甘蔗褐锈病菌单管巢式PCR检测体系的建立

由黑顶柄锈菌（Puccinia melanocephala Sydow）引起的甘蔗褐锈病是甘蔗生产中较为严重的叶部病害之一。建立该病原菌的高效检测与特异性鉴定技术体系,对于该病害的监测、预警以及及时采取必要的防治措施均具有重要的意义。为此,本文基于甘蔗褐锈病菌ITS序列保守区域位点设计了该病原菌的单管巢式PCR引物对,对外内引物退火温度、外内引物浓度比两个方面进行筛选与优化,并对所建立的单管巢式PCR检测体系的特异性和灵敏度进行了分析。结果表明,所设计的甘蔗褐锈病菌单管巢式PCR外引物PmF1/R1、内引物PmF2/R2的退火温度分别为63℃与52℃,以及外引物PmF1/R1与内引物PmF2/R2最佳终浓度比例为0.5 pmol/L∶0.5μmol/L时,单管巢氏PCR检测体系较佳。所建立的甘蔗褐锈病菌单管巢式PCR检测体系仅从含有甘蔗褐锈病菌DNA模板中检测出预期大小的特异性条带,而从含甘蔗黄锈病菌、咖啡驼孢锈菌、鸡蛋花鞘锈菌、葡萄层锈病菌、甘蔗黑穗病菌、橡胶炭疽病菌、咖啡褐斑病菌、稻瘟病菌、剑麻茎腐病菌的DNA中并未扩增出任何条带。通过模板梯度稀释法证实,所建立的单管巢氏PCR检测...     

基于PCR和巢式PCR技术的甘蔗黑穗病早期检测

为了探索甘蔗黑穗病早期检测的可能性,应用本实验室已建立的甘蔗黑穗病菌PCR和巢式PCR检测技术,对经人工接种甘蔗黑穗病菌冬孢子的植蔗叶片进行检测,并调查采样植株的黑穗病实际发生情况。结果表明,黑穗病实际发生率80％（16/20）,PCR检测阳性率35％（7/20）,巢式PCR检测阳性率70％（14/20）,PCR和巢式PCR检测为阳性的样品,其植株黑穗病发生率几乎为100％。这一结果表明了甘蔗黑穗病菌PCR和巢式PCR可用于甘蔗黑穗病早期检测,但巢式PCR检测结果与黑穗病的实际发生情况比较吻合,更适合于甘     

嵌套式PCR超灵敏检测马铃薯环腐病菌

马铃薯种薯中存在环腐病菌潜伏侵染,这种潜伏侵染逐代累积、逐渐表现症状,这是马铃薯环腐病无法根除的根本原因。本研究应用国外成功报道的根据存在于pCS1质粒和环腐菌染色体中一个1.3 kb的插入因子IS1121、高度重复的DNA片段设计的环腐病菌亚种特异性引物序列合成出引物对CMSIF1-CMSIR1和引物对CMSIF2-CMSIR2。以环腐标准菌株、黑龙江省环腐菌株以及马铃薯上其它主要的细菌病原菌(青枯病、软腐病、黑胫病)为试验材料进行直接PCR和嵌套式PCR扩增,结果只有环腐标准菌株和黑龙江省环腐菌株出现特异性片段(直接PCR扩增出1046 bp的片段,嵌套式PCR扩增出864 bp的片段)。将环腐菌纯菌种菌悬液稀释成浓度梯度并与马铃薯组织液混合进行直接PCR和嵌套式PCR检测灵敏度比较,结果表明嵌套式PCR检测灵敏度比直接PCR检测灵敏度提高了100￣1000倍。以明显感病症状的块茎、无明显感病症状的块茎和健康块茎为试验材料进行直接PCR和嵌套式PCR,结果除明显感病症状块茎外,所有无明显感病症状的块茎也均被检测出带有环腐病菌。     

