茄青枯拉尔氏菌Rs-T02在3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯作用下的转录组分析

 本文利用Illumina HiSeq测序技术,对在3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯(methyl gallate,MG)作用下和对照条件下的茄青枯拉尔氏菌(Ralstonia solanacearum)Rs-T02菌株的转录组进行测序分析,并用GO和KEGG Pathway富集化分析的方法分析差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)的功能和代谢通路,以初步了解MG对R. solanacearum作用的分子机制。结果表明,MG处理组和对照组的差异表达的基因有2 172个,其中1 037个基因上调,1 135个基因下调。随意挑选10个DEGs进行qRT-PCR验证,其基因表达趋势与转录组测序结果一致。通过对差异表达基因的功能和代谢通路分析发现,与细胞结构相关的肽聚糖水解酶、3-磷酸甘油酰基转移酶和UDP-N-乙酰胞壁酰丙氨酸-D-谷氨酸连接酶等蛋白的编码基因上调表达,蛋白YeaQ、外膜蛋白W和外膜蛋白BamE等蛋白的编码基因下调表达;与能量代谢相关的ATP合成酶结构蛋白、辅酶Q亚基和细胞色素等蛋白的编码基因上调表达,甘油醛-3-磷酸脱氢酶、甘油醛脱氢酶和异柠檬酸裂解酶等蛋白的编码基因下调表达;与致病性相关的gspD、gspE和gspF等基因上调表达,hrpY、hrpB和gspG等基因下调表达;与细菌抗药性相关的氨基酸的氨酰-tRNA连接酶、核糖体RNA小亚单位甲基转移酶G基因和多重药物外排泵亚基AcrA等蛋白的编码基因上调表达;与细菌运动性相关的flgB、flgC和flgD等基因上调表达。推测MG对Rs-T02菌株的抑菌机制可能与MG影响病菌的细胞结构和能量代谢相关基因的差异表达有关;同时,MG影响病菌T3SS和T2SS相关基因的差异表达,从而影响细菌的致病力。此外,3-磷酸甘油酰基转移酶基因、核糖体RNA小亚单位甲基转移酶G和多重药物外排泵亚基AcrA基因等上调表达,可能与病菌抵抗MG的机制有关。     

Acp菌株对桉树青枯拉尔氏菌的溶菌作用

从桉树细菌青枯病发病植株的根围土壤中分离出的一株芽孢秆菌(Bacillus sp.)Acp菌株,与青枯拉尔氏菌(Ralstonia salanacearum)PAq菌株在适宜于两菌株生长的马铃薯蔗糖液体培养基中共培养。通过检测两菌株群体数量的消长和菌体形态结构的变化等发现,Acp菌株与PAq菌株在接种菌数比例为1∶2×106的条件下,48h后,后者可被前者全部溶解致死;前者则可进行正常的生长繁殖,并完成其生长循环。透射电镜观察发现,PAq菌株细胞在与Acp菌株的相互作用中,其细胞壁皲裂、溶蚀,并有细胞内容物泄出。在含有PAq菌株的双层无菌蒸馏水琼脂和双层马铃薯蔗糖琼脂平板上Acp菌株均可形成清晰的菌落噬斑。研究证明,Acp菌株在共培养系统中通过溶菌作用使青枯拉尔氏菌种群消亡,并利用其溶菌产物作为唯一营养源而生长。     

3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯防治番茄青枯病的物理作用方式及其对番茄根系次生代谢物质的影响

通过生物学方法测定3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯(MG)防治番茄青枯病的物理作用方式,采用气相色谱-质谱联用方法分析该化合物对番茄根系组织次生代谢物质的影响。结果表明,3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯对番茄青枯病有较好的预防作用,持效期较长,施药15d后接种青枯病菌,防效仍达52.12%;该化合物可快速扩散到番茄根系组织内,但其向植株顶部和基部的输导作用弱,对番茄青枯病的治疗效果差。番茄根系中共鉴定出36种次生代谢物质,与对照相比,3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯处理对番茄根系次生代谢产物的组成和相对含量有明显影响,其中与抑菌活性相关的物质有香叶醇、豆甾醇、β-谷甾醇和木栓醇等4种,前3种物质在3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯处理植株体内表现为含量显著升高,木栓醇则为苗期用3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯处理后番茄根系新增的化合物。     

