国内橡胶树多主棒孢Cassiicolin毒素多样性及致病性分析

由多主棒孢引起的棒孢霉落叶病是橡胶树的主要叶部病害,cassiicolin毒素是病菌的主要致病因子。本研究通过ITS序列分析对供试多主棒孢菌株进行了准确鉴定,利用cassiicolin毒素不同亚型编码基因特异引物对不同地理来源和寄主来源的49个多主棒孢菌株毒素类型进行了分析,并利用生物萎蔫法对不同亚型毒素进行了致病性分析。结果显示,78%供试菌株含有cassiicolin基因,其中Cas2亚型有10个菌株,Cas5亚型有28个菌株,其它为Cas0型(未检测到cassiicolin毒素基因)。含有Cas5亚型的菌株均来源于橡胶树,并且为橡胶树上的优势群体;Cas2亚型菌株则来源于橡胶树、黄瓜、番木瓜和木薯等不同作物;Cas2和Cas5毒素对不同橡胶树品种的致病性存在明显差异。     

我国热带作物多主棒孢种群多样性及致病力分化分析

多主棒孢（Corynespora cassiicola）是一种全球分布的重要植物病原真菌,寄主范围十分广泛。近年来,该病原菌侵染危害多种热带作物,并在局部地区大面积暴发流行,造成巨大的经济损失。本研究利用核糖体转录间隔区（Internal transcribed spacer, ITS）、翻译延伸因子（translation elongation factor 1 alpha, EF-1α）、β微管蛋白（β-Tubulin, TUB）,对来自橡胶树、木薯、番木瓜和瓜菜等多种热带作物的70株多主棒孢进行种群多样性分析。结果发现,利用最大似然法,在相似系数为0.97时可将供试菌株划分为两大遗传类群：类群Ⅰ为国内和一些国外橡胶树的多主棒孢;类群Ⅱ为其他寄主多主棒孢,遗传类群与寄主来源具有显著的相关性。致病力测定表明,多主棒孢种内致病力分化明显,类群Ⅰ的橡胶树多主棒孢仅能侵染橡胶树,不能侵染其他寄主,具有明显的寄主专化性,且不同地理来源的菌株致病力差异不显著。类群Ⅱ的多主棒孢在不同寄主间可以相互侵染,但菌株在致病力和发病症状上存在一定差异,表现出对其原寄主的高度致病力。多基因序列聚类分析与致病力分化分析结果具有较好的一致性,这为研究我国热带作物多主棒孢的种群结构、主要致病型以及为多主棒孢病害的发生、流行和防治提供了理论依据。     

不同寄主多主棒孢对橡胶树叶片组织防御酶活性的影响

以分离自4种寄主的5株多主棒孢菌株接种橡胶树叶片，均得到成功侵染。并按时间顺序测定了来自不同寄主的多主棒孢侵染橡胶树叶片后，细胞防御系统相关的4种酶活性的变化。结果表明，接种来自不同寄主的多主棒孢后，对橡胶树叶片4种防御酶活性的影响不同。其中分离自橡胶树的HCCGD01和HCCHN42两个菌株侵染后，橡胶树叶片组织4种防御酶活性变化最大，均有明显增强；来自木薯的MaCCGD02侵染橡胶树叶片后，酶活性变化次之；分离自番木瓜的CpCCYN01和黄瓜的PaCCSD04多主棒孢菌株侵染后，除PAL外，β-1,3-葡聚糖酶、POD、PPO活性变化很小。     

巴西橡胶树主要种质对棒孢霉落叶病抗性评价

由多主棒孢(Corynespora cassiicola)引起的橡胶树棒孢霉落叶病已成为影响天然橡胶产量的主要限制因素。本实验对从我国海南、云南和广西等地分离得到的17个橡胶树多主棒孢病菌菌株进行了致病性测定,获得强致病力菌株HC-10。分别用该菌株菌丝体接种鉴定、粗毒素叶片穿刺接种和叶片萎蔫生物鉴定等3种方法对我国选育的45个巴西橡胶树品种进行抗病性评价。结果表明,不同橡胶树品种对棒孢霉落叶病的抗性水平存在明显差异。在供试的45个品种中,不同抗性评价方法的鉴定结果基本一致,抗病品种占13.3%~17.8%;轻感病品种占66.7%~73.4%;易感病品种占11.1%~17.8%。     

