我国首次从进境菲律宾香蕉上截获香蕉枯萎病菌4号小种

2010年1月份,青岛口岸连续2次从菲律宾进口香蕉上截获香蕉枯萎病菌4号小种(Fusarium oxysporum Schlecht.f.sp.cubense(E.F.Sm.)Snyd.et Hans(Race 4)),这是国内首次报道从香蕉果实上发现该     

香蕉枯萎病菌侵染香蕉根系的组织学过程

 为探明香蕉枯萎病菌侵染香蕉根系的过程,利用绿色荧光蛋白标记的香蕉枯萎病菌4号生理小种（Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4 tagged with green fluorescent protein,GFP-FOC4）,接种香蕉根系以观察病原菌侵染香蕉根系的组织学过程。结果表明,接种1 d后病原菌以菌丝体、大型分生孢子和小型分生孢子的形式附着于根系表皮细胞,优先沿细胞胞间层生长。接种7 d后,观察到病原菌以菌丝体、大型分生孢子和小型分生孢子的形式直接侵染维管束,在维管束内以两种方式扩展繁殖,一种在维管束内横向扩展,菌丝体随机分支,逐步形成网状分布;另一种是菌丝体在维管束内纵向生长,倾向于呈束状沿维管束单侧生长繁殖,形成大量菌丝体。本研究首次从组织病理学的角度观察并分析了GFP-FOC4侵染香蕉根系的过程,为研究香蕉枯萎病菌的致病过程机理提供参考。     

香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种细胞壁降解酶的比较

对香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种的细胞壁降解酶进行比较。通过测定4号生理小种在寄主体内细胞壁降解酶的活性发现,能检测到多聚半乳糖醛酸酶(PG)、果胶甲基半乳糖醛酸酶(PMG)、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)、果胶甲基反式消除酶(PMTE)和纤维素酶(Cx)的活性。在不同碳源培养条件下,2个生理小种均有以上5种酶的活性,以1%柑桔果胶为碳源时产生的PMG和PG活性明显高于其他几种酶的活性,而以1%CMC为碳源时,所产生的Cx都比其他几种酶的活性高。细胞壁降解酶同工酶电泳后发现,4号生理小种在寄主体内和体外培养时都比1号生理小种多分泌一种PG。2个生理小种在体外培养时分泌的PMG、PGTE和PMTE没有差异。4号生理小种在寄主体内比1号生理小种多分泌一种PMG,却少分泌一种PGTE,2个生理小种在寄主体内的PMTE则没有差异。     

根癌农杆菌介导的香蕉枯萎病菌4号生理小种的转化

 本文针对香蕉枯萎病菌4号生理小种这一对我国香蕉生产构成了极大威胁的检疫性有害生物,建立了根癌农杆菌介导的该生理小种的转化体系,确定了影响转化效率主要因子的最佳条件分别是:共培养乙酰丁香酮(AS)浓度为200μmol/L、共培养时间为48 h、培养温度为25℃、诱导培养基pH值为5.5。此条件下,转化效率达到21~24个转化子/10⁴香蕉枯萎病菌孢子。PCR和Southern杂交分析表明外源的T-DNA已经成功随机地整合到该病原菌基因组中,且多为单拷贝。应用该转化体系已获得近25 000个转化子,为研究该生理小种致病机制奠定了基础。     

甘蓝枯萎病菌1号和2号生理小种的快速检测与鉴定

 甘蓝枯萎病菌生理小种传统鉴定方法费时费力,不能满足生产的要求,因此需要建立一种快速、可靠的分子检测技术。本研究在甘蓝枯萎病菌1号和2号生理小种基因组测序的基础上,通过比较基因组学方法筛选1、2号生理小种各自的特异基因片段并设计引物,并分别以10个甘蓝枯萎病菌1号生理小种菌株、2个2号生理小种菌株、7个尖孢镰刀菌其他专化型菌株及4个外围菌株DNA为模板进行常规PCR扩增,筛选出甘蓝枯萎病菌1号和2号生理小种特异性引物,同时引入尖孢镰刀菌通用引物W106R/W106S,建立起一步三重PCR检测甘蓝枯萎病菌1、2号生理小种的分子检测技术。结果表明,该分子检测技术实现了在一次PCR反应中快速、准确地同步检测出甘蓝枯萎病菌DNA、罹病甘蓝组织和土壤中的甘蓝枯萎病菌1号和2号生理小种,对检测甘蓝植株是否感染枯萎菌及甘蓝种植区土壤是否受到枯萎菌的污染有实用价值。     