青枯雷尔氏菌胞外蛋白指纹多态性分析

 采用SDS-PAGE技术对70株不同来源及致病力青枯雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）进行胞外蛋白指纹多态性分析,研究结果表明,供试青枯雷尔氏菌菌株呈现丰富的胞外蛋白指纹多态性,多态性比率为100%。不同来源青枯雷尔氏菌分泌的胞外蛋白不同,EZ-Tn5TM插入诱变菌株电泳出20条不同大小蛋白条带,分子量集中在20~97 kD ,且菌株间蛋白条带相似或完全相同;60Co辐射诱变菌株共电泳出16条不同大小的蛋白条带,多数蛋白分子量44.3 kD;野生型菌株电泳的蛋白条带最多,共获得26条不同大小的蛋白条带。进一步对37株不同致病力的野生型菌株进行胞外蛋白含量测定,结果表明,不同致病力菌株胞外蛋白含量差异大,强致病力菌株分泌的胞外蛋白含量较高,为1.026～5.963μg/mL,无致病力菌株胞外蛋白含量较低,为0.083～0.761 μg/mL。     

拮抗青枯劳尔氏菌的荧光假单胞菌SN15-2分离鉴定及其生防能力分析

为了筛选出对番茄青枯病具有较好防效的生防菌,采用皿内测定法从上海地区的番茄青枯病自然衰退土壤中,分离到一株对番茄青枯病有很强抑制作用的菌株SN15-2,并进行了分子鉴定和对荧光假单胞菌SN15-2产抗生素能力和定殖能力测定。结果表明,菌株SN15-2为荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)。其菌株能产生2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-DAPG)、硝吡咯菌素(PRN)、藤黄绿脓菌素(PLT)。同时,可以产生HCN、噬铁素,能够形成生物膜。SN15-2在施入番茄根际后的前20 d定殖数量减少,20 d后基本稳定,60 d时,在干土中的定殖数量可达3.67×105cfu/g。盆栽防效分析表明,荧光假单胞菌SN15-2对番茄青枯病防效达到46.58%。     

7种杀菌剂对姜瘟病菌Z-AQ-2菌株的抑菌活性

青枯菌4号生理小种引起的姜瘟病是我国生姜生产上的巨大障碍。本研究以分离自5种不同寄主的8株青枯菌为研究对象,采用最小抑制浓度法(MIC)评价了它们的铜抗性水平,发现分离于山东安丘的4号小种Z-AQ-2菌株的铜抗性水平最高,为1.6mmol/L;采用生长速率法测定了7种常用杀菌剂对Z-AQ-2菌株的室内毒力,结果表明:3%中生菌素可湿性粉剂对姜瘟病菌的抑菌活性最高,其EC50为5.2mg/L,其次为6%寡糖·链蛋白可湿性粉剂,EC50为21.2mg/L,20%叶枯唑可湿性粉剂在3种不含铜的农药中EC50值最高,为58.7mg/L,4种铜制剂抑菌效果相对较差,EC50为51.5~148.7mg/L;进一步采用Colby法评价了叶枯唑与氢氧化铜、叶枯唑与中生菌素以及中生菌素与氨基寡糖素的混用效果,结果表明:三组药剂的混用均可产生增效或加成效果。     

植物青枯病原细菌胞外蛋白相关基因的克隆

 用含有转座子Tn5的铜绿假单胞杆菌PAO1826(pMO75∷Tn5,Km^r)诱变我国马铃薯青枯菌小种3号菌株PO41,获得6000多个胞外多糖正常产生的接合子。经SDS-PAGE电泳,筛选出2个胞外蛋白减少9种的突变株PM2644和PM239,其可以引起烟草叶片典型的过敏性反应,致病力比野生型菌株显著降低,皆为原养型菌株。Southern杂交的结果表明,突变株染色体上只有1个转座子插入位点。标记交换证明,9种胞外蛋白缺失与转座子插入相偶联的频率为100%。以聚半乳糖醛酸酶和内葡聚糖酶2种胞外酶为指示蛋白进行定量测定的结果表明,在突变株上清液中和菌体细胞内都没有这2种胞外酶的存在。以突变株PM2644为受体菌,通过基因功能互补的方法,从野生型青枯菌基因文库筛选到2个阳性克隆pPSP1和pPSP2,它们既能恢复2个突变株产生胞外蛋白的能力,也能将2个突变株的致病力恢复到接近野生型菌株的水平。     

烟草感染青枯菌后的组织病理变化

病症观察表明,烟草感染青枯菌后168h叶片全部萎蔫下垂、褐变。茎部切片表明,青枯菌处理72h,个别导管内出现了染色较深的物质,髓部和皮层的部分薄壁细胞出现破损。120h后导管内染色较深的物质增多,导管堵塞程度加大。168h后局部区域的木质部和韧皮部分离。对感病植株的叶进行青枯病菌分离,结果表明:从叶中可分离出致病青枯菌,并可以导致复感植株得病继而死亡。     