不同来源橡胶树多主棒孢病菌致病性及基础生物学特性的比较

对已在我国海南、云南、广西等省区橡胶树上发生为害的3株多主棒孢病菌(Corynespora cmssiicola)和来自印度的橡胶树多主棒孢病菌进行了致病性及基础生物学特性的比较研究.结果表明,印度HCcYD01菌株的致病力最强;基础生物学特性测定结果表明,参试的3株国内菌株与印度菌株问除分生孢子大小、孢子萌发和致死温度相似外,在菌落形态、最适培养基、光照条件、碳氮源利用、最适生长温度和pH等方面存在一定差异.由多主棒孢引起的橡胶树棒孢霉落叶病业已成为影响天然橡胶产量的主要限制因素,本研究旨在了解我国橡胶树棒孢霉落叶病的最初发病病原,为该病发生规律的研究及防控措施的制定提供理论依据.     

巴西橡胶树棒孢霉落叶病菌毒素基因cc004-cas克隆及致病作用

为了探明多主棒孢菌(Corynespora cassiicola)毒素基因cc004-cas序列特征及其功能,以巴西橡胶树棒孢霉落叶病菌为材料,采用SEFA-PCR和RT-PCR技术对毒素基因cc004-cas进行扩增,并通过插入潮霉素B基因获得其突变体。序列特征分析结果表明,cc004-cas基因DNA和cDNA全长分别为2 800 bp和180bp,编码区含2个内含子(67 bp和49 bp),推测编码59个氨基酸,其分子量约为5.92 ku,等电点pⅠ为5.70,与NCBI中报道的C.cassiicola毒素基因cas编码的毒素前体pro-cassiicolin的氨基酸序列(0HABV25895.1)相似性达85%。cc004-cas突变体表型测定结果表明:在菌落和菌丝形态、生长,产孢量、孢子萌发,菌丝生长对温度、pH要求,产生漆酶和纤维素酶的能力方面与野生型无显著差异;但用菌饼接种橡胶树嫩叶,致病力略有下降,用粗毒素接种时,致病力明显减轻,可见毒素是多主棒孢菌的一个重要的毒力因子,但不是唯一的因子。     

10种无机盐对橡胶树多主棒孢病菌的抑菌作用及对粗毒素的钝化

以橡胶树棒孢霉落叶病病原菌及其产生的粗毒素为供试材料,研究了10种无机盐对多主棒孢菌株菌丝生长、分生孢子萌发的抑制作用和对其粗毒素的钝化作用。结果表明:CuSO4.5H2O、FeCl3和FeSO4.6H2O在2～5mg/mL浓度范围内对多主棒孢病菌菌丝生长及其孢子萌发都有很强抑制作用,菌丝生长抑制率为100%,孢子萌发率为0。KMnO4在0.5～5 mg/mL浓度范围内能够完全抑制孢子的萌发,而1～5 mg/mL浓度范围内却促进菌丝的生长。KMnO4和FeCl3在浓度为0.5 mg/mL时对该毒素均有很强的钝化作用,萎蔫指数分别为2.04%和3.97%。     

借助ITS序列用GFP标记巴西橡胶树棒孢霉落叶病病原菌

由多主棒孢菌(Corynespora cassiicola)侵染引起的巴西橡胶树棒孢霉落叶病是影响橡胶树产胶量的主要病害之一。为了开展该病原菌在活体叶片中的病理学研究,本实验将绿色荧光蛋白gfp基因表达盒插入了多主棒孢菌经定点突变后的ITS序列中,构建了重组质粒p ITGH,并经PEG介导转化了原生质体,获得了GFP标记的多主棒孢菌转化子,所获得的转化子经过连续7次转接培养后仍能在分生孢子、分生孢子梗、芽管和菌丝中稳定地发出强烈的绿色荧光,其生长特性和致病性与野生菌株无明显差异。     

