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。     

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。     

江苏省稻瘟病菌致病力分化及无毒基因组成分析

针对2013-2017年从江苏省采集标样并分离得到的共计621个稻瘟病菌[Magnaporthe oryzae (Hebert)Barr]单孢菌株,利用10对稻瘟病菌无毒基因(ACE1、PWL1、Avr-Pita、Avr1-CO39、Avr-Pizt、Avr-Pib、Avr-Pia、Avr-Pii、Avr-Pik、Avr-Pi9)特异性引物进行扩增,分析江苏省稻瘟病菌无毒基因的分布及频率。结果表明:上述10个无毒基因在江苏省均有分布,但出现频率不同,其中平均扩增频率最高的为Avr-Pib,达到74. 56%,最低的是Avr-Pia,只有9. 34%。Avr-Pib、Avr-Pik、Avr-Pizt连续5年扩增频率较高且稳定遗传。此外,采用日本清泽鉴别品种对稻瘟病菌供试菌株进行致病力测定,结果表明供试菌株对Pi-zt、Pi-z、Pi-ta、Pi-ta2、Pi-i表现为弱毒力。综上所述,江苏省稻瘟病菌群体组成较为复杂,且存在较大易变性;无毒基因的分布存在较大差异,且与地理区域密切相关。     

水稻细菌性条斑病菌拮抗细菌的筛选、评价与应用研究

从江苏省南京、泰州、扬州和宿迁等地区水稻田采集水稻病叶、健叶、根围土等样品90份,分离纯化得到1173个细菌分离物,对其进行水稻细菌性条斑病菌Xanthomonasoryzaepv．oryzicola皿内抑制试验,共获得12株拮抗能力较强的细菌,其中4株拮抗细菌抑菌圈直径大于27mm。盆栽试验结果表明,12株拮抗能力较强的细菌中有4株对水稻细菌性条斑病菌防效大于50％,其中菌株Lx-1l盆栽防效达62．5％。大面积示范试验结果表明菌株Lx．11田间防效达60．2％,显著高于化学药剂20％叶枯唑的防效（51．2％和45．8％）。形态特征、理化特性和分子鉴定分析确定菌株Lx．11为解淀粉芽孢杆菌Bacillusamyloliquefaciens。     

集成生物防治和秸秆还田技术对设施番茄增产及土传病害防控效果研究

本研究在设施条件下,评估了综合使用秸秆还田和生防菌技术对设施番茄连作土传病害的防治效果及增产作用。研究表明：1）秸秆还田技术有利于温室内C02积累,比常规温室C02的含量普遍高200-400μL．L-1,同时能够提高地温0．5℃;2）分别单独使用2个生防菌、单独使用秸秆还田技术和2项技术集成使用的5个处理中,生防菌PTS394＋秸秆综合处理效果最好,株高和茎粗分别比常规增加达到35．9％和20．9％,理论产量达9302．7kg·667m^-2;3）土传病害防效调查显示,生防菌PTS394＋秸秆和B1619＋秸秆2个综合处理防效最好,分别为68．0％和66．2％。基于理论产量、市场番茄价格及投入成本情况,最终计算得出综合应用生防菌PTS394和秸秆还田技术处理的理论亩纯收益最高,为23071元,番茄效益增收达41．7％。本研究为生防菌和秸秆还田技术在田间的综合使用提供了理论基础。     

离子注入选育枯草芽孢杆菌生防菌B-916高效菌种

为进一步提高枯草芽孢杆菌 (Bacillussubtilis)生防菌B 916的生长速度和拮抗性能 ,获得生防效果更好的高效菌种 ,利用不同剂量N 对生防菌B 916 ,进行离子注入处理。结果表明 :采用剂量为 1cm2 90× 2 6× 10 13 N 诱变生防菌B 916 ,其存活率最高 ;从诱变效果看 ,离子注入生防菌B 916的最适剂量为 1cm2 15 0× 2 6× 10 13 N ～2 5 0× 2 6× 10 13 N ;生防菌B 916经离子注入获得的突变菌株再次进行离子注入 ,其存活率和诱变效果可明显提高。本研究获得了 13个拮抗能力比生防菌B 916提高 10 %以上且遗传性较稳定的突变菌株     

