梨黑斑病菌遗传操作体系的建立与RFP标记转化子的致病性分析

由链格孢(Alternaria alternata)引起的梨黑斑病是我国梨生产上的主要病害之一,导致梨叶与果实产生黑斑症状及早期落叶,对我国梨产业的健康发展构成严重威胁。本实验在前期获得强致病性梨黑斑病菌菌株HN-5基础上,建立该病菌的遗传转化体系。通过优化原生质体制备过程以及转化体系发现梨黑斑病菌HN-5原生质体制备的最优条件为:菌丝在M R液体培养基中培养36 h;以0.7 M NaCl+0.8 M Mannitol为稳渗剂,配置复合细胞壁裂解酶(1%崩溃酶+1%裂解酶+1%纤维素酶+1%蜗牛酶),酶解菌丝3 h,原生质体的产量可达0.5×10~7个·mL~(-1)。通过PEG介导的原生质体遗传转化体系,将含有RFP基因的质粒p KD7转入链格孢菌HN-5中,转化效率为6个·μg~(-1)DNA。PCR检测和转化子荧光观察均表明RFP基因整合到了HN-5基因组中并成功表达。致病性分析发现RFP (Red Fluorescent Protein)标记转化子致病性未发生变化。本研究成功建立了PEG (Polyethylene glycol)介导的梨黑斑病菌遗传转化体系,构建了RFP标记菌株,为研究该病菌的致病机理奠定基础。     

莲腐败病菌遗传转化体系的构建

由共享镰刀菌Fusarium commune引起的莲腐败病是我国莲生产上的主要病害之一。本研究以强致病力菌株FCN23为供试菌株,通过PEG介导的遗传转化法研究了菌龄、酶解时间和渗透压稳定剂等对原生质体制备的影响。结果表明,分生孢子在YPD液体培养基培养24 h获得新鲜菌丝,在酶解时间为2.5 h,渗透压稳定剂为0.7 mol/L NaCl溶液时原生质体制备效率最高。进而将遗传霉素的抗性基因和绿色荧光蛋白基因转入莲腐败病菌原生质体中,获得了稳定表达的转化子,能够稳定遗传gfp基因,说明莲腐败病菌的遗传转化体系构建成功。该体系的建立为莲腐败病菌的侵染过程及基因功能研究奠定了基础。     

PEG介导的玉米弯孢叶斑病菌遗传转化

为了探索不同酶系组成对玉米弯孢叶斑病菌原生质体制备的影响,建立该病菌原生质体遗传转化系统,采用酶系混合物裂解菌丝体制备原生质体,采用PEG介导方法进行原生质遗传转化,通过PCR和Southern blotting技术对转化子进行验证。结果表明:1%溶壁酶+1%蜗牛酶+1%纤维素酶混合酶系为玉米弯孢叶斑病菌原生质体制备的最佳酶系,可以产生原生质体6.78×106 cfu/mL。用PEG介导方法转化共获得16个稳定的转化子,从中随机挑取5个转化子发现质粒pV2已被成功整合到基因组中。本研究获得了制备玉米弯孢叶斑病菌原生质体的最佳酶系,建立了PEG介导的原生质体遗传转化体系,为开展该菌致病相关基因克隆和基因功能研究提供了一种手段。     

空心莲子草致病菌假隔链格孢菌原生质体的制备与再生

为建立空心莲子草致病菌假隔链格孢菌Nimbya alternantherae的原生质体提取体系,以其强致病性野生型菌株N.alternantherae 11-2为供试菌株,研究了不同菌龄、酶系统、酶解时间及稳渗剂等对假隔链格孢菌原生质体制备及再生的影响,并采用聚乙二醇PEG介导转化法,构建了随机插入突变体库。结果表明,在酵母浸出粉胨葡萄糖液体培养基中培养2 d的假隔链格孢菌丝体,以0.7 M山梨醇为稳渗剂,同时使用2%裂解酶、2%崩溃酶和2%蜗牛酶3种酶的混合液,在30 ℃下酶解3 h能获得足量的原生质体,且其再生率也可满足后继转化试验的要求。     

