甘蔗宿根矮化病菌巢式PCR检测

为了探索甘蔗宿根矮化病快速检测技术,以细菌16S-23S rDNA内转录间隔区(ITS)通用引物ITS1/ITS2为第1轮引物,以甘蔗宿根矮化病菌特异引物Lxx1/Lxx2为第2轮引物,建立甘蔗宿根矮化病菌巢式PCR检测技术。巢式PCR能扩增出438 bp的目的条带,其核苷酸序列与巴西、澳大利亚及美国甘蔗宿根矮化病菌分离物核苷酸序列同源率为100%或99.8%;其检测灵敏度为10fg甘蔗宿根矮化病菌基因组DNA,较常规PCR提高100倍;样品检测结果也表明巢式PCR检测灵敏度明显优于常规PCR,可用于+1片嫩叶和心叶等微量病菌样品的检测。     

应用PCR技术检测甘蔗各部位宿根矮化病病菌

甘蔗宿根矮化病(ratoon stunting disease,RSD)是中国甘蔗产区一种主要病害。为保证甘蔗健康种苗生产,应用实验室建立的甘蔗宿根矮化病菌PCR检测技术对甘蔗品种粤糖00-236、新台糖22宿根蔗和其健康种苗各部位进行检测。检测结果表明,两品种宿根蔗的老根、新根、老叶、新叶、叶脉、蔗汁都检测到RSD;茎尖和腋芽部位均未检测出RSD。因此,采取腋芽或茎尖部位进行甘蔗组培生产健康种苗,可有效地除去甘蔗RSD病菌。     

甘蔗宿根蔗矮化病

病害名称(英名):Ratoon stunting disease of sugar cane,stunting disease。病原生物Clavibacter xyli subsp.xyli Hughes(1978)在最近的一篇文章中指出:“甘蔗矮化病无疑是世界甘蔗产业最重要的病害难题”。澳大利亚在1944～1945年昆士兰种植的甘蔗上最早怀疑甘蔗宿根     

甘蔗宿根矮化病菌实时荧光定量PCR检测方法的建立

 甘蔗宿根矮化病是由Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx)引起的一种世界性甘蔗细菌病害。根据Lxx的Pat1基因保守序列,设计并合成了一对特异性引物Pat1F (5′-GGTTCCATTGCTTACCGATT-3′)/Pat1R(5′-CAAGTTTCGACAGGAACAGC-3′),和一条TaqMan探针(FAM-5′-CCACGGCTACGTCAATTCGGG-3′-TAMRA),建立了一种特异性强、灵敏度高的甘蔗宿根矮化病菌实时荧光定量PCR检测方法。结果表明,本研究建立的实时荧光定量PCR方法,对Lxx的检测最低下限为10² copies·μL^-1。应用实时荧光定量PCR与常规PCR方法对14个甘蔗品种进行Lxx检测,阳性检出率分别为86%和43%,表明实时荧光定量PCR比常规PCR检测方法具有更高的灵敏度。研究结果为甘蔗宿根矮化病的诊断、田间发生动态监测、脱毒健康种苗检测及品种/材料交换检疫检测提供了新技术支撑。     

广东果蔗宿根矮化病菌检测

为探明广东果蔗宿根矮化病发生情况,为果蔗健康种苗生产及推广应用提供科学依据,本研究采用常规PCR与巢式PCR技术分别对广东韶关和广州南沙果蔗产区的主栽品种‘黑皮果蔗’(‘Badila’)及华南农业大学甘蔗育种基地新引进的果蔗品种‘内江蜜蔗’、‘甜城21号’、‘甜城22号’和‘甜城99号’等进行宿根矮化病菌的检测。结果表明,巢式PCR检测的阳性检出率达88.6%,明显高于常规PCR检测(40.4%);广东韶关果蔗产区‘黑皮果蔗’宿根矮化病阳性率为86.8%;广州南沙果蔗产区‘黑皮果蔗’宿根矮化病阳性率为92.7%;华南农业大学甘蔗育种基地新引进的果蔗品种除‘甜城22号’外,其他3个品种‘内江蜜蔗’、‘甜城21号’和‘甜城99号’均感染宿根矮化病菌。甘蔗宿根矮化病已在广东主要果蔗产区普遍发生,健康种苗研究与应用十分必要。     

