柱花草炭疽菌突变体库致病缺陷转化子筛选 及T-DNA插入位点侧翼序列分析

比较了接种病原菌侵染柱花草的几种方法的效果,选定出最佳的初筛和复筛方法,进而对1 230 个转化 子进行筛选,得到致病力缺陷菌23 株,其中致病力减弱的菌株18 株,致病力完全丧失的5 株。利用TAIL-PCR 扩增 致病力丧失突变子t-2430 的T-DNA 插入位点侧翼序列,得到大小为476 bp 的一段序列,BLAST 比对已测序炭疽菌 基因组,发现401nt 和数据库的Contig464的部分序列完全一致,进一步对该段序列的功能进行预测,表明T-DNA 插入 在一预测基因的启动子区域,并且这个预测基因与稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae）的天冬氨酸转氨酶(XP_003719674.1）同 源性为79%。     

9种杀菌剂对柱花草胶孢炭疽病菌的室内毒力测定

采用菌丝生长速率法测定9种杀菌剂对胶孢炭疽菌的室内毒力。结果表明:咪鲜胺、丙环唑、抑霉唑和苯醚甲环唑4种药剂对柱花草炭疽病菌株CH008的抑菌效果最好,其EC50值在0.032 3~0.735 2μg/m L,成为最具潜力的替代使用杀菌剂;戊唑醇和吡唑醚菌酯的抑菌效果也较好,其EC50值在1.381 3~3.208 8μg/m L。     

层出镰刀菌T-DNA插入突变体库的构建与分析

苹果再植病害(Apple replant disease,ARD)是世界苹果主产区广泛发生的病害。前期研究表明,层出镰刀菌是造成苹果再植病害的重要致病菌之一,但其分子致病机制尚缺乏研究报道。本研究的目的是建立农杆菌介导的层出镰刀菌的遗传转化体系,并获得大规模的遗传稳定的层出镰刀菌ATMT突变体库,为研究该菌的分子致病机理奠定基础。对影响农杆菌介导转化效率的主要因子进行单因子条件测验,得到其最优转化体系为:抑制H10菌丝和孢子生长的潮霉素的浓度为100μg/mL,层出镰刀菌的分生孢子浓度为107个/mL,农杆菌OD600值为0.3,AS浓度为200μg/mL,共培养时间为48h,共培养温度为26℃。利用这一体系构建了3000个转化子的突变体库,并对随机选择的200个突变体进行潮霉素抗性基因的PCR检测,并经过在PDA培养基上5代培养,验证了T-DNA插入片段的稳定性。     

玉米大斑病菌ATMT突变体库的构建及其分析

【目的】利用农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导的遗传转化技术,对玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）进行转化,构建ATMT突变体库,为从分子水平上揭示病菌的致病机理奠定基础。【方法】以带有重组双元载体的农杆菌对玉米大斑病菌进行转化,利用潮霉素B进行筛选,对抗性稳定的转化子进行PCR检测,构建玉米大斑病菌ATMT突变体库;从突变体库中随机选取一定数量的突变体,对其菌落形态、菌丝及分生孢子发育、致病性等进行分析。【结果】获得了1 265株玉米大斑病菌T-DNA插入突变体;从中随机选取36株突变菌株,对其进行抗性筛选和PCR检测,发现潮霉素磷酸转移酶基因已整合进入野生型菌株的基因组中,且能够稳定遗传;与野生型菌株相比,在供试的菌株中,大部分菌株菌落形态和生长速率没有发生明显改变。生长速率明显减慢的菌株占总数的13.8%,明显加快的菌株占16.7%;发现了2株分生孢子形态发生明显改变的菌株,占菌株总数的5.6%;产孢量明显增大的菌株占5.6%,产孢量减少的菌株占13.5%;分生孢子萌发率发生明显改变的菌株占16.6%;发现了1株致病性明显增强的菌株,占菌株总数的2.8%。【结论】构建了玉米大斑病菌ATMT突变体库,并对突变体库进行了初步分析,将为克隆玉米大斑病菌生长发育和致病性相关基因奠定基础。     