马铃薯晚疫病种薯带菌的分子检测

从马铃薯块茎上分离纯化得到晚疫病菌、银腐病菌、癌肿病菌、红腐病菌、黑点病菌和镰刀菌等并提取它们的全基因组DNA,用引物08-3和08-4对这些真菌的DNA进行PCR扩增,以检验该引物扩增晚疫病菌DNA的特异性。取马铃薯种薯的芽眼、芽及其他不同部位并用NaOH法提取晚疫病菌DNA,再用引物08-3和08-4进行特异性扩增以检验种薯是否带晚疫病菌。结果表明:(1)引物08-3和08-4有很强的特异性,只能扩增出大小为257bp的马铃薯晚疫病菌DNA片段;(2)用该引物能扩增出种薯芽眼组织中大小为257bp的晚疫病菌DNA,说明通过PCR特异扩增,能直接检测出马铃薯种薯中潜伏的晚疫病菌。(3)本次检测的本地感病品种米拉有10%的种薯带晚疫病菌。该研究为种薯传播晚疫病菌的分子检测提供了依据和方法。     

甘蔗赤腐病菌变异及甘蔗抗病性研究进展

由镰孢炭疽菌(Colletotrichum falcatum Went)引起的甘蔗赤腐病是导致甘蔗严重损失的重要真菌病害之一,通常被称为甘蔗的"癌症",造成云南临沧、孟连、石屏多片蔗区甘蔗成片死亡,已由次要病害上升为主要病害。由于该病原菌频繁变异导致防控困难,目前对该病害药剂防控效果不理想,仍无有效、彻底的根治措施,甘蔗赤腐病菌变异研究及甘蔗抗病研究是实现病害持久可持续控制的必由之路,本文结合国内外最新研究,重点从甘蔗赤腐病菌形态变异、致病性变异、分子变异分析了甘蔗赤腐病菌遗传变异,论述了甘蔗赤腐病快速分子检测技术及甘蔗品种抗病性、诱导抗病性等分子研究进展;并就深入开展甘蔗赤腐病防控、群体遗传结构和抗性基因挖掘研究进行展望,以期为我国甘蔗赤腐病的研究和防控提供理论依据。     

甘蔗赤腐病菌生物学特性研究

对采集的甘蔗赤腐病典型病叶进行了病原菌的分离与鉴定,进而对该病菌进行了致病性及基础生物学特性测试.结果表明:甘蔗赤腐病由Colletotrichum falcatum引起;生物学特性结果表明,该菌在燕麦片和Richards培养基生长最好;菌丝体生长最适温度为25 ～30℃;适宜pH 6～8;而光照条件对病原菌的生长影响并不明显:该菌分生孢子的致死温度为60℃,10 min.本研究为甘蔗赤腐病的合理预测和科学防治提供了理论依据.     

水稻细菌性谷枯病菌的实时荧光PCR检测技术研究

 水稻细菌性谷枯病菌Burkholderia glumae于2007年被列为我国进境植物检疫性有害生物,国内急需建立针对该菌切实可行的检测技术, 以有效控制它在我国的传播。采用实时荧光PCR（real time fluorescence PCR）和经典PCR技术进行水稻细菌性谷枯病菌检测。研究结果表明,供试所有谷枯病菌都能产生139 bp左右的特异性片段,非谷枯菌株均无特异性片段产生。两种检测方法的灵敏度比较发现,常规PCR技术在病菌浓度为104CFU/mL时即可检测到,实时荧光PCR技术在病菌浓度为102CFU/mL时即可检测到,后者比前者的灵敏度高100倍。将模拟带菌种子与灭菌种子按1∶100混合,实时荧光PCR技术可以检测到该菌的存在。     

应用PCR技术快速检测马铃薯环腐病菌

根据马铃薯环腐病菌16SrDNA基因片段核苷酸序列设计引物(引物1∶5-′TGTACTCGGCCAT-GACGTTGG-3′和引物2∶5-′TACTGGGTCATGTTGGT-3)′,进行马铃薯环腐病菌PCR特异性扩增试验。合成的引物能从马铃薯环腐病菌总基因组DNA和细菌纯培养,以及人工接种和自然发病的马铃薯块茎中特异性扩增环腐病菌16SrDNA基因片段1046bp。该试验结果为马铃薯环腐病的鉴定、检测及病害流行学研究提供了新的技术和方法。     

