禾谷镰刀菌缺氧诱导脱氢酶参与发育和致病性

 缺氧诱导脱氢酶(hypoxia-induced dehydrogenase, HorA)参与辅酶Q(coenzyme Q, CoQ)的生物合成。在禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)基因组中确定了一个缺氧诱导脱氢酶基因,命名为FgHorA。通过同源重组的方法获得FgHorA敲除突变体。研究发现,FgHorA敲除突变体出现生长和产孢的缺陷,并且延迟了分生孢子萌发,FgHorA突变体不能产生子囊壳。FgHorA突变体在小麦胚芽鞘上的致病力和产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)毒素含量明显下降。FgHorA突变体表现出对盐胁迫的抗性提高,而对氧胁迫抗性降低。此外,FgHorA突变体产生的内源性活性氧明显减少。研究结果表明,禾谷镰刀菌FgHorA参与菌丝生长、无性和有性生殖、胁迫反应和致病性。     

禾谷镰刀菌对苯基吡咯类杀菌剂咯菌腈的抗性机制

由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病是世界小麦生产上的重要真菌病害。为了进一步明确禾谷镰刀菌对苯基吡咯类杀菌剂咯菌腈产生抗性的机制,本文以前期室内通过药剂驯化方式得到的4株禾谷镰刀菌对咯菌腈的高水平抗性突变体 (其抗性倍数在318.2~782.9之间) 为主要研究材料,采用生物测定及分子生物学等方法开展了禾谷镰刀菌对咯菌腈的抗性机制研究。结果表明:供试禾谷镰刀菌抗咯菌腈突变体对小麦幼穗的致病力降低了约50%,部分菌株 (2XZ-4R) 甚至完全丧失了对小麦的致病能力;抗性突变体对渗透胁迫 (0.5 mol/L NaCl, 1.0 mol/L MgCl₂, 1.0 mol/L葡萄糖或1.0 mol/L甘露醇) 高度敏感,且菌丝生长抑制率较敏感菌株降低约50%以上,表明其环境适合度显著下降。同时,抗性突变体中苯丙氨酸解氨酶 (PAL)、过氧化物酶 (POD) 和多酚氧化酶 (PPO) 活性较敏感菌株均升高2倍以上。分子生物学分析发现,供试抗性突变体中候选靶标基因 (FgOs1和FgOs5) 的表达量显著下调 (P<0.05),推测FgOs1和FgOs5可能参与了禾谷镰刀菌对咯菌腈抗性的形成过程。总之,该研究探究了禾谷镰刀菌抗咯菌腈突变体的生物学特性,并为深入揭示禾谷镰刀菌对咯菌腈的抗性分子机制提供了新的思路。     

玉米弯孢叶斑病菌毒素对寄主防御酶系活性的影响及诱导抗性效应

 本文系统地研究了玉米弯孢叶斑病菌毒素对不同玉米抗性品种苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(PO)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响及在一定条件下对寄主抗性的诱导效应。研究结果发现,抗病品种的PAL和PO酶活性比感病品种易被毒素激活,但抗病品种被毒素处理后的SOD活性明显低于感病品种,而且峰值出现得晚,这可能与抗病品种SOD活性的下降有利于积累活性氧、进一步激发寄主的抗性有关。此外,研究发现毒素在一定浓度下可作为抗性的诱导因子,为深入研究抗性机制和防病手段提供了新途径。     

棉花枯萎病抗病性诱导物的筛选和有效间隔期

 从1981年至1988年,研究了8种镰刀菌诱发感病棉株对棉枯萎病菌抗性的效应和诱导接种与激发接种间有效间隔天数。结果表明:参试的8种镰刀菌中,半裸镰刀菌(Fusarium scmitectum),黄色镰刀菌(F. culmorum),接骨木镰刀菌(F. sambucinum),拟枝孢镰刀菌(F. sporotrichioldes)诱发的棉株可明显提高对棉枯萎菌的抗性。而芬芳镰刀菌(F. redolens),尖孢镰刀菌(F. oxysporum)诱导的棉株其病指则高于对照。二次接种的最佳间隔天数为5天。     

禾谷镰刀菌脂质转运蛋白Vps13的功能分析

 Vps13蛋白家族是真核生物中高度保守的一类脂质转运蛋白,其在丝状真菌中的功能尚不清楚。小麦赤霉病主要由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)引起,是小麦最重要病害之一。禾谷镰刀菌含有酿酒酵母VPS13的一个同源基因FgVPS13。通过同源重组的方法获得禾谷镰刀菌FgVPS13敲除突变体。研究表明,FgVPS13敲除突变体出现生长、产孢和有性生殖的缺陷。FgVPS13敲除突变体在小麦胚芽鞘和麦穗上的致病力下降,产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol, DON)毒素含量也明显降低。而且,FgVPS13抑制线粒体自噬。总之,FgVPS13参与调控禾谷镰刀菌菌丝生长、无性和有性生殖、致病力和线粒体自噬。     