芦笋茎枯病菌原生质体的制备及再生

原生质体的制备是真菌遗传转化的基础,为了解芦笋茎枯病菌Phomopsis asparagi的遗传转化体系,以芦笋茎枯病菌Pa1100为供试菌株,研究了细胞壁裂解酶、酶解时间、稳渗剂等对芦笋茎枯病菌原生质体制备的影响及稳渗剂对原生质体再生的影响。结果表明可制备芦笋茎枯病菌原生质体较为适宜的条件是：CM液体培养基中培养分生孢子3 d,以1.5%裂解酶、1%崩溃酶和1.5%蜗牛酶为组合酶解液,33 ℃水浴酶解4.5 h,以PBS（pH 6.98）与1 mol/L MgSO₄混合液为酶解稳渗剂。含0.6 mol/L蔗糖的PDA培养基较适合于芦笋茎枯病菌原生质体的再生。     

根结线虫生防真菌交枝顶孢原生质体的制备与再生体系构建

本研究以根结线虫生防真菌交枝顶孢Acremonium implicatum为供试菌株, 探究了菌龄?降解酶种类?酶解温度和时间?不同渗透压稳定剂?不同pH等因素对其原生质体制备的影响, 并建立了交枝顶孢原生质体制备体系; 制备的原生质体在SR培养基上再生率达到17.78%?此外, GFP遗传转化菌株的获得充分表明制备的原生质体可作为后续遗传转化材料, 为进一步研究交枝顶孢对根结线虫的生防机理奠定基础?     

一种优化的辣椒尖孢炭疽菌遗传转化体系

由辣椒尖孢炭疽菌(Colletotrichum acutatum)侵染引起的炭疽病是辣椒生产中最具有破坏性的真菌病害,严重影响辣椒的品质和产量。本研究以辣椒尖孢炭疽病菌HHDL02为对象,采用1 mol·L^-1 NH₄Cl 2%的酶裂解液裂解分生孢子萌发2 h的芽管,裂解2～3 h可以高效制备原生质体,结合PEG介导转化法成功将GFP基因导入,其转化菌株菌落形态、菌丝生长速率、分生孢子形态、孢子萌发、附着胞形成、产孢量和致病性与野生型菌株无明显差异,且后代荧光信号遗传稳定。PEG介导的原生质体转化适合辣椒尖孢炭疽菌遗传操作,有助于其致病机理的研究。     

我国烟草赤星病菌遗传多样性的ISSR分析

为明确我国烟草赤星病的2种主要致病菌链格孢菌Alternaria alternata和长柄链格孢菌A.longipes的地理差异与遗传结构,采用ISSR标记对分离自9个省市的135株烟草赤星病菌进行遗传多样性分析。结果显示,通过正交优化试验建立的烟草赤星病菌ISSR-PCR最佳反应体系稳定性较好,筛选出17条多态性高且稳定的引物,共扩增出192条谱带,其中有177条具有多态性,多态率为92.19%。UPGMA聚类分析结果显示,链格孢菌和长柄链格孢菌的遗传相似性系数分别在0.67~1.00和0.66~1.00之间,遗传相似性系数为0.83时可使链格孢菌和长柄链格孢菌分别划分为5个和6个亚群,其中前者不同地理种群间表现出地理相关性,后者不同菌株随机分组。烟草赤星病菌种群的基因多态性和遗传多样性丰富,链格孢菌和长柄链格孢菌的群体间遗传分化系数分别为0.36和0.37,均存在遗传分化;群居每代迁移数分别为0.89和0.85,不同地理种群间存在基因交流;2种烟草赤星病菌的遗传分化结构表现出相似性。表明我国烟草赤星病菌中的链格孢菌和长柄链格孢菌均存在丰富的遗传多样性,且二者进化方向相似,ISSR标记能较好地揭示烟草赤星病菌种群间的亲缘关系和遗传差异性,可用于其遗传多样性分析。     

