马铃薯致病疫霉拮抗细菌研究进展

为了解决马铃薯致病疫霉侵染马铃薯导致其死亡,进而造成马铃薯单位种植产量低的问题。本文从拮抗菌入手,归纳分析细菌类拮抗菌中的主要拮抗菌中芽孢杆菌、假单胞菌和粘细菌对马铃薯致病疫霉的抑制作用。同时,在总结前人研究的基础上,笔者认为在拮抗菌应用方面,可以采用多对一的新型平板对峙筛菌模式来模拟复杂条件下拮抗菌的拮抗作用,以期得到稳定的拮抗菌;并指出应从定植能力和根际微生物影响方面对拮抗菌实际应用的可行性进行研究;此外,提出未来对拮抗菌抑制马铃薯致病疫霉的探究应从表型层面的研究深入到分子层面,以期能成功从源头找寻抑制马铃薯致病疫霉的答案。     

基于qPCR和LAMP技术的马铃薯晚疫病菌快速检测方法

马铃薯晚疫病菌（Phytophthora infestans）能侵染多种茄科植物,它引起的马铃薯晚疫病,是马铃薯生产中的第一大病害。为了开发能在田间快速检测马铃薯晚疫病病原的方法,利用P. infestans T30-4基因组测序数据的contig 1.18131,设计qPCR和LAMP引物,优化扩增条件后得到引物的特异性和灵敏度,最后通过检测田间收获薯块,比较形态学传统方法、qPCR及LAMP的差异。特异性检测结果发现,qPCR和LAMP仅在含有P. infestans DNA模板的体系有阳性扩增,在寄主和其他微生物DNA中均无扩增;在优化的条件下,qPCR和LAMP的检测下限可达1×10 ^-6ng/μL,在有寄主和其他微生物DNA存在的条件下,引物的灵敏度没有显著差异。利用两种快速方法对在大理、丽江及昆明3个地区田间收获薯块上检测发现,qPCR和LAMP方法得到的检出率差异极为不显著（P=0.420）,两种快速检测方法和形态学鉴定方法检出率差异极显著（P=0.009）。在大理、丽江及昆明3个地区的薯块中,两种分子检测方法检出率均比形态学方法高。其中,qPCR检测方法比形态学方法分别提高了12.00%、2.00%、8.70%;LAMP检测方法比形态学方法分别提高了11.30%、2.00%、8.70%。     

基于晚疫病菌效应子识别策略挖掘马铃薯潜在抗病基因资源

为探索利用晚疫病菌效应子识别策略快速挖掘具有潜在抗晚疫病基因的马铃薯资源,挑选了晚疫病菌侵染马铃薯时早期上调表达的68个RXLR类效应子基因,将它们分别克隆到PVX病毒植物表达载体pGR106上,采用农杆菌牙签穿刺方法,在55份不同基因型的马铃薯叶片上进行瞬时表达,根据过敏反应(Hypersensitive response,HR)发生与否来推断马铃薯中是否存在潜在抗病基因。结果表明,10个效应子基因,包括无毒基因AVR2家族成员PITG_23008,细胞死亡激发子PexRD2、无毒基因PexRD39(AVRblb2),以及其它未知功能效应子基因Pex147-2、PexRD8、PexRD49、PITG_10232、PITG_11484、PITG_07555和PITG_22724,能够在10份马铃薯材料上诱导HR,预示这些马铃薯材料中具有潜在抗病基因。另外,离体叶片晚疫病菌接种鉴定表明,识别6个晚疫病菌效应子的马铃薯材料IVP196-2比识别3个效应子的马铃薯材料HJT349-3抗病性更强。     

Pineapple heart rot isolates from Ecuador reveal a new genotype of Phytophthora nicotianae

Pineapple heart rot disease, caused by Phytophthora nicotianae (syn. P. parasitica), is responsible for significant annual reductions in crop yield due to plant mortality. In Ecuador, new infections arise during the rainy season and increase production costs due to the need for biocontrol and fungicide applications. Studies of P. nicotianae population structure suggest that certain genetic groups are associated with host genera; however, it is not clear how many host‐specific lineages of the pathogen exist or how they are related. The objectives of this study were to determine the level of genetic variation in the P. nicotianae population causing heart rot disease of pineapple in Ecuador and compare the genotypes found on pineapple to those previously reported from citrus, tobacco and ornamentals. Thirty P. nicotianae isolates collected from infected pineapple leaves from four farms were genotyped using nine simple sequence repeat loci. In addition, the DNA sequences of mitochondrial loci cox2 + spacer and trnG‐rns were analysed. Together, these loci supported a single clonal lineage with two multilocus genotypes differing in a single allele and low mitochondrial diversity. This lineage was distinct but closely related to isolates collected from vegetables and ornamentals in Italy. The results support the hypothesis of host specialization of P. nicotianae in intensive cropping systems and contribute to the understanding of population structure of this important pathogen.     