橡胶树胶孢炭疽病菌CgBASP2基因敲除突变体构建及其致病力分析

在前期对橡胶树胶胞炭疽病菌分泌蛋白组进行预测的基础上,通过RT-PCR的方法克隆了1个候选分泌蛋白基因并命名为Cg BASP2(Biotrophy-associated Secreted Proteins 2 of Colletotrichum gloeosporioides)。该基因编码100个氨基酸,相对分子质量约为9.85×103。生物信息学分析结果表明,该蛋白含有1个18氨基酸的信号肽序列,不含任何跨膜结构域。氨基酸序列比对结果表明,Cg BASP2与草莓胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides Nara gc5)、西瓜炭疽菌(Colletotrichum orbiculare MAFF)、玉米炭疽菌(Colletotrichum graminicola)、菜豆炭疽菌(Colletotrichum higginsiaum)和稻瘟菌(Magnaporthe oryzae 70-15)的BASP2同源,同源性分别为100%,90%,87%,87%和67%。为了研究该基因的功能,本研究通过同源重组技术构建了橡胶树胶孢炭疽病菌Cg BASP2基因的敲除突变株ΔCg BASP2。进一步的分析发现,与野生型菌株相比ΔCg BASP2突变菌株不能对橡胶树叶片产生致病性,由此可见,Cg BASP2基因在胶胞炭疽病菌的致病过程中起重要作用。     

水稻T-DNA插入突变体库筛选及其突变特征研究

采用水培方法大规模苗期筛选水稻T-DNA插入突变体库,以苗期表观症状为参考指标,从2 173个T1代家系中共筛选分离出表型突变家系145个。突变体类型分为4类,即氮营养缺陷型突变型、白化苗型、黄化苗型、植株矮小型。     

南方淮山炭疽病菌的致病力分化

[目的]明确我国南方淮山炭疽病病原菌种类及其致病力分化状况,为淮山炭疽病的综合防治和抗病育种提供理论依据.[方法]采用形态学观察,结合rDNA-ITS序列比对和系统发育进化分析,对从我国南方6省(区)四川、贵州、云南、广西、福建和海南淮山种植区典型炭疽病病叶分离获得的45株炭疽病病原菌进行鉴定,并通过接种在4种不同淮山种质(Do6-3、Do6、Do108和Do21)叶片上进行致病力检测,分析不同来源菌株的致病力差异.[结果]45株炭疽菌均鉴定为胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides).45株炭疽菌对4种淮山种质材料均能致病,根据综合致病力可将45株炭疽菌分为强、中、弱3种致病类型.其中,6株强致病性菌株均来自广西,7株弱致病性菌株主要来自云南,32株中等致病力菌株主要来自贵州、福建和海南.[结论]来源于我国南方6省(区)的45株淮山炭疽病病原菌均为胶孢炭疽菌(C.gloeosporioides),其致病力分化明显,且与地理来源具有相关性.     

拟轮枝镰孢ATMT突变体库的构建及分析

【目的】通过建立适用于拟轮枝镰孢（Fusarium verticillioides）的农杆菌介导遗传转化体系,构建绿色荧光蛋白（green fluorescent protein,GFP）标记的拟轮枝镰孢ATMT（Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation）突变体库,并对突变体库进行筛选分析,为研究拟轮枝镰孢在玉米果穗上的侵染途径和致病的分子机制打下基础。【方法】筛选头孢噻肟钠（cefotaxime sodium,Cefo）和氨苄青霉素钠（ampicillin sodium,Amp）对根癌农杆菌AGL-1的抑菌浓度和拟轮枝镰孢对潮霉素B（hygromycin B）的敏感浓度;以含有绿色荧光蛋白基因（GFP）、潮霉素抗性基因（HPH）的穿梭质粒为载体,通过ATMT构建GFP标记的拟轮枝镰孢突变体库;利用潮霉素抗性筛选、GFP的特异性引物进行PCR检测和荧光显微镜观察,检测分析T-DNA插入情况及转化子稳定性;从突变体库中随机挑选9个转化子菌株并进行分析,对其产孢量、分生孢子萌发率、致病力等进行测定。【结果】通过农杆菌抑菌试验发现当Cefo/Amp的浓度为150/150 μg·mL ^-1时,AGL-1生长受到抑制;当潮霉素B的浓度为150 μg·mL ^-1时,拟轮枝镰孢完全丧失生长能力。利用优化后的ATMT转化获得了2 465株GFP标记的拟轮枝镰孢转化子;转化子在不含潮霉素B的PDA培养基上连续转接5代再转到含潮霉素B的培养基上仍能正常生长,说明HPH成功插入野生型基因组且稳定遗传;利用GFP特异性引物对转化子进行PCR检测,测序结果显示与NCBI中GFP（登录号：LC420351.1）的同源性为99.26%,表明GFP已成功整合到野生型基因组中;转化子菌丝和孢子在荧光显微镜下观察均呈现绿色,而野生型菌株未观察到任何荧光,表明GFP转移到拟轮枝镰孢野生型菌株基因组中,且能够成功表达。对部分转化子分析发现,与野生型相比转化子54的产孢量明显增多,约为野生型的1.9倍;转化子24的分生孢子萌发率在相同时间内明显下降;转化子13的致病力增强,病害级别达到9级,转化子33和16致病力减弱为3级,转化子4致病力最弱为1级,部分转化子生物学性状未发生明显变化。 【结论】构建了农杆菌介导GFP标记的拟轮枝镰孢突变体库,筛选分析获得了产孢量、孢子萌发率、致病力发生变化的突变体,为进一步研究拟轮枝镰孢侵染玉米果穗的途径和致病的分子机制打下了基础。     

