木薯UDP依赖型糖基转移酶14基因在木薯抗病性中的功能研究

木薯是热带和亚热带地区重要的经济作物和粮食作物,它不仅是近10亿人消费的第三大碳水化合物来源,也是工业淀粉和生物乙醇的主要资源之一。糖基化是一种广泛存在的修饰方式,它通过糖基转移酶（glycosyltransferase, GTs）来催化修饰反应。GTs以糖苷键的形式在底物分子上添加糖基来形成更加稳定的天然糖苷或糖酯,糖基主要包括葡萄糖、鼠李糖、木糖、半乳糖等。UDP依赖型糖基转移酶（UDP-glycosyltransferases, UGTs）基因家族属于糖基化转移酶中的一类。UGTs基因在植物的生长发育过程中发挥着重要的作用,其中最普遍的功能是转移反应,如植物中次生代谢产物（植物激素）的激活和影响相关物质的溶解度从而响应生物和非生物胁迫。为分析UGTs基因在木薯中的功能,本研究采用RT-PCR技术从木薯叶片（SC124）中克隆得到MeUGT14基因。MeUGT14基因的表达显著受到病菌（Xanthomonas axonopodis pv. manihotis, Xam）的诱导。因此,构建MeUGT14基因的病毒诱导的基因沉默（virus induced gene silencing, VIGS）载体,沉默片段为285 bp。通过对木薯叶片进行基因沉默,qRT-PCR检测结果显示木薯叶片中MeUGT14基因的表达量显著下降。不同干扰植株中MeUGT14基因的表达量被不同程度地降低,分别降低了69%,45%和68%。随后对干扰植株和对照植株进行Xam侵染实验,接种Xam 6 d后,MeUGT14基因表达量的降低导致叶片上细菌数量显著增加,叶片表型也显示MeUGT14基因表达量的降低会导致叶片上菌斑更明显。研究结果表明干扰MeUGT14基因表达使得植株对Xam病菌侵染的抵抗能力显著降低。根据MeUGT14基因和UGT76B1/UGT74F1基因有较近的进化关系及UGT76B1/UGT74F1的功能研究,推测MeUGT14基因可能通过影响水杨酸和茉莉酸的合成来响应Xam病菌侵染。研究结果表明MeUGT14基因在木薯抵抗病菌侵染中发挥了作用,为进一步研究MeUGT14基因在木薯抗生物胁迫中的机制提供了线索。     

菠萝泛菌与水稻白叶枯病菌双重PCR检测方法的建立与应用

近年来水稻发生了一种由菠萝泛菌Pantoea ananatis引起的新型细菌病害，其发生时期与白叶枯病相近，病症与白叶枯病类似。为了实现该病害与白叶枯病的快速检测，本研究基于泛菌属看家基因acnA,通过序列比对，设计了22对特异性引物，分别与已知的白叶枯病菌检测引物XOO80进行配对并筛选，建立了一种双重PCR检测方法，可从菠萝泛菌和白叶枯病菌中分别扩增出910 bp和162 bp的特异性条带，而其他10种非目标细菌均未有扩增条带，25μL体系中可稳定地从至少1 pg/μL的基因组DNA模板中扩增出特异性条带。本研究建立的菠萝泛菌与水稻白叶枯病菌双重PCR检测方法具有良好的特异性和灵敏度，为水稻细菌病害病原鉴定及防治提供了技术支撑。     

一串红穿孔病病原鉴定和初侵染源分析

 2021年夏季,受台风“烟花”影响,上海市奉贤区海湾镇大面积一串红种苗突发穿孔病,本文按照柯赫氏法则鉴定病原物并进行初侵染源分析。从田间病样中分离出的黄色分离物YchA回接一串红形成穿孔症状,在非寄主本氏烟草上可激发过敏反应。16S rDNA序列分析显示YchA为黄单胞菌属;以持家基因fyuA、gyrB、rpoD进行多位点序列分析(Multi-locus sequence analysis, MLSA)发现,菌株YchA与核桃细菌性黑斑病菌(Xanthomonas arboricola pv. juglandis, Xaj)亲缘关系最近;Biolog鉴定系统分析显示,一串红穿孔病病原为Xaj的可能性约为68%。对育苗基质、种子和灌溉水的检测发现,种子和灌溉水带菌。这些结果表明,一串红细菌性穿孔病的病原为树生黄单胞菌(X. arboricola),可能是一个新致病变种;种子带菌是病害的初侵染来源,灌溉水带菌扩散。     

硫藤黄链霉菌St-79对水稻白叶枯病的防效和促生作用

【目的】水稻白叶枯病是水稻的主要细菌性病害之一，严重影响水稻生产。本研究获得一株有效防治水稻白叶枯病的放线菌菌株，探索其对白叶枯病的防效和促进水稻生长的作用，为生防菌的开发利用提供科学依据。【方法】利用梯度稀释涂布法、共培养法和牛津杯法筛选拮抗水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)的放线菌菌株；通过形态特征、生理生化反应、16S rDNA序列和系统发育树分析对其进行分类鉴定；利用共培养法分析目标菌株的抗菌谱；通过96孔板微量稀释法、扫描电子显微镜、微生物粘附碳氢化合物法等探究目标菌株的抑菌作用；通过发酵滤液浸种与菌液喷洒土壤的方法探究其对水稻生长的促进作用；利用盆栽试验探索目标菌株发酵滤液对水稻白叶枯病的防治效果。【结果】从不同生境土壤中分离出140株放线菌菌株，最终筛选得到一株对Xoo具有强拮抗活性的放线菌菌株St-79，其发酵滤液抑菌圈直径为64 mm，并鉴定其为硫藤黄链霉菌(Streptomyces thioluteus)。菌株St-79对水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola)、大豆细菌性斑疹病菌(Xanthomonas axonopodis pv. glycines)、油菜黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv. campestris)和番茄细菌性叶斑病菌(Pseudomonas syringae pv. tomato)均有拮抗作用。其乙酸乙酯粗提物具有良好的抑制Xoo生长的效果，粗提物对Xoo的最低抑菌浓度为8 μg/mL，最低杀灭浓度为32 μg/mL；扫描电镜观察结果显示，粗提物对Xoo细胞有很强的损伤作用；粗提物还能改变Xoo细胞内膜通透性，降低Xoo细胞的疏水性。促生试验结果显示，菌株St-79发酵滤液能够促进水稻幼苗的生长。盆栽试验结果显示，菌株St-79发酵滤液对水稻白叶枯病有良好的防治效果，在日本晴、甬优15、甬优1540上的相对防效为65.95%~87.23%，病斑抑制率为69.85%~95.8%，且预防效果优于治疗效果。【结论】获得一株有效防治水稻白叶枯病的放线菌，其对水稻白叶枯病菌有明显的抑制作用，并且可以促进水稻种子的萌发与幼苗的生长。