香蕉枯萎和细菌性软腐病菌的多重PCR检测

香蕉枯萎病菌Fusarium oxysporum f. sp. cubense和细菌性软腐病菌Dickeya zeae的复合侵染为害给香蕉产业发展带来严重挑战, 有必要建立相关病害的多重聚合酶链式反应(multiplex polymerase chain reaction, multiplex PCR)检测技术。本文基于尖孢镰刀菌古巴专化型1号生理小种(F. oxysporum f. sp. cubense race 1, FOC1)基因组contig 438区间(35 631-37 693 bp)(GenBank: AMGP01000438.1)和4号生理小种(F. oxysporum f. sp. cubense race 4, FOC4)基因组contig 195区间(4 028-6 126 bp)(GenBank: AMGQ01000195.1)存在160 bp插入序列差异设计特异扩增引物FOC-F/-R, 同时以香蕉细菌性软腐病菌D. zeae的促旋酶B 亚单位基因(the subunit B of gyrase gene)(GenBank: JQ284039)序列设计特异扩增引物gyrB-F/-R。多重PCR检测结果显示:本技术可在一次PCR扩增反应内同时检测香蕉枯萎病菌1号、4号生理小种和细菌性软腐病菌; 多重PCR的灵敏度结果表明:检测香蕉枯萎病菌的DNA浓度最低限为0.1 ng/μL, 细菌性软腐病菌的灵敏度为10 3cfu/mL;检测结果稳定可靠。因此, 本研究建立的多重PCR检测方法可有效应用于检测香蕉发病组织中的香蕉枯萎病菌和细菌性软腐病菌, 也可用于香蕉种苗和田间土壤带病菌的监测, 为香蕉种植保驾护航。     

甜瓜枯萎病菌（Fusarium oxysporum）专化型的初步研究

本研究获得的甜瓜枯萎病病株9株分离物（南通市6株,新疆3株）,经PDA培养性状发现,其在菌落颜色、质地和生长速率方面存在差异,大型分生孢子的大小为(19.54～41.11)μm×(4.90～8.16)μm,与西瓜枯萎病菌的大型分生孢子有较大差异。胚根法成株期致病性测定结果发现,本研究的甜瓜枯萎病菌分离物在不同鉴别寄主和鉴别品种上致病性存在专化型和生理小种方面的差异,但分离物中不存在西瓜枯萎病菌。利用核糖体转录间隔区保守序列设计引物,PCR检测也证明本研究甜瓜枯萎病菌不同分离物中不存在西瓜枯萎病菌。     

FoAP1基因在香蕉枯萎病菌致病过程中的功能分析

 为了探究AP1转录因子在尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种(Foc4)中是否参与香蕉枯萎病的致病过程,借助尖孢镰刀菌Fo5176菌株(GenBank序列号:AFQF01001482.1)全基因组序列,通过PCR和RT-PCR技术克隆获得了Foc4中AP1转录因子的基因组DNA和cDNA编码序列.利用PEG介导的原生质体转化法获得AP1基因敲除转化子。利用qRT-PCR分析AP1可能调控的下游基因表达。利用灌根法(直接在根部浇菌)检测了AP1缺失突变体的致病能力。结果表明Foc4的AP1转录因子cDNA编码序列长1770bp,编码63.9kDa(589aa)蛋白,是一个典型的bZIP型转录因子,命名为FoAP1;FoAP1缺失突变体的气生菌丝大量减少,菌丝的入侵生长受到严重限制。对外源氧化胁迫不敏感,但致病能力减弱。     

