油菜黑胫病菌T-DNA插入诱变因素优化及突变体筛选

油菜黑胫病是由Leptosphaeria biglobosa引起的一种真菌病害。这种病害在我国油菜产区广泛发生，并造成一定的经济损失。为通过获取突变体来研究L. biglobosa的生态适应性机制及致病机制，本文优化了影响农杆菌介导转化（ATMT）油菜黑胫病菌L. biglobosa菌株Lb731的因素，评估转化子质量，并筛选相关突变体。结果明确了农杆菌介导转化菌株Lb731的最佳因素：潮霉素B浓度为50 μg/mL，转化受体（分生孢子）培养时间为15 d (20℃)，浓度为2 × 10^7~8孢子/mL，农杆菌-受体共培养温度为25℃，共培养时间为72 h。在最适条件下的转化效率达到80个转化子/百万分生孢子。T-DNA插入基因组的频率为100%，单拷贝插入频率为72.7%，转化子抗潮霉素性状能稳定遗传。从2136个转化子中获得了11个菌丝生长减缓突变体，7个色素产生缺陷突变体和14个分生孢子产生缺陷突变体，并从这些突变体中鉴定出7个致病力丧失突变体。采用hiTAIL-PCR技术，从3个突变体中获得了T-DNA插入位点侧翼序列。上述结果为深入研究L. biglobosa的生态适应性机制及致病机制提供了材料和线索。     

黑胫病菌（Leptosphaeria biglobosa）在油菜叶片和茎中的侵染过程观察

为明确黑胫病菌（Leptosphaeria biglobosa）在甘蓝型油菜叶片和茎中的侵染及扩展过程，利用绿色荧光蛋 白（GFP）标记的黑胫病菌株接菌油菜叶片，利用激光共聚焦显微镜观察菌株在油菜叶片和茎中的侵染过程。结果 表明，接种油菜叶片7 h后，分生孢子萌发并长出芽管；17 h后，芽管侵入气孔；24 h后，分生孢子全部萌发；36 h后萌 发的芽管形成菌丝；120 h后，菌丝在叶片表皮细胞间隙蔓延，并侵入叶肉细胞。13 d后，菌丝侵入茎部皮层组织； 15 d后，菌丝在皮层细胞间隙蔓延，并侵染至茎表皮；21 d后，菌丝侵染至维管组织；23 d后，菌丝侵染至茎韧皮部； 25 d后，茎导管被侵染，并向木质部扩展。本研究发现的L. biglobosa 在油菜叶片和茎中的侵染过程，可为油菜与黑 胫病菌互作的研究、黑胫病致病机理及防治提供参考。     

稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8的特性分析

 有性生殖在真菌的生活史和进化过程中具有重要作用,而交配型基因是控制有性生殖的关键因子。前期研究发现稻曲病菌(Villosiclava virens)MAT1-2型菌株中包含MAT1-2-1和MAT1-2-8两个交配型基因,但是它们如何调控稻曲病菌有性生殖依然不清楚。本文研究了它们在不同侵染和生长发育时期的表达模式和编码的蛋白结构特性。研究表明MAT1-2-1在侵染不同阶段一直下调表达;而MAT1-2-8在侵染早期(5 dpi)上调表达,在侵染后期下调表达。与营养菌丝阶段比较,MAT1-2-1和MAT1-2-8在有性发育过程菌核形成、菌核萌发、子座原基形成和子座成熟4个阶段的表达量都是下降的,在菌核形成阶段表达量最低。生物信息学分析显示MAT1-2-1和MAT1-2-8具有磷酸化位点,为非分泌蛋白,无明显的跨膜结构域。蛋白同源比对分析表明MAT1-2-1与香柱菌(Epichloë typhina)的MAT1-2-1同源性最高,而MAT1-2-8与绿僵菌(Metarhizium)的MBR_08192蛋白同源性最高。进一步研究发现MAT1-2-1和MAT1-2-8能够互作,并分别主要定位在细胞核和细胞基质中。通过质谱技术鉴定到MAT1-2-1的一些候选互作蛋白,如假定Ran交换因子Prp20/Pim1(KDB12229.1)、假定rRNA处理蛋白Ebp2(KDB12923.1)及组蛋白H1(KDB12711.1)等。因此,以上结果为研究稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8调控有性生殖的生物学功能奠定了基础。     

典型草原枯落物分解过程中官能团的动态特征

选择锡林浩特东部国家气候观象台的生态监测研究样地,对大针茅(Stipa grandis)、羊草(Leymus chinensis)、糙隐子草(Cleistogenes squarrosa)、知母(Anemarrhena asphodeloides)枯落物的化学结构特征进行阐释。结果表明:(1)枯落物分解速率呈先增大后减小的变化趋势,且知母枯落物分解速率高于大针茅、羊草和糙隐子草;枯落物总碳(TC)含量为富集-释放模式,在第120d时,知母枯落物TC含量高于其他3种植物。(2)大针茅、羊草、知母、糙隐子草枯落物所含的主要官能团为-OH;=C-H、-CH 2、-CH 3;C=O;C=O、C=C;C-O。(3)不同植物枯落物官能团含量在分解初期迅速减少,在分解后期减少趋势较为缓慢,与分解过程中枯落物的分解速率变化趋势一致;知母的含碳官能团含量在分解结束后最低,而羊草的则最大,且知母和糙隐子草损失量最大,与分解过程中枯落物TC含量的特征一致。(4)大针茅的支链化指数最大,羊草的最小;糙隐子草的芳香性指数最大,知母的最小。不同植物芳香性指数在分解初期迅速减少,在分解后期减少趋势较为缓慢,与分解速率变化趋势一致。     