绿针假单胞菌YL-1高产荧光性嗜铁素的摇瓶发酵工艺优化

绿针假单胞菌(Pseudomonas chlororaphis)YL-1是一种对多种病原菌均有良好防治效果的生防菌株,前期研究结果表明,在室内缺铁培养基和自然环境中,绿针假单胞菌的主要抑菌物质是其分泌的荧光性嗜铁素(Pyoverdine,简称PVD).为提高其嗜铁素的产量,采用摇瓶培养发酵,通过Plackett-Burman试验设计、中心组合(CCD)试验设计和响应曲面法,优化YL-1菌株高产嗜铁素的发酵培养基成分和发酵条件,最终获得YL-1菌株高产嗜铁素的最佳培养基成分为1.52 g/L丁二酸、2.00 g/L丁二酸钠、0.88 g/L MgSO4·7H2O、0.50 g/L(NH4)2SO4、0.50 g/L蔗糖、3.49 g/L KH2PO4,5.44 g/L K2HPO4,最佳培养条件:温度为26℃,pH值为7.0,发酵时间为36 h,接种量为2％,转速为180 r/min,装液量为250 mL三角瓶装50 mL液体.摇瓶试验结果表明,优化培养基成分及培养条件后,菌株YL-1嗜铁素的产量提高43.18％,D405 nm/D600 nm值为2.36,优化效果明显.     

2013年江苏省水稻区试品种抗细菌性病害的鉴定和评价

对2013年江苏省的445个水稻区试和预试品种进行水稻细菌性条斑病、水稻白叶枯病抗性鉴定。结果表明,粳稻对细菌性条斑病的抗性明显强于籼稻;中粳、迟粳对细菌性条斑细菌的抗性品种比例分别为53.3%、65.5%;中粳、淮南迟播中的抗性品种所占比例多于迟粳、早熟晚粳;江苏省大面积种植的中粳抗性相对较差,抗性品种比例为66.9%。     

贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis YL2021嗜铁素合成基因dhbC的功能研究

贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis YL2021是一株对多种病原细菌均有良好防治效果的生防菌,基因组中含有完整的儿茶酚型（2,3-Dihydroxybenzoate,DHB）嗜铁素合成基因簇。为了探明贝莱斯芽胞杆菌YL2021嗜铁素的功能,本研究以嗜铁素合成基因dhbC为对象,构建重组质粒pMD19-dhbc（cm）,利用同源重组技术获得突变株ΔdhbC。生防相关性状研究结果表明,与野生型菌株YL2021相比,突变株ΔdhbC泳动能力和生物膜形成能力明显下降,但是群集运动能力未发生改变。在营养丰富的LB培养基中,野生型菌株YL2021和突变株ΔdhbC均不产生嗜铁素,生长能力未发生改变,室内抑菌能力相当;但在缺铁M9培养基中,野生型菌株YL2021能产生儿茶酚型嗜铁素,生长缓慢,对供试细菌有较强的抑菌作用,突变株ΔdhbC不能产生嗜铁素,生长能力明显下降,完全丧失抑菌能力。本文结果表明,缺铁条件下,dhbC基因是贝莱斯芽胞杆菌YL2021嗜铁素生物合成的关键基因,嗜铁素是菌株YL2021发挥生防作用的重要抑菌物质。     

江西省稻瘟病菌毒性的群体结构分析

用江苏省的吴江、赣榆、通州、高邮和宜兴等5个代表地区的324个稻瘟病菌株接种13个日本已知抗病基因品种，结果表明，江苏省稻瘟病菌对携带有Pi-Ka,Pi-ta,Pi-ta2和Pi-sh抗病基因品种的可致病比例较高，毒力频率达64．2％－97．2％，对携带有Pi-iPi-z和Pi-b抗病基因的品种毒力频率较低，在0－11．9％之间；江苏省稻瘟病菌毒性的群体结构年度间有一定变化，表现为对某些抗病基因品种毒力频率的明显上升或下降。从江苏省10年主栽品种上分离的稻瘟病菌株对13个已知抗病基因品种的毒力频率测定结果表明，不同类型主栽品种上分离的菌株其毒性结构组成有一定差异,表明江苏省水稻主栽品种的抗性类型存在一定差异。