甜瓜T-DNA插入突变体的构建

[目的]构建激活标签载体并将其转入甜瓜中,获得甜瓜T-DNA插入突变体,为甜瓜功能基因组学的研究奠定基础.[方法]用PCR法扩增目的DNA片段,经EcoRI和SacI顺序酶切,将目的片段连接到pCAMBIA2301载体上,构建含4 ×35s Enhancer DNA片段的激活标签载体.以甜瓜品种‘伽师’为材料,利用农杆菌介导的转化体系转化甜瓜愈伤组织,获得甜瓜T-DNA插入突变体.[结果]获得4株T0代甜瓜转化幼苗,通过Kan筛选和PCR鉴定甜瓜转化幼苗的DNA中是否含有目的基因,证明其中3株甜瓜转化幼苗为转基因植株.[结论]获得了突变植株,为甜瓜重要性状基因发掘奠定基础.     

禾谷类作物T-DNA插入突变体库专用载体pBA9N的构建

为进行小麦等禾谷类作物的突变体库构建,以pBRACT806载体为基本骨架,通过Gateway克隆技术,将选择标记基因NptⅡ,置于玉米ubiquitin启动子的控制之下,构建了pBA9N载体.该载体适于在单子叶植物中进行遗传转化,且小仅有6 478 bp,易于操作;此载体与psoup载体共转化,保证了T-DNA片段高效整合到植物基因组中.应用该载体构建突变体群体,可稳定持续高效表达NptⅡ抗性标记基因,易于检测.     

批量筛选水稻T-DNA插入突变体库获得生殖发育相关突变体

针对花器官形态和种子发育突变表型对大型水稻T-DNA插入突变体库进行筛选,获得了大量突变体信息及材料,在9 760个突变体家系中筛选得到177个花器官形态和数量异常的突变家系,突变频率为1.81%;对9 760个家系中的3 432个家系筛选得到179个种子发育缺陷的突变家系,突变频率为5.22%。对所获得的270个突变家系进行了T-DNA插入的阳性检测,阳性率为64.8%。利用公共数据库RMD(Rice MutantDatabase,RMD)给定的侧翼序列,鉴定了其中1个结实率较低的突变体家系,表明其突变表型和T-DNA插入共分离,为深入研究该基因的功能提供了重要的遗传材料。     

黄瓜T-DNA插入突变体库的构建

[目的]为了进一步研究黄瓜基因的功能,本文构建了黄瓜T-DNA插入突变体库。[方法]以黄瓜栽培品种‘长春密刺’子叶节为转化外植体,通过农杆菌介导的遗传转化方法,将T-DNA插入突变载体pROK2后转化黄瓜;通过筛选压力梯度试验,确定遗传转化体系最适合的卡那霉素(Kan)筛选浓度;使用PCR检测和斑点杂交方法鉴定T0和T1代转化植株;以‘长春密刺’植株为对照,统计T1代植株表型。[结果]确定100 mg·L-1为最适合的Kan抗性芽筛选浓度。T0代植株PCR检测结果初步证明,pROK2成功整合到14S1和14S2两个T0代株系基因组中。14S1自交后获得55个T1代单株,对其进行PCR检测,发现其中12个单株均扩增出了35S和NPT-Ⅱ片段。以Dig标记的35S和NPT-Ⅱ为探针,对这12个单株及随机从剩余T1代中选取的11个单株进行斑点杂交检测,得到了2个含有35S和NPT-Ⅱ杂交信号的单株:14S1-27和14S1-34。性状调查统计显示:T1代植株在生长各阶段相对于野生型无明显突变表型。[结论]pROK2重组质粒成功整合到了14S1株系的基因组中。对14S1自交后代的PCR检测和斑点杂交检测结果进一步证明了14S1为转化植株,确定14S1为插入突变体。结合T-DNA插入位点鉴定技术可进一步开展相关基因分离及功能研究工作。     