基于原生质体转化的甘蔗梢腐病菌YN41基因敲除体系的构建

基因敲除技术日益成为基因功能研究的重要手段,为了深入研究甘蔗梢腐病菌致病基因的功能,构建了梢腐病菌YN41菌株的基因敲除体系。本研究构建了基于线性DNA的同源重组基因敲除技术,融合PCR构建敲除盒即带有潮霉素基因标记的线性DNA融合片段,配置0.05 g·mL^-1溶壁酶+0.01 g·mL^-1崩溃酶的复合酶液28℃酶解3 h获得了高产量的原生质体,利用聚乙二醇(PEG)介导的原生质体的转化,PCR鉴定技术和酶切鉴定技术对转化子进行鉴定,荧光定量PCR分析和Southern Blot方法进一步对基因缺失突变体进行验证,生物学表型(菌落形态、生长速率、产孢量、生物量和致病力)验证了PK基因敲除体系的成功构建。28℃酶解3 h获得了2×10⁷个·mL^-1原生质体;对编码丙酮酸激酶的PK基因进行了基因敲除验证,获得了纯合敲除突变体;荧光定量PCR检测转录水平无表达;Southern Blot结果显示使用PK基因探针杂交,基因缺失突变体无条带,野生型杂交到目的条带;生物学表型验证了PK基因敲除突变体对比野生型...     

多粘类芽胞杆菌JE53对香梨采后黑斑病菌抑制效果及贮藏品质的影响

探究多粘类芽胞杆菌Paenibacillus polymyxa JE53对互隔交链孢Alternaria alternata的抑制效果及香梨贮藏品质的影响,为香梨采后黑斑病的生物防控奠定基础。以无菌水（CK）和1-甲基环丙烯（1-MCP）为对照组、JE53发酵液为处理组,分别处理香梨果实后,一部分采用损伤接种香梨黑斑病菌互隔交链孢A.alternata,置于人工气侯箱贮藏,测定JE53对链格孢菌的抑制效果;一部分置于人工气侯箱贮藏,定期测定果实贮藏品质和生理特性指标。结果表明：JE53可有效抑制梨黑斑病菌在梨果实上的生长,损伤接种条件下,贮藏144 h时抑菌率为30.73%;还可显著提高梨果实中过氧化物酶、过氧化氢酶、苯丙氨酸解氨酶活性,能较好保持果实色度、硬度及可溶性固形物和可滴定酸含量,减少丙二醛积累及抗坏血酸损耗,降低果实失重率。上述结果表明：JE53可有效抑制香梨采后黑斑病病原菌在果实上的生长,并能较好的保持果实品质,可作为香梨采后黑斑病生防菌资源。     

香蕉枯萎病菌TR4原生质体转化和基因敲除体系构建

正香蕉枯萎病是一种典型的维管束和土传真菌病害,也是最具毁灭性的植物病害之一~([1])。香蕉一旦感病,很难结果,而且目前尚无有效的防治措施~([1])。因此,研究植物病原菌侵染进程和致病机制,可以拓宽思路以寻求植物病害防治新途径。香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,Foc)侵染所致~([1])。对生产影响最大的Foc是侵染包括大蜜哈、     

