MB和CMC液体培养基对禾谷镰孢产孢水平的影响

禾谷镰孢分生孢子定量接种是研究作物抗禾谷镰孢的必要手段?本试验利用绿豆(mung bean, MB)与羧甲基纤维素(carboxylmethyl cellulose, CMC)液体培养基在相同条件下培养禾谷镰孢, 比较两种培养基对禾谷镰孢产孢效率的影响; 并用两种培养基诱导分生孢子制成相同浓度孢子悬浮液, 对75个玉米家系进行人工接种鉴定, 检测不同培养基所产分生孢子致病性差异?结果表明, CMC培养基诱导分生孢子增长率(k2=1.125)大于MB培养基诱导增长率(k1=0.844)?在培养第14天, MB培养基诱导获得的分生孢子平均浓度为2.51×105个/mL, CMC培养基诱导的为3.62×105个/mL, 比MB培养基诱导多44.22%?用两种培养基诱生的孢子进行田间接种, 玉米穗腐病发病程度无明显差异?CMC培养基具有产孢快?孢子浓度高的优点, 是一种适宜禾谷镰孢分生孢子诱生的高效液体培养基?     

FpStuA参与假禾谷镰孢的产孢和致病性

 假禾谷镰孢是一种土传真菌,其引起的小麦茎基腐病已成为威胁我国小麦生产的重要病害。APSES蛋白是真菌中保守存在的一类转录因子,参与多种细胞生理过程。本研究,我们在假禾谷镰孢中鉴定到StuA同源蛋白FpStuA。qRT-PCR分析发现FpStuA在假禾谷镰孢分生孢子和侵染阶段诱导表达。通过PEG介导的原生质体转化方法获得3个FpStuA基因缺失的突变体。与假禾谷镰孢野生型菌株相比,Δfpstua突变体的生长速度明显减慢,气生菌丝减少;分生孢子的产生比野生型减少70%,且Δfpstua突变体分生孢子变短、分隔减少;Δfpstua突变体对大麦叶片、小麦胚芽鞘和小麦根的致病性均显著降低,脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)合成明显减少。综上结果,转录因子FpStuA对假禾谷镰孢的生长、产孢和致病性都非常重要。     

RNA-Seq解析cAMP促进禾谷镰孢菌DON毒素产生的分子基础

 禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)引起的小麦赤霉病(Fusarium head blight)不仅造成小麦产量损失,而且病菌在侵染过程中会释放大量真菌毒素,导致小麦籽粒污染,严重威胁人畜健康。实验室前期研究发现外源添加环磷酸腺苷(cAMP)可以促进禾谷镰孢菌脱氧雪腐镰孢菌烯醇毒素(Deoxynivalenol, DON)产生,但其分子机制尚不清楚。本研究利用转录组分析了cAMP处理后禾谷镰孢菌基因的表达情况,探究了cAMP促进DON毒素合成的潜在机制。研究发现响应cAMP处理的差异表达基因有4 470个,其中1 818个基因上调,2 652个基因下调。负责DON毒素合成TRI基因簇的所有基因在cAMP处理下均上调表达,表明cAMP通过诱导TRI基因簇表达促进DON毒素合成。进一步分析了cAMP下游依赖性蛋白激酶A(PKA)的敲除突变体Δpka的转录组数据,发现几乎所有TRI基因簇基因均下调表达,并且cAMP处理上调表达而Δpka突变体中下调表达的基因中显著富集真菌毒素代谢相关的基因,该结果进一步表明cAMP通过PKA通路调控DON毒素合成。此外,cAMP处理后,可诱导DON毒素产生的γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid, GABA)合成相关基因上调表达,而GABA分解相关基因下调表达。这表明禾谷镰孢菌可通过调节细胞内的GABA水平促进DON毒素合成。     

