玉米大斑病菌黑色素缺失突变体的获得及其生物学特性

DHN黑色素是许多植物病原真菌的致病相关因子,为明确黑色素在玉米大斑病菌致病过程中的作用,采用三环唑和紫外线复合诱变的方法获得了黑色素缺失的6个突变菌株,对突变菌株的生长量、产孢量、HT-毒素活性、致病力进行测定。结果显示,突变菌株产毒能力变化不大,但生长量下降,产孢量和致病力显著下降或完全丧失,野生型菌株的产孢量和侵染频率分别是突变菌株的30～50倍和5倍。突变菌株与黑色素共培养后,菌株M01-23a和M01-23b恢复了致病力,但病斑面积和侵染频率较小。玉米大斑病菌黑色素与致病力具有一定的相关性。     

玉米大斑病菌HT-毒素对玉米细胞CAT酶活性的影响

 近来研究表明,植物的正常生长发育伴随着活性氧(AO)的代谢,但体内AO的产生与清除一般处于动态平衡。     

多菌灵、三环唑对大丽轮枝菌微菌核、黑色素形成及致病力的影响

 在离体和活体条件下测定了多菌灵、三环唑对大丽轮枝菌的微菌核黑色素形成的影响,以及经2种杀菌剂处理产生的形态变异菌株对棉苗的致病力。结果表明:多菌灵在培养基内含量超过0.1μg/ml时,即可抑制大丽轮枝菌微菌核的形成,随着培养基内多菌灵浓度的增加,微菌核形成时间逐渐延长,形成量逐渐减少;三环唑浓度为0.5μg/ml时,可抑制微菌核的黑色素形成,微菌核从黑色变为浅红至红褐色。三环唑对微菌核黑色素形成呈可逆抑制,变色的微菌核菌落移入不含药的培养基后,大多可恢复形成黑色素。培养基内三环唑浓度的提高,也可抑制大丽轮枝菌微菌核的形成;因2种杀菌剂的抑制而丧失形成微菌核的白色菌丝体移入不含药的培养基,微菌核形成能力也不能恢复。多菌灵和三环唑经棉株吸收后均能抑制植株内大丽轮枝菌微菌核的形成,但对微菌核色素的形成未见有明显影响。2种杀菌剂处理产生的形态变异菌株的致病力与野生型菌株致病力差异不显著。     

玉米大斑病菌毒素对玉米叶肉细胞脂氧合酶活性的影响

 玉米大斑病菌2号小种粗毒素(HT-C)和标准毒素(5-羟甲基-2-呋喃甲醛,HT-I)处理玉米叶片,都能诱导3种供试基因型玉米叶片中脂氧合酶活性增高,但是不同基因型玉米对HT-C和HT-I的反应不同,HT-I对含有Ht1基因的品系诱导时间早,水平高,HT-C对于不带Ht基因的品系LOX的影响略高于HT-I;不同浓度的HT-I在OH43和OH43Ht1玉米叶片中诱导的LOX酶活性不同,高浓度HT-I和HT-C对LOX酶活诱导时间早,水平高,浓度降低诱导水平降低;外源H₂O₂对HT-I和HT-C在OH43叶片中LOX酶活性诱导作用的影响不同。     

东北春玉米区大斑病菌生理小种鉴定

对2005年采自东北玉米主产区的大斑病叶标样进行分离,经单孢纯化后获得56个菌株。通过Ht单基因鉴别寄主接种鉴定,结果表明:东北地区玉米大斑病菌生理分化已呈现复杂化,0号生理小种和1号生理小种分别占35.7%和17.9%,为优势小种,其次为123号生理小种,占12.5%,另外还存在2、3、23、123N、12和23N号生理小种。     

