几种氨基酸铜对大丽轮枝菌微菌核形成的抑制作用

大丽轮枝菌(VerticilliumdahliaeKleb.)是引起棉花黄萎病的病原菌,它能以其休眠体微菌核的形式在土壤中长期存活,并保持对寄主的侵染力。Bell等认为真菌的微菌核黑色素具有抵抗自然界紫外光辐射和土壤微生物侵袭的功能,不少学者认为大丽轮枝菌的微菌核黑色素与菌株致病力有关,黑色素受抑制的菌株致病力降低。外界环境,如温度、杀菌剂等影响大丽轮枝菌微菌核和微菌核色素的形成。近年来,复合氨基酸铜作为一种新型的杀菌剂已有很多报道。本实验室最早把复合氨基酸铜用于防治棉花黄萎病,并研究了甘氨酸铜对棉花黄萎病株的过氧化物酶、多酚氧…     

中科院在大丽轮枝菌侵染过程研究中取得新进展

<正>大丽轮枝菌是一种土传病原真菌,通过形成附着枝感染植物根部,在世界范围内引起严重的黄萎病害,对我国棉花生产造成巨大的经济损失。和其他病原微生物一样,大丽轮枝菌的重要致病策略之一是分泌效应蛋白到植物细胞,干扰植物免疫反应,但其分泌结构和分泌转运机制亟待探究。     

棉花黄萎病菌致病的分子机理

阐述了大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb)产生的细胞壁降解酶、蛋白酶和毒素在致病中的作用及微菌核形成机制,全面分析了基因组学途径、RNA干涉和农杆菌介导的转化等真菌功能基因组学技术在大丽轮枝菌致病分子机理研究上的进展.     

大丽轮枝菌酵母双杂交cDNA文库的构建

为了分离克隆与植物互作的大丽轮枝菌致病相关蛋白基因,利用SMART技术构建了大丽轮枝菌酵母双杂交c DNA文库。结果表明,构建的文库滴度为5.2×107cfu/m L,库容为3.9×107cfu;文库c DNA插入片段长度主要分布在0.5~2.0 kb,平均为1 kb;文库重组率为96%。表明文库质量较好,为筛选与植物互作的大丽轮枝菌致病蛋白基因奠定了基础。     

我国在棉花黄萎病致病机制研究中取得重要进展

正棉花黄萎病是一种土壤传播的维管束病害,其主要致病菌大丽轮枝菌是一种土壤传播的、半活体营养的丝状真菌,主要定殖在植物的维管束中,目前尚缺有效防控措施。另外,尚不清楚大丽轮枝菌侵染宿主棉花、分泌毒力因子、致病的细胞生物学机制。中国科学院微生物研究所孔照胜课题组与石河子大学教授孙杰课题组合作揭示了V型肌球蛋白Myosin5介导的分泌装置在大丽轮枝菌与棉花互作中的重要作用。     

农杆菌介导转化大丽轮枝茵的体系优化

为了揭示大丽轮枝菌的遗传变异和致病机理,以含潮霉素为抗性筛选标记、绿色荧光蛋白GFP为报告基因载体,优化了农杆菌介导转化大丽轮枝菌的遗传转化体系,获得了大丽轮枝菌菌株V991和BP2含绿色荧光蛋白GFP的转化子,转化率达到100×10-6～550×10-6.优化的转化条件为:农杆菌以IM液体培养基调节浓度至OD600=...     

我国棉花大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)电泳图谱分析

对24株来自不同地区、作物的不同致病类型的大丽轮枝菌,进行了同工酶和可溶性蛋白电泳图谱分析。结果表明,24株大丽轮枝菌苹果酸脱氢酶酶谱具有种的特异性,酯酶酶谱具有属的特异性。谷氨酸脱氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶和可溶性蛋白电泳图谱与病菌的致病类型有关,可将24株大丽轮枝菌分为2群,群Ⅰ包括20个菌株,均属于中等致病力或弱致病力的非落叶型菌系;群Ⅱ包括4株菌,均属于强致病力的落叶型菌系。     