11种杀菌剂对甘蔗赤腐病菌的毒力测定

由镰孢炭疽菌(Colletotrichum falcatum Went.)引起的甘蔗赤腐病是甘蔗上最具毁灭性的病害之一,在病害流行季节能导致严重的产量损失。为了解甘蔗赤腐病原对杀菌剂的敏感性,本研究测定了11种杀菌剂对该病原菌的毒力。结果表明,11种杀菌剂对甘蔗赤腐病菌的毒力存在明显差异。其中,戊唑醇、丙环唑、咪酰胺、苯醚甲环唑、多菌灵等5种药剂对甘蔗赤腐病菌菌丝体生长具有较好的抑制作用,EC50值介于0.227～0.818 μg/mL。其对应EC95值也都小于12 μg/mL,介于1.416～11.339 μg/mL。就敏感性而言,4株赤腐病菌菌株对多菌灵的b值在11种杀菌剂中均为最大。由此表明,甘蔗赤腐病菌对多菌灵的剂量反应变化比其它几种杀菌剂均要敏感。     

马铃薯环腐病菌Real-time Taqman-PCR检测体系的建立

本研究根据环腐病菌16S rRNA保守序列设计特异性引物及探针,建立了马铃薯环腐病菌实时定量荧光PCR检测体系。研究表明,该体系可以准确、稳定、定量的检测出样品中最低浓度为1fg·μL-1(即3.21×103copies·μL-)1的目的基因,检测极限可以达到几个拷贝。该检测体系可对马铃薯环腐病菌进行微量检测,对于保证马铃薯各级种薯、商品薯及其相关产品的质量,提高市场竞争力具有重要意义。     

马铃薯接骨木镰刀菌的分子检测

接骨木镰刀菌是马铃薯干腐病的主要致病菌,给黑龙江省马铃薯造成了一定的经济损失。采用马铃薯干腐病引物LDJ1对马铃薯干腐病、马铃薯晚疫病、马铃薯早疫病、马铃薯黑痣病的致病菌的ITS序列进行测定,只有马铃薯干腐病菌扩增出560 bp特异性片段。再分别对接骨木镰刀菌、燕麦镰刀菌和茄病镰孢变种的ITS序列进行BLAST比对分析,针对接骨木镰刀菌设计了特异引物L2,扩增特异性产物为278 bp,该引物所建立的PCR检测体系可检测DNA含量在50 pg/μL以上的目的基因。     

进口大豆中菜豆晕疫病菌巢式PCR检测方法的建立

为实现对进口大豆样品中菜豆晕疫病菌的快速检测,本研究根据菜豆晕疫病菌的argK特异性序列设计引物52B/8F和24B/24F,建立了巢式PCR检测方法,并进行特异性和灵敏度验证。试验结果表明,利用此检测方法对多种参试菌株进行检测时,只有菜豆晕疫病菌呈阳性反应,而其他病菌不产生扩增反应;巢式PCR检测方法对菜豆晕疫病菌基因组DNA和菌悬液检测时,其灵敏度分别达到0.916×10-4ng/μL和2.4×103CFU/m L,比常规PCR灵敏度高1 000倍。在对100份进口大豆样品检测时,3份样品扩增到了特异性条带,测序分析结果证明3份大豆样品中携带的病菌确实为菜豆晕疫病菌。本研究所建立的巢式PCR检测方法具有特异性强、灵敏度高、检测时间短并且检测准确率高等特点,可用于口岸菜豆晕疫病菌的检测。     

