苎麻疫霉抗甲霜灵突变株的生物学特性研究

 甲霜灵对疫霉菌生物学性状的影响较为复杂,从田间或室内诱变获得的抗甲霜灵(Mt^r)突变株,除抗药性性状发生变异外,其它生物学性状(如致病力、产孢能力、孢子萌发、培养性状等)亦可能发生变异^[1]。但亦有报道指出,疫霉菌的Mt^r与Mt^s菌株的生长速率、孢子囊形成、孢子萌发等性状基本相似^[2]。     

棉铃疫病菌(Phytophthora boeh meriae)对甲霜灵的抗性遗传研究

 本文在实验室条件下,经药物直接诱变,筛选获得棉铃疫病菌(Phytophthora boehmeriae Sawada)抗甲霜灵突变株,研究了其抗药性性状的遗传。结果表明,棉铃疫病菌易对甲霜灵产生抗性,抗性菌株对甲霜灵的抗性水平可高达其敏感亲本的5161.3倍以上;部分抗性菌株的抗药性性状在无性及有性单孢后代均可稳定遗传,另有部分抗性菌株的抗性性状在无性单孢后代出现分离甚至完全丧失。初步认为,供试棉铃疫病菌对甲霜灵的抗性遗传可能与细胞质遗传因子有关     

辣椒疫霉产毒缺陷与抗药性突变体筛选及其遗传特性

采用MNNG诱变与自交（S1－S3）纯合的方法,从辣椒疫霉的游动孢子群体中,筛选出1株带有抗霜脲氰标记的产毒缺陷突变体、2株抗甲霜灵的产毒突变体。产毒缺陷菌体和产毒菌株均对茄门甜椒致病,但产毒缺陷菌株的致病力降低一半,证明辣椒疫霉的致病显症过程与毒素作用有关,病菌毒素是重要的致病因子。此外,突变菌株的抗药性和产毒缺陷表型在无性游动孢子后代和有性孵孢子后代群体中均可稳定遗传。在姐妹配对F2代卵孢子群体中,辣椒疫霉毒素产生和对甲霜灵的抗性为不完全显性基因所控制,而对霜脲氰的抗性为完全显性基因所控制。     

苎麻疫霉抗甲霜灵突变株对棉苗的致病力及其遗传

研究了苎麻疫霉抗甲霜灵(Mt^r)突变株对棉苗的致病力及其遗传,结果显示,抗性突变株对棉苗的致病力与其野生型亲本间无显著差异。而Mt^r突变株XC-6-2对棉苗的致病力在其无性第1代(ZG₁)单孢株间及其与亲本间均存在极显著差异,且XC-6-2对棉苗的致病力性状在单游动孢子第2代(ZG₂)持续发生分离;XC-6-2单卵孢第1代(OG₁)对棉苗的致病力间亦存在极显著差异。上述结果提示,抗甲霜灵突变株对棉苗的致病力在无性单孢和单卵孢子后代间均不能稳定遗传。对比研究发现,野生型亲本菌株XC-6对棉苗的致病力在单游动孢子和单卵孢后代有相似的遗传规律,且单游动孢子群体对棉苗致病力的变异系数较其单卵孢株间的变异系数大。     

稻瘟病菌不同小种菌株间无性重组的研究

 将分别携带抗稻瘟灵对多菌灵敏感(MBC^sIPT^r)标记与携带抗多菌灵对稻瘟灵敏感(MBC^rIPT^s)标记的稻瘟病菌营养体亲和的不同小种菌株在白米玫瑰红培养基上,25℃、黑暗中对峙培养18d,配对菌株菌落交界处出现肉眼可见的菌丝融合带。4个小种间营养体可亲和菌株配对组合是:PO21-MBC^r-27(ZA₄₉)×PO3-IPT^r-54(ZF₁)、PO21-MBC^r-27(ZA₄₉)×PO2-IPT^r-51(ZF₁)、PO21-MBC^r-27(ZA₄₉)×PO33-IPT^r-69(ZD₁)和PO21-MBC^r-41(ZA₄₉)×PO3-IPT^r-54(ZF₁)。分别切取各配对组合产生的菌丝融合带,分别建立单菌丝片段群体,测定其对稻瘟灵、多菌灵的抗药性。结果是,从4个配对组合的单菌丝片段后代中,均检测到分别携带MBC^sIPT^r、MBC^rIPT^s标记和同时携带双亲抗性标记(MBC^rIPT^r)3种个体,其中MBC^rIPT^r个体的检出率为1.0%~3.6%。无性重组体的MBC^r和IPT^r性状在其菌丝块移植继代培养和单菌丝片段株后代发生分离。以配对组合PO21-MBC^r-27×PO3-IPT^r-54产生的菌丝融合带建立单孢无性系,从3178个单孢株中筛选到4株MBC^rIPT^r个体,其MBC^rIPT^r性状在单孢后代和单芽管分离株后代均能稳定遗传。结果表明,营养体亲和的稻瘟病菌不同小种菌株之间可通过菌丝融合产生无性重组体,同时提示无性重组体内可能发生了准性生殖。     

