为Xoc-水稻互作研究提供高效的工作系统。     

利用桥梁载体策略构建水稻条斑病菌T3SS基因诱导表达检测体系

 水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)侵染水稻,引起细菌性条斑病(bacterial leaf streak, BLS)。Xoc主要依靠hrp基因簇(T3SS基因)编码的III型分泌系统(type III secretion system, T3SS)将效应蛋白注入水稻细胞中,激发寄主水稻的感(抗)病性。为了准确在Xoc中进行T3SS基因表达调控的分析,本研究设计出桥梁载体策略,将目标基因的启动子或者功能片段构建在高拷贝的桥梁载体,获得融合表达元件,通过亚克隆的方式将融合元件转入骨架载体上,获得用于转录表达和蛋白表达分析的载体。为了验证该策略的可行性,选取hrpG、hrpX和hrcC基因构建了相应的启动子探针载体和蛋白表达载体,将这些载体导入毒性调控子基因trh、lrpX和zur的突变体中,GUS活性测定、荧光定量PCR以及蛋白免疫杂交结果显示:在trh、lrpX和zur的突变体中,hrpG、hrpX和hrcC的转录表达水平、mRNA水平和蛋白表达水平呈现一致。这表明这套桥梁载体策略能够有效应用于T3SS基因转录表达和蛋白表达的分析。综上所述,运用桥梁载体能够克服低拷贝载体DNA遗传操作效率低的缺陷,这一策略也适用于毒性相关基因调控机理的研究,这将为Xoc-水稻互作研究提供高效的工作系统。     

水稻细菌性条斑病菌中一个调控致病性的DNA结合蛋白负调控胞外酶活性

 原核革兰氏阴性菌稻黄单胞菌稻生致病变种 (又称水稻细菌性条斑病菌,Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)是引起水稻细菌性条斑病的病原物,该病是水稻粮食生产中的严重病害之一。我们的前期工作对广西农科院分离到的Xoc菌株GX01进行基因组序列分析,发现一个编号为gx01_0566的基因可能编码一个Fis家族的DNA结合蛋白。本工作采用自杀质粒pK18mobsacB介导的方法来构建该基因的缺失突变体,并对突变体进行反式互补。表型分析发现,gx01_0566基因的突变体在寄主水稻日本晴上的致病力显著下降,但其胞外多糖产量与野生型基本一致,胞外酶尤其是胞外纤维素酶活性却大幅度提高。为进一步研究gx01_0566基因在Xoc中调控胞外纤维素酶的机理,我们对该基因的产物进行过量表达和纯化,并通过凝胶阻滞实验和实时定量PCR实验分析,发现gx01_0566编码产物能够结合在一些编码纤维素酶的基因的启动子上,负调控这些纤维素酶基因的表达。     

云南药用野生稻对四种水稻主要病害的抗性鉴定

 对云南药用野生稻7个不同居群的稻瘟病、纹枯病、白叶枯病和细菌性条斑病抗型表型进行鉴定,筛选抗源,并检测已克隆的抗稻瘟病、抗白叶枯病基因在它们中的存在情况。结果表明:用云南稻瘟病菌毒性菌株16t接种云南药用野生稻7个居群,除勐海药野(7)表型为感病外,其他6个居群均为抗病;勐遮药用野生稻(4)和景纳上沟药用野生稻(1)分别不含Pib和Pi2基因片段,其他5个居群都含有Pib、Pi2、Pi9、Pid2、Pikp、Pis和Pi56等基因片段;所有的参试药用野生稻高抗纹枯病;除勐往药野(13)和澜沧孟矿药野(14)对细菌性条斑病菌菌株RS105表现为感病和勐遮药野(5)对菌株RS1-20表现为感病外,其他材料对菌株RS105和RS1-20都表现为抗病;云南白叶枯病菌强致病性菌株CX30-1、菲律宾菌株PXO99和PXO86对景纳上沟药用野生稻(1)和澜沧孟矿药用野生稻(14)具有强致病性,其他居群表现为抗病至中抗;7个居群都含有Xa5、Xa13、Xa21基因片段。本文首次报道了云南药用野生稻多个居群类型对4种主要病害的抗性,这些结果为深度挖掘利用云南药用野生稻资源的有效抗病基因奠定了基础。