橡胶树多主棒孢拮抗细菌BACYitc8-7的分离鉴定及其挥发性抑菌物质组分分析

多主棒孢菌（Corynespora cassiicola）是为害橡胶叶片的一种重要病原真菌,目前生产上普遍使用化学农药防治该病害,给植胶区的生态环境带来很多负面影响,从橡胶树根际土壤中筛选对橡胶树多主棒孢菌具有高拮抗活性的细菌,可为橡胶树棒孢霉落叶病生防药剂的研发提供理论依据。本研究通过稀释涂布、平板对峙法从发病橡胶树根际土壤中分离筛选到1株对橡胶树多主棒孢菌具有高拮抗活性的细菌,抑菌带为(57.68±0.66)mm,且该菌株对9种重要的植物病原真菌均具有抑制作用;经过形态观察、生理生化检测及16S rRNA基因序列分析,结果发现其与铜绿假单孢菌基本相符,命名为BACYitc8-7;以LB、NA、高氏、金氏B和PDA为营养来源,评定不同营养条件下菌株BACYitc8-7挥发性物质对多主棒孢菌的抑制作用,发现菌株BACYitc8-7在金氏B和LB培养基上的拮抗作用最强,抑菌率达43.47%~48.69%;利用顶空固相微萃取-气相色谱-质谱法（HS-SPME-GC-MS）收集并检测菌株BACYitc8-7挥发性物质的抑菌组分,获得包括胺类、醇类、烯类、酚类、酯类、吡嗪类等35种物质,其中含量前5的物质为胺、硼烷二甲硫醚络合物、异戊醇、1-十三烯和2-甲基-3-甲硫基呋喃。     

尖孢镰刀菌致病性菌株遗传多样性的ISSR分析

致病性尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）是一种世界性分布的作物土传病原真菌,为明确其不同寄主及专化型菌株遗传差异性和亲缘关系,利用ISSR分子标记技术对来源于不同寄主（专化型）及地理分布的43个菌株进行了遗传多样性分析。结果表明,供试的15条引物通过ISSR-PCR 扩增,共扩增出147条条带,其中多态性条带为144条,平均多态性条带达98.0％。43个菌株的聚类结果表明,各菌株间的遗传相似系数为0.67～0.97,且遗传多样性与其寄主和地理来源没有明显的相关性。进一步将供试菌株中葫芦科与茄科作物尖孢镰刀菌分别进行聚类分析,当遗传相似系数为0.84时,16个葫芦科的菌株可分为6个ISSR类群;当遗传相似系数为0.77时,16个茄科的菌株亦可分为6个ISSR类群;且均表现为相同寄主或专化型菌株因地理来源不同,被归属于不同的ISSR类群,说明寄主或专化型相同的菌株与地理来源存在一定的相关性。     

国内橡胶树尖孢炭疽复合种种间分子系统发育及生物学特性分析

为明确国内橡胶树尖孢炭疽复合种内不同种的生物学特性及种间差异情况,评价了4个代表性菌株（Colletotrichum bannanense YNML52,C. laticiphilum YNJH17109,C. australisinense GX1655,YNJP162）对不同碳源、氮源的利用情况,以及在不同温度、pH、水活度下的生长情况,并评价了这些菌株对橡胶不同品种和不同作物的致病性。结果表明：供试菌株在碳源、氮源利用,适宜生长温度、致死温度、pH和水分活度等方面均存在显著差异;致病性分析表明,供试菌株的致病谱也存在显著差异,YNML52的寄主范围较窄,具有很强的寄主专化性。通过评价生态因子对橡胶树炭疽病病原菌生物学特性的影响,为深入了解橡胶病害发生规律和制定有效防控措施提供指导依据。     