高毒力大丽轮枝菌VDG1特异分泌蛋白HSSP致病相关功能分析

以棉花高毒力大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)菌株VDG1和低毒力大丽轮枝菌菌株VDG2基因组测序数据为基础,通过比较基因组学和分泌蛋白预测发现VDG1中1个特异分泌蛋白,将其命名为HSSP。通过PEG介导的原生质体转化方法获得了该基因的敲除突变株ΔHSSP,并以木糖、淀粉、纤维素、果胶、木聚糖和半乳糖为底物模拟分析了其降解细胞壁组分的能力,发现该突变体的果胶酶、木聚糖酶和半乳糖酶活力较野生型显著降低;通过测定菌丝产量和孢子产量,发现HSSP基因对菌丝和孢子的形成均有重要作用;通过定量蘸根接种法在感病棉种军棉1号上测定致病力,发现HSSP基因敲除突变体的致病力与野生型相比明显减弱。上述结果说明HSSP作为高毒力大丽轮枝菌菌株VDG1中1个特异的分泌蛋白在对寄主棉花的致病过程中发挥了重要作用。     

棉花黄萎病拮抗蛋白的分离与纯化

从棉花叶组织中分离到的类芽孢杆菌(Paenibacillus)LC105菌株对棉花黄萎病病原菌大丽轮枝菌具有明显的拮抗作用.该菌株发酵液分别用过滤、高压灭菌及有机溶剂处理,初步证明对大丽轮枝菌产生拮抗作用的物质为蛋白质.LC105菌株发酵液经硫酸铵沉淀、DEAE-Sephadex A-50离子交换层析及Sephacryl S-100凝胶层析分离纯化,得到了分子量为27 kDa的抗菌蛋白.     

棉花冠菌素不敏感因子GhCOI1基因分离和对大丽轮枝菌的抗性分析

为了解决黄萎病对棉花的危害,利用基因工程技术培育抗病棉花品种是当前育种的主要目标。从棉花中克隆了一个黄萎病抗性基因GhCOI1,其编码冠菌素不敏感因子。GhCOI1基因序列全长2 213 bp,编码一个600氨基酸的多肽,分子量为68 k Da,等电点p I是7.06。GhCOI1含有典型的F-box和LRR结构域。组织表达分析表明,该基因在根器官优势表达,并且其表达受到大丽轮枝菌浸染诱导。利用病毒诱导基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)技术,抑制了GhCOI1基因在棉花植株中的表达;通过大丽轮枝菌接菌分析表明,GhCOI1基因沉默能够引起植株的抗性下降,发病加重。研究结果表明GhCOI1参与棉花对大丽轮枝菌抗性调控,因此,其可以作为棉花抗病育种的候选基因。     

转基因抗虫棉黄萎病田间消长模式研究

2008年和2009年利用田间病圃研究了17个转基因抗虫棉品种的黄萎病田间消长模式。基于各品种在不同调查时间点的2年病情指数进行聚类分析,可将供试品种划分为4种类型。分析发现,同一类型中不同品种的黄萎病田间消长模式相似,而不同类型间表现出明显差异。第Ⅰ类品种表现为在调查的前、中、后期病情指数较低,且其病指低于其它3类;第Ⅱ类品种在整个调查时期病情指数也较低,但全年有2个发病高峰;第Ⅲ类品种在调查前期病指较高,中期病指略有降低,后期病指快速上升,发病高峰期病指较高,其病指在整个调查时期高于第Ⅱ类;第Ⅳ类品种调查前期病指较高,中期病指降低,后期病指最高,全年有2个明显的发病高峰,且其病指在8月20日前的几个调查时期均显著高于其它3种类型。     

棉花黄萎病及抗病育种研究进展

 介绍了黄萎病病菌致病机理、棉花黄萎病抗病机理及棉花抗黄萎病育种研究的现状,从不同的方面分析了制约棉花抗黄萎病育种研究的因素,提出了加快抗黄萎病育种研究进程的对策和建议。     

陆地棉抗黄萎病性状的遗传及分子标记研究

 以陆地棉抗黄萎病品系常96和感病品种军棉1号为研究材料,构建了一个含有138个F₂单株的作图群体。利用强致病力菌株VD8对P₁、P₂、F₁、F_2：3群体进行营养钵接种,估算各世代的相对病指。应用主基因 多基因混合遗传模型分析得出该组合的最适遗传模型为C-0模型,即加性-显性-上位性多基因模型。对1998对SSR引物和230对SRAP引物进行筛选,获得148个SSR和6个SRAP多态性标记位点,进一步利用MAPMAKER作图软件,构建了一张含122个标记位点的陆陆杂种遗传连锁图。利用复合区间作图法在第9染色体NAU462-JESPR114区间内,检测到1个抗黄萎病QTL,可解释的表型变异为13.8%。     