TOR途径对玉米大斑病菌发育调控作用的研究

 大斑刚毛球腔菌(Setosphaeria turcica)引起的玉米大斑病(Northern corn leaf blight)是危害玉米的一种重要真菌性叶部病害。大量研究表明,真菌病原物的生长发育及致病性受多种信号转导途径的调控,其中TOR是雷帕霉素的作用靶标,它既是一种蛋白激酶,也是一种信号转导分子,在调控细胞生长方面起核心作用。本试验用雷帕霉素处理玉米大斑病菌菌株,观察其菌落生长、菌丝形态、产孢量、附着胞形成及穿透情况。结果表明,当雷帕霉素处理浓度为25 ng·mL^-1时,菌落直径为1.65 cm,抑菌率达到81.9%, 雷帕霉素对菌丝体生长的半抑制浓度IC₅₀为0.665 ng·mL^-1;病菌产孢量为0.1×10⁴个·mL^-1,仅为对照组的10%。随着雷帕霉素浓度的增加,分生孢子萌发、附着胞形成及穿透能力均被不同程度抑制,但形态未出现异常。qRT-PCR分析表明,雷帕霉素处理后,StTOR、StTAP42及PP2A结构亚基StPP2A-A和调节亚基StPP2A-B的表达均显著下调。第5 d时,分别降低至甲醇对照组的约42%、38%、47%和42%;第10 d时,分别降低至甲醇对照组的约36%、31%、26%和21%,而PP2A的催化亚基StPP2A-C表达量变化不显著,表明雷帕霉素在抑制TOR活性的同时,还可以抑制StTOR、StTAP42及PP2A结构亚基和调节亚基的转录。本研究为深入探究TOR信号通路对玉米大斑病菌发育过程的调控作用提供了依据。     

玉米大斑病菌黑色素的一些理化性质和光谱吸收特征

 黑色素是某些植物和动物真菌病害的致病相关因子,不同来源的黑色素其生物合成途径可能不同。对玉米大斑病菌细胞壁结合黑色素和从培养滤液中提取的黑色素进行理化性质、紫外吸收光谱和红外光谱扫描测定,并与标准品黑色素进行比较分析,明确了玉米大斑病菌黑色素具有与标准品黑色素相似的理化性质。DHN黑色素的特异性抑制剂——三环唑,对玉米大斑病菌0号和1号小种黑色素的产生均有抑制作用;以玉米大斑病菌基因组DNA为模板,通过PCR扩增,得到了1,3,8-三羟基萘还原酶基因的同源片段,推测玉米大斑病菌黑色素合成于DHN途径。     

玉米茎腐病菌毒素致病力初报

通过提取玉米茎腐病菌毒素粗提液,证实玉米茎腐病原菌(镰刀菌和腐霉菌为主)在镰刀菌毒素培养液、查氏培养液和普通培养液中,能产生和玉米小斑病菌毒素(简称HM毒素,下同)类似的致病毒素。该物质能抑制种子根的生长。接种在玉米叶片上能产生典型的萎蔫枯死斑;用上述3种培养液培养病原菌,产生的毒素致病力差异不显著;不同类型病原菌产生的毒素致病力和同一类型病原菌不同菌株产生的毒素致病力差异都极显著。玉米品系对茎腐病原菌产生的毒素抗病性差异也极显著。     

玉米大斑病菌菌丝蛋白电泳分析及抗体检测

 研究表明,玉米大斑病菌1号小种(原命名法为2号小种)产生的毒素对带有Ht1基因的玉米具有高度的致毒活性,且与0号小种(原命名法为1号小种)毒素的成分不同,1号小种毒素含有一种克服Ht1基因玉米的特异性毒性组分。     

基底硬度对玉米大斑病菌主要侵染结构和黑色素沉积的影响

 基底硬度是调控植物病原真菌侵染结构形成的重要物理信号。为探讨基底硬度对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)侵染能力的影响,本研究利用不同硬度的PDA培养基进行模拟试验,并在不同叶龄的玉米叶片上进一步验证,结果表明,基底硬度越大,气生菌丝越少,菌丝分枝越多;硬基底上,病菌的分生孢子产量高,是软基底和适中硬度基底上的29.93和6.82倍,且硬基底上病菌附着胞形成率显著高于软基底。研究发现,在硬基底上生长的大斑病菌菌落颜色较深,菌丝中黑色素含量高。利用实时荧光定量PCR技术分析病菌黑色素合成途径中相关基因的表达情况,发现在硬基底上StMR1、StPKS、St4HNR、StSCD、St3HNR、StLAC1、StLAC2和StLAC4基因的相对表达量均高于软基底。上述结果说明,基底硬度影响了病菌形态结构的发育,导致了与侵染相关的黑色素含量的变化和侵染结构的形成,研究结果为探究植物病原真菌的侵染机制和病害防控提供了理论依据。     