烟草赤星病菌嘧菌酯敏感与抗性菌株的代谢表型差异分析

 为了解烟草赤星病菌(Alternaria alternata)嘧菌酯抗性菌株与敏感菌株在代谢表型上的差异,采用Biolog代谢表型技术比较了抗性菌株(6-5和6-11)和敏感菌株(J6)的950种代谢表型。结果表明,抗性菌株和敏感菌株在代谢表型上基本一致,2个抗性菌株均不能代谢糖酵解中的氮源D-甘露糖胺,抗性菌株6-11还不能代谢尿素循环中的氮源L-鸟氨酸。烟草赤星病菌能代谢24.74%、85.26%、97.14%、89.83%的供试碳、氮、硫、磷源;具有广泛渗透压和pH适应能力;具有脱羧酶活性而无脱氨酶活性;能在高达10%氯化钠、6%氯化钾、5%硫酸钠、20%乙二醇、6%甲酸钠、6%尿素、12%乳酸钠、200 mmol·L^-1 磷酸钠、100 mmol·L^-1硫酸铵、100 mmol·L^-1硝酸钠和20 mmol·L^-1亚硝酸钠的渗透液中正常代谢,不能在20~200 mmol·L^-1的苯甲酸钠渗透液中代谢;其pH适应范围为3.5~10.0,最适约为6.0。研究结果有助于了解烟草赤星病菌的营养需求特性、渗透压和pH环境适应力,同时从代谢表型上揭示了赤星病菌对嘧菌酯抗性的潜在机理。     

苹果斑点落叶病菌对戊唑醇敏感基线建立及抗性突变体适合度

本研究测定了苹果斑点落叶病菌对戊唑醇的敏感性,并建立了敏感基线;在此基础上,室内筛选获得了9株抗戊唑醇突变体,对其适合度进行了测定,为指导戊唑醇防治苹果斑点落叶病提供理论依据。在山西省5个地市未使用过戊唑醇及同类药剂的果园中采集分离得到64株苹果斑点落叶病菌,敏感性测定结果表明,其EC50值在0.768 7~2.673 8μg·mL~(-1)之间,平均值为1.622 4±0.558 2μg·mL~(-1),呈连续性单峰曲线,可作为苹果斑点落叶病菌对戊唑醇的相对敏感基线。通过紫外线(UV)诱导获得低抗突变体6株,药剂驯化获得中抗突变体3株。2株中抗突变体抗药性可稳定遗传;低抗突变体在无药剂胁迫时,药剂敏感性上升。抗性突变体适合度测定结果显示,突变体菌丝生长速率、产孢量、孢子萌发率及分生孢子竞争力均低于敏感菌株。突变体在无药情况下致病力比敏感菌株弱。     

不同新型作用机制杀菌剂对梨树主要病菌毒力及防治流程应用

 为明确多种新型作用机制杀菌剂与引起梨树褐斑病、黑星病、白粉病等病原菌的有效对靶关系及制定梨树主要病害防治流程,采用菌丝生长速率法、离体叶片法与田间药效方法研究新型杀菌剂对靶标病原菌的毒力、对靶标病害的防效及其田间有效应用,建立替代梨树主要病害传统化学杀菌剂的防治流程技术。结果显示,双胍三辛烷基苯磺酸盐在离体叶片法下对褐斑病的防效大于85%,田间药效验证3次用药后7 d防效大于85%、30 d防效大于80%、90 d防效仍大于60%,兼治轮纹病菌其毒力EC₅₀值均小于1 μg·mL^-1。双胍三辛烷基苯磺酸盐、辛菌胺醋酸盐、吩嗪α-2羧酸在离体叶片法下对黑星病防效大于90%且毒力EC₅₀值小于1 μg·mL^-1;田间药效验证1次用药后7 d防效大于80%、30 d防效仍大于75%。噻肟菌酯、硝苯菌酯、丙硫菌唑在离体叶片法下对白粉病的防效大于85%;田间药效验证3次用药后7 d铲除效果大于70%、30 d仍大于60%。丙硫菌唑对黑斑、轮纹病菌毒力EC₅₀值均小于1 μg·mL^-1;吩嗪α-2羧酸同时对褐斑、黑斑、轮纹病菌毒力EC₅₀值小于1 μg·mL^-1。针对梨树主要病害发生期,选用新型杀菌剂替代传统杀菌剂制定防治技术流程,其综合防效达到88.94%。不同新型作用机制杀菌剂在防治梨树主要病害上的应用,能够降低抗药性产生,同时达到有效防治的目的。     