一种新的棉花黄、枯萎病快速接种方法的研究

 3种不伤根的棉花黄、枯萎病接种方法,即全生育期的田间病圃鉴定法、液体培养棉花苗期孢子悬浮液浸根法和土壤种植棉花苗期孢子悬浮液灌根法进行对比,结果表明,液体培养棉花苗期孢子悬浮液浸根法（接种浓度为10⁷个分生孢子·mL^-1）全周期只需要30 d。通过这种方法,不仅可以鉴定出棉花品种对黄、枯萎病菌的抗、感病性,还可以鉴定不同黄、枯萎病菌菌株的致病力。对比不同浸根接种时间（10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min）对结果的影响,发现浸根接种40 min可加快发病,鉴定结果和田间病圃鉴定的比较一致。     

棉花抗枯黄萎病品种耐低磷种质筛选

 采用蛭石栽培和营养液浇灌的方法,研究棉花品种耐低磷筛选指标,利用这些指标对88份棉花抗枯、黄萎病品种进行磷素利用率极端基因型的筛选。结果表明,株高和根冠比在不同品种和不同磷浓度处理之间无显著差异,而棉苗干物重、地上部鲜重、总叶面积、叶绿素含量、地上部干物重及磷利用率在不同磷浓度处理和不同品种之间均存在显著差异,可以作为棉花苗期耐低磷能力的评价指标。利用这些指标对棉花抗枯、黄萎病品种进行了分析。聚类结果将88个品种主要分为耐低磷基因型和非耐低磷基因型两大类,分别包括25个和55个品种。其中,中棉所21、中99和陕棉11属于耐低磷的极端基因型。     

棉花黄萎病拮抗细菌LC-04菌株的抗菌蛋白产生条件研究

LC-04菌株是从棉花叶部组织中分离出的一株类芽孢杆菌,其发酵液上清液的硫酸铵沉淀物对大丽轮枝菌V-190菌株的生长具有明显的拮抗作用,实验证明发酵液中含有蛋白质类抗菌物质。LC-04菌株的适宜发酵条件为:在pH7的LBG培养基中于30℃,180 r.min-1摇床振荡培养48 h,用70%硫酸铵对LC-04菌株发酵液上清液进行盐析,可以沉淀最多的抗菌蛋白。     

黄萎病菌诱导下陆地棉抗病品种SSH文库的构建

 采用抑制差减杂交技术,构建了陆地棉抗病品种冀棉20经黄萎病菌诱导8 h、12 h、24 h、48 h后的混合SSH文库,文库共包含800个阳性克隆。对质粒的酶切和巢式PCR结果表明,插入片段大小平均为400 bp。随机挑选20个阳性克隆进行测序,利用BLASTn和BLASTx进行序列相似性分析,发现20条EST都可以找到功能已知的同源序列,其中在BLASTn比较结果中,功能已知的有12条,占全部EST的60%;BLASTx的比较结果中有14条功能已知,占全部EST的70%。这些同源序列涉及到10种与抗病防御相关的基因,包括丝氨酸/苏氨酸激酶、谷胱甘肽-S-转移酶、乙醇脱氢酶、细胞色素P450、ACC氧化酶等。将这些序列与GenBank dbEST库进行比对,发现75%的EST都可以找到同源性较高的序列,它们都来自于植物在生物与非生物胁迫条件下特异表达的cDNA文库,这些胁迫包括病原菌诱导、低温处理、紫外线照射、热激处理、盐处理、氧胁迫、水杨酸诱导等。     

棉花品种对黄萎病慢病性初步研究

2002-2003年在河南省新乡县李台基地重病田,通过定株定时调查发病情况和各单株的产量结构,研究了不同抗病性棉花品种对黄萎病慢萎性。结果表明,若单纯以8月下旬的病情指数为标准,不少品种的抗病性均不理想,但从黄萎病发展历程分析,则发现有一部分耐至感病品种,其病情发展缓慢,对产量的影响也达不到显著水平。为此,提出棉花品种存在对黄萎病的慢病性,简称棉花品种慢萎性。     

中国棉花枯、黄萎病发生危害及抗病育种成效

笔者综述了中国棉花枯、黄萎病自20世纪30年代传入中国以后发生危害的情况,总结了中国棉花抗枯、黄萎病育种成就,包括育种方法从系统选择、杂交选育到现代分子标记辅助选择及转基因育种技术的进步,以及不同时代代表性的抗病棉花新品种,包括‘辽棉1号’、86-1、‘中棉所12’、‘中棉所16’、‘中棉所19’、‘中棉所35’、‘陕401’、‘辽棉10号’和‘辽棉12号’等。分析了抗棉花枯、黄萎病育种现状和存在的问题,并针对如何解决中国棉花抗病育种中存在的问题进行了展望。