稻瘟病菌对稻瘟灵、异稻瘟净和三环唑的敏感性

采用菌丝生长速率法分别测定了57株稻瘟病菌对稻瘟灵和79株稻瘟病菌对异稻瘟净的敏感性,分别建立了敏感基线,并检测了141株大田稻瘟病菌对稻瘟灵和异稻瘟净的抗药性水平;采用活体植株法测定了223株稻瘟病菌对三环唑的敏感性。57株稻瘟病菌对稻瘟灵的平均EC50值为1.4312±0.0867μg/mL,其敏感性频率分布呈连续性单峰曲线,1.4312μg/mL可作为稻瘟病菌对稻瘟灵的敏感基线,在141株大田稻瘟病菌中敏感、低抗和中抗菌株出现的频率分别为21.99%、73.76%和4.26%;79株稻瘟病菌对异稻瘟净的平均EC50值为6.6393±0.2662μg/mL,其敏感性频率分布也呈连续性单峰曲线,6.6393μg/mL可作为稻瘟病菌对异稻瘟净的敏感基线,141株大田稻瘟病菌中敏感、低抗和中抗菌株出现的频率分别为90.07%、7.80%和2.13%。稻瘟病菌对三环唑的EC50值最大为47.6144μg/mL,最小为1.0850μg/mL,供试菌株的EC50值呈近似正态分布,未出现敏感性下降的抗药性亚群体。     

玉米大斑病菌两性交配型菌株的出现频率及其育性分析

玉米大斑病菌属于异宗配合真菌,在自然界中存在A、a交配型菌株和Aa两性交配型菌株,为明确两性菌株的出现频率及其对有性生殖的影响,采用有性态诱导和交配型PCR鉴定的方法,对2011—2014年采集的野生菌株及室内诱导产生的有性杂交后代F1、F2代进行交配型组成鉴定,通过检测两性菌株子囊壳和子囊孢子的发育情况明确其有性生殖能力,结合RT-PCR技术对有性生殖过程中MAT1和MAT2基因的表达情况进行分析。结果表明,野生菌株和有性杂交后代中均存在两性交配型菌株,且出现频率相当,介于2.09%和6.25%之间;Aa两性菌株的育性与杂交时对应菌株的交配型组成相关,两性菌株与A交配型菌株或a交配型菌株杂交均可育,能产生成熟的子囊壳和子囊孢子,但其自交时败育,只产生子囊壳,不产生子囊孢子。两性菌株Aa自交和两性菌株Aa与A交配型或与a交配型菌株杂交时,Aa菌株中MAT1和MAT2基因表达量无明显差异,推测MAT基因在有性生殖产生子囊壳的过程中发挥了重要作用。     

甘肃玉米大斑病菌对嘧菌酯的敏感基线与抗药性监测

为明确甘肃玉米大斑病菌对嘧菌酯的敏感基线和抗性水平,采用平皿法测定了采自甘肃4个典型生态区的57株玉米大斑病菌对嘧菌酯的敏感性。结果表明,甘肃玉米大斑病菌对嘧菌酯敏感性差异较大,EC50在0.03~5.21μg/m L之间,平均EC50为0.54μg/m L,其中有32个菌株EC50呈连续性正态分布,平均EC50为0.10μg/m L,即为甘肃玉米大斑病菌对嘧菌酯的敏感基线。基于此,发现12株抗性菌株,平均抗性水平为5.18,最高抗性水平为49.93,抗性频率为21.05%,其中南部湿润和陇东半湿润半干旱地区出现中、高抗菌株7株,占12.28%,陇东半湿润半干旱和中部干旱雨养地区出现低抗菌株5株,占8.77%,而河西干旱灌溉地区15株菌对嘧菌酯十分敏感,平均抗性水平为1.56,最高抗性水平为3.89,暂无抗药性。     