不同新型作用机制杀菌剂对梨树主要病菌毒力及防治流程应用

 为明确多种新型作用机制杀菌剂与引起梨树褐斑病、黑星病、白粉病等病原菌的有效对靶关系及制定梨树主要病害防治流程,采用菌丝生长速率法、离体叶片法与田间药效方法研究新型杀菌剂对靶标病原菌的毒力、对靶标病害的防效及其田间有效应用,建立替代梨树主要病害传统化学杀菌剂的防治流程技术。结果显示,双胍三辛烷基苯磺酸盐在离体叶片法下对褐斑病的防效大于85%,田间药效验证3次用药后7 d防效大于85%、30 d防效大于80%、90 d防效仍大于60%,兼治轮纹病菌其毒力EC₅₀值均小于1 μg·mL^-1。双胍三辛烷基苯磺酸盐、辛菌胺醋酸盐、吩嗪α-2羧酸在离体叶片法下对黑星病防效大于90%且毒力EC₅₀值小于1 μg·mL^-1;田间药效验证1次用药后7 d防效大于80%、30 d防效仍大于75%。噻肟菌酯、硝苯菌酯、丙硫菌唑在离体叶片法下对白粉病的防效大于85%;田间药效验证3次用药后7 d铲除效果大于70%、30 d仍大于60%。丙硫菌唑对黑斑、轮纹病菌毒力EC₅₀值均小于1 μg·mL^-1;吩嗪α-2羧酸同时对褐斑、黑斑、轮纹病菌毒力EC₅₀值小于1 μg·mL^-1。针对梨树主要病害发生期,选用新型杀菌剂替代传统杀菌剂制定防治技术流程,其综合防效达到88.94%。不同新型作用机制杀菌剂在防治梨树主要病害上的应用,能够降低抗药性产生,同时达到有效防治的目的。     

西瓜噬酸菌铜代谢相关基因copZ功能分析

 瓜类细菌性果斑病(Bacterial fruit blotch,BFB)病原菌为西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli,Ac),主要为害西瓜、甜瓜等葫芦科作物,是瓜类生产上主要细菌性病害。目前生产上对该病害的防治手段主要以化学防治为主,其中铜制剂的防治效果较为显著。本研究以西瓜噬酸菌野生型菌株Aac-5中铜代谢相关基因copZ为对象,探究copZ基因缺失对西瓜噬酸菌抗铜性、生长能力等表型的影响;采用RT-qPCR技术测定在不添加和添加外源铜离子条件下,基因copZ缺失后对其他铜代谢相关基因表达量的影响。成功构建了西瓜噬酸菌copZ基因缺失突变菌株ΔcopZ和互补菌株ΔcopZ-comp。结果表明,野生型菌株Aac-5与ΔcopZ-comp菌株在添加1.25 mmol·L^-1 CuSO₄的生长能力与不添加CuSO₄相似,而ΔcopZ菌株的生长能力减弱;当添加CuSO₄至2.50 mmol·L^-1时,野生型菌株Aac-5、ΔcopZ菌株和ΔcopZ-comp菌株的生长能力均减弱。基因copZ缺失在不含铜和含铜条件下均能使西瓜噬酸菌生物膜形成能力减弱;在不含铜条件下基因copZ不影响西瓜噬酸菌的运动能力,在含有1.25 mmol·L^-1 CuSO₄的运动性培养基中各菌株运动能力丧失。ΔcopZ菌株在西瓜子叶内的生长能力相较于野生型菌株Aac-5显著增强,但在西瓜幼苗上的致病力差异不显著,仍具有引起烟草过敏性反应的能力。在不同铜浓度处理后,铜代谢相关基因cueR、copA表达量在野生型菌株中的变化趋势与ΔcopZ菌株存在差异;基因cusA、hylD在野生型菌株中表达量变化趋势与ΔcopZ菌株一致。这表明基因copZ在西瓜噬酸菌铜代谢过程中具有重要作用。