苦瓜枯萎病菌的生物学特性研究

对尖镰孢苦瓜专化型(Fusarium oxysporumf.sp.momdicae Sun &; Huang)的生物学特性进行研究。结果表明,苦瓜枯萎病孢子在蒸馏水中萌发率仅为5%左右,在葡萄糖、蔗糖等溶液中提高到19%,而在苦瓜植株煎汁中可达到96%～100%,这说明孢子萌发,营养条件是主要因素。菌丝生长的最适温度为28～30℃,产孢的最适温度为28℃。该菌在pH2.3～11.3的范围内都能生长,最适pH6.3。全光照条件下生长最好,全黑暗的条件下长得最慢。菌丝生长最适碳源是可溶性淀粉,最适氮源是蛋白胨。     

苦瓜枯萎病菌的鉴定及其遗传多样性分析

 对分离获得的32株苦瓜枯萎病菌菌株进行形态学特征和寄主专化型测定, 结果表明, 测试的苦瓜枯萎病菌株均为尖孢镰刀菌苦瓜专化型 (Fusarium oxysporum f. sp. momordicae), 这些菌株可以侵染苦瓜和瓠瓜幼苗, 但不侵染其他葫芦科瓜类作物。对苦瓜枯萎病菌菌株的rDNA-ITS区 (ITS1、5.8S和ITS2)序列进行扩增测序, 结果显示其序列长度均为456 bp;聚类分析表明测序菌株与镰刀菌属中尖孢镰刀菌不同专化型的菌株聚为一群。利用RAPD标记技术分析苦瓜枯萎病菌的遗传多样性, 结果显示苦瓜枯萎病菌株与其他葫芦科瓜类作物枯萎病菌株间的遗传相似系数范围为0.59~0.99, 当遗传相似系数为0.85时, 供试的48个菌株分成10个类群 (G_1~10)。在RAPD聚类树中所有苦瓜枯萎病菌株聚在一个分支上 (G₁群), 菌株间的遗传相似系数范围为0.92~1.00, 具有较高的遗传相似性, 且菌株的聚群与地理来源存在一定的相关性。     

杨浦链霉菌WLU210的筛选、鉴定及其对苦瓜枯萎病的生防作用研究

本研究从河南黄河湿地采集土壤样品,采用梯度稀释涂布平板法分离和平板对峙培养法筛选获得一株对苦瓜枯萎病菌具有稳定拮抗活性的链霉菌WLU210。在形态学鉴定和生理生化特征测定的基础上,对菌株WLU210的16S rRNA基因序列进行比对分析,将WLU210鉴定为杨浦链霉菌Streptomyces yangpuensis;拮抗谱测定结果表明,杨浦链霉菌WLU210对苦瓜枯萎病菌、苹果轮纹病菌、小麦茎基腐病菌、辣椒疫霉病菌、西瓜炭疽病菌、小麦全蚀病菌和玉米大斑病菌等7种植物病原菌均具有一定的拮抗活性;盆栽试验和田间试验结果表明,杨浦链霉菌WLU210发酵液具有有效防治苦瓜枯萎病和促进苦瓜生长的作用,田间防治效果达68.89%。由此可见,杨浦链霉菌WLU210具有作为防治苦瓜枯萎病生防菌剂研发的潜力。     

香蕉枯萎病菌SIX2基因序列及特异性分析

依据侵染的香蕉品种范围不同,引起香蕉枯萎病的尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,Foc)分为4个生理小种。Foc在寄主植物木质部分泌的SIX(secreted in xylem)蛋白可能与不同生理小种侵染的香蕉品种范围不同存在密切关系,找到Foc 4号生理小种(Foc4)特有的SIX蛋白编码基因将有利于进一步分析Foc4寄主范围更广的原因,从而开展抗病育种工作。采用PCR方法比较分析了国内不同地理区域及来源于澳大利亚与南非的Foc1、Foc2、Foc3、Foc4共56株菌株中的SIX2基因,并以8个以上其他专化型或其他种或属的热带作物病原菌共39株菌株分析了Foc4 SIX2基因序列的特异性,分析了SIX2基因的灵敏度及利用其检测感病植株。仅从供试的Foc4菌株基因组DNA中扩增出SIX2基因序列,检测的DNA灵敏度达5pg/25μL,并可用于检测感病的球茎组织。Foc4中特有的SIX2基因序列为特异性鉴定感病植株病原菌种类提供了快速分子检测技术,为明确该基因是否决定性影响Foc4对寄主差异性的选择研究提供了基础。     

