芋疫霉重组聚合酶扩增结合侧流层析试纸条快速检测方法的建立及应用

为建立芋疫霉Phytophthora colocasiae快速准确的分子检测方法,基于Ypt1基因特异序列,设计芋疫霉的特异性引物与探针,建立一种快速、准确、可视化的芋疫霉重组聚合酶扩增结合侧流层析试纸条（recombinase polymerase amplification-lateral flow dipstick,LFD-RPA）检测方法,对该检测方法进行优化,评估其特异性与灵敏度,并对田间疑似样品进行检测。结果表明,优化后的芋疫霉LFD-RPA检测方法最适反应条件为39℃恒温反应30 min。LFD-RPA检测方法能够特异性地检测出芋疫霉,而对其他卵菌近缘种和常见植物病原真菌均未检出,且该检测方法对芋疫霉DNA的检测灵敏度达到1 pg/μL。对田间带病组织检测发现,LFD-RPA检测方法能够快速准确地从田间自然发病植株中检测出芋疫霉。表明本研究所建立的芋疫霉LFD-RPA快速可视化检测方法特异性好、灵敏度高、简单快捷,可用于芋疫病的田间快速诊断。     

荔枝霜疫霉中双组分信号转导系统的鉴定与表达分析

 荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)隶属于茸鞭生物界卵菌门疫霉属,由其引起的荔枝霜疫病是目前荔枝生产上一种最重要的病害,严重影响荔枝产量和鲜果品质。双组分信号途径在微生物中参与多种生命活动,但是在卵菌中尚未有相关研究。本研究通过生物信息学分析在荔枝霜疫霉中鉴定到2个杂合型组氨酸激酶(PlHK1、PlHK2)和1个响应调控蛋白(PlRR1)。其在卵菌中是保守存在的,并且与真菌在进化上相对独立。功能域分析表明,PlHK1和PlHK2的C端额外的融合了1个磷酸转移功能域(Hpt),这与真菌和植物的存在显著差异。转录分析表明3个基因在荔枝霜疫霉侵染阶段上调表达,并且响应渗透胁迫和氧化胁迫。以上结果揭示了双组分信号系统可能在疫霉致病过程中发挥重要作用。     

福建省辣椒疫霉菌群体结构表型特征分析

为了明确福建省辣椒疫霉菌群体遗传结构的表型特征,对分离自福建省15个市(县)的300株辣椒疫霉菌的交配型、甲霜灵敏感性及生理小种进行了测定。结果显示,288株为A2交配型,12株为A1交配型,出现频率分别为96%和4%,以A2占优势,在各采集点均有分布。263株对甲霜灵表现敏感,28株为中间型,9株为抗性,分别占总体的87.67%、9.33%和3.00%,甲霜灵敏感菌株为主要菌系。根据菌株对辣椒疫霉菌生理小种鉴别寄主的致病性测定结果,可将辣椒疫霉菌划分为3个生理小种,其中168株为小种3,126株为小种2,6株为小种1,分别占56%、42%和2%,小种3为福建辣椒疫霉菌优势小种。     

荔枝霜疫霉中双组分信号转导系统的鉴定与表达分析

 荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)隶属于茸鞭生物界卵菌门疫霉属,由其引起的荔枝霜疫病是目前荔枝生产上一种最重要的病害,严重影响荔枝产量和鲜果品质。双组分信号途径在微生物中参与多种生命活动,但是在卵菌中尚未有相关研究。本研究通过生物信息学分析在荔枝霜疫霉中鉴定到2个杂合型组氨酸激酶(PlHK1、PlHK2)和1个响应调控蛋白(PlRR1)。其在卵菌中是保守存在的,并且与真菌在进化上相对独立。功能域分析表明,PlHK1和PlHK2的C端额外的融合了1个磷酸转移功能域(Hpt),这与真菌和植物的存在显著差异。转录分析表明3个基因在荔枝霜疫霉侵染阶段上调表达,并且响应渗透胁迫和氧化胁迫。以上结果揭示了双组分信号系统可能在疫霉致病过程中发挥重要作用。     

荔枝霜疫霉巢式PCR和LAMP检测方法的建立

由荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)引起的荔枝霜疫霉病是荔枝(Litchi chinensis)生产上的重要病害,建立霜疫霉快速准确检测方法,对于该病的早期诊断和及时防控至关重要.本研究以荔枝霜疫霉三磷酸鸟苷(GTP)结合蛋白基因(GTP-binding protein gene,Ypt1)为靶序列,设计特异性引物,建立了巢式PCR和环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)两种检测方法,并进行特异性和灵敏度验证.特异性检测表明,只有不同来源的21个荔枝霜疫霉菌株经PCR扩增获得249 bp的特异性条带,同时,在钙黄绿素指示剂的作用下,LAMP检测显示绿色,且扩增产物用2.0％琼脂糖凝胶电泳出现特有的梯形条带,而其他13种不同卵菌近缘种及8种常见病原真菌42个菌株均未观察到这些现象.灵敏度检测显示,将特异引物PvYF1/PvYR1与疫霉属Yptl通用引物Yph1F/Yph2R进行巢式PCR扩增后,其检测灵敏度在DNA水平上可达100fg/25 μL,较常规PCR提高1 000倍,而LAMP方法检测灵敏度是巢式PCR的10倍.本研究分别采用常规PCR、巢式PCR和LAMP方法对采集自福建省荔枝霜疫霉病典型症状及可疑症状的荔枝叶片或果实进行检测,并用传统分离方法进行验证.结果表明,在漳州采集的30份样品中,常规PCR、巢式PCR和LAMP方法的阳性检出率分别为17/22(77.3％)、20/22(90.9％)和21/22(95.5％);在莆田采集的25份样品中,常规PCR、巢式PCR和LAMP方法的阳性检出率分别为15/17(88.2％)、16/17(94.1％)、17/17(100％).可见LAMP方法明显提高了检测效率,并且具有检测程序便捷,所需设备简单和肉眼能判断结果的优势,适合基层部门及田间荔枝霜疫霉快速检测.     