木薯根系分泌物与土壤浸出液对橡胶树2种致病菌的化感效果

采用平板试验,通过生长速率法分析木薯根系分泌物及其土壤浸出液对橡胶树白根病病菌及棒孢霉落叶病病菌的化感效果,为判断胶园林下种植木薯的可行性提供理论依据。结果表明：（1）木薯根系分泌物对橡胶树白根病和棒孢霉落叶病病菌均表现为化感促进效果,但在任一处理时间,不同浓度间对白根病病菌的化感效果与对照均未达显著差异,而对棒孢霉落叶病病菌的化感效果呈现明显的剂量效应,浓度达40 mg/mL时,化感促进效果与对照达到显著水平。（2）木薯根系分泌物的任一浓度,对橡胶树白根病和棒孢霉落叶病病菌的化感效果,在不同处理天数间均未达到显著水平。（3）木薯土壤浸出液对橡胶树白根病和棒孢霉落叶病病菌均呈现化感促进效果,且存在明显的剂量效应;对橡胶树白根病病菌,处理后2 d,达到显著化感效果所需浸出液浓度至少为40 mg/mL,处理后3 d和处理后4 d,达到显著化感效果所需浸出液浓度至少为8 mg/mL;对棒孢霉落叶病病菌,在任一处理时间达到显著化感效果的浸出液浓度均至少为200 mg/mL。（4）土壤浸出液小于8 mg/mL时,3个处理时间之间的橡胶树白根病病菌化感效果无显著差异,当浓度达到40 mg/mL时,处理后2 d的化感促进效果显著大于处理后3 d和4 d;4种土壤浸出液的任一浓度,对橡胶树棒孢霉落叶病病菌的化感效果在不同处理时间之间均未达到显著差异。所以说,幼龄胶园间作木薯会在一定程度上促进橡胶树棒孢霉落叶病和白根病的发生。     

海南白蚁共附生放线菌的分离鉴定及其抗热带作物病原真菌活性研究

白蚁（Isoptera）的筑巢和觅食活动主要在土壤及腐烂的木材上进行,所以白蚁极易受到来自环境病原微生物的侵害。因此,白蚁需要依赖共附生微生物菌群形成防御体系,放线菌是其中一个重要的类群,且放线菌能产生具有抗菌活性的次级代谢产物。但是白蚁共附生放线菌能否对热带作物的病原真菌有抑制活性有待研究。为了挖掘在热带农业绿色健康发展中具有应用潜力的海南特色农用放线菌资源,以海南白蚁共生放线菌为研究对象,利用平板分离法从采集的健康白蚁体内分离纯化放线菌,利用平板对峙法筛选生防菌株;通过分子生物学确定其分类地位;平板对峙法研究拮抗菌株的抗菌稳定性、持效性和广谱性;滤纸片法研究抑菌物质的热稳定性。结果从海南白蚁体内分离得到1株拮抗活性较好的放线菌菌株W7,系统发育树分析结果表明该放线菌与链霉菌属（Streptomyces）亲缘关系接近。菌株W7的抗菌活性持久性强,平板接种30 d后仍对植物病原真菌具有抑菌活性,抗菌稳定性好;菌株W7抑菌谱广,对16株植物病原真菌有不同程度的抑菌活性,其中对芒果胶孢霉（Colletotrichum gloeosporioides Penz.）、香蕉炭疽霉（Colletotrichum musae）、辣椒棒孢霉（Corynespora cassiicola）、豇豆瓜果腐霉[Pythium aphanidermatum (Edson) Fitzp]抑制作用较强,对芦笋拟茎点霉（Phomopsis asparagi）、荔枝疫霉（Peronophythora litchi）抑制作用较弱;菌株W7发酵粗提物有较好的热稳定性,但是抑菌率会随着水浴温度的增高而降低。本文首次对海南白蚁共附生放线菌进行了分离鉴定,并从中筛选得到1株具有抑制多种热带作物病原真菌活性的生防菌株,为高效生防菌剂的研发提供新资源。     