香蕉假茎细胞对枯萎病菌不同小种及其粗毒素的病理反应

 以香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense)1号小种和4号小种及其粗毒素分别接种香牙蕉和粉蕉的组培苗及离体假茎后,用组织切片法观察香蕉假茎细胞的病理反应,以探明香蕉枯萎病菌不同小种及其粗毒素的致病作用。结果表明,枯萎病菌不同小种人工接种仅能感染相应的香蕉种类,但不同香蕉种类的离体假茎细胞用不同小种接种及其粗毒素处理,均产生褐变等病理反应,且病变程度不存在小种间的差异。表明枯萎病菌不同小种对香蕉不同种类的致病力差异可能与存在其它致病因子或专化性识别的因子有关。同时证实了病菌不同小种的毒素对蕉类不存在着选择毒性     

香蕉枯萎病菌群体多样性研究进展

香蕉枯萎病严重威胁世界香蕉产业,而目前尚无有效防治药剂。开发快速诊断技术以加强检疫,控制其传播速度,同时加快选育抗病品种是有效控制该病的根本策略。然而,无论是研发快速诊断的分子技术还是进行抗病品种的选育,都需要深入了解病原菌的群体结构及其基因多样性背景。香蕉枯萎病菌经过一个多世纪的变异与进化,已分化出4个生理小种,23个营养亲合群和多个基因多样性类群。本文从香蕉枯萎病的起源及其病原菌培养性状、生理小种、致病性、营养亲合群及基因多样性等方面研究进展进行梳理和分析,以期为下一步的研究提供思路和启发。     

不同条件下韭菜汁对香蕉枯萎病菌4号小种活性抑制的研究

研究了不同温度、pH值、杀虫剂和杀菌剂的影响下,韭菜汁对香蕉枯萎病菌4号小种的抑制作用,以确定韭菜汁在不同条件影响下对病菌的活力。结果表明,在试验的各温度处理后,55℃以上的温度对韭菜汁的成分有破坏作用,菌落的生长受到显著影响。韭菜根汁对病菌孢子的抑制作用不受pH值的影响。酸性至弱碱性情况下,韭菜茎汁对病菌孢子萌发的抑制率为100%;在强碱性条件下,韭菜茎汁中物质的活性促进了孢子的萌发。供试杀虫剂和杀菌剂对韭菜汁的成分无明显破坏作用。     

假单胞菌对香蕉枯萎病菌的抑制作用

从已感染香蕉枯萎病的果园中分离到1株对香蕉枯萎病菌（Fusarium oxysporum f.sp.cubense）抑制作用很好的菌种,命名为G1。采用固体和液体培养法从不同角度证实了G1对香蕉枯萎病菌生长的抑制作用。结果表明,G1的发酵液、无菌滤液、挥发性物质、非挥发性代谢产物的平均抑菌率分别为92.5%、27.4%、73.8%、57.7%,可见抑制作用与活菌体有直接关系,其中产生挥发性物质尤其重要。液体培养的病原菌浓度为1.0×107cfu/mL经G1作用10d后,取样镜检发现G1通过抑制病原菌菌丝正常生长以至不能产孢,从而导致菌丝消融;通过吸附在孢子的周围,融解细胞壁,造成原生质泄露致使孢子死亡。     

香蕉枯萎病菌的培养性状和致病性研究

2001～2004年对采自海南省各市县香蕉种植区发病的1 8个香蕉和粉蕉假茎枯萎病菌分离物进行了培养性状及致病性研究。结果表明,海南省香蕉和粉蕉假茎枯萎病菌的分离物不仅在培养特性上存在明显区别,且在致病性上也存在强、弱2种不同类型:即致病性极强的4号生理小种和致病性相对较弱的1号生理小种。     