草莓丝核菌根腐病病原菌鉴定及7种杀菌剂的抑菌作用测定

为了解草莓丝核菌根腐病的病原种类及筛选防治丝核菌根腐病的有效杀菌剂,本研究基于形态学特征、细胞核荧光染色、菌丝融合群测定以及rDNA-ITS的序列分析,对北京和河北承德地区的草莓丝核菌根腐病的病原菌进行了鉴定,并利用菌丝生长速率法测定了7种杀菌剂对丝核菌的抑菌作用。结果发现,北京地区的丝核菌为双核丝核菌(binucleate Rhizoctonia,BNR),属于融合群AG-A;河北的丝核菌为立枯丝核菌Rhizoctonia solani,属于融合群AG-4。氟啶胺、吡唑醚菌酯、噻呋酰胺、戊唑醇、咯菌腈、氟硅唑对2种丝核菌均有很强的抑制作用,EC_(50)值为0.063 9～2.485 7μg/mL,抑霉唑的抑制作用较差,EC_(50)值为9.966 8～11.236 8μg/mL。同一种杀菌剂对不同丝核菌的抑制作用存在差异,噻呋酰胺、戊唑醇、氟硅唑、咯菌腈和抑霉唑对立枯丝核菌的抑制作用强于对双核丝核菌。试验结果为生产上合理选用杀菌剂防治草莓丝核菌根腐病提供了科学依据。     

昆嵛山林区赤松赤枯病病基指数模型

【目的】构建赤松赤枯病病基指数(Disease based index,DBI)评价体系,定量评价与林分因子共同作用后,立地因子对赤松纯林中赤枯病发生程度的作用等级。【方法】在林龄相对一致(34±2)年的赤松纯林生态系统中设立临时样地,筛选影响赤松赤枯病发生的关键林分因子,建立关键林分因子与赤枯病病情指数的函数关系,选取最优模型作为主曲线;将主曲线等比值拉伸得赤枯病病基指数曲线群,其自下而上依次表示不同的病基指数,即立地对赤枯病发生程度的作用等级。【结果】1)基于森林病害发生的基本原理,提出病基指数的概念。2)确定赤松赤枯病病基指数的定量方法,它包含样地的设立、病情指数的调查、林分因子的调查、关键林分因子的筛选、基准点的确定、备选主曲线模型的建立、主曲线模型的确定和评价、主曲线的绘制及曲线群的建立共9个步骤。3)逐步回归分析表明,林分密度是影响赤松赤枯病发生的关键林分因子,依据所提定量方法建立主曲线方程:Q=65. 61/(1+e-0. 001 5 x+2. 32),决定系数R2=0. 519 8,说明拟合方程较可靠,用该模型预估赤松赤枯病的病情指数时,平均预估误差是5. 35%。4)将赤枯病病基指数主曲线等比值拉伸得曲线群,即建立定量评价体系。体系中的5条曲线自下而上分别表示为:Ⅰ为极轻病害发生,Ⅱ为轻度病害发生,Ⅲ为中度病害发生,Ⅳ为重度病害发生,Ⅴ为特重度病害发生。【结论】赤松赤枯病病基指数主曲线模型和曲线群图可以定量评价赤松林的立地因子对赤枯病的潜在发生程度的作用等级,可为赤松纯林合理、有效的管理提供理论基础,将成为森林有害生物生态控制方法的重要组成部分。     

单萜酚类化合物与苯醚甲环唑和噻呋酰胺混配对立枯丝核菌的抑菌活性研究

为探究单萜酚类化合物与杀菌剂混配对立枯丝核菌的抑制效果,筛选能够防治水稻、玉米纹枯病的药剂,本研究分别将百里香酚、香芹酚与苯醚甲环唑、噻呋酰胺混配,通过菌丝生长速率法测定了其对R. solani的抑菌活性,并以孙云沛法评价了单萜酚与杀菌剂混配的增效作用。试验结果表明：香芹酚、百里香酚与噻呋酰胺以1:5、1:4、2:3、3:2、4:1和5:1比例混配均表现出协同增效作用,其中香芹酚和噻呋酰胺4:1混配的抑菌效果最好,EC₅₀值为0.928 mg/L,共毒系数(CTC)为1397.39;香芹酚与苯醚甲环唑以3:2、4:1和5:1比例混配以及百里香酚与苯醚甲环唑以2:3、4:1和5:1比例混配也表现出协同增效作用。百里香酚和香芹酚对苯醚甲环唑和噻呋酰胺增效作用明显,香芹酚与噻呋酰胺的4:1混剂对R. solani抑菌活性高,具备应用于水稻、玉米纹枯病的防治的潜力。天然单萜酚类化合物与杀菌剂以一定比例混配能够显著提高其抑菌活性,在杀菌剂研发、筛选中具备很高的研究价值。     

