水稻基腐病菌flhDC和fliA基因的功能

【目的】水稻细菌性基腐病(致病菌Dickeya zeae)是水稻重要细菌病害之一。细菌的鞭毛是重要的运动器官,迄今有关水稻基腐病菌的鞭毛系统、flh DC和fli A基因功能及其调控机理尚不清楚,明确这些鞭毛基因的功能,有利于进一步了解D.zeae的致病性综合调控网络、开发新型药物作用靶标以及制定病害防控策略。论文旨在明确D.zeae鞭毛系统中flh DC和fli A在致病性中的作用。【方法】以D.zeae野生型致病菌株EC1基因组DNA为模板,设计一系列引物,PCR扩增待敲除的目标基因flh DC和fli A各自的上、下游片段,再以混合的上、下游片段为模板,扩增得到缺失flh DC和fli A的融合片段,双酶切纯化后连接到自杀性载体p KNG101上,构建带有反向筛选标记基因sac B的自杀重组质粒p KNG-Δflh DC和p KNG-ΔfliA,通过三亲转化方法分别将重组质粒导入野生型菌株EC1中,通过两次等位基因同源重组,PCR检测和测序验证,最终获得目标基因flh DC和fli A缺失突变体Δflh DC和ΔfliA;测定并比较突变体与野生菌的胞外酶活性、毒素活性、运动性、生物膜形成能力,以及对水稻的致病力和对烟草的过敏性反应(HR);进一步提取细菌总RNA,以16Sr DNA为内参来校正目标基因的表达量,采用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)方法,比较野生菌和突变体Δflh DC和ΔfliA下游基因flh D、flh C、fli A和fli C的表达量差异。【结果】通过基因操作手段成功构建了基因缺失突变体Δflh DC和ΔfliA。表型测定结果显示,野生菌EC1的运动性和形成生物膜的能力很强,而基因缺失菌株Δflh DC和ΔfliA的运动性和形成生物膜的能力明显下降;野生菌株EC1对水稻种子萌发具有很强的抑制作用,而突变体Δflh DC和ΔfliA则显著降低了对水稻种子萌发的抑制作用;接种野生菌株EC1的水稻植株产生大面积褐色病斑,且腐烂程度严重,而接种突变体Δflh DC和ΔfliA的水稻植株只在接种的针刺部位周围出现水渍状褐色病斑,腐烂程度轻微,说明突变体菌株Δflh DC和ΔfliA显著降低了对水稻植株上的致病力。进一步的表型测定结果显示,突变体菌株Δflh DC和ΔfliA与野生菌EC1在产生胞外致病酶、毒素以及引起烟草HR能力等方面没有显著差异。q RT-PCR分析结果显示,在突变体菌株Δflh DC中,flh D和flh C不表达,fli A和fli C的表达量较野生菌明显下降;而在突变体ΔfliA中,flh D、flh C和fli A均不表达,fli C表达明显下降。【结论】调控细菌鞭毛基因表达的主调控因子flh DC操纵子,以及表达鞭毛特异性因子σ~(28)基因fli A,是细菌鞭毛系统基因簇的重要组分。flhDC和fliA显著影响D.zeae的运动性和生物膜形成能力,并显著影响水稻种子的萌发功能,在水稻基腐病菌的致病性中起重要作用。     

甘薯茎腐病田间症状识别与快速镜检诊断研究

为寻找一种适应基层植物检疫站应用的甘薯茎腐病产地检疫方法,以有效控制其传播与蔓延。通过多年田间发病全程观察及对甘薯茎腐病306份茎部和270份其他部位样本的显微镜检查并与传统和分子生物学方法比较和验证。研究表明甘薯茎腐病症状识别加显微镜喷菌现象观察能准确区分甘薯细菌性茎腐病与其他病原引起的甘薯茎基部腐烂病。明确了甘薯茎腐病初发病期的茎基水渍状斑始现时是镜检最佳和最有效时期,茎部是显微镜镜检的最佳部位。初期甘薯茎腐病症状识别加显微镜镜检喷菌现象的方法与传统和分子生物学方法匹配的准确率在98%~100%。这一方法不但准确、快速、简便、直观,而且适于国内基层植检站应用。     