我国植物青枯菌菌株的遗传多样性和组群划分

 采用15条随机引物对我国11个省(市、区)6种不同寄主植物的43个青枯菌代表性菌株和4个国外青枯菌菌株,进行了PCR扩增.引物OPB11、OPA15、OPE1和OPZ10对上述所有菌株扩增获得了相似的产物电泳图谱,分别具1~5条谱带不等;引物OPB7、OPA10和OPF1对马铃薯菌株获得了相同的产物图谱,但对其它寄主菌株的产物间有明显差别;引物OPA14、OPC,6、OPG14、OPF5、OPK14、OPK20和OPK17对于不同菌株的扩增产物多态性很强.供试菌株被聚类为2个组群,即组群A和组群B.组群A中又可分为7个亚组(A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7),其中A1含有2个类型(A1-1、A1-2);组群B中也可分为2个亚组(B1、B2),其中B1含有3个类型(B1-1、B1-2、B1-3),B2也含有3个类型(B2-1、B2-2、B2-3).RAPD组群A中包含了27个来自我国不同地区的马铃薯菌株,主要是3号小种、生化变种2;组群B中含有20个来自不同地区、不同寄主的菌株,分属于其它不同的小种和生化变种.研究结果表明,我国青枯菌菌株RAPD组群的划分与菌株的地理来源关系不大,而与寄主来源有明显相关性.此外,通过对我国青枯菌菌株组群进行同源性PCR分析表明,来源自马铃薯的3号小种菌株属于美洲分支"Americanmm",而来自其它寄主的青枯菌1号、5号小种菌株属于亚洲分支"Asiaticum",与本研究RAPD组群A和组群B的划分是一致的.     

广东茄科青枯菌致病力分化及其DNA多态性分析

 分别采自广州、增城、东莞、花都、三水、清远、电白、高要8个菜区的番茄、茄子和辣椒上的31个青枯病菌株,经人工接种于10个鉴别寄主植物上,结果表明,它们的致病力存在明显的差异。聚类分析这31个菌株,可以聚为3个组:第I组菌株主要来自种植番茄和茄子历史较长的广州、东莞、增城老菜区,其致病力较强;第Ⅱ组菌株主要分离自茄子和辣椒上,其致病力中等;第Ⅲ组菌株主要来自近年来新发展的三水市各番茄产区,它们的致病力较弱。从200个随机引物中筛选出17个引物用于上述31个菌株DNA的RAPD分析,共扩增出523条带,其中468条为多态性带,占89.5%。聚类分析这31个菌株,又可聚为4个簇群:第I簇群主要分离自已推广种植多年的丰顺、金丰等抗病番茄品种上;第Ⅱ簇群分离自抗病的番茄新品种新星、年丰和石碣紫红茄上;第IV簇群主要分离自辣椒和茄子;而第Ⅲ簇群来源包括番茄、茄子和辣椒这3种寄主植物。上述试验结果说明,广东茄科青枯菌的致病力存在明显的分化现象,其DNA存在较高的遗传多样性。     

烟草青枯病菌分离株RSXJ-1的培养性状及其生物型鉴定

从江西省峡江县烟区采集呈典型症状的青枯病烟株,采用平板梯度稀释分离法分离获得一株病原菌分离株,命名为RSXJ-1。在完成致病性测定的基础上,通过分子生物学方法将该菌株鉴定为茄科劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)。本文研究了该菌株在不同培养基上的培养性状,结果表明该菌株的培养性状与R.solanacearum的培养性状相一致;对该菌株进一步进行生物型研究,结果显示该菌株能利用乳糖、麦芽糖、纤维二糖、甘露醇和山梨醇氧化产酸并能还原硝酸盐;而不能利用甜醇氧化产酸,据此将该菌株鉴定为生物型Ⅲ-1。     

Implication of C-terminal mutation of PopA of Ralstonia solanacearum strain OE1-1 in suppression of bacterial wilt

Ralstonia solanacearum strain OE1-1 causes bacterial wilt on tobacco plants. The popA -mutant 31b, derived from OE1-1 by insertion of transposon Tn 4431 , did not cause wilt on tobacco plants inoculated through the roots. However, when 31b was directly inoculated into xylem vessels, the tobacco plants wilted, similarly to those inoculated with OE1-1. 31b retained its exopolysaccharide productivity and its type-III secretion function. Furthermore, 31b grew in intercellular spaces and systemically infected tobacco plants, similarly to OE1-1. popA consists of an operon with popB and popC , and suppression of popB and popC expression resulting from polar mutation by transposon insertion did not affect the virulence of 31b. The mutated popA ( popA31b ) was composed of 960 nucleotides, including 39 derived from Tn 4431. A recombinant mutant from OE1-1, where popA31b was introduced by marker exchange, showed the same phenotype as 31b. PopA31b protein was extracellularly secreted by 31b co-cultured with Arabidopsis thaliana . These results suggest that PopA31b extracellularly secreted by 31b in intercellular spaces may be implicated in suppression of disease development, leading to inability of the bacteria to induce wilt on plants. Taken together, interactions between host plants and R. solanacearum existing in intercellular spaces immediately after invasion may be involved in disease development.