甘蔗几丁质酶基因ScChiⅦ1的克隆与表达分析

以甘蔗(Saccharum spp.hybrid)抗黑穗病基因型崖城05-179为材料,采用同源克隆法获得了1个几丁质酶基因全长cDNA序列(GenBank登录号为KF279661),命名为ScChiⅦ1,序列长907 bp,编码299个氨基酸,属于糖苷水解酶第19家族,预测为胞外分泌蛋白且兼具溶菌酶活性。聚类分析显示,该基因与其他植物ClassⅦ几丁质酶基因聚为一类。基因组序列(GenBank登录号为KF279662)分析显示,该基因含有2个长度分别为615 bp和86 bp的内含子。实时荧光定量分析结果表明,甘蔗黑穗病菌胁迫下,ScChiⅦ1在抗病(崖城05-179)和感病基因型(柳城03-182)中差异表达,推测ScChiⅦ1可能参与黑穗病菌胁迫的防御反应。组织特异性表达分析结果显示,ScChiⅦ1在甘蔗叶、芽、皮、肉、根中均有表达,但在芽中表达量最高,推测与该病原从蔗芽侵入有关。研究结果为进一步研究甘蔗几丁质酶基因功能及甘蔗与黑穗病菌互作机制提供了有益的信息。     

甘蔗赤腐病菌对碳、氮源的利用及其室内毒力测定

选择来自海南岛不同蔗区的4个甘蔗赤腐病菌的有效单孢菌株用于毒力测定,并对其代表菌株的碳、氮利用特性进行了研究。结果表明,综合赤腐病菌生长速度及其长势2个指标而言,其最适碳源是D-木糖,氮源则是硝酸钠。此外,毒力测定结果表明,6种常用药剂对4株赤腐病菌的生长有不同程度的影响。其中,多菌灵、正品甲津托、福美双和丙环唑对甘蔗赤腐病菌毒力较强,相比之下,百菌清和代森锰锌两种药剂效果较差。     

甘蔗褐锈病菌巢式PCR分子检测方法的建立

为建立甘蔗褐锈病菌巢式PCR分子检测方法,本研究利用真菌DNA内源转录间隔区通用引物ITS1/ITS4扩增甘蔗黑顶柄锈菌DNA,并对其扩增产物进行克隆测序,获得序列于NCBI网站进行比对分析,并于该序列多态性丰富区域设计了2对引物PM2F/R、PM3F/R。通过对同寄主不同病原菌、以及不同属的锈菌DNA进行PCR检测以验证引物的特异性。结果表明,在优化的单一PCR反应体系与程序条件下,2对引物均仅能从甘蔗黑顶柄锈菌中扩增出约474 bp和363 bp的特异条带,而从其它真菌DNA中均扩增不出任何条带。进一步将引物PM2F/R作为第一轮扩增引物、PM3F/R作为第二轮扩增引物进行巢式PCR扩增后,其检测灵敏度在DNA水平上可达0.001 ng/μL,较常规PCR提高100倍。由此表明,依据本研究所设计的2对引物而建立的快速、灵敏、准确的甘蔗黑顶柄锈菌的检测技术,对病原菌的早期诊断、快速检测及病害流行学研究具有重要意义。     

转基因甘蔗BtG-2的T-DNA侧翼序列分析及其转化事件特异性检测

转基因甘蔗BtG-2是利用农杆菌介导法把Cry1Ac-2A-gna融合抗虫基因导入‘新台糖22号’的转基因甘蔗株系,具有良好的抗虫特性和农艺性状。为了明确转基因甘蔗BtG-2的分子特征及其检测方法,推进其生物安全性评价工作,以BtG-2的T2代为研究材料,利用Southern杂交检测外源基因在转基因甘蔗基因组内的拷贝数;利用染色体步移技术分离外源基因在甘蔗基因组中插入位点的侧翼序列,并建立了该转化体高效灵敏的特异性PCR检测方法。结果表明：Southern杂交检测证明外源T-DNA以单拷贝方式插入BtG-2株系;经过3次的热不对称巢式PCR扩增,获得外源基因T-DNA左边侧翼序列984 bp和右边侧翼序列705 bp;以这2个序列和相应的T-DNA的左右端序列分别设计3对检测引物对,建立了BtG-2株系的转化事件特异性PCR检测方法,扩增效率最高的引物对LS011/LA451和RS160/RA588分别扩增到440 bp和428 bp的特异片段。其中T-DNA左侧设计的LS011/LA451检测引物对扩增的灵敏度高、特异性强,能够在甘蔗BtG-2基因组DNA相对含量为0.1%的模板中检测出转基因目的成分,相当于9个单倍体基因组拷贝数。本研究完成了转基因株系BtG-2的分子特征及其转化事件特异性检测,为该转基因甘蔗及其衍生产品的检测和身份识别提供技术依据。     