香石竹枯萎病菌的生物学特性研究

对尖孢镰刀菌石竹专化型(Fusarium oxysporum f.sp.dianthi)的生物学特性进行了研究。结果表明,菌落在所供试的培养基上均能够生长,能有效地利用各种碳氮源,以蛋白胨为氮源和可溶性淀粉为最适合碳源。菌落在4～35℃范围均能生长,最适合温度为25℃。在pH 2～9的范围内都能生长,最适合pH 6。全光照条件下生长得最好,全黑暗的条件下生长得最慢。孢子的致死温度为65℃,10 min。生物学特性显示,该菌是一类对营养需求不高,对环境适应力强的病原菌。     

棉花枯萎病菌新生理型菌株的分子鉴定

 Fusarium oxysporum f.sp. vasinfectum(Fov)已报道有8个生理小种和一个澳大利亚生理型,在我国只报道有3、7、8号小种。前期研究发现,我国还有一个与3、7、8号小种具有较大遗传差异的Fov新生理型。本研究通过对3、7、8号小种和新生理型菌株的翻译延伸因子(EF-1α)基因序列比对分析,发现该新生理型菌株具有特异性碱基序列。根据这些特异性碱基序列,设计了一对针对新生理型菌株的特异性引物,并证明该引物可以特异性检测Fov新生理型菌株。利用该引物对采自河北省主要植棉区的77株Fov菌株进行筛选,鉴定出2株潜在的新生理型菌株。从这2个Fov菌株中克隆出EF-1α和β-tubulin基因序列,通过构建系统发育树,证明这2个Fov菌株为新生理型菌株,而且与澳大利亚生理型菌株具有较近的亲缘关系。本研究建立的分子检测方法可用于棉花枯萎病菌新生理型菌株的鉴定。     

香蕉枯萎病菌RAPD分析及4号生理小种的快速检测

 用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术,对采自广东、广西的香蕉和粉蕉上的30个香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense)菌株和3个其它尖孢镰刀菌专化型的菌株进行比较及聚类分析。在遗传相似系数0.67时,可将供试菌株划分为3个RAPD群(RGs),其中香蕉枯萎病菌4号生理小种(FOC4)共15个菌株属于RGⅠ,1号生理小种(FOC1)共15个菌株属于RGⅡ,供试的其它尖孢镰刀菌专化型的3个菌株则属于RGⅢ。这说明香蕉枯萎病菌和供试3个其它专化型菌株与致病性间存在明显的相关性。1号生理小种内菌株间的遗传分化大于4号生理小种内菌株间的遗传分化。从90条RAPD随机引物中筛选出2条引物可产生4号生理小种的RAPD标记2个。将这2个RAPD标记电泳切胶回收、克隆及测序,并根据这2个特异片段序列设计SCAR上下游特异引物,通过对30个菌株的PCR扩增检验,其中一个RAPD标记成功地转化为SCAR标记,初步建立了以此为基础的4号生理小种快速检测技术,其检测灵敏度为2 ng新鲜菌丝。对采自不同地区的显症样品、吸芽、室内接种未显症的香蕉苗以及发病的香蕉植株不同部位进行检测,能够准确灵敏地鉴定出4号生理小种,从而为香蕉枯萎病菌的快速检测及防治奠定了基础。同时,快速检测结果发现,田间发病植株果柄的各部位及果实内并没有枯萎病菌的存在。     

苦瓜枯萎病菌过氧化氢酶基因FoCat1致病功能分析

 由尖孢镰孢菌苦瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.momdicae Sun &Huang)引起的苦瓜枯萎病是一种严重影响苦瓜生产的土传维管束病害。本研究利用分割标记的方法构建FoCat1基因的敲除片段,通过PEG介导的原生质体转化方法对FoCat1基因进行敲除,经4对引物验证得到1个阳性转化子ΔFoCat1-3。突变体ΔFoCat1-3在PDA培养基上的菌落大小、菌丝形态、产孢量等生物学特性与野生型相比均无显著性差异,但是其抵抗外源氧胁迫的能力明显减弱,对苦瓜的致病力明显下降。DAB染色结果显示,接种突变体的苦瓜叶片中过氧化氢的含量明显高于接种野生型菌株的苦瓜叶片。研究结果表明,FoCat1可能不参与病菌正常营养生长过程的调控,但是具有清除寄主产生的活性氧,来减弱寄主对病原菌的杀伤作用的功能,从而参与病原菌的致病过程。     