我国玉米穗腐病致病镰孢种群及禾谷镰孢复合种的鉴定

为阐明中国玉米镰孢穗腐病的主要致病镰孢菌种类及其分布特征,采用形态学、培养特征及特异性分子鉴定方法,对采集自我国18省100个县的玉米籽粒样品进行分离鉴定,并通过TEF-1α基因序列测定解析禾谷镰孢复合种的构成.结果表明,在我国引起玉米穗腐病的主要致病菌为镰孢菌,分离频率为56.0%,其次还有青霉菌、曲霉菌、木霉菌等.138个镰孢菌分离物中鉴别出7个种及复合种,其中拟轮枝镰孢菌Fusarium verticillioides(56.5%)和禾谷镰孢复合种F.graminearum species complex(37.7%)为广泛分布的优势致病种类,其余为黄色镰孢菌F.culmorum(2.2%)、层出镰孢菌F.proliferatum(1.5%)、尖镰孢复合种F.oxysporum species complex(0.7%)、茄镰孢复合种F.solani species complex(0.7%)和亚粘团镰孢菌F.subglutinans(0.7%).在禾谷镰孢复合种中鉴定出3个独立种:广泛分布的禾谷镰孢菌F.graminearum sensu stricto(59.6%)、分布在云南、贵州及陕西商洛等南方生态区的南方镰孢菌F.meridionale(25.0%)和分布在内蒙古、吉林、山西、河北及北京等北方生态区的布氏镰孢菌F.boothii(11.5%).     

不同接种方式下球孢白僵菌对小菜蛾的致病力

本文比较了4种接种方式下球孢白僵菌Bb02菌株对小菜蛾2龄和3龄幼虫的致病力。当孢子悬浮液浓度为1×107个/mL时,球孢白僵菌对小菜蛾2龄幼虫校正死亡率为浸虫法73.79%,涂抹法68.28%,喷雾法51.72%和浸叶法33.79%;对3龄幼虫的校正死亡率为喷雾法57.93%,浸虫法57.24%,涂抹法55.86%和浸叶法28.28%,虽然浸虫法的校正死亡率稍低于喷雾法,但两者差异不显著。同时,2龄和3龄幼虫以浸虫法处理僵虫率最高,分别达31.25%和29.55%;致死速度最快,LT50分别为3.62 d和4.63 d。认为浸虫法最适于室内准确评价球孢白僵菌对小菜蛾的致病力。     

球孢白僵菌对烟粉虱和小菜蛾的致病力及其侵染差异分析

为研究球孢白僵菌对不同昆虫的致病力及其在昆虫体表侵染的差异,探讨球孢白僵菌对不同寄主昆虫侵染的毒力差异,本研究选择了不同分离来源的9株球孢白僵菌,以半翅目的烟粉虱和鳞翅目的小菜蛾为试验材料,详细比较了球孢白僵菌对烟粉虱2龄若虫和小菜蛾2龄幼虫的毒力差异,以及在侵染过程中孢子吸附、孢子萌发及芽管伸长速度差异。结果表明,9株球孢白僵菌有6株对2种昆虫毒力差异显著,3个菌株差异不显著。对2种昆虫毒力差异不显著的菌株Bb271在2种昆虫体表单位面积的孢子吸附数量、孢子萌发率和芽管伸长速度均无显著差异;对2种昆虫毒力差异显著的2个菌株Bb104和Bb120在2种昆虫体表单位面积的孢子吸附数量和孢子萌发率无显著差异,但在2种昆虫体表的芽管伸长速度差异显著（P<0.05）。因此,从本研究结果来看,球孢白僵菌对不同昆虫的致病力强弱与昆虫体表单位面积的孢子吸附数量和孢子萌发率无关,与球孢白僵菌在昆虫体表的芽管伸长速度有关。芽管伸长速度可以作为球孢白僵菌菌株对寄主昆虫致病力强弱的形态学依据。     

UV-B辐射增强对链格孢菌(Alternaria alternata)生长、生理及致病力的影响

研究UV-B辐射增强对灯盏花(Erigeron breviscapus)叶斑病致病菌—链格孢菌(Alternaria alternata)的生长、生理及其致病力的影响,并探讨链格孢菌对UV-B辐射的响应机制。结果表明,UV-B辐射增强可延缓链格孢菌的生长,导致菌丝生长率、产孢量、纤维素酶活性及可溶性蛋白含量均显著降低(p0.05),链格孢菌的致病力显著下降(p0.05)。同一UV-B辐射强度下,20～60min的辐射处理对链格孢菌的生长、生理及致病力的影响没有显著性差异(p0.05)。链格孢菌表现出形态学和生理生化方面的UV-B适应机制,来减轻UV-B辐射的损伤。经UV-B辐射处理后的病菌积累较多黑色素,菌落颜色加深,菌丝分布更加致密,菌丝干重显著增加(p0.05);并且,链格孢菌的过氧化氢酶(CAT)活性显著升高(p0.05)。     