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。     

香蕉枯萎病菌RAPD分析及4号生理小种的快速检测

 用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术,对采自广东、广西的香蕉和粉蕉上的30个香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense)菌株和3个其它尖孢镰刀菌专化型的菌株进行比较及聚类分析。在遗传相似系数0.67时,可将供试菌株划分为3个RAPD群(RGs),其中香蕉枯萎病菌4号生理小种(FOC4)共15个菌株属于RGⅠ,1号生理小种(FOC1)共15个菌株属于RGⅡ,供试的其它尖孢镰刀菌专化型的3个菌株则属于RGⅢ。这说明香蕉枯萎病菌和供试3个其它专化型菌株与致病性间存在明显的相关性。1号生理小种内菌株间的遗传分化大于4号生理小种内菌株间的遗传分化。从90条RAPD随机引物中筛选出2条引物可产生4号生理小种的RAPD标记2个。将这2个RAPD标记电泳切胶回收、克隆及测序,并根据这2个特异片段序列设计SCAR上下游特异引物,通过对30个菌株的PCR扩增检验,其中一个RAPD标记成功地转化为SCAR标记,初步建立了以此为基础的4号生理小种快速检测技术,其检测灵敏度为2 ng新鲜菌丝。对采自不同地区的显症样品、吸芽、室内接种未显症的香蕉苗以及发病的香蕉植株不同部位进行检测,能够准确灵敏地鉴定出4号生理小种,从而为香蕉枯萎病菌的快速检测及防治奠定了基础。同时,快速检测结果发现,田间发病植株果柄的各部位及果实内并没有枯萎病菌的存在。     

香蕉枯萎病菌生理小种鉴定及其SCAR标记

 通过室内人工接种蕉类鉴别寄主,对采集于广东蕉区的18个蕉类枯萎病菌菌株进行鉴定,KP021、KP022、GZ981和JL021 4个菌株属Racel,其余14个菌株属Race4,说明广东蕉区同时存在尖孢镰刀菌古巴专化型Race1和Race4。用RAPD技术对上述18个菌株进行分析,从200条随机引物中筛选出8条引物可产生生理小种RAPD标记12个,其中标记Racel的8个,标记Race4的4个。对这些RAPD标记带分别进行回收、克隆、测序,根据这些特异片段序列分别设计相应的SCAR引物,通过对18个菌株的PCR扩增检验,有4个RAPD标记成功地转化为SCAR标记,其中Race1-SCAR标记1个、Race4-SCAR标记2个、同时能鉴定出2个小种的SCAR标记1个。应用这4个SCAR标记同时对采自田间的9个病菌分离物进行检测,能够准确地鉴定出广东蕉区的尖孢镰刀菌古巴专化型Racel和Race4,这为下一步开展香蕉枯萎病菌生理小种的分子鉴定及各生理小种田间流行动态监测奠定了基础。     

香石竹枯萎病菌的生物学特性研究

对尖孢镰刀菌石竹专化型(Fusarium oxysporum f.sp.dianthi)的生物学特性进行了研究。结果表明,菌落在所供试的培养基上均能够生长,能有效地利用各种碳氮源,以蛋白胨为氮源和可溶性淀粉为最适合碳源。菌落在4～35℃范围均能生长,最适合温度为25℃。在pH 2～9的范围内都能生长,最适合pH 6。全光照条件下生长得最好,全黑暗的条件下生长得最慢。孢子的致死温度为65℃,10 min。生物学特性显示,该菌是一类对营养需求不高,对环境适应力强的病原菌。     

香蕉枯萎病菌SIX2基因序列及特异性分析

依据侵染的香蕉品种范围不同,引起香蕉枯萎病的尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,Foc)分为4个生理小种。Foc在寄主植物木质部分泌的SIX(secreted in xylem)蛋白可能与不同生理小种侵染的香蕉品种范围不同存在密切关系,找到Foc 4号生理小种(Foc4)特有的SIX蛋白编码基因将有利于进一步分析Foc4寄主范围更广的原因,从而开展抗病育种工作。采用PCR方法比较分析了国内不同地理区域及来源于澳大利亚与南非的Foc1、Foc2、Foc3、Foc4共56株菌株中的SIX2基因,并以8个以上其他专化型或其他种或属的热带作物病原菌共39株菌株分析了Foc4 SIX2基因序列的特异性,分析了SIX2基因的灵敏度及利用其检测感病植株。仅从供试的Foc4菌株基因组DNA中扩增出SIX2基因序列,检测的DNA灵敏度达5pg/25μL,并可用于检测感病的球茎组织。Foc4中特有的SIX2基因序列为特异性鉴定感病植株病原菌种类提供了快速分子检测技术,为明确该基因是否决定性影响Foc4对寄主差异性的选择研究提供了基础。     