疫霉菌对霜脲氰抗性遗传及对霜脲氰和甲霜灵的交互抗性

就疫霉菌对霜脲氰抗性的产生和遗传，以及疫霉菌对霜脲氰和甲霜灵的交互抗性进行了研究。结果表明，苎麻疫霉容易对霜脲氰产生抗药性突变，但抗性在连续３代单游动孢子分离过程中逐渐丧失。大雄疫霉对霜脲氰不易产生抗性突变，恶疫霉、大雄疫霉和苎麻疫霉对甲霜灵和霜脲氰不存在交互抗性     

致病疫霉抗药性、交配型和适合度

 在离体条件下,我国马铃薯和番茄上62株致病疫霉中对甲霜灵和恶霜灵抗性菌株占11.29%,平均抗性水平15022倍和24733倍,未发现抗霜脲氰菌株和抗烯酰吗啉菌株。在活体条件下,比利时马铃薯上66株致病疫霉中对甲霜灵和恶霜灵抗性菌株占27.3%,河北省围场、崇礼马铃薯上217株中对甲霜灵和恶霜灵抗性菌株分别占29.0%和32.7%,河北省徐水番茄上88株中仅发现1株抗甲霜灵和恶霜灵。比利时马铃薯上的66株中4株为A2交配型,占6.1%,1株交配型为A1A2,抗甲霜灵。围场、崇礼马铃薯上的73株中6株为A2交配型,占8.2%,6株A2交配型中3株抗甲霜灵和恶霜灵。徐水番茄上的4 4株中3株A2交配型占6.8%。致病疫霉对甲霜灵和恶霜灵具有交互抗性,而2药与霜脲氰或烯酰吗啉之间无交互抗性关系。由于抗性菌株的产孢能力明显较高,田间抗甲霜灵和恶霜灵菌株明显比中间型菌株和敏感菌株的适合度高。     

苎麻疫霉对棉苗致病力的遗传与变异研究

 以分离自江苏省棉铃疫病病组织的苎麻疫霉(Phytophthora boehmeriae Sawada)野生型菌株JS-5为亲本,采用菌丝块创伤接种法测定了苎麻疫霉对棉苗致病力在游动孢子无性系和卵孢子后代的遗传。结果表明,苎麻疫霉对棉苗的致病力在单游动孢子无性系连续两代稳定遗传,而在单卵孢第1代(OG₁)则发生连续性变异。从OG₁中选致病力强、弱2个单卵孢株为亲本,分别建立单卵孢第2代(OG₂)和单游动孢子无性系,并测定其对棉苗的致病力。结果为上述2个单卵孢株的游动孢子后代对棉苗的致病力均与其各自亲本相似,而在它们的单卵孢株群体(即OG₂)中对棉苗的致病力继续发生复杂的连续性变异。上述结果表明,苎麻疫霉对棉苗的致病力可能由细胞核杂合多基因控制。     

安徽省辣椒疫霉对甲霜灵的抗药性监测

为了明确安徽地区辣椒疫霉对甲霜灵的抗药性水平及抗性菌株的地理分布,2005-2006年从安徽省16个市、县采集辣椒疫病病株,经分离纯化鉴定,获得125株辣椒疫霉菌株,分别采用生长速率法和叶盘漂浮法测定其对甲霜灵的敏感性.结果表明,按照Parra & Ristaino(2001)标准,供试菌株中有79株对甲霜灵敏感,38株对甲霜灵敏感性处于中间状态,8株抗甲霜灵,即敏感菌株、中间菌株和抗性菌株分别占总体的63.2%、30.4%和6.4%.采自不同地区的菌株对甲霜灵的敏感性差异较大,其中以寿县的菌株最为敏感,EC50值最低为0.10μg/mL,平均为0.81±0.20μg/mL;而砀山、和县地区的菌株表现出一定的抗药性,平均EC50为8.32±0.19 μg/mL,最高达25.47μg/mL.抗性菌株的最高抗性倍数约为90倍.     