山东省小麦赤霉病菌种群组成及其致病力分化

由禾谷镰孢菌群Fusarium graminearum clade引起的赤霉病是小麦的重要病害。为明确山东省小麦赤霉病菌的种群组成及其致病力,于2011年和2012年从山东省15地市分离了95株小麦赤霉病菌,在形态和分子生物学鉴定种的基础上,采用鉴定B型毒素化学型的特异性引物进行毒素化学型分析。在95个菌株中,93株分离物为禾谷镰孢菌F.graminearum,2株为燕麦镰孢菌F.avenaceum。94株分离物为脱氧雪腐镰孢菌烯醇(deoxynivalenol,DON)化学型,1株为雪腐镰孢菌烯醇(nivalenol,NIV)化学型。在94株DON毒素化学型菌株中,90株为15-乙酰脱氧雪腐镰孢菌烯醇(15-acetyldeoxynivalenol,15-AcDON)化学型,4株为3-乙酰脱氧雪腐镰孢菌烯醇(3-acetyldeoxynivalenol,3-AcDON)化学型。在小麦扬花期,采用单花滴注接种法对29个菌株进行了致病力测定,供试菌株的致病力分化明显。表明在山东省冬小麦产区,产15-AcDON毒素的F.gra-minearum是小麦赤霉病菌的优势种群。     

环境因子对球孢白僵菌侵染桔小实蝇致病力的影响

本文测定了温湿度、紫外线及常见杀虫剂等环境因子对球孢白僵菌B6菌株侵染桔小实蝇致病力的影响。结果表明,在19℃~31℃的温度范围内,B6菌株对桔小实蝇成虫、蛹与老熟幼虫均有致病力。在19℃~25℃条件下,桔小实蝇上述三种虫态的死亡率均随着温度的升高而增加,但在28℃和31℃温度条件下,桔小实蝇的死亡率则随着温度升高而降低。在1.8×108孢子/ml浓度条件下,成虫在25℃温度条件下的致死中时LT50为6.6d,在31℃的LT50为30.2d。在不同温度条件下,B6菌株对桔小实蝇成虫的致死中时差异较大。湿度越大,球孢白僵菌致病力越强,桔小实蝇的死亡速率越快。球孢白僵菌孢子萌发率随着紫外线照射时间增加而逐步降低。测定了7种常见的杀虫剂对球孢白僵菌菌落的生长影响,其中25%高效氯氟氰菊酯、2.0%阿维菌素、40%辛硫磷和10%除尽对菌落生长有促进作用。     

Characterization of Fusarium asiaticum and F. graminearum isolates from gramineous weeds in the proximity of rice fields in Korea

Fusarium graminearum species complexes (FGSCs), such as Fusarium asiaticum and F. graminearum, are important pathogens that cause Fusarium head blight (FHB) in several cereal crops worldwide. In this study, we collected 342 gramineous weed samples in the proximity of rice fields from May to June 2018 in Korea. Among the 500 Fusarium isolates from the weed samples, 13 species of Fusarium were identified, and F. asiaticum (41.2%), F. avenaceum (18.0%), F. acuminatum (16.4%) and F. graminearum (14.8%) were the most frequently isolated. The trichothecene genotype analysis showed that 206 F. asiaticum strains consisted of the nivalenol (NIV) genotype (n = 195, 94.7%) and 3-acetyldeoxynivalenol (3ADON) genotype (n = 11, 5.3%), whereas 74 F. graminearum strains consisted of the 15-acetyldeoxynivalenol (15ADON) genotype (n = 58, 78.4%) and 3ADON genotype (n = 16, 21.6%). Geographical differences were observed in the FGSC and trichothecene genotype compositions, which appeared host-dependent between the southern provinces and mid-eastern provinces. The aggressiveness assessment of FHB showed that the 3ADON chemotype was most aggressive followed by the 15ADON and NIV chemotypes in wheat, while the NIV chemotype was most aggressive followed by the 3ADON and 15ADON chemotypes in rice. The F. asiaticum strains grew slowly and produced fewer conidia and perithecia than the F. graminearum strains, regardless of their chemotypes. The results of this study suggest that F. asiaticum with the NIV chemotype has a host preference for rice, and FHB-causing pathogens can be harboured in gramineous weeds, which play a role in the dispersal of FHB pathogens to rice and other cereal crops.     