宿根矮化病菌对甘蔗品质及茎、叶超微结构的影响

 甘蔗宿根矮化病(Ratoon Stunting Disease, RSD)是由Leifsonia xyli subsp.xyli (Lxx)引起的,是目前世界所有植蔗地区危害性极大的病害之一。本实验以甘蔗品种新台糖22号(ROC22)健康植株为对照,感染RSD植株为处理,观察和测定RSD侵染甘蔗引起的蔗株农艺性状、蔗糖分以及茎、叶超微结构的变化。结果表明:(1)感染RSD种茎的出苗率比对照减少2.94个百分点;株高比对照下降28.85 cm;茎径比对照减少0.28 cm;节间长度比对照减短3.50 cm;单茎重比对照低0.36 kg。(2)感染RSD植株的蔗糖分低于对照0.9个百分点(绝对值)。(3)利用透射电镜技术对感染RSD植株茎、叶细胞超微结构进行观察表明,叶片叶肉细胞、维管束鞘细胞及茎细胞内的细胞器及细胞核都发生了明显的病理变化。与健康叶片相比,叶绿体变形,叶绿体基质片层大部分消解,基粒结构消失,叶绿体外膜和内膜剥离。线粒体形态异常,有的肿大、内嵴模糊,严重者内嵴消失并空泡化,仅剩未被消解的残骸;细胞核形态变为不规则,核膜破裂,染色质分布不均匀,呈降解状态。在感染RSD甘蔗茎维管束导管细胞内积累有大量的电子致密物质,细胞壁有不同程度的溶解和断裂,这可能和RSD病原细菌侵染有关。以上结果表明:RSD侵染甘蔗后,可能导致光合效率下降,对水分和营养物质的运输能力降低,从而导致甘蔗品质和产量的降低。     

甘蔗种茎热水处理脱除宿根矮化病菌及其对再生苗的影响

50℃2 h热水处理黑皮果蔗、黄皮果蔗和粤糖93-159双芽段种茎,结果表明:黑皮果蔗全部丧失出苗能力;黄皮果蔗出苗时间延迟,但最终出苗率与对照无差异;而粤糖93-159出苗率和出苗速度均不受影响。两个品种的热处理再生苗生长早期株高和茎径均显著低于对照,但随着生长时间的增加,这种差异逐渐缩小。采用高灵敏度的巢式PCR技术检测再生植株体内的宿根矮化病菌,在再生苗生长前期的120 d内所有经热处理植株均呈阴性,其后部分植株呈阳性,至播种200 d时,黄皮果蔗阳性率为50%,粤糖93-159阳性率为100%。试验还发现,种茎热水处理能增强再生植株中后期抗旱能力。本研究指出,虽然种茎热水处理能减少生长早期再生苗体内宿根矮化病菌含量但难以实现所有种茎完全脱菌,在进行脱菌效果评价时,要对生长中后期的再生苗进行检验;生产上采用该措施防病,要充分考虑不同品种耐热性能的差异。     

毒死蜱多克隆抗体的制备

以三氯硫磷为起始原料,经三步反应合成得到毒死蜱半抗原O-乙基O-(3,5,6-三氯-2-吡啶基)N-(3-羧丙基)硫逐磷酸胺 (简称CHBu),此半抗原分别与牛血清蛋白(BSA)和卵清蛋白 (OVA)用碳二亚胺法和混合酸酐法通过偶联反应得到免疫抗原和包被抗原,其结合比分别为 14.6 ∶ 1 和6.2 ∶ 1。用所得的免疫原免疫兔子获得了高效价(抗血清: 2.56×104; 冻干粉: 2.56×106)、高亲和性、特异性好的多克隆抗体。交叉反应试验表明,该抗体与毒死蜱各结构类似物交叉反应率均小于4%;亲和性试验表明,在1~500 ng/mL浓度范围内,抑制率与浓度呈线性关系,线性回归方程为 y=23.503 lg(x)+28.556,r=0.991 9,抑制中浓度I50=8.2 ng/mL,最低检测限为1.0 ng/mL。     