凸脐蠕孢菌玉米、高粱专化型的细胞壁降解酶活性及基因表达分析

为探明玉米专化型和高粱专化型凸脐蠕孢菌的细胞壁降解酶在致病过程中的作用,采用酶活性检测方法测定了2种专化型的细胞壁降解酶活性,并检测了相关基因的表达。结果表明:高粱专化型凸脐蠕孢菌的聚甲基半乳糖醛酸酶(PMG)活性为115.84 U/mg,略高于玉米专化型;玉米专化型的多聚半乳糖醛酸酶(PG)和纤维素酶(Cx)的活性分别为151.76 U/mg和168.53 U/mg,略高于高粱专化型;且同一种专化型菌株的细胞壁降解酶活性存在差异。2种专化型的细胞壁降解酶基因表达量存在差异,Cx基因在2种专化型互作过程中均随病程的延长而大幅度上调表达;高粱专化型的PG基因随病程的延长大幅度上调表达,而玉米专化型的PG基因随病程的延长上调表达量有所下降;高粱专化型的PMG基因随病程的延长大幅度上调表达,而玉米专化型的PMG基因随病程的延长下调表达。推测产酶能力、基因表达和基因时间表达的差异可能是引起凸脐蠕孢菌专化型致病专化性的诱因之一。     

两株棒束孢菌的鉴定及其对茶卷叶蛾和茶小卷叶蛾的致病力

为明确分离自茶卷叶蛾和中华大刀螳僵虫的2株虫生真菌的归属及生防潜力,采用形态学特征和rDNA-ITS序列分析其分类地位,测定了其对茶卷叶蛾和茶小卷叶蛾幼虫的致病力,并初步筛选了其最适培养条件.结果表明:2株真菌均为环链棒束孢Isaria cateniannulata,分别命名为ICBS918和ICTL911.在1.0×10⁸孢子/mL浓度下,ICBS918和ICTL911对茶卷叶蛾幼虫的累计校正死亡率均达100%,LT₅₀分别为3.13 d和3.15 d;对茶小卷叶蛾幼虫的累计校正死亡率分别为100%和95%,LT₅₀分别为3.25 d和3.31 d.接菌后8 d,2菌株对茶卷叶蛾幼虫的LC₅₀分别为0.47×10⁵孢子/mL和1.01×10⁵孢子/mL;对茶小卷叶蛾幼虫的LC₅₀分别为2.20×10⁵孢子/mL和1.34×10⁵孢子/mL.2菌株23 ℃下最适生长培养基均为综合马铃薯培养基,最适产孢培养基均为蛋白胨马铃薯葡萄糖琼脂培养基;在萨氏培养基上,菌株ICBS918和ICTL911分别在24~30 ℃及24 ℃时生长速度最快,在27 ℃和21 ℃时产孢量最大.表明2株环链棒束孢对茶卷叶蛾和茶小卷叶蛾幼虫均具有较好的生防潜力,可作为生防菌进行开发和应用.     

新疆北部棉区黄萎病菌种群致病性分化及变异

采用特异性引物PCR检测技术和鉴别寄主法对新疆北部棉区41个棉花黄萎病菌菌系进行检测,以期明确黄萎病菌种群致病性分化及变异。特异性引物(ND1/ND2和D1/D2)PCR检测结果显示,供试菌系中落叶型菌系16个,占39.0%;非落叶型菌系24个,占58.5%;1个菌系未能检测出致病类型。鉴别寄主法测定结果显示:41个供试菌株中致病性强、中、弱的菌系分别为21、12和8个,分别占51.2%、29.3%和19.5%。落叶型菌系的致病力明显高于非落叶型,平均病情指数分别为39.4和25.8。研究表明,无论落叶型菌系和非落叶型菌系,接种后都可产生落叶症状,但落叶的程度有明显差别,其落叶症状的轻重不仅与菌系的致病类型有关,还与品种的抗病性密切相关。     