苦瓜枯萎病菌过氧化氢酶基因FoCat1致病功能分析

 由尖孢镰孢菌苦瓜专化型(Fusarium oxysporum f.sp.momdicae Sun &Huang)引起的苦瓜枯萎病是一种严重影响苦瓜生产的土传维管束病害。本研究利用分割标记的方法构建FoCat1基因的敲除片段,通过PEG介导的原生质体转化方法对FoCat1基因进行敲除,经4对引物验证得到1个阳性转化子ΔFoCat1-3。突变体ΔFoCat1-3在PDA培养基上的菌落大小、菌丝形态、产孢量等生物学特性与野生型相比均无显著性差异,但是其抵抗外源氧胁迫的能力明显减弱,对苦瓜的致病力明显下降。DAB染色结果显示,接种突变体的苦瓜叶片中过氧化氢的含量明显高于接种野生型菌株的苦瓜叶片。研究结果表明,FoCat1可能不参与病菌正常营养生长过程的调控,但是具有清除寄主产生的活性氧,来减弱寄主对病原菌的杀伤作用的功能,从而参与病原菌的致病过程。     

香蕉枯萎病菌生理小种鉴定及其SCAR标记

 通过室内人工接种蕉类鉴别寄主,对采集于广东蕉区的18个蕉类枯萎病菌菌株进行鉴定,KP021、KP022、GZ981和JL021 4个菌株属Racel,其余14个菌株属Race4,说明广东蕉区同时存在尖孢镰刀菌古巴专化型Race1和Race4。用RAPD技术对上述18个菌株进行分析,从200条随机引物中筛选出8条引物可产生生理小种RAPD标记12个,其中标记Racel的8个,标记Race4的4个。对这些RAPD标记带分别进行回收、克隆、测序,根据这些特异片段序列分别设计相应的SCAR引物,通过对18个菌株的PCR扩增检验,有4个RAPD标记成功地转化为SCAR标记,其中Race1-SCAR标记1个、Race4-SCAR标记2个、同时能鉴定出2个小种的SCAR标记1个。应用这4个SCAR标记同时对采自田间的9个病菌分离物进行检测,能够准确地鉴定出广东蕉区的尖孢镰刀菌古巴专化型Racel和Race4,这为下一步开展香蕉枯萎病菌生理小种的分子鉴定及各生理小种田间流行动态监测奠定了基础。     

基于RNA-seq的香蕉枯萎病菌转录因子FoSwi6敲除突变体的转录组分析

丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated Protein Kinase,MAPK)信号通路转录因子FoSwi6在调控香蕉枯萎病菌4号生理小种(Fusarium oxysporumf.sp.cubense race 4,Foc4)的生理特性和致病性方面发挥着重要作用.为解析转录因子FoSwi6的转录调控机制...     

尖孢镰刀菌番茄专化型中SNARE蛋白FolSso1的功能分析

 SNARE(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白保守存在于丝状真菌中,在膜泡转运的过程中起着关键的作用。番茄枯萎病是由尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici,Fol)引起的,严重威胁着番茄的生产。我们使用反向遗传学的方法来研究番茄枯萎病菌中SNARE蛋白FolSso1的功能,实验结果发现FolSSO1的基因缺失突变体菌丝生长速率降低,且产孢数量减少。另外,FolSSO1基因的缺失导致突变体相较于野生型菌株对细胞壁压力与细胞膜压力更加敏感。然后,在番茄果实和番茄植株的致病性实验中,我们发现FolSSO1的缺失并没有引起Fol致病性显著的变化。综上所述,本研究发现FolSSO1可以调控Fol营养生长,繁殖和对环境压力的响应过程,然而对Fol的致病过程并没有显著的调控作用。     