巢式PCR检测琯溪蜜柚黑斑病病原菌

利用特异性引物从琯溪蜜柚黑斑病菌基因组DNA中扩增出一条分子量为487 bp的特异性条带,准确地与疮痂病、炭疽病和黄斑病菌等蜜柚常发性真菌病害区分开.采用巢式PCR对该引物的检测灵敏度进行测定,结果显示,对于黑斑病菌基因组DNA,巢式PCR的检测灵敏度为100 fg/μL,灵敏度比常规PCR至少提高100倍;对于发病组织,巢式PCR可从病斑组织含量为100 μg的DNA样品中检测到黑斑病菌.采用巢式PCR检测技术,可从蜜柚的黑斑病显症组织和未显症组织特异性地检测到病原菌,且检出率分别为96.67％和90％.     

甘蔗与黑穗病菌互作的叶片差异蛋白分析

以高抗和高感黑穗病(Ustilago scitaminea Syd)的甘蔗(Saccharum complex)品种NCo376和Ya71-374为供试材料,在接种甘蔗黑穗病菌后分离叶片全蛋白,采用双向电泳技术,分析甘蔗黑穗病菌侵染后甘蔗叶片蛋白质表达谱的变化.研究结果表明,病菌侵染后,品种间、同一品种接种与对照间的叶片蛋白质表达谱均存在明显差异,部分表达上调,有些表达下调.对抗感病品种接种组中2个上调表达的蛋白质点的质谱进行进一步分析,其中一个是NBS类型的抗性蛋白,另一个是rieske Fe-S precursor protein,推测它们可能在甘蔗对黑穗病菌侵染的应答中起不同的重要作用.     

甘蔗褐条病与梢腐病病原菌快速大量产孢的培养方法

甘蔗褐条病和梢腐病是为害甘蔗叶部的灾害性真菌病害。为了改善马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基存在病菌生长速度缓慢、产孢时间长、产孢数量少等问题,对甘蔗褐条病与梢腐病病原菌快速大量产孢的培养方法进行了研究。结果表明甘蔗褐条病菌接种于褐条病菌产孢培养基后,经去除菌丝处理后暗培养7 d可产生大量褐条病菌分生孢子;甘蔗梢腐病接种于梢腐病菌产孢培养基后,振荡培养3 d可产生大量分生孢子。本方法培养基原料简单易得,成本低廉,步骤简单,操作方便,污染率低,与PDA培养基传统培养方法相比,培养周期显著缩短,每个视野分生孢子增加6倍以上,充分满足了甘蔗褐条病和梢腐病深入研究与防控的需求,为甘蔗褐条病和梢腐病病菌变异动态、致病力差异、筛选抗病品种及绿色高效杀菌剂等应用研究提供了基础条件及技术支撑。     

柑橘溃疡病菌LAMP实时浊度检测方法的建立及应用

以柑橘溃疡病菌特异性高的假定蛋白基因（登录号：AE008923.1）为靶标，设计并筛选4条引物来特异性识别靶标序列中的6个独立区域，建立柑橘溃疡病菌LAMP实时浊度检测方法。该方法利用实时浊度仪检测反应过程中产生的焦磷酸镁白色沉淀，实现对LAMP整个反应过程的实时监控。从镁离子浓度、甜菜碱浓度、dNTPs浓度、引物浓度和反应温度5个变量参数对 LAMP检测体系进行优化，并对方法的特异性、灵敏度、稳定性及实际样品检测效果进行评价。结果显示，该体系经优化后稳定性良好，可在66 ℃ 恒温条件下，60 min内完成检测；DNA检测下限可达0.02 ng/μL，灵敏度与荧光定量PCR方法相同，比常规PCR方法高1个数量级；能快速、准确地对田间疑似样品进行检测，与荧光定量PCR方法的检出情况一致，没有漏检。结果说明柑橘溃疡病菌实时浊度LAMP检测方法操作简便、所需时间短，特异性与灵敏度高，为柑橘溃疡病菌的快速筛查提供较好的途径。