山东省小麦赤霉病菌种群组成及其致病力分化

由禾谷镰孢菌群Fusarium graminearum clade引起的赤霉病是小麦的重要病害。为明确山东省小麦赤霉病菌的种群组成及其致病力,于2011年和2012年从山东省15地市分离了95株小麦赤霉病菌,在形态和分子生物学鉴定种的基础上,采用鉴定B型毒素化学型的特异性引物进行毒素化学型分析。在95个菌株中,93株分离物为禾谷镰孢菌F.graminearum,2株为燕麦镰孢菌F.avenaceum。94株分离物为脱氧雪腐镰孢菌烯醇(deoxynivalenol,DON)化学型,1株为雪腐镰孢菌烯醇(nivalenol,NIV)化学型。在94株DON毒素化学型菌株中,90株为15-乙酰脱氧雪腐镰孢菌烯醇(15-acetyldeoxynivalenol,15-AcDON)化学型,4株为3-乙酰脱氧雪腐镰孢菌烯醇(3-acetyldeoxynivalenol,3-AcDON)化学型。在小麦扬花期,采用单花滴注接种法对29个菌株进行了致病力测定,供试菌株的致病力分化明显。表明在山东省冬小麦产区,产15-AcDON毒素的F.gra-minearum是小麦赤霉病菌的优势种群。     

不同植棉省区落叶型黄萎病菌的培养特性及致病力比较

近年来落叶型症状的棉花黄萎病对棉花生产的危害越来越大,为明确落叶型棉花黄萎病菌的分化特点,采用特异性分子标记方法,对我国10个主要植棉省区30个落叶型棉花黄萎病菌的培养特性和致病力进行了比较。落叶型黄萎病菌系在我国主要植棉省区已普遍存在,该菌系以菌核型为主,其微菌核呈放射状或环状。63.3%菌系的菌丝发达致密,其余菌系的菌丝较为疏松。落叶型黄萎病菌系之间的产孢量和致病力差异较大,产孢量变幅为3.7×107～18.8×107个孢子/mL;71.9%为强致病力菌系,25.0%为中等致病力。研究表明,不同植棉省区间落叶型黄萎病菌系的产孢量和致病力具有一定差异。     

玉米大斑病菌有性杂交F1代菌株的生理小种鉴定和AFLP分析

玉米大斑病菌是异宗配合真菌，有性杂交有可能增强病菌的致病力，或形成新的致病小种，因此对该病菌有性杂交后代进行致病性测定和遗传多态性分析对控制该病菌的危害具有重要意义。对亲本菌株132、135和它们杂交产生的70个单子囊孢子F1代菌株进行了生理小种鉴定和AFLP（扩增性片段长度多态性）分析。生理小种鉴定结果表明，F1代菌株中与亲本菌株132（23N号小种）属于同一小种类型的占41．4％，与亲本菌株135（23号小种）相同的占20．0％，另外还出现了0、1、2、3、13、123、12N、13N和123N号小种，所占比例分别为2．9％、1．4％、2．9％、2．9％、4．3％、8．6％、1．4％、4．3％和10．0％，说明有性杂交可使后代菌株的致病性发生比较广泛的变异。AFLP分析表明，F1代菌株之间分子遗传相似系数在0．87～0．99之间，其中84．3％的F1代菌株与亲本菌株的遗传相似系数在0．878以上，但与亲本菌株132同源性较强的F1代菌株数目大约是与亲本菌株135的5倍，说明不同菌株具有不同的遗传传递能力。比较生理小种鉴定和AFLP分析结果，发现生理小种分化和AFLP分子遗传多态性间有一定的相关性，但不能完全对应，不存在遗传谱系就等于小种的简单对应关系。