香蕉细菌性软腐病菌生物被膜形成特性

为分析不同环境条件对香蕉细菌性软腐病菌(Dickeya zeae MS1)生物被膜形成的影响,采用结晶紫染色法测试不同离体培养条件下香蕉细菌性软腐病菌生物被膜形成情况。结果表明:香蕉细菌性软腐病菌在牛肉膏蛋白胨培养基(YPB)中形成能力最强;添加1%蛋白胨之后,生物被膜形成的生物量最大,随着浓度添加到4%,生物量降低;在提供大量营养的培养体系(198μL YPB+2μL菌液)中,细菌形成的生物被膜显著高于其他培养体系;培养24 h时,细菌生物被膜量最大,之后随着培养时间延长而减少;指数生长期细菌生物被膜形成能力优于平台期细菌;在初始菌密度10~2～10~8 CFU/mL范围内,不同密度对24 h生物被膜形成量无显著差异;32℃时,细菌生物被膜量显著高于其余温度试验组;pH 6～8时,细菌生物被膜量显著高于其他pH试验组。因此,香蕉细菌性软腐病菌能形成稳固而清晰的生物被膜,其生物被膜的形成能力与环境条件密切相关。     

玉米孢囊线虫发生危害和生物学研究进展

玉米孢囊线虫Heterodera zeae Koshy,SwarupSethi,1971年在印度的拉贾斯坦邦第一次被发现并报道。虽然该病在我国未见相关报道,但我国是世界上玉米生产大国,种植面积已达到世界第二位,分布范围广。因此,对该病害的了解具有重要意义。本文主要介绍国外有关玉米孢囊线虫的研究进展,包括玉米孢囊线虫病的症状、病原形态特征、危害情况、寄主范围及其生物学特性等方面。为防止玉米孢囊线虫在我国发生危害和扩散提供参考信息。     

小麦盛花期穗胆碱浓度与赤霉病抗性的关系研究初报

研究表明,（1）普通小麦品种间盛花期穗胆碱浓度存在着极显著差异;系谱分析表明这一生理性状具有遗传性。（2）盛花期穗胆碱浓度与赤霉病田间抗性之间呈极显著负相关,即与病圃病小穗率、反应级值均呈极显著正相关（r1=0.8634）,可作为筛选小麦赤霉病抗源的重要生化指标这一。（3）富含胆碱的残留花药、雌蕊及早期颖果是禾     

广西香蕉细菌性软腐病病原鉴定及生物学特性研究

为明确引起广西香蕉细菌性软腐病的病原,采用组织分离法从染病的香蕉组织中分离病原菌,通过柯赫氏法则验证其致病性。对病原菌进行形态学观察、分子鉴定、生理生化测试及生物学特性测定。结果表明,从染病蕉头和蕉果分离到的病原菌,其菌株的形态特征、生理生化测试结果与Dickeya sp.基本一致,16S rDNA基因序列与Dickeya属细菌的同源性达99%;其最适培养温度为28℃,最适pH为7.0。病原菌的dnaX、gryB和recA基因序列与D.zeae的同源性均在97%以上。多基因系统发育树显示,病原菌与所有的D.zeae细菌聚在同一个最小进化分支里,自展支持率为100%。根据以上结果,将引起广西香蕉细菌性软腐病的病原菌鉴定为Dickeya zeae。同时,测定7种杀菌剂对GR-1菌株的室内毒力,46%氢氧化铜WG的EC_(50)最低,为186.69 mg/L;其500倍稀释液对GR-1菌株的抑菌效果最好,达76.89%。     

