利用PCR技术专化性检测水稻细菌性条斑病菌

 设计水稻细菌性条斑病菌的专化性引物,并建立相应的PCR检测体系,分别对31株水稻细菌性条斑病菌和15株水稻白叶枯病菌及其它相关菌株进行了测试。结果表明,建立的PCR检测体系可专化性检测水稻细菌性条斑病菌,而水稻白叶枯病菌和其它菌株均没有扩增信号。检测灵敏度可以达到20个细菌菌体,从自然发病和人工接种发病的水稻种子成功地检测出条斑病菌。实现了对水稻细菌性条斑病菌的快速和专化性检测。     

利用多重PCR技术快速检测4种水稻病原细菌

对水稻中多种病原细菌的检测,使用常规方法往往耗时耗力,而多重PCR可以更加高效地进行多种细菌的检测.根据水稻细菌性谷枯病菌gyrB基因,水稻细菌性叶鞘褐腐病菌PfsI/R quorum sensing位点以及水稻细菌性条斑病菌和水稻白叶枯病菌含铁细胞接受因子基因设计引物,建立4种水稻病菌的多重PCR检测方法,对方法进行...     

水稻细菌性条斑病菌中一个调控致病性的DNA结合蛋白负调控胞外酶活性

原核革兰氏阴性菌稻黄单胞菌稻生致病变种(又称水稻细菌性条斑病菌,Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)是引起水稻细菌性条斑病的病原物,该病是水稻粮食生产中的严重病害之一.我们的前期工作对广西农科院分离到的Xoc菌株GX01进行基因组序列分析,发现一个编号为gx01_0566的基因可能编...     

hrpE基因在水稻条斑病菌Hrp pilus形成和致病性中起重要作用

 水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xooc)的hrp(hypersensitive response and pathogenicity)基因簇编码形成Ⅲ型分泌系统(T3SS),将致病性的效应分子通过HrpF转位装置注入水稻细胞中,从而导致水稻产生抗(感)病性,但Xooc的HrpE是否形成Hrp pilus还不清楚。本研究对Xooc的hrpE基因进行突变,发现hrpE突变体在水稻上丧失致病性和在烟草上丧失激发HR的能力。与水稻互作结果显示,hrpE突变体不能够与水稻细胞互作,其在水稻组织中的生长能力显著下降。电镜结果显示,hrpE突变体不能够形成Hrp pilus,从而导致水稻条斑病菌丧失在水稻上的致病性。功能互补结果显示,完整的hrpE基因可以恢复hrpE突变体在烟草上激发HR反应的能力、在水稻上的致病性以及在水稻薄壁细胞间形成Hrp pilus的能力,表明hrpE基因形成Hrp pilus是水稻条斑病菌分泌致病性效应分子的重要条件。     

柑桔溃疡病菌对杀菌剂拌种灵抗逆性生理研究

在离体条件下对柑桔溃疡病菌 Xanthomonas citri胞外产物的分泌量、胞外蛋白酶活性、拌种灵的作用动态进行了测定 ,并对病原菌细胞的超微结构进行了电镜观察。结果表明 ,在一定浓度拌种灵的选择压力下 ,柑桔溃疡病菌胞外产物及胞外多糖的分泌量增多 ,胞外蛋白酶的活性在拌种灵浓度低于 10 μg/m L时亦增高 ,但胞外蛋白的产量受到抑制。接触药剂的菌体细胞原生质浓缩。胞外产物对拌种灵具有拮抗作用 ,从而对菌体细胞产生保护功效。     

“稻细菌性短条斑病”、水稻细菌性条斑病和李氏禾条斑病病原细菌的比较研究

 致病性试验结果表明:细菌性条斑病菌RS68、RS105对李氏禾没有致病性,但另一个弱毒菌株RS05能在李氏禾上引起水浸状半透明条斑症状。李氏禾条斑、"稻细菌性短条斑"病菌能在李氏禾上形成条斑症状,在水稻上形成短条斑症状。供试菌株的血清学反应、全细胞蛋白质电泳图谱也表明:RS05、"稻细菌性短条斑"病菌以及李氏禾条斑病菌是同一种病菌,与两个真正的水稻细条斑病菌(RS68、RS105)不同。     

水稻细菌性条斑病菌LAMP快速检测方法的建立

以SYBR Green I荧光染料为指示剂,针对水稻细菌性条斑病菌糖基转移酶,设计了4条普通LAMP引物,并在此基础上设计了2条LAMP环引物,建立了水稻细菌性条斑病菌的环介导等温扩增可视化快速检测方法。结果表明:水稻细菌性条斑病菌呈荧光的阳性反应,近缘菌株则呈橙色的阴性反应;检测灵敏度DNA为100 fg/μL,菌悬液为3×103 cfu/m L。LAMP技术的建立为现场检疫和大规模检测提供了新的方法。     