FAC1基因对禾谷镰刀菌的菌丝膨大处细胞核分裂的影响

 与大多数丝状真菌一样,禾谷镰刀菌中也存在依赖cAMP信号调节的蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)信号通路-cAMP-PKA信号通路。前期研究发现,该信号通路在脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol, DON)的合成中扮演着重要角色。FAC1作为cAMP-PKA信号通路上游基因,它的缺失可导致DON无法合成。本研究发现,FAC1的缺失可严重影响DON合成相关基因TRI1在转录水平和翻译水平上的表达。显微观察发现,Tri1定位在细胞核周围,并且与野生型菌株PH-1相比,fac1突变体在产毒培养基内菌丝膨大结构的形成增多。此外,与未膨大菌丝相比,野生型菌株PH-1菌丝膨大结构处细胞核分裂明显增多,该位点多于4个细胞核的比例达到65.4%,而fac1突变体中菌丝膨大结构处核分裂数仅为0~3个,其中0~2个的占90.7%。研究结果表明,在产毒培养基中特有形成的菌丝膨大结构与DON合成之间并没有必然联系, DON毒素的合成应与菌丝膨大结构处细胞核分裂密切相关。     

Trichothecenes and aggressiveness of Fusarium graminearum causing seedling blight and root rot in cereals

Greenhouse trials conducted in 2003 and 2004 investigated the impact of trichothecenes on the severity of seedling blight and root rot in common wheat ( Triticum aestivum ), durum wheat ( Triticum turgidum var. durum ), barley ( Hordeum vulgare ) and triticale (× Triticosecale 6x ) using two trichothecene-producing and two trichothecene-nonproducing Fusarium graminearum strains. In 2003 seedling emergence and survival following soil infestation of the trichothecene-producing strain (Gz3639) were significantly reduced compared with the trichothecene-nonproducing strain (GzT40), while root-rot incidence and severity were increased significantly. In 2004, two trichothecene-producing strains (Gz3639 and GzT106) reduced seedling emergence and survival ( P  ≤ 0·01) in eight of 10 crops/cultivars based on single-degree-of-freedom contrasts. However, when results from all strains were combined no significant differences were observed between two trichothecene-producing and two trichothecene-nonproducing F. graminearum strains. Inoculation with GzT106, a trichothecene-producing 'add-back' strain, resulted in more severe root rot symptoms in eight of 10 cultivars ( P  ≤ 0·01–0·05) and lower seedling emergence and survival in seven of 10 cultivars ( P  ≤ 0·01–0·10), compared with the wild-type parental strain Gz3639. The presence of trichothecenes may play an important role in the aggressiveness of F. graminearum .     

应用PCR技术检测玉米中的禾谷镰刀菌

本实验通过用PCR方法来实现对禾谷镰刀菌的快速检测,经对霉变玉米样品、玉米茎腐病组织及玉米穗腐病标本的检测,证明该方法是一种高效、灵敏的方法,具有重要的实际应用价值.     