福建省致病疫霉交配型分布及对甲霜灵的抗药性

为明确福建省致病疫霉Phytophthora infestans(Mont.)de Bary交配型分布及对甲霜灵的抗性情况,对1999～2002年分离的致病疫霉进行了交配型和抗药性水平测定.发现福建省同时存在致病疫霉的A1、A2两种交配型菌株,被测定的89个菌株中,73个菌株为A1交配型,16个为A2交配型,分别占82.1%和17.9%;对甲霜灵抗药性测定表明,高抗、中抗和敏感菌株分别占36.0%、48.3%、15.7%,不同菌株对甲霜灵的敏感程度差异很大;离体测定对甲霜灵的敏感性表明,1.0μg/mL甲霜灵对敏感菌株的平均防治效果为68.7%,而500μg/mL浓度对高抗菌株的防治效果仅为69.7%,说明致病疫霉对甲霜灵产生高抗药性.     

掘氏疫霉卵孢子萌发研究

 掘氏疫霉(Phytophthora drechsleri)种内菌株直接交配产生的卵孢子分别用0.1% KMnO₄处理20分钟和0.3% H₂O₂处理2分钟在S+L培养基上(26℃)培养7天萌发率>70%。H₂O₂是本研究首次报道的一种刺激掘氏疫霉卵孢子萌发的处理剂,其效果略优于KMnO₄。用KMnO₄和H₂O₂处理均可有效地抑制卵孢子悬浮液中菌丝片段及菌丝膨大体的萌发生长。在一定时期内卵孢子萌发率随卵孢子保存时间的增加而增加,保存30天和45天的卵孢子分别用KMnO₄和H₂O₂处理萌发率最高。卵孢子保存期间有无光照对萌发率无显著影响,但卵孢子荫发时给予光照对萌发有明显的促进作用,保存30天的卵孢子在光照下萌发率为60-70%,在黑暗中仅0-16%。卵孢子萌发过程中的光照条件以黑光灯8小时,日光灯16小时交替连续照射7天效果最好,其次为黑光灯单独连续光照,以日光灯单独照射效果较差。所测定的6种培养基中以S+L培养基对卵孢子萌发的效果最好,其次为V₈+L和WA+L。蜗牛酶、纤维素酶、土壤浸出液和黄瓜果提取液对掘氏疫霉卵孢子萌发无明显刺激作用。     

恶疫霉有性杂交后代的生物学研究

 将2个带有不同抗药性标记的恶疫霉菌株配对,培养36 d后诱导其卵孢子萌发,从3760个单卵孢株中,获得50株带有双亲标记的杂交个体。对其中32株杂交个体的生长速率、有性和无性繁殖能力、卵孢子和游动孢子萌发率、致病力及对高温的耐受力等生物学性状进行测定。结果显示,测试的32株杂交个体在LBA培养基上均能较好地生长,有24株的杂交个体的生长速率介于2亲本之间;在LBA和SL培养基上,大多数杂交个体均能产生较大数量的卵孢子,有37%的杂交个体在SL培养基上产卵孢子能力显著大于双亲,仅有1个杂交个体不产生卵孢子;在人工培养条件下,大多数供试杂交个体可以产生较大数量的孢子囊,其中15株杂交个体产孢子囊能力处于双亲之间;被测的杂交个体产生的卵孢子或游动孢子均可以萌发形成有效的单孢株,有22株的杂交个体的卵孢子萌发率大于50%;被测的杂交个体接种在苹果上都有较强的致病力,有16株杂交个体的致病力显著大于双亲。表明在群体水平上恶疫霉有性杂交后代具有较强的生活能力,提示同宗配合恶疫霉不同菌株间的有性重组,对该种的群体遗传多样性可能具重要作用。     

