群体感应淬灭——防治植物细菌病害的新策略

群体感应（quorum sensing,QS）是细菌的一种调控机制,指细菌通过感应特定信号分子的浓度来感知周围环境中自身或其它细菌的数量,并调整相关基因的表达以适应环境的变化。多种植物病原细菌利用QS系统调控致病因子的表达,因此,QS系统可以作为细菌病害防治的新靶点。对细菌QS调控机制的干扰和破坏称为群体感应淬灭（quorum quenching）。本文介绍了QS与植物病原细菌致病性的关系,以及近年来群体感应淬灭研究的新进展。     

细菌群体感应抑制剂研究进展

多重耐药菌的出现已成为农业防治植物病害的一大难题,目前急需发展新的防治策略。群体感应 (quorum sensing, QS) 是一种微生物之间普遍存在的依赖于菌体密度的沟通协调机制,控制着细菌的生长、增殖、致病性、生物被膜形成及相关群体活动行为。群体感应抑制剂在抑制细菌毒性基因表达时不会对细菌生长产生压力,从而避免了细菌耐药性的产生。这一新颖的抑菌机制使其在开发新型农药方面有很大潜力。本文着重介绍了细菌群体感应机制、天然的及合成的细菌群体感应抑制剂种类及其应用。     

申氏杆菌37-1中群体感应淬灭内酯酶AiiS的功能分析

许多植物病原细菌通过群体感应(quorum sensing,QS)系统调控相关毒性因子的表达,而群体感应淬灭(quorum quenching,QQ)是通过干扰QS系统,达到防治植物细菌性病害的重要策略之一.本研究利用原位培养法分离得到2000多株不同菌株形态的植物根围细菌,结合QS系统信号分子检测平板筛选到7株具有Q...     

假单胞菌WX14群体感应淬灭酶基因的克隆及其功能研究

本研究采用报告菌平板法及β-半乳糖苷酶活性测定并筛选到10株具有较强降解酰基高丝氨酸内酯（AHLs）能力的细菌,其中菌株WX14降解AHLs能力较强,且菌体和菌体外泌物均具有降解活性。利用PCR法从菌株WX14中克隆到hacA和hacB两个群体感应淬灭酶基因,基因全长分别为2286和2370 bp,氨基酸序列比对分析结果表明,HacA属于阿库来菌素A酰化酶蛋白家族,HacB属于青霉素G酰化酶蛋白家族。这两个基因编码产物均为N末端亲核（N-terminal nucleophile,Ntn）水解酶家族成员。将hacA和hacB导入到软腐果胶杆菌Pectobacterium carotovorum后,可减弱该细菌在马铃薯块和白菜上的致病性,因此这2种AHLs降解酶对依赖于群体感应的软腐病有一定防病作用。经16S rDNA序列同源性分析鉴定,3株为假节杆菌Pseudarthrobacter spp.、1株节杆菌Paenarthrobacter sp.、4株假单胞菌Pseudomonas和2株芽胞杆菌Bacillus spp.。     

采前喷施洋葱伯克霍尔德菌Burkholderia contaminans对草莓采后腐烂和品质的影响

为明确采前喷施洋葱伯克霍尔德菌Burkholderia contaminans B-1对草莓采后贮藏期的腐烂和品质的影响,采用洋葱伯克霍尔德菌菌悬液喷施草莓植株,检测草莓采后腐烂率及硬度、色泽、可滴定酸、抗坏血酸及失重率等指标,并统计草莓表面菌落生长情况。结果表明,采前喷施浓度为1×10~(10)CFU/m L的洋葱伯克霍尔德菌B-1菌悬液,可显著降低草莓采后腐烂的发生,而且喷施3次贮藏效果优于喷施1次。在16℃下贮藏7 d,喷施3次处理在接种灰葡萄孢菌和自然条件下的抑制率分别达到67.33%和58.45%。采前喷施洋葱伯克霍尔德菌菌悬液可有效提升草莓品质,延缓果实硬度、可溶性固形物、可滴定酸,降低Vc含量,一定程度上可保持果实亮度。洋葱伯克霍尔德菌可在果实表面定殖,且抑制果实表面病原菌的生长。菌悬液喷施3次,16℃贮藏7 d后,果实表面拮抗菌数量达到贮藏前的4.79×10~4倍,同时,病原菌在果实表面的菌落数也大大减少。洋葱伯克霍尔德菌可引起灰葡萄孢菌菌丝畸形,内含物外渗。此外,洋葱伯克霍尔德菌对草莓植株白粉病有抑制作用,并促进植株生长,株高、单株鲜重和单株叶片分别比对照增加19.39%、28.13%和36.04%。研究表明该菌株在草莓生产和贮藏领域具有较大潜力。     