应用DB-EIA技术快速检测甘蔗宿根矮化病研究

就甘蔗宿根矮化病DB-EIA检测技术、检测灵敏度、样品蔗汁保存方式及保存时间进行研究。结果表明DB-EIA检测甘蔗宿根矮化病具有操作简单、高效、重复性好、灵敏度高、对蔗汁新鲜度要求不高等优点。该方法检测灵敏度为1～1/10(稀释倍数);蔗汁保存于4℃或-20℃条件下3d,对检测结果无显著影响,-20℃条件下保存45d,大部分样品检测结果不受影响,少部分样品出现假阴性。     

鱼藤酮多克隆抗体的制备和残留分析方法

为建立鱼藤酮免疫分析方法,以鱼藤酮为原料合成4-{2-[(2R,6as,12as)-1,2,6,6a,12,12a-六羟基-2-异丙烯基-8,9-二甲氧基色烯(3,4-b)喃(2,3-h)色烯-6-亚基]肼基}-4-丁酸(简称鱼藤酮腙琥珀酸半酯,RH-HS)半抗原,通过碳化二亚胺法(EDC)、活酯法(AE)将半抗原与牛血清蛋白(BSA)偶联制备免疫原Ⅰ、Ⅱ.将免疫原分别免疫BALB/c鼠获得相应的抗体Ⅰ和抗体Ⅱ,测定抗体冻干粉效价,分别为4.10×105和8.29×105.并进行抗原抗体的竞争抑制能力、特异性和鱼藤酮的添加回收试验.结果表明:抗体Ⅰ、Ⅱ对鱼藤酮最低检测限(IC20)分别为0.440μg/mL和0.437μg/mL.两抗体对吡蚜酮、克百威的交叉反应率均小于1.1%,抗体Ⅰ对4个与鱼藤酮结构相类似化合物的交叉反应率均高于56%,较抗体Ⅱ高.鱼藤酮的免疫分析技术(EUSA)与HPLC检测手段相比,在检测线性范围和灵敏度方面,两者差异不明显;在样品前处理方面,ELISA显示出快速、简单、有效的优点.     

果蔗脱毒种苗甘蔗花叶病、黄叶病和宿根矮化病分子检测

为监测2016-2017年种植的果蔗脱毒种苗脱毒效果,分别采集广州市南沙区和增城区、湛江市麻章区及华南农业大学甘蔗育种基地共83份果蔗脱毒种苗样本,进行甘蔗花叶病毒(SCMV)、高粱花叶病毒(SrMV)和甘蔗黄叶病毒(SCYLV)RT-PCR检测。结果表明SCMV的阳性样本数为3个,阳性检出率3.61%;SrMV的阳性样本数为0;SCYLV的阳性样本数为78个,阳性检出率93.98%。采用常规PCR和巢式PCR技术对采集于广州市增城区和华南农业大学甘蔗育种基地的30份果蔗脱毒种苗样本进行宿根矮化病菌(Lxx)检测,常规PCR检测阳性样本数为0,巢式PCR检测疑似阳性样本数为8,疑似阳性检出率26.67%。本研究采用茎尖组织培养脱毒技术培育的果蔗脱毒种苗能有效脱除果蔗种苗内的SCMV、SrMV和Lxx,但SCYLV的脱除效果有待进一步研究。     