“稻细菌性短条斑病”、水稻细菌性条斑病和李氏禾条斑病病原细菌的比较研究

致病性试验结果表明：细菌性条斑病菌ＲＳ６８、ＲＳ１０５对李氏禾没有致病性，但另一个弱毒菌株ＲＳ０５能在李氏禾上引起水浸状半透明条斑症状。李氏禾条斑、“稻细菌性短条斑”病菌能在李氏禾上形成条斑症状，在水稻上形成短条斑症状。供试菌株的血清学反应、全细胞蛋白质电泳图谱也表明：ＲＳ０５、“稻细菌性短条斑”病菌以及李氏禾条斑病菌是同一种病菌，与两个真正的水稻细条斑病菌（ＲＳ６８、ＲＳ１０５）不同。     

15种小分子化合物对水稻细菌性条斑病菌Ⅲ型分泌系统抑制作用的研究

Ⅲ型分泌系统(Type Ⅲ secretion system, T3SS)是水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)的主要致病因子。实验室前期鉴定了一批十字花科黑腐病菌Ⅲ型分泌系统的小分子抑制剂。这些抑制剂对Xoc的T3SS是否具有作用，值得探究。本研究利用Lux和GUS报告基因分别与T3SS相关基因启动子区融合构建Xoc融合报告系统，用报告系统以及定量PCR鉴定对Xoc T3SS有作用的小分子。结果表明，Carmofur、5-Fluorocytosine、A-3和Dealkaline lignin对Xoc T3SS基因表达具有显著抑制作用，A-3和Dealkaline lignin抑制Xoc生长，4种物质均未显著影响Xoc的致病力。为精确检测Xoc的过敏反应(hypersensitive response, HR)及小分子抑制剂的生防作用，本研究利用融合PCR及同源双交换原理构建能在辣椒ECW-10R上激发特异HR的报告菌株GX01/avrBs1。结果显示，GX01/avrBs1可在辣椒ECW-10R上快速激发HR,Dealkali...     

2个适于水稻条斑病菌致病相关基因转录表达分析的启动子探针载体的构建

 水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)为稻黄单胞菌种下的致病变种,引起细菌性条斑病(bacterial leaf streak, BLS),对水稻安全生产构成严重威胁。为准确在水稻条斑病菌中进行致病相关基因的转录表达和调控分析,本研究构建了包含终止子、gusA报道基因和多克隆位点等启动子探针元件的载体pUTG01和pUTG14。选取Xoc的hrpF启动子,构建在pUTG01载体上,将其导入hrpX突变体RΔhrpX中,GUS活性测定结果显示,hrpF基因的表达显著减低,验证了hrpF受HrpX正调控,证实该载体可有效进行基因的转录表达分析;通过双质粒兼容共存策略,在hrpX突变体中同时实现了hrpX基因的功能互补和通过GUS活性定量测定hrpF基因的转录表达分析。该载体系统的建立,为后续分析稻黄单胞菌致病相关基因的表达调控提供了有效的工作系统。     

华南水稻白叶枯病菌致病性分化检测与分析

为了解华南稻区水稻白叶枯病菌的致病性分化和变异动态,采集华南地区水稻白叶枯病病叶标样分离病原菌,应用中国鉴别寄主IR26、南粳15、爪哇14、特特普、金刚30和国际水稻已知抗病基因的近等基因系IRBB5、IRBB13、IRBB3、IRBB14、IRBB2、IR24两套鉴别寄主,在水稻孕穗期采用剪叶法接种,依据寄主和菌株的互作反应检测病菌的致病性分化。结果显示,参试菌株可划分为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅸ六个致病型和R1、R2、R3、R4、R5、R8、R10七个致病小种。Ⅴ、Ⅳ致病型和R8、R5小种出现频率分别为27.40%、19.30%和44.67%、15.34%,为华南稻区优势种群。Ⅸ、Ⅴ、Ⅳ致病型和R8、R5小种对500份华南稻区品种资源的致病率依次为96.40%、95.00%、50.40%、62.00%和42.60%;Ⅸ致病型毒性最强且发展很快;强致病菌系Ⅴ型已替代Ⅳ型发展为华南优势致病菌系。     

