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。     

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。     

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%。     

防治胡椒瘟病生物农药筛选及其盆栽药效试验

胡椒瘟病是危害中国胡椒产业的首要病害,目前主要依赖使用化学农药防治,筛选应用生物农药是减少化学农药用量的有效途径。本文通过室内毒力测定和室外盆栽药效试验,测定了5种生物农药对胡椒瘟病的防治效果。结果表明:室内毒力测定木霉菌WP、枯草芽孢杆菌WP和Z菌株发酵液对胡椒瘟病病原菌的抑菌效果好且敏感性高,EC50分别为0.49、0.78、1.13μg/m L;盆栽药效试验Z菌株发酵液和枯草芽孢杆菌WP对胡椒瘟病防效最好,平均防效分别为83%和82%,芽孢杆菌/淡紫拟青霉WP的防效次之,平均防效为69%。综合来看,Z菌株发酵液和枯草芽孢杆菌WP对胡椒瘟病具有很好防效,具备良好的绿色防控潜力。     

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。     

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。     

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.     

辣椒疫霉漆酶基因Pclac3克隆表达

辣椒疫霉是一种侵染性植物病原,能引起多种茄科及葫芦科植物的病害。利用同源克隆法从辣椒疫霉基因组内克隆了漆酶基因Pclac3,该基因全长1 881个核苷酸,编码626个氨基酸,与已知的真菌漆酶基因具有较高的同源性,并且具备漆酶基因的保守区域。利用PCR将该基因克隆于pPIC9K载体,并转化于毕赤酵母GS115,经过1%甲醇诱导表达获得其异源表达产物。将表达产物进行SDS-PAGE检测,获得分子量大约为90 kDa的特异蛋白。利用ABTS法对Pclac3的表达产物粗酶液进行酶活性分析发现,其活性在第11天时最大,达到45 U/mL。这为研究辣椒疫霉漆酶基因家族及探索卵菌漆酶生物活性及其潜在的应用提供了理论依据。     

Potential host range of four Phytophthora interspecific hybrids from Clade 8a

In recent years several interspecific hybrids have been reported in the plant pathogenic oomycete genus Phytophthora. Due to the large genotypic and phenotypic changes, these hybrids might have broader or more limited host ranges compared with their parental species. It is crucial to understand the host range of Phytophthora hybrids to minimize the economic losses caused by their infection. The potential host range of four hybrids belonging to Clade 8a of the Phytophthora phylogenetic tree was investigated in this study. Thirty species of herbaceous plants as well as eight species of woody plants were inoculated and monitored for any symptom of infection. In addition, the detached twigs of 32 tree species, fruits of six plant species, tubers of potato, and roots of carrot and sugar beet were investigated for susceptibility to these hybrids. Almost all hybrids caused severe rot on all tested fruits, tubers, and roots, although different isolates showed different pathogenicity on detached tree twigs. All hybrids tested had a different host range compared with their parental species: they were able to infect plants outside the host range of their parents, infect hosts of both parental species, although these parents did not have overlapping hosts, or, in some cases, they were not able to infect hosts infected by the parents.     

烟草疫霉侵染后剑麻H.11648叶片细胞超微结构和防御酶活性研究

斑马纹病是剑麻的主要病害之一，本研究以剑麻斑马纹病高感品种H.11648为材料，分别在接种烟草疫霉0、24、36、48、72 h取样，用电镜观察H.11648叶片细胞超微结构变化，同时分析过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)和超氧化物歧化酶(SOD)等防御酶活性变化情况。结果表明：H.11648在接种24 h，可见大量休止孢，叶绿体结构被破坏，植物组织开始降解，随着时间延长，附着孢出现，吸器形成，植物组织解体更严重，接种72 h，可见大量菌丝。在整个接种过程中，CAT、PAL和PPO活性显著增强，72 h达到最高，分别为501.44、25.73、1 742.67 U/(g.min)。SOD和APX活性显著下降，72 h达到最低，分别为2 888.62 U/g和841.96 μmol/(g.min)。POD活性先下降72 h又上升，但均显著低于接种前POD活性。本研究从细胞学和生理水平为探讨剑麻与烟草疫霉互作关系提供了理论基础。