天津市番茄晚疫病菌生理小种的鉴定

从天津市9个区县的20份番茄晚疫病样上分离纯化出15个菌株。利用含有不同单显性抗番茄晚疫病基因的番茄材料TS19、TS33、W．Va．700、L3708和LA1033作为鉴别寄主,确定其生理小种。结果表明,天津市番茄晚疫病菌生理小种有3种类型,即T0、T1、T1,2其中T0小种占所测菌株的6．67％,分布在北部新菜区;T1小种占60．00％,各个区县均有分布;T1,2小种占33．33％,主要分布在近郊的老菜区。     

番茄茎腐病菌的分子鉴定及致病力检测

本研究采用形态学观察、核糖体DNA转录间隔区(ITS)克隆、系统发育树和致病力检测等方法对河南周口地区番茄茎腐病菌进行分子鉴定和致病力检测,以期为茎腐病的抗病育种及病害防治提供一定的理论依据。形态学观察结果显示,从周口地区番茄上分离的茎腐病病原菌属于镰孢属,ITS序列分析及系统进化树分析进一步确定其为茄镰孢,分离物与茄镰孢福建分离物(JN232141.1)亲缘关系最近,聚在一个进化支上,致病力检测结果表明在测试的植物中该病菌对茄科植物龙葵的致病力最强,该病菌寄主范围广,可侵染茄科、十字花科多种植物。     

番茄枯萎病菌和青枯病菌拮抗细菌的评价

为筛选出对番茄枯萎病和青枯病有较好防效的生防菌,采用平板对峙法,以番茄枯萎病菌Fusarium oxysporum和番茄青枯病菌Ralstonia solanacearum为靶标菌,从江苏沭阳、宿迁、溧水及内蒙古海拉尔分离到的2 062株细菌菌株中筛选拮抗菌株,并采用平板对峙法、拮抗菌液灌根法、分子生物学方法进行拮抗物质检测、盆栽试验及种属鉴定。结果表明:从2 062株细菌中共筛选到21株对番茄枯萎病和青枯病具有很强拮抗作用的菌株,均能分泌蛋白酶,具有解磷作用;不能分泌几丁质酶和纤维素酶,仅4株细菌能分泌嗜铁素。拮抗细菌SY290对番茄枯萎病和番茄青枯病防效最高,分别达到74.2%和75.0%,SQ728和LS536次之,但防效均大于60%。结合各菌株形态特征、16S r DNA与gyr-B序列分析结果,菌株SY177、SY290和SQ728鉴定为解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens,菌株LS536为枯草芽胞杆菌B.subtilis。     

芝麻枯萎病病原菌致病力室内鉴定方法

 芝麻枯萎病(Sesame Fusarium wilt, SFW)是由尖孢镰刀菌芝麻专化型(Fusarium oxysporum Schl. f. sp. sesami (Zap.), FOS)引起的一种土传真菌病害, 是世界芝麻生产上的主要病害之一。为测定FOS致病力, 本文选用郑芝98N09等4个芝麻品种, 在苗期对15个FOS菌株的致病力强弱进行了室内鉴定和评价。结果表明, 采用1×10⁶个/mL分生孢子悬浮液与无菌蛭石和无菌土壤按V1∶V2∶V6比例混合接菌(即最终接菌浓度为1.4×10⁵孢子/g土壤), 在接菌后第7 d幼苗开始出现枯萎病症状, 调查菌株致病性的最佳时间为接菌后第25 d~28 d;在供试15个FOS菌株中, 对4个品种均表现为强致病力的菌株有8个(DI>50), 均表现为弱致病力的菌株有5个(DI<20);不同芝麻品种对不同菌株的抗性有一定差异。该方法可应用于芝麻枯萎病病原菌致病性测定和芝麻种质抗枯萎病特性评价, 并为后续的机理研究提供了技术支持。     