大豆疫霉RNA结合蛋白PsM90的基因功能研究

 真核生物的基因表达能够在转录与转录后等水平受到调控,以适应不同时空环境中的生长与发育等生物学过程,其中PUF家族RNA结合蛋白是一类具有保守PUM-HD(Pumilio homology domain)功能域的转录后调节因子,通过与靶标mRNA特异性结合控制其稳定性及翻译。本研究利用CRISPR/CAS9介导的疫霉菌基因组编辑技术,对大豆疫霉的PUF家族基因PsM90进行敲除和功能研究。结果表明,PsM90敲除突变体的卵孢子产量减少至野生型的32%,卵孢子壁明显变薄,卵孢子中的细胞器未能正常分化;游动孢子对大豆黄化苗下胚轴的致病力有所下降。此外,PsM90的敲除不影响营养菌丝生长、孢子囊发育、游动孢子释放和休止孢萌发等生物学性状。上述结果揭示了PsM90是大豆疫霉有性发育等过程的重要相关基因,为深入揭示卵菌中卵孢子发育这一独特生物学过程的分子调控机制奠定了基础。     

掘氏疫霉卵孢子在田间越冬的研究

 掘氏疫霉Phytophthora drechsleri Tucker phy-5 A1型与phy-64A₂型配对培养,在VA培养基上产生的卵孢子数量最多。卵孢子在15cm深土壤中,经过1988-1989年冬季,存活率为82.95%。卵孢子连同VA培养基制成悬浮液,白天散光照射、夜间黑暗比全部黑暗萌发率高;加土壤浸渍液比加蒸馏水萌发率高。     

淡紫拟青霉M-1固体发酵工艺优化及基于自动化种曲机的中试生产

淡紫拟青霉Paecilomyces lilacinus在线虫生物防治上表现出巨大的潜力,但大规模生产技术的不成熟以及产品货架期短限制其工业化生产。为获得淡紫拟青霉M-1固体发酵的最佳条件,并建立其规模化生产工艺,本研究采用单因素和正交试验对淡紫拟青霉M-1固体发酵培养的组成、发酵条件以及烘干条件进行了优化,结果表明淡紫拟青霉M-1固体发酵最佳的培养基组成为麸皮：玉米粉为1：1、蔗糖添加量5%、尿素添加量0.1%、硫酸铵添加量0.1%、料水比1：0.67,固体发酵最佳的培养条件为培养温度28℃、培养时间为7 d、液体接种量为5%、固体接种量为0.5%,固体菌剂最适烘干条件为在35℃烘干24 h,在此条件下淡紫拟青霉M-1固体菌剂的有效活菌数为9.47×10⁹ CFU/g。在此基础上,基于自动化种曲机,建立淡紫拟青霉M-1规模化固体发酵工艺,并通过3个批次规模化生产进行验证,获得将近2 t淡紫拟青霉M-1固体菌剂产品,菌剂有效活菌数能达到15.6×10⁹ CFU/g,杂菌率极低（<0.01%）,水分含量为9.68%。由此说明,该工艺可用于淡紫拟青霉M-1工业化生产,且产品质量优异。     

Factors affecting the control of Pythium ultimum damping-off of sugar beet by Pythium oligandrum

Application of Pythium oligandrum to a soil-based compost as a mycelial suspension (5 × 10² CFU g⁻¹ of dry compost) and oospore alginate pellets (10⁵ oospores/g of dry compost) controlled pre- and postemergence damping-off of sugar beet caused by Pythium ultimum to a level similar to metalaxyl seed treatment. Oospore seed treatments and aqueous suspensions of oospores applied to compost failed to control disease. Problems in the use of P. oligandrum oospore inocula for the control of damping-off were highlighted. It was shown that treatment of oospores with cellulase (20 g L⁻¹) increased germination approximately three-fold in comparison to untreated spores. Untreated and cellulase pretreated oospores were subsequently evaluated as seed treatments for their ability to control damping-off of sugar beet. The highest rate of pretreated oospores (10⁴ oospores/seed) gave levels of emergence and establishment in infested compost that were not significantly different from the uninfested controls, whereas seed treatment with untreated oospores gave no significant reduction in disease. In a trial carried out in a controlled environment to assess the effect of pH (4.5–8.0), P. oligandrum (10⁴ cellulase pretreated oospores/seed) was shown to control pre- and postemergence damping-off of sugar beet at pH 7.0 and 7.5 only.     