胶孢炭疽菌侵染橡胶树叶片染色方法的建立及显微观察

本研究建立了一种橡胶树叶片中胶孢炭疽菌的染色方法,通过显微观察明确胶孢炭疽菌在橡胶树叶片中的侵染结构,为橡胶树炭疽病的预测预报提供理论依据。在脱色剂（0.15%三氯乙酸乙醇溶液∶氯仿=5∶1）处理12 h,1%刚果红染色剂抽滤染色3 h的条件下,能清晰观察到胶孢炭疽菌在橡胶树叶片上的发育进程和侵染结构。结果表明,在28 ℃、100%相对湿度培养条件下,接种橡胶树淡绿期叶片2~6 h为分生孢子萌发高峰期,12 h后分生孢子萌发率大于85%;8~12 h为附着胞形成高峰期,接种12 h约75%的芽管顶端产生附着胞,少数附着胞中央部位开始形成侵染钉;24 h为侵染钉形成高峰期,同时分生孢子萌发形成多个芽管;36 h时附着胞顶端再次萌发产生次级附着胞,从而进一步侵染周围细胞,叶片出现零星病斑;48 h时芽管不断分支异化成菌丝并产生次级分生孢子,叶片出现大量典型的炭疽病病斑;72 h后菌丝在叶片表面纵横扩展,随机分支,逐步形成网状分布。随着菌丝的扩展,叶片组织发生一系列的病理变化,侵染部位组织出现褐色坏死病斑。本研究建立了一种着色效果好,简便易行,经济有效的橡胶树叶片中胶孢炭疽菌的染色方法,进一步明确了胶孢炭疽菌的侵染结构。     

13种苯丙烷代谢物对6种炭疽菌的抑菌活性研究

炭疽病是广泛影响热带、亚热带植物的真菌性病害。开发绿色农药是有效防治炭疽病的重要手段。热带牧草柱花草的转录组和代谢组研究表明,苯丙烷代谢通路在响应炭疽菌侵染过程中显著上调。为评价苯丙烷代谢物的抑菌活性,本研究采用体外抑菌试验,测定了13种苯丙烷代谢物对柱花草胶孢炭疽菌、橡胶胶孢炭疽菌、大薯胶孢炭疽菌、芒果胶孢炭疽菌、番木瓜胶孢炭疽菌和橡胶尖孢炭疽菌等6种炭疽菌的菌丝生长抑制作用;进一步测定了活性较好的代谢物及其两两组合对6种炭疽菌菌丝生长和5种炭疽菌孢子萌发的抑制作用。结果表明,13种代谢物对6种炭疽菌的抑制效果不同,在500 μmol/L和1000 μmol/L的浓度下,紫檀芪对6种炭疽菌菌丝生长的抑制效果最好,高浓度时平均抑制率可达47.47%~80.74%;在1000 μmol/L的浓度下,根皮素和香豆素对6种炭疽菌菌丝生长也有一定的抑制效果,而其他9种代谢物对6种炭疽菌抑制作用较弱或者无明显抑制作用。代谢物两两组合时,含紫檀芪的代谢物组合对6种炭疽菌菌丝生长有显著的抑制作用,平均抑制率为31.07%~89.05%;紫檀芪及含紫檀芪的代谢物组合对5种炭疽菌孢子萌发有显著的抑制作用,对柱花草胶孢炭疽菌、橡胶胶孢炭疽菌、橡胶尖孢炭疽菌、芒果胶孢炭疽菌和番木瓜胶孢炭疽菌毒力最强的代谢物或组合分别为紫檀芪+根皮素、紫檀芪+阿魏酸、紫檀芪+阿魏酸、紫檀芪+根皮素、紫檀芪,IC₅₀值分别为293.475、67.660、184.764、108.671、68.417 μmol/L。本文所发掘的代谢物及其组合可为进一步研究防治炭疽病的绿色农药提供理论基础。     

Physiological Age Status of Female Adults and Off-Season Survival of Rice Leaffolder Cnaphalocrocis medinalis in India

Rice leaffolder, Cnaphalocrocis medinalis, is one of the major foliage feeders found in the rice growing regions in India. When the crop was at maturity, numerous adults of rice leaffolder were found in the rice fields though the larval population gradually decreased, and no eggs were found on rice leaves. The population characteristics of C. medinalis were assessed based on the physiological age status of adults at different crop growth stages. Based on egg development within ovarioles, ovariole appearance, number and colour of fat bodies, and characteristics of bursa copulatrix, physiological age status of the adults was described, which served as a basis for the determination of age composition. C. medinalis adults were found during the first week of August on rice plants, of which 44% were in Age 0 with immature ovaries, indicating immigrants. However, 28% adults each were at Ages 1–2 with developing ovaries, indicating local breeding population. The carryover and off-season survival of C. medinalis were also studied to determine the contribution of the alternative hosts in the population growth that helped in devising efficient management strategies. Rice was the most preferred host followed by Triticum aestivum, Echinochloa crusgulli and Brachiaria plantaginea. Various routes of the carryover of C. medinalis from season to season were discussed.     