番茄枯萎病菌转录因子FolMsn2的生物学功能

为探究转录因子FolMsn2在番茄枯萎病菌Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici生长发育及致病过程中的作用,以番茄枯萎病菌野生型菌株4287为材料,利用基因敲除方法获得FolMSN2基因缺失突变体△Folmsn2及回补体菌株△Folmsn2-C,通过测定菌株的生长速率、孢子产量及致病力等表型初步分析番茄枯萎病菌中FolMSN2的生物学功能。结果显示,与野生型菌株4287相比,FolMSN2基因敲除突变体△Folmsn2生长速率显著减慢,菌株产孢量显著下降,仅为野生型菌株4287产孢量的6.7%;外界环境压力胁迫试验结果显示,FolMSN2基因缺失突变体△Folmsn2对渗透压、盐胁迫的敏感性显著提高,而对细胞壁、氧化压力胁迫变得更加耐受。此外,FolMSN2基因缺失突变体△Folmsn2对番茄苗及果实的致病力显著下降,进一步分析发现FolMSN2基因缺失影响其对玻璃纸的穿透能力;亚细胞定位结果表明,FolMsn2蛋白定位于细胞核内。表明FolMsn2参与调控番茄枯萎病菌的营养生长、无性繁殖以及对不同环境胁迫的应答过程,其可能通过影响菌丝对寄主的穿透能...     

Molecular characterisation of vegetative compatibility groups in Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici and f. sp. lycopersici by random amplification of polymorphic DNA and microsatellite-primed PCR

Random amplification of polymorphic DNA (RAPD-PCR) analysis was conducted on 48 isolates of Fusarium oxysporum f. sp. radicis-lycopersici (F.o.r.l.) from different geographic regions, representing all known vegetative compatibility groups (VCGs) except VCG 0097 and VCG 0099 and on eight isolates of F.oxysporum f. sp. lycopersici (F.o.l.), representing VCGs 0030, 0031, 0032 and 0033. Upon UPGMA (unweighted pair-group method with arithmetic averages) analysis of 86 RAPD-PCR markers generated by 16 informative primers and 44 markers obtained with eight microsatellite primers, a close relatedness was evident for F.o.r.l. isolates in VCGs 0090, 0092, 0096, and, to a lesser extent, for those in VCG 0093. Representatives of VCG 0091 formed a distinct group, while F.o.r.l. isolates in VCGs 0094 and 0098 were not distinguishable by the tested markers, most of which were also shared by F.o.l. isolates belonging to VCGs 0031 and 0033. F.o.l. isolates in VCGs 0030 and 0032 shared most of the molecular markers. The correlation between RAPD-PCR and microsatellite genetic distance was highly significant (R² = 0.77; P by Mantel test < 0.001). The molecular variability observed in both formae speciales is discussed in relation to the development of F.o.r.l.- and F.o.l.-specific diagnostic tools.     

Distribution of the FoToml gene encoding tomatinase in formae speciales of Fusarium oxysporum and identification of a novel tomatinase from F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici, the causal agent of Fusarium crown and root rot of tomato

The antifungal glycoalkaloid -tomatine accumulates in tomato plants and may protect plants from fungal infection. Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici, the causal agent of vascular wilt of tomato, produces a tomatinase (FoToml) that degrades -tomatine to the nontoxic compounds tetrasaccharide lycotetraose and tomatidine. Induction of tomatinases and the distribution of FoToml homologs were examined among 30 strains belonging to 16 formae speciales of F. oxysporum. Tomatinase activity was found in 27 strains belonging to 15 formae speciales, but FoToml homologs (>98% sequence identity) were detected in only six strains belonging to four formae speciales. To identify tomatinases other than FoToml, -tomatine-inducible proteins of another tomato pathogen F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici were analyzed by two-dimensional gel electrophoresis. A protein with a molecular mass of 64kDa accumulated in the -tomatine-induced culture filtrates, and the protein had tomatinase activity, degrading -tomatine to lycotetraose and tomatidine.     