群体感应信号物质对吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007在杨树内定殖的影响

为了明确杨树溃疡病生防菌吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007的群体感应系统是否与其内生定殖相关,本文通过群体感应指示菌紫色杆菌CV026和液相色谱串联四级杆飞行时间质谱技术(HPLC-Q-TOF-MS)确定其群体感应信号物质种类,并利用结晶紫染色、菌体回收、GFP标记等技术,研究其群体感应信号物质对该菌株生物膜及在杨树苗内的定殖能力的影响。结果表明,菌株JK-SH007产生的群体感应信号物质为含8个碳原子酰基侧链的辛酰基-L-高丝氨酸内酯(C8-HSL)。群体感应信号物质C8-HSL的添加对该菌株生物膜及在杨树苗内的定殖能力有影响,并且呈现低浓度促进,较高浓度抑制的规律。C8-HSL的添加与菌株JK-SH007生物膜的OD值和菌体量具有显著相关性,相关系数分别为0.923和0.756。当添加1.0%C8-HSL终浓度达到5×10^-8 g/L时,菌株JK-SH007生物膜的形成量达到峰值。荧光显微镜镜检发现,当添加100μL C8-HSL时,杨树组培苗根和茎中GFP荧光标记的菌株JK-SH007的定殖数量明显较CK多。菌株JK-SH007的群体感应与其在杨树内的内生定殖能力密切相关,群体感应信号物质C8-HSL具有增强菌株JK-SH007内生定殖的能力,同时也表明该物质有利于该菌株生防效果的发挥。     

哈密瓜细菌性果斑病菌群体感应系统的检测

本文利用群体感应信号报告菌Agrobacterium tumefaciens NTL4(pZLR4),在LB报告平板上对燕麦食酸菌西瓜亚种的19个菌株进行了初步检测,发现18个菌株有群体感应信号产生.用琼脂条法对菌株Pslb-94进一步检测,证实菌株Pslb-94存在群体感应系统.提取了该菌株信号物质,反相薄层层析(TLC)检测证明该菌株能产生群体感应信号分子.     

群体感应系统对甜瓜果斑病菌MH21致病力的影响

 以N-乙酰高丝氨酸内酯（N-acyl-homoserine lactone, AHL）为信号分子的群体感应（quorum-sensing, QS）系统是很多病原细菌的重要致病性调控因子。本文自甜瓜果斑病菌——西瓜食酸菌（Acidovorax citrulli）菌株MH21中克隆到AHL信号合成基因luxI_MH21,并构建了其缺失突变体MΔluxI_MH21及转化有AHL信号降解酶编码基因aiiA和aidH的工程菌株MAiiA和MAidH。信号检测结果显示MΔluxI_MH21、MAiiA和MAidH菌株均无AHL信号产生,同时细菌的游动能力及在基本培养基中的生长速率均显著下降,但对细菌生物膜形成和在非寄主植物烟草上诱导过敏性坏死反应的能力没有影响。盆栽条件下,经低浓度（10⁴ CFU/mL）MΔluxI_MH21、MAiiA和MAidH菌株处理的甜瓜种子萌发后幼苗死亡率显著低于野生型MH21和luxI_MH21基因互补菌株MΔluxI_MH21HB的处理;而高浓度细菌（10⁸ CFU/mL）处理种子后,除MAidH菌株处理引起的死苗率明显低于野生型MH21处理,其他菌株与MH21没有显著差异。子叶注射试验也得到相似的结果,以低浓度细菌（10⁴ CFU/mL）注射甜瓜子叶后发现MΔluxI_MH21、 MAiiA和MAidH菌株甜瓜子叶中的繁殖速率及对子叶的致病力与野生型MH21相比均显著下降;而高浓度细菌（10⁸ CFU/mL）处理子叶时,MΔluxI_MH21和MAiiA菌株与野生菌MH21相比致病力无显著差异,仅有MAidH菌株的致病力明显下降。说明QS系统影响菌株MH21在低细菌浓度下对甜瓜幼苗的致病力,这种作用可能与影响细菌生长有关。     

水稻转录因子OsBTF3对不同病原菌和信号分子的基因表达反应

 转录因子基因OsBTF3在水稻品种日本晴悬浮细胞中受白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)诱导表达。为了阐明OsBTF3在水稻叶组织中的表达特征,本研究利用RT-Q-PCR技术,对经3种亲和性病原菌[水稻白叶枯病菌(Xoo)、水稻条斑病菌(Xooc)和稻瘟病菌(Mg)]接种和4种信号分子[脱落酸(ABA)、水杨酸(SA)、茉莉酸甲酯(MeJA)、乙烯(ETH)]诱导处理的水稻叶片中OsBTF3的转录本进行了定量分析。结果表明,OsBTF3对Xoo、Xooc和Mg侵染的基因表达反应均显著地受到诱导,但反应速度和强度略有差异。而4种信号分子对OsBTF3表达的诱导作用差异较大,ABA诱导活性最强,MeJA和ETH次之,SA诱导作用不显著。因此,OsBTF3基因表达不仅具有病原菌Xoo、Xooc和Mg的诱导性,而且也具有信号分子MeJA、ETH和ABA的应答性。     