橡胶树树皮中ACC氧化酶基因(HbACO7)的表达特性及功能探究

天然橡胶是重要的工业原材料,主要来自橡胶树树皮中的乳管。乙烯能促进橡胶树乳管产胶和排胶,在树皮上施用乙烯利（一种乙烯释放剂）或乙烯可显著提高胶乳产量。基于本课题组前期获得的橡胶树基因组和转录组数据,克隆橡胶树中乙烯合成通路关键酶——1-氨基环丙烷基-1-羧酸（ACC）氧化酶基因家族（HbACOs）的全部8个家族基因,研究其组织表达模式。结果表明：在分析的7种组织中,尽管HbACO基因存在不同程度的冗余表达,但每种基因的组织表达模式具有明显的特异性,其中HbACO7是树皮中表达量最高的家族基因。HbACO7基因的表达在割胶季节的不同月份发生明显变化,其中在8月的表达量最高。成功构建了HbACO7基因的原核表达载体,实现其在大肠杆菌BL21中的诱导表达。纯化后的HbACO7重组蛋白具有明显的ACO酶催化活性,成功地催化了乙烯的体外合成。该结果将为后续橡胶树树皮中的乙烯生物合成调控机制研究提供参考。     

暹罗炭疽菌中脂滴包被蛋白Cap20与乙酸激酶CsAck的互作研究

暹罗炭疽菌（Colletotrichum siamense）是一种重要的病原真菌,是我国橡胶树炭疽病（Colletotrichum leaf disease, CLD）的田间优势病原种,也是热带、亚热带地区许多其他农林作物炭疽病的主要病原种。脂滴是细胞的中性脂,存在于绝大多数真核细胞中,是细胞内甘油三酯的主要贮存形式。脂滴在细胞内可以参与脂质代谢、膜转运、蛋白降解和信号传导等。包被蛋白（perilipin）是脂滴表面最丰富的脂质相关蛋白,主要存在于动植物体内,对细胞内脂滴代谢起着重要的调控作用。Cap20是暹罗炭疽菌中包被蛋白的同源蛋白,前期证实Cap20是一个致病相关蛋白,它参与了炭疽菌附着胞膨压形成、脂滴数量和致病性。了解其互作蛋白和互作的生物学意义可能为深入了解脂滴包被蛋白参与的致病分子机制具有重要意义。课题组前期通过酵母双杂交技术在暹罗炭疽菌cDNA文库中筛选到一个与Cap20互作的候选蛋白乙酸激酶,本研究克隆了该乙酸激酶的编码基因,并进行了蛋白结构和同源蛋白聚类分析。结果表明,乙酸激酶编码基因的DNA大小为1312 bp,包括一个内含子,cDNA为1248 bp,编码415个氨基酸,含有一个乙酸激酶结构域,命名为CsAck。然后构建含6×his标签的原核表达载体PET32a-CsAck,利用其和含GST标签的pGEX6p-1-Cap20（先前构建）进行蛋白表达和纯化,获得含有6×His标签的融合蛋白CsAck和含有GST标签的Cap20。通过Pull down验证了Cap20和CsAck蛋白之间的体外互作。最后,构建含有潮霉素转移酶基因HPH的表达载体PXY203-CsAck-S和含有氯嘧磺隆抗性基因ILV1的表达载体pCB1532-GFP-Cap20,将它们共同转化暹罗炭疽菌野生型菌株获得转化子。Co-IP（Co-immunoprecipitation）的结果证实Cap20和CsAck在暹罗炭疽菌中可以相互作用。该结果证实了致病性相关蛋白Cap20和乙酸激酶CsAck在体外和体内均可发生蛋白互作,可为进一步研究Cap20在暹罗炭疽菌中的致病功能和调控机制奠定基础。