Effect of wind on the dispersal of oospores of Peronosclerospora sorghi from sorghum

The effect of wind on the dispersal of oospores of Peronosclerospora sorghi , cause of sorghum downy mildew (SDM) is described. The oospores are produced within the leaves of aging, systemically infected sorghum plants. These leaves typically undergo shredding, releasing oospores into the air. Oospores are produced in large numbers (6.1 × 10³ cm⁻² of systemically infected leaf) and an estimate of the settling velocity of single oospores (0.0437 m s⁻¹) of P. sorghi indicated their suitability for wind dispersal. In wind tunnel studies wind speeds as low as 2 m s⁻¹ dispersed up to 665 oospores per m³ air from a group of leaves previously exposed to wind and displaying symptoms of leaf shredding. The number of oospores dispersed increased exponentially with increasing wind speed. At 6 m s⁻¹, up to 12 890 oospores per m³ air were dispersed. Gusts increased oospore dispersal. A constant wind speed of 3 m s⁻¹ dispersed a mean of 416 oospores per m³. When gusts were applied the mean was 15 592 oospores per m³. In field experiments in Zimbabwe, oospores were sampled downwind from infected plants in the field and at a height of 3.8 m above ground level immediately downwind of an infected crop. These data indicate that wind could play a major role in the dispersal of oospores from infected plants in areas where SDM infects sorghum, perhaps dispersing oospores over long distances.     

球孢白僵菌BB-T02生物学特性及对两种检疫性粉蚧的侵染活性

南洋臀纹粉蚧和石蒜绵粉蚧是近年我国新记录的两种检疫性有害生物,目前分别在福建省的番荔枝果园和多肉植物种植基地发生为害严重。为明确球孢白僵菌BB-T02对这2种检疫性粉蚧的生防潜力,本研究在该菌株生物学特性的基础上,测定该菌株对两种检疫性粉蚧的致病力和胞外酶活性。结果表明,球孢白僵菌BB-T02培养最适的温度为28℃、光周期8L:16D、碳源为麦芽糖、氮源为蛋白胨,在此条件下培养10 d菌落直径和产孢量分别可达5.60 cm和4.22×10⁸孢子/cm²。菌株BB-T02侵染南洋臀纹粉蚧和石蒜绵粉蚧10 d后的LC₅₀分别为5.00×10⁵孢子/mL和2.17×10⁵孢子/mL,1.00×10⁸孢子/mL处理的累计致死率分别为85.39%和88.76%、LT₅₀分别为5.78 d和5.19 d。菌株BB-T02蛋白酶活性的变化幅度较大,在第5 d达峰值22.68 U/mL;几丁质酶和脂肪酶活性的变化幅度相对平稳,均在第6 d分别达到峰值13.19 U/mL和9.77 U/mL。综上,球孢白僵菌BB-T02生长速度快、产孢量高,对南洋臀纹粉蚧和石蒜绵粉蚧的侵染活性强,可用于这两种检疫性粉蚧的生物防治。     

KMnO4和H2O2刺激掘氏疫霉卵孢子萌发对单卵孢株生物学性状的影响

 本文对经KMnO₄、H₂O₂刺激掘氏疫霉(Phytophthora drechsleri)卵孢子萌发建立的单卵孢株群体应用于掘氏疫霉遗传研究的可行性做了研究。2个掘氏疫霉菌株(A₁、A₂交配型各1株)经聚碳膜间隔配对产生的卵孢子用KMnO₄、H₂O₂以及不用上述氧化剂处理分别建立K、H、C 3个单卵孢株群体(卵孢子萌发率8-16%)。在群体水平上对来自同一亲本的上述3个群体生物学性状比较结果表明,H₂O₂处理刺激卵孢子萌发不影响生长速度、菌落形态、耐35℃高温生长、致病力及交配型的遗传稳定性,所建立的单卵孢株群体可用于上述性状的遗传研究;KMnO₄处理导致掘氏疫霉A₁和A₂交配型在自交后代各自分离为A₁、A₂、A₁A₂和A₂、A₁A₂,但不影响其他生物学性状的遗传稳定性,所建立的单卵孢株群体可用于除交配型性状以外的其他生物学性状的遗传研究,不宜用于交配型正常遗传规律的研究。用KMnO₄处理掘氏疫霉A₁或A₂交配型菌株单株自交产生的卵孢子,从A₁菌株自交后代获得A₂和A₁A₂以及从A₂菌株自交后代获得A₁A₂交配型单卵孢株的结果说明,掘氏疫霉异宗配合菌株体内可能同时包含控制A₁和A₂交配型的遗传因子,在正常条件下有1种交配型遗传因子不表达。KMnO₄处理可望作为揭示交配型遗传本质的有用试验手段。