尖孢镰刀菌番茄专化型中SNARE蛋白FolSso1的功能分析

 SNARE(Soluble N-ethylmaleimide-sensitive factor attachment protein receptor)蛋白保守存在于丝状真菌中,在膜泡转运的过程中起着关键的作用。番茄枯萎病是由尖孢镰刀菌番茄专化型(Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici,Fol)引起的,严重威胁着番茄的生产。我们使用反向遗传学的方法来研究番茄枯萎病菌中SNARE蛋白FolSso1的功能,实验结果发现FolSSO1的基因缺失突变体菌丝生长速率降低,且产孢数量减少。另外,FolSSO1基因的缺失导致突变体相较于野生型菌株对细胞壁压力与细胞膜压力更加敏感。然后,在番茄果实和番茄植株的致病性实验中,我们发现FolSSO1的缺失并没有引起Fol致病性显著的变化。综上所述,本研究发现FolSSO1可以调控Fol营养生长,繁殖和对环境压力的响应过程,然而对Fol的致病过程并没有显著的调控作用。     

香蕉枯萎病菌TR4原生质体转化和基因敲除体系构建

正香蕉枯萎病是一种典型的维管束和土传真菌病害,也是最具毁灭性的植物病害之一~([1])。香蕉一旦感病,很难结果,而且目前尚无有效的防治措施~([1])。因此,研究植物病原菌侵染进程和致病机制,可以拓宽思路以寻求植物病害防治新途径。香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,Foc)侵染所致~([1])。对生产影响最大的Foc是侵染包括大蜜哈、     

金属蛋白酶FocM352在香蕉枯萎病菌热带4号生理小种侵染过程中的功能

香蕉枯萎病菌热带4号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp.cubense tropical race 4,Foc TR4)严重威胁世界香蕉产业的可持续发展,一些特殊功能的蛋白在其侵染过程中起重要作用。我们分析Foc TR4接种巴西蕉后的转录组数据发现M35金属蛋白酶(metalloprotease 35)同源基因FocM35＿2在病原菌侵染初期受诱导显著上调表达,经同源重组法敲除该基因,突变体致病力显著下降,菌丝生长速率降低,产孢量略微减少,回补突变体则可以恢复其致病力和生长发育;与野生型菌株相比较,突变体对外源氧胁迫、渗透压和细胞膜压力更敏感;在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)中的瞬时表达结果显示该蛋白定位于质外体,并引起叶片产生超敏反应(HR,hypersensitive response);该蛋白的缺失还能够诱导寄主更高水平几丁质酶的活性。因此,FocM35＿2是促进Foc TR4侵染寄主的的重要致病因子。     

恶霉灵与溴菌腈混配对香蕉枯萎病菌的抑制效果

分别以孢子萌发法与菌丝生长法测定了噁霉灵与溴菌腈5种不同配比混配制剂对香蕉枯萎病菌的毒力.结果表明,不同配比的噁霉灵与溴菌腈的混配制剂都有不同程度的增效作用,其中以噁霉灵∶溴菌腈=2∶1的混配制剂增效作用最为显著,孢子萌发法和菌丝生长法的共毒系数分别为220和262.按噁霉灵∶溴菌腈=2∶1制成的45%噁霉灵*溴菌腈WP处理蕉园土中的孢子和菌丝,300～225 mg/L药液对孢子和菌丝的抑制率均达95%以上;处理香蕉枯萎病菌接种过10天的盆栽香蕉组培苗,20天后的防效达80%,比25%溴菌腈WP 625 mg/L和90%噁霉灵SP 300 mg/L的防治效果分别提高53%和14%.     

香蕉枯萎病菌1号小种分泌蛋白与效应子的预测与分析

由尖孢镰刀菌古巴专化型1号小种(Fusarium oxysporum f. sp.cubense race 1,Foc1)引起的香蕉枯萎病是香蕉生产上的毁灭性病害之一。分泌蛋白作为一类重要致病因子,在Foc1与香蕉互作过程中起着重要作用。本文利用SignalP、WoLF PSORT、TargetP、TMHMM和big-PI Predictor等生物信息学软件,对Foc1全基因组编码的15 438条蛋白质氨基酸序列进行了分泌蛋白及效应子的预测分析。结果表明,Foc1全基因组编码蛋白中有988个经典分泌蛋白,占编码蛋白总数的6.40%。蛋白特征分析表明,其氨基酸长度主要集中在101～500个氨基酸(占总数的71.26%),信号肽长度集中在17～20个氨基酸(占61.94%),信号肽切割位点以SPaseⅠ型为主(占92.91%)。碳水化合物酶类(CAZymes)分析表明,有281个分泌蛋白属于CAZymes,其中以糖苷水解酶家族最多。对细胞壁降解酶类分析表明,有27个分泌蛋白属于纤维素降解酶类,73个属于果胶降解酶类,42个属于木聚糖降解酶类。以氨基酸长度≤400和半胱氨酸残基数≥4为筛选条...     