于蔗种茎热水处理脱除宿根矮化病菌及其对再生苗的影响

50℃2h热水处理黑皮果蔗、黄皮果蔗和粤糖93-159双芽段种茎，结果表明：黑皮果蔗全部丧失出苗能力；黄皮果蔗出苗时间延迟，但最终出苗率与对照无差异；而粤糖93-159出苗率和出苗速度均不受影响。两个品种的热处理再生苗生长早期株高和茎径均显著低于对照，但随着生长时间的增加，这种差异逐渐缩小。采用高灵敏度的巢式PCR技术检测再生植株体内的宿根矮化病菌，在再生苗生长前期的120d内所有经热处理植株均呈阴性，其后部分植株呈阳性，至播种200d时，黄史果蔗阳性率为50％，粤糖93-159阳性率为100％。试验还发现，种茎热水处理能增强再生植株中后期抗旱能力。本研究指出，虽然种茎热水处理能减少生长早期再生苗体内宿根矮化病菌含量但难以实现所有种茎完全脱菌。在进行脱菌效果评价时，要对生长中后期的再生苗进行检验；生产上采用该措施防病，要充分考虑不同品种耐热性能的差异。     

Resistance status of sugarcane grown in Nigeria to ratoon stunting disease

Journal of Plant Diseases and Protection - Sugarcane is an important widely cultivated crop in Nigeria. Leifsonia xyli subsp. xyli, causing ratoon stunting (RSD), is the most economically damaging...     

云南甘蔗宿根矮化病调查及种茎温水处理脱菌效果检测

 Based on the specific primer from the nucleotide sequences between 16S-23S rDNA, Polymerase chain reaction (PCR) approach for detecting Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx) was established. The approach was applied to detect Lxx from 30 cultivars collected from two main sugar cane producing areas in Yunnan and 10 hot-water treatment samples. The results showed that 80% of the cultivars were infected by Lxx and hot-water treatment was proved to be an efficient measure to control but not completely eliminate Lxx in sugar cane tissues. The PCR products amplified from six infected cultivars were cloned and sequenced, six sequences were acquired and analyzed. It indicated that the six sequences were identical and showed 100% similarity with the isolates from Brazil, Australia and Fujian, and 99.54% with the isolate from Louisiana.     

甘蔗NBS-LRR类抗梢腐病基因的筛选及定量表达分析

本文旨在探讨核苷酸结合位点和富含亮氨酸重复(NBS-LRR)类基因参与甘蔗抗梢腐病菌侵染应答机制,为后续克隆关键抗病基因以及研究抗病机理提供理论依据。试验利用Illumina高通量转录组测序技术检测高抗梢腐病品种‘粤糖94-128’和高感梢腐病品种‘桂糖37号’接种前后NBS-LRR类抗梢腐病基因的表达情况,然后设计引物对显著差异表达基因进行不同接种时期下的荧光定量PCR验证。结果表明,16个NBS-LRR类基因在甘蔗叶片受到梢腐病菌侵染后持续上调表达,但表达趋势存在两种情况,13个基因在诱导后7 d显著或极显著上调表达,3个基因在诱导7 d后上调表达不显著,在诱导14 d后才显著上调表达。据此可将其分为瞬时基础防御基因(0~7 d)和滞后特异性防御基因(14~21 d),确定NBS-LRR类基因参与甘蔗防御梢腐病菌的侵染。     

A stable Leifsonia xyli subsp. xyli GFP‐tagged strain reveals a new colonization niche in sugarcane tissues

Ratoon stunting disease (RSD), caused by the bacterium Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), is one of the most economically important diseases of sugarcane worldwide. Because knowledge on the interaction of Lxx with its host at the microscopic level is limited, the development of tools to monitor Lxx during the colonization process could shed new light on the processes that control disease development. In this investigation, a transformation protocol was optimized and a mutant Lxx strain engineered that stably expressed the gfp gene in sugarcane tissues. In vitro, the growth of the mutant did not differ from that of the wild type. Also, plants inoculated with both strains showed comparable growth and development when analysed 180 days after inoculation (dai). Fluorescence microscopy of roots, stalks, meristems and leaf tissues of Lxx‐GFP‐inoculated plants was performed at 180 dai. In the leaves, Lxx‐tagged cells were observed within the xylem vessels as has been described before but, in addition, they were found in a new niche within the host tissues, in the mesophyll and in the bundle sheath cells surrounding the vascular system. This finding indicates that Lxx is able to move from the xylem to the parenchyma of the leaf cells. This first report of an Lxx mutant expressing a heterologous gene revealed that colonization of sugarcane by this pathogen is not limited to the xylem vessels as commonly reported.