香蕉枯萎病菌myosin-1基因的功能分析及外施dsRNA介导的抗性评估

 香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense,Foc)引起的香蕉毁灭性土传病害,其中 4号生理小种(Foc4)能感染几乎所有的香蕉品系,危害最严重。SMART在线软件分析myosin-1基因具有肌球蛋白马达蛋白(myosin motor domain, MMD),肌动蛋白尾结构TH1(myosin tail)和 Src家族同源结构域SH3(src homology domain 3),与禾谷镰刀菌中氰烯菌酯靶标基因myosin-5具高度的蛋白同源性,相似性高达83%。利用Split-marker基因重组技术获得Foc4的myosin-1基因敲除突变体,Δmyosin-1突变株丧失了对氰烯菌酯的敏感性,菌丝生长缓慢,产孢量减少且孢子畸形,对香蕉致病力严重下降,证实myosin-1是氰烯菌酯在Foc4中的作用靶标基因。外施靶向myosin-1体外转录的dsRNA,能抑制菌丝的生长,降低菌丝活性;菌丝膨胀扭曲分枝增多,出现典型的球状结构,与氰烯菌酯处理后的表型一致。在盆栽活体人工接种实验中,体外施用dsRNA可以明显抑制枯萎病外部症状的发展,推迟发病时间,赋予寄主抗性,结果说明体外施用dsRNA可以作为新型杀菌剂防治香蕉枯萎病。综上,myosin-1基因作为氰烯菌酯在Foc4中的靶标基因具有高度的序列保守,在调控菌丝生长发育,产孢以及致病力等方面发挥重要作用,而外施dsRNA具有防治香蕉枯萎菌的巨大潜力。     

基于RNA-seq的香蕉枯萎病菌转录因子FoSwi6敲除突变体的转录组分析

丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated Protein Kinase,MAPK)信号通路转录因子FoSwi6在调控香蕉枯萎病菌4号生理小种(Fusarium oxysporumf.sp.cubense race 4,Foc4)的生理特性和致病性方面发挥着重要作用.为解析转录因子FoSwi6的转录调控机制...     

金属蛋白酶FocM352在香蕉枯萎病菌热带4号生理小种侵染过程中的功能

香蕉枯萎病菌热带4号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp.cubense tropical race 4,Foc TR4)严重威胁世界香蕉产业的可持续发展,一些特殊功能的蛋白在其侵染过程中起重要作用。我们分析Foc TR4接种巴西蕉后的转录组数据发现M35金属蛋白酶(metalloprotease 35)同源基因FocM35＿2在病原菌侵染初期受诱导显著上调表达,经同源重组法敲除该基因,突变体致病力显著下降,菌丝生长速率降低,产孢量略微减少,回补突变体则可以恢复其致病力和生长发育;与野生型菌株相比较,突变体对外源氧胁迫、渗透压和细胞膜压力更敏感;在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)中的瞬时表达结果显示该蛋白定位于质外体,并引起叶片产生超敏反应(HR,hypersensitive response);该蛋白的缺失还能够诱导寄主更高水平几丁质酶的活性。因此,FocM35＿2是促进Foc TR4侵染寄主的的重要致病因子。     

尖孢镰刀菌番茄专化型中SNARE蛋白FolSso1的功能分析

 SNARE(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白保守存在于丝状真菌中,在膜泡转运的过程中起着关键的作用。番茄枯萎病是由尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici,Fol)引起的,严重威胁着番茄的生产。我们使用反向遗传学的方法来研究番茄枯萎病菌中SNARE蛋白FolSso1的功能,实验结果发现FolSSO1的基因缺失突变体菌丝生长速率降低,且产孢数量减少。另外,FolSSO1基因的缺失导致突变体相较于野生型菌株对细胞壁压力与细胞膜压力更加敏感。然后,在番茄果实和番茄植株的致病性实验中,我们发现FolSSO1的缺失并没有引起Fol致病性显著的变化。综上所述,本研究发现FolSSO1可以调控Fol营养生长,繁殖和对环境压力的响应过程,然而对Fol的致病过程并没有显著的调控作用。     