甘蓝枯萎病菌1号和2号生理小种的快速检测与鉴定

 甘蓝枯萎病菌生理小种传统鉴定方法费时费力,不能满足生产的要求,因此需要建立一种快速、可靠的分子检测技术。本研究在甘蓝枯萎病菌1号和2号生理小种基因组测序的基础上,通过比较基因组学方法筛选1、2号生理小种各自的特异基因片段并设计引物,并分别以10个甘蓝枯萎病菌1号生理小种菌株、2个2号生理小种菌株、7个尖孢镰刀菌其他专化型菌株及4个外围菌株DNA为模板进行常规PCR扩增,筛选出甘蓝枯萎病菌1号和2号生理小种特异性引物,同时引入尖孢镰刀菌通用引物W106R/W106S,建立起一步三重PCR检测甘蓝枯萎病菌1、2号生理小种的分子检测技术。结果表明,该分子检测技术实现了在一次PCR反应中快速、准确地同步检测出甘蓝枯萎病菌DNA、罹病甘蓝组织和土壤中的甘蓝枯萎病菌1号和2号生理小种,对检测甘蓝植株是否感染枯萎菌及甘蓝种植区土壤是否受到枯萎菌的污染有实用价值。     

香蕉枯萎病菌myosin-1基因的功能分析及外施dsRNA介导的抗性评估

 香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense,Foc)引起的香蕉毁灭性土传病害,其中 4号生理小种(Foc4)能感染几乎所有的香蕉品系,危害最严重。SMART在线软件分析myosin-1基因具有肌球蛋白马达蛋白(myosin motor domain, MMD),肌动蛋白尾结构TH1(myosin tail)和 Src家族同源结构域SH3(src homology domain 3),与禾谷镰刀菌中氰烯菌酯靶标基因myosin-5具高度的蛋白同源性,相似性高达83%。利用Split-marker基因重组技术获得Foc4的myosin-1基因敲除突变体,Δmyosin-1突变株丧失了对氰烯菌酯的敏感性,菌丝生长缓慢,产孢量减少且孢子畸形,对香蕉致病力严重下降,证实myosin-1是氰烯菌酯在Foc4中的作用靶标基因。外施靶向myosin-1体外转录的dsRNA,能抑制菌丝的生长,降低菌丝活性;菌丝膨胀扭曲分枝增多,出现典型的球状结构,与氰烯菌酯处理后的表型一致。在盆栽活体人工接种实验中,体外施用dsRNA可以明显抑制枯萎病外部症状的发展,推迟发病时间,赋予寄主抗性,结果说明体外施用dsRNA可以作为新型杀菌剂防治香蕉枯萎病。综上,myosin-1基因作为氰烯菌酯在Foc4中的靶标基因具有高度的序列保守,在调控菌丝生长发育,产孢以及致病力等方面发挥重要作用,而外施dsRNA具有防治香蕉枯萎菌的巨大潜力。     

番茄枯萎病菌和颈腐根腐病菌KASP-SNP检测技术的建立

为快速、准确地对番茄枯萎病菌Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici(FOL)和番茄颈腐根腐病菌F. oxysporum f. sp. radicis-lycopersici(FORL)进行检测,基于尖孢镰刀菌F. oxysporum多聚半乳糖醛酸外切酶基因pgx4的单核苷酸多态性（single nucleotide polymorphism,SNP）位点,设计FORL、FOL生理小种1(FOL-R1)、2(FOL-R2)和3(FOL-R3)的竞争性等位基因特异性PCR-SNP(kompetitive allele specific PCR-SNP,KASP-SNP)引物,建立番茄颈腐根腐病菌和番茄枯萎病菌KASP-SNP检测技术,并通过与常规PCR比对及ITS与pgx4序列分析对该检测技术的可靠性进行验证。结果显示,在FORL、FOL-R1、FOL-R2和FOL-R3中存在35个变异SNP位点,设计出18对KASP-SNP引物,筛选出FORL＿KASP、FOLrace1＿KASP、FOLrace2＿KASP和FOLrace3＿KASP共4对分型清晰的...