小麦赤霉病菌对多菌灵的抗药性研究

测定了1976 年从江苏南京采集的54 株小麦赤霉病菌菌株对多菌灵的敏感性,EC50值在0. 2617～ 0. 6544 μg. mL - 1 之间, 1983 年在同一地点采集的76 株, EC50 值相应为0. 2517～ 0. 7050 μg. mL- 1 , 而1998 年从浙江、湖北、上海、福建、安徽、江苏各地采集的104 株菌株EC50值为0. 2478～ 6. 4574 Lg. mL- 1 , 表明湖北、上海、浙江等地田间已检测到小麦赤霉病菌抗多菌灵菌株。紫外光诱导分生孢子也获得了该病菌抗多菌灵突变株, 其EC50 值为14. 1993 Lg. mL - 1 。抗药性突变体JPR 与敏感亲本菌株JPS 相比, 在菌丝生长、产孢量方面无明显差异, 但JPR 孢子萌发率为57. 1% , 而JPS 为100% , 而且50% 孢子萌发的时间较野生亲本菌株滞后12 h。JPR 产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON 毒素) 3. 90 μg mL - 1 , 而JPS 产生的DON 毒素为9. 28μg. mL - 1 。     

陕西省小麦赤霉病菌对多菌灵敏感性研究

 The mycelium growth rate method was used to test the sensitivity to carbendazim (MBC) at distinctive concentrations in 136 isolates of Fusarium graminearum from 19 counties of 6 districts in Shaanxi Province in 2008. The distinctive MBC concentration was 4 mg / L for testing of resistance and sensitivity. The results showed that average 50% effective concentration (EC50 ) of 136 tested sensitive isolates were (0. 908 6 ± 0. 062 3) mg / L. All the isolates were sensitive to MBC. The fungicide of MBC could be continually applied wheat production in Shaanxi.     

陕西省小麦禾谷镰刀菌的遗传多样性研究

为了明确陕西省小麦禾谷镰刀菌混合群(Fusarium graminearum species complex)的遗传多样性,利用4对E coRⅠ和M seⅠ引物对来自陕西省19个区县的162株小麦禾谷镰刀菌菌株进行了AFLP扩增。结果表明,4对引物均能扩增出数量不等的多态性条带,最少的6条,最多的20条,大部分扩增片段在100～750bp之间。利用NTSYS-2.1软件聚类分析表明,不同地区禾谷镰刀菌可分为两大类群,即类群A和类群B。这两大类群的分化和地理来源有明确相关性,类群A主要分布在关中地区,类群B主要分布在陕南地区。初步判断可能与两个地区生态环境和小麦主栽品种差异有关。各类群内的菌系与地理位置间的关系较为复杂,一些菌系与地理来源存在明确关系,而个别菌系与地理来源间的关系尚不能完全明确。还需进一步研究以明确各菌株与地理来源之间的关系。     

苯并噻唑衍生物亚磷酸盐对禾谷镰刀菌的作用机理初探

为了寻找具有更高杀菌活性的化合物,将苯并噻唑衍生物与亚磷酸反应,得到了4个苯并噻唑衍生物的亚磷酸盐,其结构均经IR、NMR及元素分析确证。采用菌丝生长速率法测定了4个亚磷酸盐对禾谷镰刀菌Fusarium graminearum的离体抑菌作用,观察了药剂对菌丝形态的影响,并初步研究了其作用机制。结果表明,4个亚磷酸盐对禾谷镰刀菌均有较好的抑制效果,其抑制中浓度(EC50)在15.236.1μg/mL之间。以100μg/mL的2-氨基-6-甲氧基苯并噻唑亚磷酸盐(D)处理3d后,菌丝表现畸形、膨肿,8d后出现干瘪、塌陷,外壁模糊、粗糙;分别以300μg/mL的4个亚磷酸盐处理后12h内,菌体内还原糖含量明显降低,几丁质酶活性显著升高,可溶性蛋白和N-乙酰葡萄糖胺含量短期内略有上升随后下降。     

北京市及河北省小麦赤霉病菌群体遗传结构及生物学特性

本文分析了北京市与河北省小麦赤霉病菌群体遗传结构以及基础生物学特性。结果表明所有菌株均为禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum),属于一个大的单一群体,群体内具有较高的遗传多样性。毒素化学型测定表明,北京与河北地区小麦真菌毒素污染的主要风险为DON与15ADON毒素。表型测定显示,与F.asiaticum群体相比,F.graminearum具有较高的产孢能力,而生长速率和产毒能力较低。该群体对主要杀菌剂多菌灵、戊唑醇和氰烯菌酯均无抗药性。