尖孢镰刀菌番茄专化型中SNARE蛋白FolSso1的功能分析

 SNARE(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白保守存在于丝状真菌中,在膜泡转运的过程中起着关键的作用。番茄枯萎病是由尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici,Fol)引起的,严重威胁着番茄的生产。我们使用反向遗传学的方法来研究番茄枯萎病菌中SNARE蛋白FolSso1的功能,实验结果发现FolSSO1的基因缺失突变体菌丝生长速率降低,且产孢数量减少。另外,FolSSO1基因的缺失导致突变体相较于野生型菌株对细胞壁压力与细胞膜压力更加敏感。然后,在番茄果实和番茄植株的致病性实验中,我们发现FolSSO1的缺失并没有引起Fol致病性显著的变化。综上所述,本研究发现FolSSO1可以调控Fol营养生长,繁殖和对环境压力的响应过程,然而对Fol的致病过程并没有显著的调控作用。     

恶霉灵与溴菌腈混配对香蕉枯萎病菌的抑制效果

分别以孢子萌发法与菌丝生长法测定了噁霉灵与溴菌腈5种不同配比混配制剂对香蕉枯萎病菌的毒力.结果表明,不同配比的噁霉灵与溴菌腈的混配制剂都有不同程度的增效作用,其中以噁霉灵∶溴菌腈=2∶1的混配制剂增效作用最为显著,孢子萌发法和菌丝生长法的共毒系数分别为220和262.按噁霉灵∶溴菌腈=2∶1制成的45%噁霉灵*溴菌腈WP处理蕉园土中的孢子和菌丝,300～225 mg/L药液对孢子和菌丝的抑制率均达95%以上;处理香蕉枯萎病菌接种过10天的盆栽香蕉组培苗,20天后的防效达80%,比25%溴菌腈WP 625 mg/L和90%噁霉灵SP 300 mg/L的防治效果分别提高53%和14%.     

利用香蕉水培系统测定枯萎病病原菌致病力

 为建立一种评价香蕉枯萎病病原菌(Fusarium oxysporum f.sp. cubense)菌株间致病力差异的体系,在改进的香蕉水培系统基础上,对影响香蕉枯萎病菌致病力的接种菌液浓度、类型及处理方式等因素开展分析,同时与不同菌株盆栽测定结果进行比较以验证该方法的可靠性。结果表明:在香蕉水培系统下,将摇培5 d的菌液稀释10倍以上,使孢子初始浓度为1×10⁶ cfu·mL^-1,直接加入该菌液50 mL即可用于致病力评价,且不同菌株用该测定方法与盆栽测定的致病力结果基本一致。该方法的建立为香蕉枯萎病菌致病力的评价提供了快速简便的方法,也为下一步解析尖孢镰刀菌致病相关基因功能和致病机理及抗病品种的选育奠定了基础。     

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、     

基于URP-PCR多态性片段的苦瓜枯萎病菌特异性检测技术的建立

 通过URP(Universal Rice Primers)-PCR分析尖孢镰孢菌苦瓜专化型基因组DNA扩增片段多态性,筛选检测尖孢镰孢菌苦瓜专化型的特异性引物,并建立了基于该引物的PCR检测方法。结果表明,特异性引物为FOMM-SPF/FOMM-SPR, PCR检测体系为25 SymbolmAL,包括2SymboltB Green Taq Master Mix 12.5 SymbolmAL,10 mmol·L^-1 的上下游引物各1 SymbolmAL,模板DNA 1 SymbolmAL,灭菌去离子水补足至25 SymbolmAL;PCR程序为95℃预变性3 min,94℃变性15 s,57℃退火30 s,72℃延伸20 s,共30个循环,循环结束后72℃延伸5 min;特异性扩增片段大小294 bp,检测灵敏度为2 ng·μL^-1 DNA或50个孢子·500 mg^-1土壤。该引物及其检测方法对尖孢镰孢菌苦瓜专化型的检测特异性好、灵敏度高,可以从土壤和植物样品中快速准确地检测出苦瓜枯萎病菌,无需病原菌的分离培养和致病性检测,对苦瓜枯萎病的早期诊断和预警及有效防控具有重要的指导意义。