水稻‘日本晴’T-DNA突变体材料纹枯病抗性资源的筛选

从‘日本晴’水稻T-DNA突变体库中挑选出的2 576个株系,首先利用撒施法进行了水稻纹枯病抗性鉴定,发现多数为高感材料,抗病及中抗株系共有36个,中感株系有180个。再利用牙签嵌入法对初筛选出的发病中感以下的216个株系进行进一步抗性鉴定,发现18个株系抗性表现较好;并在温室中利用微室法对这18个株系进行了进一步抗性鉴定,结果表明株系间抗性差异不显著,但其中14个株系抗性与野生亲本‘日本晴’差异显著(P<0.01)。     

草莓根腐病拮抗细菌的分离筛选与鉴定

为筛选和鉴定草莓根际土壤中对草莓根腐病菌(Colletotrichum gloeosporioides)有拮抗作用的细菌,采用平板对峙培养法,对从北京市昌平区小汤山草莓种植基地土样中分离到的306株菌株进行初筛,复筛后获得了1株拮抗效果好且具有较好稳定性的菌株GF-98,其抑菌带宽度为9.3 mm。此外,菌株GF-98的抑菌谱较广,对草莓根腐尖孢镰刀病菌、草莓灰霉病菌、草莓根腐石楠拟盘多毛孢病菌等9种植物病原真菌均有较好的抑菌效果。在显微镜下观察发现,菌株GF-98的代谢产物对草莓根腐病菌有致畸作用,包括菌丝缩短、粗细不均、分枝增多扭曲、细胞原生质浓缩等现象。16S rDNA基因分析以及生理生化鉴定等方法表明,菌株GF-98为多粘类芽孢杆菌(Peanibacillus ploymyxa)。     

橡胶胶孢炭疽菌和尖孢炭疽菌对杀菌剂的敏感性测定

 云南省橡胶炭疽病危害日趋严重,为了解病原菌耐药性差异,采用生长速率法室内测定了云南省橡胶炭疽病菌——胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）和尖孢炭疽菌（Colletorichum acutatum）对咪鲜胺、多菌灵、甲基托布津、溴菌腈、百菌清和代森锰锌的敏感性。结果表明：胶孢炭疽菌对咪鲜胺、多菌灵和甲基托布津的敏感性高,EC50分别为0.020 9 μg/mL,0.050 5 μg/mL和0.404 3 μg/mL;尖孢炭疽菌同样对咪鲜胺、多菌灵和甲基托布津的敏感性高,EC50分别为0.0290 μg/mL,0.194 6 μg/mL and 3.8347 μg/mL,但要显著低于胶孢炭疽菌的敏感性;两种炭疽菌均对代森锰锌不敏感。     

胶胞炭疽菌DNA的PCR特异性扩增

利用1对胶灰疽菌特异寡聚核苷酸引物，对31个来自于橡胶树，芒果树的胶胞炭疽菌菌株的全基因组DNA进行扩增，均扩增到约500bp的DNA片段，而芭蕉炭疽功，辣椒疽菌，菜豆炭疽菌，腐霉菌，镰刀菌则不能被扩增。这表明，通过种间DNA特异片段的PCR扩增，能将胶胞炭疽菌与其他炭疽菌种类区别开来。采用该方法鉴别胶胞炭疽菌，其结果与形态鉴别的相吻合。     

进境棉籽中胶孢炭疽病菌的分离与鉴定

对一批澳大利亚进境的棉籽进行了病原菌分离,在棉籽上分离到1株疑似胶孢炭疽病菌的菌株CG-92963。通过对该菌株进行病原菌形态学观察、致病性测定并结合分子生物学方法检测。结果表明,菌株CG-92963在PDA上产生大量分生孢子,分生孢子呈长椭圆形或圆筒形;分别用真菌通用引物、特异引物对CG-92963进行扩增和测序,Blast分析结果表明其与GenBank中胶孢炭疽病菌ColletotrichumgZOP0sp0以0idPs序列同源性为100％;该菌不仅侵染棉花,还侵染芒果和梨。根据上述实验结果,将分离获得的菌株CG-92963鉴定为胶孢炭疽病菌ColletotrichumgtoeoSportoiaes（Penz）Sacc,