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。     

亚硝基谷胱甘肽还原酶 GSNOR1正调控植物对疫霉菌的抗性

疫霉属（ Phytophthora）卵菌引致马铃薯晚疫病等作物灾难性病害，严重威胁作物的可持续生产。由于病菌毒性变异，导致品种抗病性丧失问题突出。因此，挖掘植物广谱和持久抗病基因，并探索其在抗病育种中的有效利用具有重要的科学意义。亚硝基谷胱甘肽还原酶1（GSNOR1）是植物氮信号通路中高度保守的关键还原酶，其参与调节r基因介导的植物抗性和非寄主抗性。然而， GSNOR1参与抗疫霉菌的免疫功能和作用机理尚不清楚。本研究中，借助拟南芥与寄生疫霉菌互作的模式体系，首先发现拟南芥T-DNA插入突变体 gsnor1-3对寄生疫霉菌呈现感病表型。进一步利用病毒诱导的基因沉默（VIGS）降低烟草叶片中 GSNOR1同源基因的表达量，在此基础上，通过抗病表型分析以及一系列抗性相关功能的检测，结果表明，沉默本氏烟草 GSNOR1同源基因能够在寄生疫霉菌侵染植物的过程中削弱植物体内的活性氧（ROS）迸发、病程相关基因（PR genes）的诱导表达以及MAPK信号转导，从而增强了植物对疫霉菌的感病性。本研究揭示了植物 GSNOR1对疫霉菌具有高度保守的抗性功能，并初步解析了 GSNOR1正调控植物抗疫霉菌的作用机理，为进一步探索 GSNOR1在马铃薯抗晚疫病中的功能及其在抗病育种中的有效利用奠定了重要的理论 基础。     

四川马铃薯晚疫病绿色防控与生态环境保护

为绿色防控马铃薯晚疫病，2012－2015 年将四川省通过审定的马铃薯(Cucumis sativus)抗晚疫病新品种在昭觉县、布拖县和盐源县等10 个县进行品种比较展示试验，结果表明，抗病品种的发病率和病情指数明显低于主栽品种‘米拉’的发病率和病情指数，产量明显高于‘米拉’的产量，抗病品种增产、增收。在防治晚疫病方面，抗病品种可以减少用药量25%左右。2014 年，引进比利时CARAH模型，在叙永县设置马铃薯晚疫病预测预报试验点（观察圃），采用Hobo测量仪定时收集气象数据，探索马铃薯晚疫病的预测预报。田间调查的晚疫病初次发病时间是5 月30 日，CARAH模型分析得到的初次发病时间是5 月31 日，两者结果基本一致。2015 年，将晚疫病预测预报扩展到四川省7 个县市，结果表明CARAH模型可以用于晚疫病的预测预报。     

Rapid detection of potato late blight using a loop-mediated isothermal amplification assay

Potato late blight caused by Phytophthora infestans is one of the most destructive plant diseases that threaten global food security. Early and effective diagnosis of P. infestans is required before disease management decisions are made. Here, we developed a quick protocol to detect P. infestans based on a loop-mediated isothermal amplification(LAMP) assay. The P. infestans specific multiple copy DNA sequences(PiSMC), a transposon-like element, provides an ideal target for molecular detection of this pathogen. We designed highly specific and sensitive primers allowing effective LAMP detection of the pathogen at 64℃ in 70 min. In the validation assay, all 15 P. infestans isolates collected from China, Europe and South America could be positively detected, but results of the other 9 Phytophthora species infecting different plants, fungal and bacterial plant pathogens tested were negative. The detection limit of this assay is 1 pg P. infestans DNA. Moreover, the LAMP-PiSMC assay is able to detect P. infestans from infected leaves, tubers and soil. Taken together, this study reports the development of a specific and sensitive LAMP-PiSMC assay for early diagnosis of potato late blight.     

新泰市马铃薯晚疫病田间药效筛选试验

_SSSSSS 【 】 选用了70%丙森锌可湿性粉剂、80%代森锰锌可湿性粉剂等6种药剂开展马铃薯晚疫病田间防效试验。结果表明,80%代森锰锌可湿性粉剂1500g/hm^₂对马铃薯晚疫病的防治效果最好,防效为77.4%；70%丙森锌可湿性粉剂375g/hm^₂对马铃薯晚疫病的防效次之,防效为73.6%。     

河朔荛花根中抑菌活性成分研究

在活性追踪指导下，采用多种分离技术从河朔荛花根甲醇提取物中分离得到12个化合物，经核磁共振波谱、质谱等技术并结合相关文献确定其结构分别为1-己酸-2,3-硬脂酸甘油三酯( 1 )、β-谷甾醇( 2 )、月桂醇( 3 )、顺-十八碳-9-烯酸( 4 )、(2E)-庚基-3-(3, 4-二羟基苯基)丙烯酸酯( 5 )、(–)-pluviatolide( 6 )、1β-hydroxy-10β-H-guaia-4,11-dien-3-one( 7 )、异狼毒素( 8 )、新狼毒素B( 9 )、瑞香酚( 10 )、单棕榈酸甘油酯( 11 )和(+)-去甲络石甙元( 12 )。其中，化合物 3 、 4 和 6 ~ 12 均为首次从河朔荛花中分离得到。抑菌活性测定结果表明:异狼毒素( 8 )和新狼毒素B( 9 )对马铃薯晚疫病菌Phytophthora infestans菌丝生长和孢子萌发均表现出明显的抑制作用，其中对菌丝生长的EC₅₀值分别为68.4 μg/mL和44.9 μg/mL，对孢子萌发的EC₅₀值分别为25.1 μg/mL和14.0 μg/mL。