长江中下游地区亚洲镰刀菌NX-2毒素群体的检测

由禾谷镰刀菌复合种(Fusarium graminearum species complex,FGSC)引起的麦类赤霉病,是农业生产上的重要病害。为明确中国长江中下游冬小麦主产区小麦赤霉病菌种的构成及其地理分布,对2008年从江苏、浙江和湖北3省采集的656株小麦赤霉病菌株进行了分类鉴定。结果显示,其中558个菌株为亚洲镰刀菌(Fusarium asiaticum),98个菌株为禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum sensu stricto),表明中国长江中下游冬小麦主产区小麦赤霉病的主要致病菌是亚洲镰刀菌。选择亚洲镰刀菌(F.asiaticum)为研究对象,通过PCR-RFLP的方法对其进行产NX-2毒素菌株的检测。结果没有检测到产NX-2毒素菌株,表明中国长江中下游冬小麦主产区并未出现NX-2毒素群体。本研究旨在了解NX-2毒素群体在中国长江中下游地区的地理分布,为进一步研究麦类赤霉病菌群体遗传多样性和演化趋势奠定基础,为麦类赤霉病的防治和毒素污染的控制提供理论依据。     

太子参叶斑病抗性诱导因子筛选

为筛选诱导太子参产生对叶斑病抗性的诱导因子,在离体培养条件下,用水杨酸、草酸、壳聚糖、磷酸氢二钾、亚硒酸钠和太子参叶斑病粗毒素液这6种因子诱导处理太子参组培苗,在1～7d内测定叶片相关酶活性的变化。诱导培养7d后,用太子参叶斑病粗毒素液对组培苗进行离体叶片针刺接种抗性鉴定,结果表明,诱导处理后能明显增强太子参叶片内POD、PPO和PAL的活性;6种因子均能诱导太子参对叶斑病产生抗性,以190mg.L-1和380mg.L-1草酸的诱抗效果较好,分别达到76.1%和74.7%,极显著高于其它诱导因子的诱抗效果。     

小麦对白粉菌的抗性和感病性的诱导

 用小麦白粉菌(Erysiphe graminis f.sp.tritici)的无毒和有毒菌株,以3种接种顺序:1.先接无毒菌株,间隔一定时间后,再接有毒菌株;2.无毒和有毒菌株同时接;3.和"1"相反,接种具有不同抗性基因的小麦品种的幼苗或叶段,以研究小麦对白粉菌的诱导抗性和诱导感病性。结果表明:先接无毒菌株诱导的抗性最强;后接无毒菌株或无毒、有毒菌株同时接,当诱导菌(inducer)的密度很高时,也可以诱导出抗性,但较微弱;诱导的抗性随诱导菌的密度增高而增强;一经诱导,抗性可在被诱导部位维持到第6天;所使用的3种接种顺序都可以诱导小麦对白粉菌产生感病性,但较之诱导的抗性弱得多;在抗病性的诱导中,存在着小麦品种与诱导菌,或诱导菌与挑战菌(challenger)之间的相互作用;一个无毒菌株可以通过诱导而获得在抗病品种上生长的毒性,但当缺少有毒菌株存在时,获得毒性即消失;没有发现所诱导的抗性具有系统传导性。     

禾谷镰刀菌组蛋白乙酰转移酶FgHat1在DON毒素生物合成中的功能

 由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病是小麦最主要的真菌病害之一。禾谷镰刀菌侵染小麦时分泌脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)真菌毒素,威胁人畜健康。本研究通过对组蛋白乙酰转移酶基因FgHAT1的功能研究,发现该基因编码的蛋白定位于细胞核并调控组蛋白H4的乙酰化。Fghat1敲除突变体在生长发育和致病过程中表现正常,但毒素合成存在显著缺陷。敲除FgHATI导致参与DON毒素合成的TRI基因转录水平降低,突变体产毒相关的细胞分化也表现异常。外源添加cAMP可以有效回复突变体的产毒缺陷,表明FgHat1对毒素的调控与cAMP信号通路有关。研究结果表明组蛋白表观修饰和胞内信号通路之间存在联系,这两者的交叉互作对DON毒素合成的精确调控至关重要。     

镰刀菌对大蒜根系分泌物的敏感性与其致病力相关分析

试验采用菌丝生长速率法测定了大蒜根系分泌物对3种供试植物病原镰刀菌的抑菌活性, 并进一步分析了18株从腐烂蒜瓣上分离的尖孢镰刀菌和12株从小麦赤霉病样分离的禾谷镰刀菌对大蒜根系分泌物的敏感性及致病力之间的关系。研究结果表明, 大蒜根系分泌物对供试镰刀菌均具有抑制活性, 但从腐烂蒜瓣上分离的尖孢镰刀菌对根系分泌物的敏感性低于其他菌株。致病力分析结果表明, 供试的18株尖孢镰刀菌均能使蒜瓣发病, 但致病力与其对根系分泌物的敏感性无明显相关性; 供试的禾谷镰刀菌中对根系分泌物不敏感的4株菌株能侵染蒜瓣, 但敏感性高的菌株不能侵染蒜瓣, 且根系分泌物对禾谷镰刀菌的抑制率与禾谷镰刀菌致病力之间呈显著的负相关。这表明大蒜根系分泌抑菌物质是根系抵御镰刀菌侵染的重要机制, 但一些菌株能对根系分泌物产生抗性, 从而侵染大蒜。综上所述, 大蒜根系分泌物对镰刀菌具有抑制活性, 可以利用大蒜和其他作物间作或轮作控制镰刀菌枯萎病的发生和蔓延, 但长期利用大蒜轮作或间作控制土传病害可能面临镰刀菌对大蒜根系分泌物产生抗性, 导致防效降低的风险。