西瓜与枯萎病菌非亲和互作相关基因的分离及表达分析

 从整体水平阐明西瓜对西瓜枯萎病菌1号生理小种的抗病分子机制和抗病相关基因的表达特征,以高抗枯萎病菌1号生理小种的西瓜品种“卡红(Calhoun Gray)”为试材,接种西瓜枯萎病菌和蒸馏水的根尖组织作为测验方(Tester)和驱动方(Driver),构建西瓜枯萎病菌胁迫的SSH-cDNA正向文库。利用反向 Northern 斑点杂交技术对文库中克隆进行杂交筛选。随机测序300个阳性克隆,序列比对分析,利用RT-PCR技术分析抗病相关基因的表达特性。259条EST成功测序,167条与已知基因具有较高的同源性,占全部ESTs的65.5%,其中与抗病和防卫相关的有64条23种,占24.7%;卡红对枯萎病菌1号生理小种的抗性相关基因主要涉及抗病信号传导、抗病防卫、转录因子、次生代谢合成和细胞保护等方面;Aquaporin和Peroxidase基因在接种后表达量均增加。Calhoun Gray对枯萎病菌侵染作出的反应是全方位多方面的,抗病相关基因主要集中在系统获得性抗性反应中,获得了一些Calhoun Gray与野生西瓜PI296341在与枯萎病生理小种1互作中差异表达的基因,为深入研究西瓜与枯萎病菌互作的分子机制以及关键基因的功能分析奠定基础。     

尖镰孢菌EST-SSR遗传多样性分析及通用性评价

为了解38株尖镰孢菌的遗传多样性并开发可在近缘镰孢菌种中通用的尖镰孢菌EST-SSR标记,利用设计和筛选的18对多态性EST-SSR引物对38株尖镰孢菌和5种近缘镰孢菌进行SSRPCR扩增,经6%非变性聚丙烯酰胺凝胶分离扩增产物,并用NTSYS软件分析供试尖镰孢菌的PCR扩增结果。结果表明,18对EST-SSR标记引物在38株尖镰孢菌中检测到75条多态性条带,多态性比率达92.6%,平均每对引物可扩增4.2条;各菌株间的遗传相似系数介于0.565~0.946之间,平均为0.721;来源于同科寄主植物群体的菌株间的平均遗传相似系数以葫芦科最大,锦葵科最小,依次为葫芦科兰科豆科亚麻科茄科锦葵科。在相似系数为0.756时,供试38株菌有35株按照不同科寄主植物聚为不同的类群,说明尖镰孢菌SSR类群的划分与其寄主来源具有一定的相关性。18对EST-SSR引物在近缘镰孢菌种中均能有效扩增的引物数及通用性比率为10对和55.6%,均显示多态性的引物有2对,占供试引物总数的11.1%。表明尖镰孢菌ESTSSR区域遗传多样性丰富,基于尖镰孢菌EST序列开发镰孢菌通用SSR标记是可行的。     