水稻基腐病菌毒素对烟草活性氧代谢及细胞超微结构的影响

 用水稻基腐病菌毒素注射烟草叶片后,烟草细胞中O₂^-_·和NO大量增加,H₂O₂含量明显降低,SOD、CAT和POD等酶的活性发生变化。毒素引起烟草细胞死亡,但没有细胞程序性死亡(PCD)的DNA梯特征。病菌毒素处理烟草叶片后,电导率增大,细胞膜透性增加。电镜观察烟草细胞的超微结构表明,毒素处理8h后,叶绿体变形,叶绿体基质片层大部分消解,基粒结构消失,叶绿体外膜和内膜剥离,质壁分离和细胞膜内陷,细胞器消解;处理48h后,细胞内含物完全消解,细胞膜消失,细胞壁皱缩变形。本研究表明,毒素引起烟草细胞死亡与植物抗病反应HR中细胞坏死的生理生化机制不同,但可能存在相似的信号传导途径。     

Sexual recombination of carbendazim resistance in Fusarium graminearum under field conditions

BACKGROUND: Carbendazim has been the major fungicide for control of Fusarium head blight (FHB) caused by Fusarium graminearum Schwade in China. However, the effectiveness of carbendazim has been threatened by the emergence of resistant pathogen populations in the field. RESULTS: Five isolates, representing three phenotypes of different carbendazim sensitivity levels (S, MR and HR), were randomly selected to study the inheritance of carbendazim resistance by three genetic crosses under field conditions. Each parent in all crosses was marked with a different class of nitrate non‐utilizing (nit) mutation. The presence of sexual recombinants indicated that outcrossing had occurred in the crosses. Over 100 putative self‐crossing or outcrossing perithecia for each cross were randomly sampled on the surface of the haulms of dead rice for each pair of parents. Results showed that 5.7–20.9% outcrossing frequency occurred in the three crosses and confirmed sexual recombination under field conditions. There were no significant differences in mycelial linear growth and pathogenicity between the selected recombinants and their parents, but they differed in sporulation ability and capacity to produce perithecia. Nevertheless, most of the sexual recombinants possessed fitness levels comparable with those of their parents. CONCLUSION: Outcrossing between carbendazim‐sensitive and ‐resistant isolates did occur under field conditions, and sexual recombination must play a role in the development of carbendazim resistance in the field. Copyright © 2009 Society of Chemical Industry     

咪鲜胺与福美双及其混剂对小麦赤霉病菌的抑制效果与增效研究

为揭示咪鲜胺与福美双及其混剂对小麦赤霉病菌的抑制效果及增效作用,开发新型防治小麦赤霉病复配药剂,采用菌丝生长速率法测定了咪鲜胺与福美双及其5种配比混剂对小麦赤霉病菌的毒力。结果表明：咪鲜胺与福美双比例为1:0.5、1:1、1:1.5、1:2、1:2.5混配组合对小麦赤霉病菌的EC50分别为0.2655、0.2001、0.3462、0.6298、0.8295 mg/L;这5种混配组合对小麦赤霉病菌的增效系数分别是1.4729、2.5540、1.8086、1.1475、0.9975,其中咪鲜胺与福美双为1:1和1:1.5具有显著的增效作用,以1:1增效作用最大。     

Mycelial compatibility reactions of Australian Fusarium graminearum and F. pseudograminearum isolates compared with AFLP groupings

Using the mycelial reactions of 435 combinations of 14 Fusarium pseudograminearum and 15 F. graminearum isolates, it was demonstrated for the first time that mycelial reactions/barrage formation cannot be clearly used to distinguish F. graminearum and F. pseudograminearum. Mutually compatible isolates produced very different patterns of compatibility with other isolates. However, about 60% of pairings between F. graminearum and F. pseudograminearum isolates were compatible, indicating common ancestry. The Mantel tests used to determine any possible associations between mycelial compatibility reactions and AFLP genotypic diversity data revealed no association between the two systems in either species. In addition, no association was found between mycelial compatibility reactions and sexual reproduction in the two species. Implications of the higher frequency of mycelial compatibility reactions observed in F. pseudograminearum than in F. graminearum are discussed.