23.4%瑞凡悬浮剂对大豆疫霉菌不同发育阶段的抑制作用

为了寻找防治大豆疫病的新型杀菌剂,离体条件下测定了23.4%瑞凡悬浮剂对大豆疫霉菌不同生长发育阶段的抑制作用。结果表明,23.4%瑞凡悬浮剂对大豆疫霉菌菌丝生长、孢子囊形成和游动孢子萌发的抑制中浓度(EC50值)分别为0.010 5μg/mL、0.018 8μg/mL和0.003 3μg/mL,但对游动孢子释放无抑制作用。说明23.4%瑞凡悬浮剂在离体条件下对大豆疫霉菌具有明显的抑制作用,具有防治大豆疫病的潜力。     

荔枝霜疫霉自噬相关基因的鉴定与表达分析

 细胞自噬(Autophagy)是一种真核生物中高度保守的胞内物质降解和循环再利用的生理过程,其调控细胞动态平衡、压力适应和细胞程序性死亡,与植物病原真菌生长发育、孢子形成、侵染等一系列过程密切相关。荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)侵染引起的荔枝霜疫病严重危害荔枝生产及采后贮藏。本研究利用模式物种中已知的自噬相关蛋白,采用同源比对的方法在荔枝霜疫霉基因组数据库中鉴定到19个同源蛋白,分属16种蛋白类型。分析基因结构和蛋白保守功能域,发现荔枝霜疫霉自噬相关基因均具有内含子,且数目差异明显;所鉴定候选蛋白都具有相应分组的保守功能域,而PlATG1a在C端具有2个额外的ATG11功能域,PlATG11则在其N端包含1个APG17功能域。进一步对具有核心功能且多成员的自噬相关蛋白ATG1、ATG6、ATG8和ATG18进行系统进化和序列模块分析发现,这些蛋白在不同物种之间十分保守,但是其同源蛋白间存在分化。通过转录组数据分析和qRT-PCR验证结果显示,荔枝霜疫霉中自噬相关基因在生长发育和侵染阶段均有表达,与菌丝阶段相比,PlATG1a、 PlATG2、PlATG3、PlATG6a、PlATG8、PlATG18a基因在游动孢子阶段特异上调表达,其中PlATG8最为显著;PlVPS34在孢子囊阶段特异诱导表达,PlATG1b、PlATG12、PlATG17在孢子囊与游动孢子阶段上调表达但是在侵染阶段下调表达;PlATG6b、PlATG9、PlATG10、PlATG13、PlATG14及PlVPS15基因在生长发育和侵染阶段均表现出不同程度的上调表达,PlATG7、PlATG11、PlATG18b 则在侵染阶段显著下调表达。结果表明,细胞自噬可能参与调控荔枝霜疫霉的生长发育及致病过程。     

昼夜节律调控拟南芥核黄素信号传导

植物昼夜节律钟对调控植物生理进程、环境响应和发育起着重要作用。与此相似,核黄素信号途径广泛参与调控植物生长与发育。研究结果表明:在野生型拟南芥叶片中,内源黄素含量(核黄素、FMN、FAD)在24 h周期内呈节律波动;RT-PCR分析表明,外源核黄素处理植株增强或抑制许多基因的表达,这些基因在野生型植株24 h内的表达水平也受昼夜节律调控;此外,外源核黄素能诱导植物产生防卫反应,该过程也受昼夜节律调控。因此得出结论:植物昼夜节律钟调控核黄素信号传导反应。     

基于毒素编码基因aflp的黄曲霉菌nested-PCR检测

黄曲霉Aspergillus flavus产生的黄曲霉毒素是一类毒性极强的物质,严重威胁到人类健康和经济发展,因此建立一套快速、准确、灵敏的黄曲霉检测方法就显得极为迫切。通过以aflP(GenBank:FN398191)为分子靶标,比较黄曲霉菌近缘种aflp的基因序列,以特异性序列为靶标设计2对PCR引物aflP-1-F/aflP-1-R和aflP-2-F/aflP-1-R,由此建立的PCR检测体系对7种黄曲霉菌、5种其他的曲霉菌、21种其他真菌cDNA进行扩增,结果只有在7种黄曲霉菌株中扩增出211bp的特异性条带,而其余参试菌株均无扩增产物。巢式PCR能使其检测灵敏度达到10fg,检测灵敏度提高100倍。该检测体系能从人工接种和自然发病的花生和玉米样品中扩增到211bp的特异片段,实现对黄曲霉菌的快速可靠检测。