水稻白叶枯病菌室内链霉素抗性菌株的诱导及其抗性分子机制和风险评价

通过紫外光照射诱导获得了6株水稻白叶枯病菌Xanthomonas oryzae pv.oryzae抗链霉素突变体。测得链霉素对水稻白叶枯病菌敏感菌株ZJ173及其抗性突变体的最低抑制浓度(MIC)分别为0.10和600 μg/mL;对敏感菌株的有效抑制中浓度(EC50)为0.03 μg/mL,对抗性菌株的平均EC50值为11.64 μg/mL,平均抗性倍数为388。通过PCR扩增了敏感菌株ZJ173及5株抗性菌株的rpsL基因(编码S12核糖体蛋白)和rrs基因(编码16S rRNA),并检测了strA基因是否存在。序列分析表明,5株被测抗性菌株的rpsL基因均发生了突变,其中4株在氨基酸43位、1株在88位,均由赖氨酸突变为精氨酸,而rrs基因未发生突变,strA基因未被检测到。表明实验室诱导获得的水稻白叶枯病菌抗性菌株对链霉素的抗药性是由rpsL基因突变引起的。抗性风险研究表明,抗性突变体的抗药性在无药剂压力下可稳定保持,其致病性、生长速率与敏感菌株相比无明显差异,竞争性低于或略低于敏感菌株,抗性自发突变率较高,且抗性突变为单一位点突变,病害循环为多循环,因此由rpsL基因突变引起的水稻白叶枯病菌对链霉素的抗性风险较高。     

Functional analysis of the 3′ end of avrBs3/pthA genes from two Xanthomonas species

The phytopathogens Xanthomonas oryzae pathovar (pv.) oryzae and Xanthomonas axonopodis pv. citri each contain several avrBs3/pthA family genes. Structural features of these genes important for avirulence and/or virulence functions include a central region of multiple direct repeats and three nuclear localization signals (NLSs) and an acidic activation domain (AAD) at the 3′ end. To identify other regions critical to function in the 3′ ends of these genes, we constructed several chimeras using apl1 and apl2 from X. axonopodis pv. citri and avrXa10 and avrXa7 from X. oryzae pv. oryzae and evaluated their functions by inoculation to citrus and rice. The apl1 and avrXa7 genes are major virulence determinants in citrus and rice, respectively, while the contributions of apl2 and avrXa10 to virulence are negligible or not measurable. Constructs that contained a 417 bp HincII-SphI fragment from the 3′ end of apl1 in combination with the repeats from avrXa7, avrXa10, and apl1 caused a canker phenotype on citrus. Interchange of the HincII-SphI fragment between avrXa7 and avrXa10 abolishes avrXa7 avirulence function and reduces its virulence but it does not affect avrXa10 avirulence function in rice. avrXa7 caused a hypersensitive response (HR) in citrus and replacement of it's 3′ end with that of apl1 resulted in loss of canker and induction of HR. Thus, the HincII-SphI fragment of the avrBs3/pthA gene family is important for avirulence and virulence functions in two different plant species, Oryza sativa and Citrus natsudaidai HAYATA.     

云南省水稻稻瘟病菌无毒基因AVR-Pia变异及水稻抗性基因Pia的有效性

为进一步了解田间稻瘟病菌Magnaporthe oryzae群体中AVR-Pia基因的分布及变异,利用水稻单基因系IRBLa-C水稻品种对自云南省13个市(州)采集分离得到的471株稻瘟病菌菌株进行抗性基因Pia有效性测定;利用无毒基因AVR-Pia特异性标记对471株稻瘟病菌菌株进行PCR检测和测序,并分析稻瘟病菌群体中无毒基因AVR-Pia的分布及DNA结构变异;利用有效性结果和PCR检测结果对471株菌株进行反应型划分,筛选鉴定菌株;利用鉴定菌株对云南省112份地方稻种进行Pia基因鉴定。结果表明,在471株稻瘟病菌菌株中,对含有Pia基因的水稻单基因系IRBLa-C表现为抗病和感病的菌株数分别为139株和332株,所占比例分别为29.5%和70.5%;在471株稻瘟病菌菌株中,分别有244株和227株菌株含有无毒基因AVR-Pia和不含有无毒基因AVR-Pia,所占比例分别为51.8%和48.2%,无毒基因AVR-Pia主要为完全缺失变异;在471株稻瘟病菌菌株中,A-和V+反应型菌株数分别为56株和161株,共217株,占总菌株数的46.1%,在13个市(州)稻瘟病菌群体中,A-和V+反应型菌株所占比例差异较大,其中在普洱市、红河哈尼族彝族自治州、昭通市、玉溪市4个市(州)的比例较大,分别为77.8%、57.1%、52.1%和50.0%;在112份云南省地方稻种质资源中,有20份地方稻品种含有抗性基因Pia,主要分布在9个市(州)中。表明云南省13个市(州)绝大部分水稻产区水稻Pia基因已丧抗性,含Pia基因的水稻种质在云南省分布较广。     