水稻白叶枯病菌群体感应系统对T3SS基因表达的调控作用分析

 为了阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)利用DSF信号群体感应(QS)系统对毒性表达进行调控的机理,本研究对编码QS的rpf基因进行了分子鉴定, 分析了Δrpf基因突变体在水稻叶组织中的种群量变化, 利用RT-qPCR方法定量测定了编码T3SS的hrp基因转录本以及rpf基因自身表达。结果表明,rpfF、rpfC和rpfG基因与几种主要植物病原黄单胞菌同源序列高度保守;RpfF是烯脂酰辅酶A水合酶家族成员之一,RpfC含有组氨酸磷酸激酶结构域(HisKA)和磷酸受体结构域(REC),RpfG含有REC和HD-GYP结构域;Δrpf突变体在水稻叶组织中的种群量及其扩展能力均明显下降; hrp基因转录显著地受到QS调控;rpf基因表达与Xoo种群密度密切相关。因此,Xoo QS系统显著地调控了hrp基因的表达,在QS与T3SS表达之间存在一个信号通路。     

进境韩国大花蕙兰上唐菖蒲伯克氏菌的分离鉴定及生物学研究

 大花蕙兰（Cymbidium hybridum）,又名虎头兰、喜姆比兰,兰科、兰属多年生草本植物,是近几年我国花卉市场上流行的高档室内盆栽花卉。大花蕙兰的杂交育种已有一百多年的历史,每年新增加的品种有几十种之多。近年来,我国检验检疫部门分别从各入境口岸的进境大花蕙兰中多次发现携带有菊基腐病菌（Erwinia chrysanthemi）、兰花细菌性褐腐病菌（Erwinia cypripedii）、建兰花叶病毒（Cymbidium mosaic virus）等多种病原生物,均有潜伏期长、发病率高等特点。入境大花蕙兰种苗携带植物病原细菌、病毒等有害生物隐蔽性强、风险较高。     

生物农药研究进展与未来展望

生物农药的研究与利用在农业病虫害防控体系中占有重要地位,进入21世纪后,更备受世界各国关注。随着绿色植保战略的推进与实施,生物农药研发成为我国生物产业、农业科研与应用的热点,被列为国家中长期科技发展规划的重大研究领域与方向。本文介绍了国内外生物农药产业的发展现状与未来趋势,分析了我国生物农药的发展瓶颈,提出了促进发展的可行对策。     

红火蚁信息素及其在化学防治中的应用研究进展

文章介绍了红火蚁的危害特征,分析了目前国内外红火蚁防治的主要方法,对利用化学信息素类物质防治红火蚁的研究方法及进展进行了综述;通过借鉴化学信息素在其他害虫防治中的应用,重点分析了化学信息素在红火蚁防治中的必要性和可能性,对红火蚁相关信息素的特点和化学结构进行了详细描述,并介绍了相关化学信息素的合成方法,揭示了信息素类物质在红火蚁综合防治中的重要性及优越性。     

实蝇科昆虫线粒体基因组研究进展

实蝇科昆虫种类繁多、世界广泛分布、具有重要经济意义,其种类鉴定、种群遗传、系统发育等方面的研究倍受植物检疫学和入侵生物学等领域的关注。线粒体基因组已被广泛应用于多个昆虫类群的进化与系统发育等研究。本文对实蝇科昆虫线粒体基因组的测序现状、基因组的结构和基因排列、碱基组成、进化速率及其在实蝇中的应用等方面的研究进展进行介绍、讨论与展望,并提示其对实蝇科害虫的入侵防控具有重要的理论和实践指导意义。     

十字花科根肿病研究进展

本文总结了十字花科根肿病的症状、病原菌的分离和检测、病菌致病性及生物学特性、病害的发生发展规律,介绍了国内外利用农业措施、化学药剂、抗病品种、生物防治等方法防治根肿病的研究进展,并对我国根肿病的防控进行了展望,以期对根肿病的进一步研究提供参考。     

农产品中典型真菌毒素免疫检测技术及其应用研究进展

真菌毒素是一类由产毒真菌产生的次级代谢产物。由于其种类多、毒性强、污染范围广的特点,对人和动物的健康存在威胁。因此建立精准、高效的真菌毒素检测技术对农产品中真菌毒素的监测和防控具有重要意义。免疫分析技术因其灵敏度高、检测速度快和对操作人员要求低等优点被广泛应用于农产品的检测。本文重点介绍了近年来黄曲霉毒素B₁、玉米赤霉烯酮、赭曲霉毒素A、脱氧雪腐镰刀菌烯醇及伏马菌素B₁等典型真菌毒素快速免疫检测技术,分析了各检测技术的优缺点,并概述了其检测技术产品化,展望了今后真菌毒素检测技术的发展方向。     

细菌分泌系统与茄科雷尔氏菌致病机理的关系研究进展

青枯病(bacterial wilt)的致病菌茄科雷尔氏菌Ralstonia solanacearum主要通过Ⅲ型及Ⅱ型分泌系统等将多种毒性因子输送到细胞外而使寄主植物致病。主要综述了近年来茄科雷尔氏菌Ⅲ型和Ⅱ型分泌系统的Phc、Prh、EPS和Peh 4个调控网络与该病原菌致病性之间的关系,以及2个分泌系统相互之间的关系。可为进一步研究该病害的作用机理及寻找其致病性靶标提供参考。