华北地区十字花科芸薹属蔬菜上立枯丝核菌的病原生物学研究

 由丝核菌引起的十字花科蔬菜叶腐和茎基腐病在中国华北地区普遍发生,其中以河北、内蒙以及北京较为严重。2011~2018年,从华北地区不同省份具有典型叶腐和茎基腐症状的芸苔属蔬菜上分离获得95个丝核菌(Rhizoctonia spp.)分离物,大多数分离自发病植株的叶部,少数分离自茎基部。通过细胞核染色,87株菌属于多核丝核菌,另外8株属于双核丝核菌;经菌丝融合鉴定、rDNA-ITS区及TEF-1α(translation elongation factor 1-alpha, TEF-1α)序列分析,大多数多核丝核菌属于立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)AG-2-1(74％),其他少数分别属于AG-1-IB(16％)、AG-4-HG II(2％)和双核丝核菌AG-A(8％)。温室条件下进行寄主范围致病力测定,各分离物对原寄主都表现出致病力,呈现典型叶腐或茎基腐症状;对其他作物的致病力差异较大。不同融合群(Anastomosis group,AG)的菌株对寄主致病力大小存在差异,AG-2-1致病力最强,只有AG-A对叶部没有致病力。AG-2-1对寄主叶部的致病力和对茎基部的致病力呈显著正相关,AG-1-IB对寄主叶部的致病力和对茎基部的致病力无显著相关性。     

稻曲病菌致病机制研究进展

 稻曲病是一种水稻穗部病害,在世界各水稻主产区均有发生,已成为世界性病害,在我国也属于水稻主要病害之一。稻曲病的发生严重影响水稻产量和稻米品质。研究其病原菌致病机制,对找寻防治药物的特异性靶标具有重要作用,可为抗病分子育种提供新的思路,为稻曲病菌防治药剂研发提供新的靶标。本文综述了稻曲病菌侵染过程、致病相关基因功能研究、水稻响应稻曲病菌侵染等方面的研究进展,提出进一步研究的策略。现有研究表明,稻曲病菌能成功侵染水稻孕穗期雄蕊的花丝引起发病。病原菌可通过抑制多个水稻免疫途径实现成功侵染;还可模仿胚珠受精激活水稻灌浆、糖代谢等途径为稻曲球的形成提供营养物质;全基因组测序完成和基因编辑技术在基因敲除中的成功应用,为稻曲病菌功能基因研究提供了很好的基础。稻曲病菌独特的侵染过程和营养利用机制是未来研究的重要方向。     

苹果炭疽叶枯病菌对3种杀菌剂的敏感性分析

【目的】了解我国苹果主产区苹果炭疽叶枯病菌(Colletotrichum gloeosporioides)对苯并咪唑类、甾醇脱甲基抑制剂类和咪唑类杀菌剂敏感性的现状,旨为苹果炭疽叶枯病的科学防治提供参考,以及为苹果炭疽叶枯病菌抗药分子机制研究提供理论依据。【方法】采用区分剂量法和菌丝生长速率法,对采自于我国苹果主产区的117个苹果炭疽叶枯病菌菌株进行甲基硫菌灵、戊唑醇、咪鲜胺的敏感性测定,并对随机抽测的28个菌株的β-微管蛋白基因(β-tubulin)进行序列分析。【结果】117个供试菌株对甲基硫菌灵的抗药性频率为100%,均为高水平抗性菌株(HR)。随机抽测24个菌株的β-tubulin基因,其中23个菌株的β-tubulin蛋白第198位氨基酸从谷氨酸(Glu)突变为丙氨酸(Ala),另外1个菌株ZG4-7的第200位氨基酸从苯丙氨酸(Phe)突变成酪氨酸(Tyr)。苹果炭疽叶枯病菌对戊唑醇的敏感性检测结果表明,戊唑醇对供试菌株的EC_(50)值(ρ,后同)为0~0.843 0 mg·L~(-1),平均EC_(50)值为0.155 5 mg·L~(-1),75.21%的菌株对戊唑醇表现出低水平抗药性,设置质量浓度为5 mg·L~(-1)时,对供试群体的平均抑制率为92.72%。苹果炭疽叶枯病菌供试群体对咪鲜胺的敏感性较强,平均EC_(50)值为0.011 9 mg·L~(-1),设置质量浓度为0.5 mg·L~(-1)时,咪鲜胺对供试群体的平均抑制率为95.02%。【结论】苹果炭疽叶枯病菌对苯并咪唑类杀菌剂甲基硫菌灵表现出高抗性;对DMIs类杀菌剂戊唑醇表现出低水平抗性,但已产生高水平抗性菌株;对咪唑类药剂咪鲜胺敏感性较强。