海南省田间稻瘟病菌中AvrPiz-t基因位点变异

为评估在水稻育种中被广泛利用的广谱抗稻瘟病基因Piz-t的有效性,对不同年份分离自海南省陵水黎族自治县和三亚市水稻的273株田间稻瘟病菌株中的AvrPiz-t位点变异及其与菌株致病性的相关性进行系统研究。结果表明,海南省田间菌株中无毒基因AvrPiz-t位点的变异频率为0～100.00%,陵水黎族自治县菌株中的变异频率远远高于三亚市菌株。在菌株中共鉴定到3种AvrPiz-t位点变异类型,分别为基因位点完全缺失、DNA重复元件MGR583在基因位点启动子区-10 bp上游和编码区218 bp下游插入。所有AvrPiz-t位点变异的菌株对携带Piz-t抗病基因的单基因水稻系IRBL-11均表现出强的致病性。陵水黎族自治县菌株中AvrPiz-t位点的变异频率呈逐年增加趋势,2021年94株菌株中AvrPiz-t位点的变异频率为100.00%,其中51.06%的菌株变异是MGR583在启动子区-10 bp上游插入,表明DNA重复元件MGR583在AvrPiz-t位点插入是AvrPiz-t从无毒到有毒进化的重要机制之一。     

Pathogenesis-related gene expression in rice is correlated with developmentally controlled Xa21-mediated resistance against Xanthomonas oryzae pv. oryzae

Disease resistance mediated by the resistance gene Xa21 is developmentally controlled in rice. We examined the relationship between Pathogenesis Related (PR) defense gene expression and Xa21-mediated developmental disease resistance induced by Xanthomonas oryzae pv. oryzae (Xoo). OsPR1a, OsPR1b, and OsPR1c genes were cloned and their induction was analyzed, in addition to the OsPR10a gene, at the juvenile and adult stages in response to a wildtype Xoo strain that induces a resistance response (incompatible interaction) and an isogenic mutant Xoo strain that does not (compatible interaction). We found that the adult stage leaves are more competent to express these OsPR1 genes and that the Xa21 locus is required for the highest levels of induction.     

稻瘟病菌MoCOS1基因调控MoCMR1基因表达的研究

 以往研究证明MoCOS1可能是一个新型的转录因子,其突变体不产生分生孢子,黑色素合成明显减少。经过RNA-Seq分析,发现受MoCOS1调控的基因达到442个,其中MoCMR1的表达水平受到MoCOS1的下调。本研究中通过实时定量PCR进一步证实MoCOS1基因突变导致MoCMR1基因表达水平下降。基因MoCMR1突变后,黑色素产量略有减少,但分生孢子形态及产量和MoCOS1的表达量没有发生变化。     

噻唑锌对水稻黄单胞杆菌生物学活性初步研究

初步研究了噻唑锌在离体条件下对水稻黄单胞杆菌Xanthomonas oryzae pv.oryzae(Xoo)生长的抑制作用,以及其在水稻上防治白叶枯病的生物活性及抗性风险。结果表明,噻唑锌在离体条件下抑制Xoo生长的平均EC50值为(90.17±4.66)μg/mL,且通过紫外光诱导难以获得生长不受影响的抗药性菌株。温室盆栽试验表明,活体条件下噻唑锌对水稻白叶枯病的治疗和保护作用EC50值分别为22.90和52.38μg/mL,其治疗作用显著优于保护作用。从药剂处理稻苗后接种Xoo所形成的病斑上,能够筛选到致病力不受影响的Xoo抗药性突变体,其突变频率为13.3%。交互抗性研究表明,噻唑锌与噻枯唑之间存在交互抗性,但抗药性性状不能稳定遗传。内吸传导性研究表明,噻唑锌能被水稻根部和叶片吸收,且表现为向上传导性。噻唑锌对Xoo的活体抑制活性高于其离体活性,且抗性风险低,适用于防治水稻白叶枯病。     

云南省六个水稻产区稻瘟病菌三个无毒基因的组成及其致病型

为明确水稻抗性基因Piz-t、Pib和Pii的有效性,利用无毒基因AvrPiz-t、AvrPib和Avr-Pii的特异性引物对自云南省6个水稻产区采集并分离获得的348株稻瘟病菌Magnaporthe oryzae菌株进行PCR扩增检测,并测定其对仅含Piz-t、Pib和Pii基因的水稻抗性单基因系IRBLzt-T、IRBLb-B和IRBLi-F5品种的致病性,明确这3个无毒基因在云南省水稻产区组成及分布。结果表明,在348株稻瘟病菌菌株中,分别有51.7%、46.8%和15.8%的菌株含有无毒基因AvrPiz-t、AvrPib和Avr-Pii,GT8、GT2、GT5、GT6、GT1、GT3、GT4和GT7基因型菌株检测频率分别为24.7%、21.8%、21.0%、16.7%、4.9%、4.0%、3.4%和3.4%;分别有4.9%、29.2%、41.1%和24.7%的菌株含有3、2、1和0个无毒基因;云南省稻瘟病菌群体总多样性指数水平较高,为2.81,其中滇中水稻产区的最高,为2.97;在348株稻瘟病菌菌株中,分别有89.1%、63.2%和38.5%的菌株对单基因系IRBLzt-T、...