大蓟总黄酮对尖孢镰刀菌甜瓜专化型生长、生理的影响及其田间防治效果

为探究大蓟总黄酮对尖孢镰刀菌甜瓜专化型Fusarium oxysporum f. sp. melonis的抑制效果,采用微波超声法提取大蓟种子中的总黄酮,并测定其对其尖孢镰刀菌甜瓜专化型生长、生理指标的影响及其田间防治效果。结果显示,大蓟总黄酮浓度为10 mg/mL时,对尖孢镰刀菌甜瓜专化型的菌丝生长抑制率和孢子萌发抑制率达到100.0%,菌丝畸变、断裂;尖孢镰刀菌甜瓜专化型OD650 nm和pH最小,分别为0.3和5.5;其电导率是对照组1.2倍。不同浓度大蓟总黄酮处理下尖孢镰刀菌甜瓜专化型呼吸强度、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性均呈现先上升后下降的趋势,羧甲基纤维素酶和β-葡萄糖苷酶活性降低,浓度为10 mg/mL大蓟总黄酮处理尖孢镰刀菌甜瓜专化型60 h后,呼吸强度、SOD和CAT活性均降至最低,分别为7.8 mgCO2·cm-2·h-1、22.9 U/mL和20.8 U/mL。田间防治结果表明,浓度为10 mg/mL大蓟总黄酮处理下,甜瓜枯萎株数最少,防治效果最佳,为93.5%。表明大蓟总黄酮能够有效地抑制尖孢镰刀菌甜瓜专化型生长,具有进一步发展为绿色新型植物源尖孢镰刀菌甜瓜专化型防治剂的能力。     

内生真菌HND5菌株抗香蕉枯萎病菌相关非核糖体多肽合成酶基因簇的鉴定

为明确帚枝霉属内生真菌Sarocladium brachiariae HND5菌株具体的抑菌活性物质,在全基因组测序数据的基础上,利用生物信息学对抑菌活性物质合成基因簇进行定位,通过聚类分析和系统发育树分析对基因簇合成产物进行鉴定,并通过基因缺失突变构建及代谢组分析确定具体的抑菌活性物质。结果显示,HND5菌株共含有7个非核糖体多肽合成酶(non-ribosomal peptide synthetase,NRPS)基因簇,聚类分析结果表明基因簇29合成产物为噬铁素,基因簇30合成产物为类环孢霉素类抗菌多肽;系统发育树结合生物信息学结果显示基因簇30合成产物与已知环孢霉素结构差异大,为一个新型非核糖体多肽;将基因簇30 NRPS基因缺失突变后,HND5菌株丧失抑菌活性;同野生型菌株相比,基因簇30 NRPS基因缺失突变体缺失一个分子量为887.54 Da的多肽类物质。表明HND5菌株的抑菌活性物质为一个分子量为887.54 Da的新型类环孢霉素非核糖体多肽,基因簇30负责该多肽的生物合成。     

尖孢镰刀菌侵染对马铃薯光合效率和叶绿素荧光参数影响

为研究枯萎病对马铃薯光合特性的影响,在幼苗期接种尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum后,统计抗病品种陇薯10号和感病品种新大坪的病情指数,并测定叶绿素含量、光合及荧光参数。结果表明,尖孢镰刀菌侵染30 d后马铃薯表现出枯萎病症状,叶绿素含量显著降低,其中叶绿素a含量降幅最大,抗病品种陇薯10号比对照降低9.64%,感病品种新大坪比对照降低14.24%。尖孢镰刀菌侵染后马铃薯光合效率显著降低,侵染30 d后,抗病品种陇薯10号净光合速率比对照降低39.56%,感病品种新大坪比对照降低47.13%。病株的光响应曲线参数光补偿点、暗呼吸速率和表观量子效率都显著提高;而光饱和点和最大净光合速率都显著低于对照,表明尖孢镰刀菌侵染缩小了马铃薯对光能的利用有效范围。病株CO2响应曲线参数CO2饱和点、最大净光合速率和羧化效率分别显著低于对照;病株CO2补偿点和光呼吸速率反而升高,说明碳同化过程受到尖孢镰刀菌的限制。暗适应下的初始荧光、最小荧光、最大荧光、PSII最大光化学效率、光适应下PSII最大光化学效率及实际光化学效率、光化学猝灭系数、非光化学猝灭系数和光合电子传递速率均显著低于对照,...