苹果黑腐皮壳菌侵染苹果枝干过程的转录组分析

苹果黑腐皮壳菌(Valsa mali var. mali)引起的苹果树腐烂病是我国苹果产区发生严重的病害之一,了解病原菌侵染寄主不同时期的基因表达有助于揭示病菌的致病机制和苹果抗病机制。本实验应用Illumina平台对苹果黑腐皮壳菌侵染不同时期的寄主枝干发病过程进行转录组测序,同时通过与未侵染的病原菌和寄主组织进行比较。在病原菌侵染过程中,病原菌中发现4092个差异表达基因,寄主中发现16966个差异基因,通过对三个时期的上调差异表达基因进行GO和KEGG分析,结果表明病原菌侵染导致了寄主细胞壁降解、毒素物质合成、寄主抗毒物质分解和自身营养调节等过程;寄主主要通过膜脂过氧化作用、活性氧清除酶和防御酶抵抗病原菌的入侵。上述研究明确了苹果黑腐皮壳菌与寄主互作的生物学过程,为探讨病菌与寄主的分子互作机制奠定基础。     

中国北部地区污黑腐皮壳菌的培养性状和遗传多样性研究

[目的]探明我国北部地区污黑腐皮壳菌的基因多态性、遗传相关程度及其亲缘关系。[方法]对我国北部9个省23个市县的30株污黑腐皮壳菌进行了培养性状和遗传多样性聚类分析。[结果]根据培养性状聚类分析结果,可将30株污黑腐皮壳菌分为东北(黑吉辽)地理群、山东地理群、内蒙古自治区地理群和青海甘肃地理群。根据RAPD聚类分析结果,可将30株污黑腐皮壳菌分为黑龙江省地理群、吉林内蒙古自治区地理群、山东陕西地理群、辽宁地理群、青海地理群和甘肃山西地理群。[结论]污黑腐皮壳菌的培养性状和遗传多样性与地理来源有明显关系,相同省份的菌株大多被分到同一个小类群中,如吉林省、辽宁省、青海省和山东省。污黑腐皮壳菌的培养性状和遗传多样性均与地理来源有一定相关性。30个菌株中有19个菌株在2次聚类分析中被分到同一大类群中。     

苹果树腐烂病菌Zn(Ⅱ)2Cys6类转录因子Vmzctf-07的鉴定及其功能分析

转录因子是真菌生命过程中重要的调控因子,探究转录因子在苹果树腐烂病菌Valsa mali致病过程中的作用,能够为解析病菌致病机理奠定基础。通过构建Vmzctf-07基因的酵母单杂交和亚细胞定位表达载体,进行转录激活域验证和亚细胞定位分析;通过创制Vmzctf-07基因缺失突变体和回补菌株,进行生长速率、非生物胁迫和致病力测定。结果表明,Vmzctf-07具有转录激活功能,转录激活域可能存在于down区段（aa 1 455~aa 1 644）。Vmzctf-07定位于细胞核中,符合转录因子典型特征。Vmzctf-07敲除突变体的生长速率和致病力均显著下降,同时该基因参与病菌响应渗透胁迫和氧化胁迫。综上,Vmzctf-07具有转录激活功能和核定位信号,且参与调节V.mali的生长发育、非生物胁迫和致病过程。     

花椰菜黑腐病苗期抗性鉴定方法研究

为建立快速、高效的花椰菜黑腐病苗期抗性鉴定技术,以黑腐病病原Xanthomonas campestris pv.campestiss为菌源,高感黑腐病的花椰菜品种Y1-2为试验材料,研究了接种菌液浓度、苗龄、接种方法以及发病温度等因素对抗病性鉴定的影响,建立了优化的花椰菜黑腐病人工接种方法。结果表明,抗病性接种适宜条件为接种菌液浓度为1×10⁸CFU/mL,接种时期为4～5叶期,喷雾法接种,发病温度28℃。该方法鉴定结果能够客观反映花椰菜品种的抗病性。     

由镰孢菌引起的苹果心腐病病原鉴定

[目的]鉴定由镰孢菌引起的苹果心腐病病原。[方法]切开受害苹果果实,观察其受害状况;分离培养病果,并对镰孢菌进行形态学与分子生物学鉴定。[结果]受害苹果果实表面光滑,无任何症状表现,内部空腔,有大量淡粉色菌丝,被菌丝浸染过的地方呈褐色坏死。分离培养后,共得到1株镰孢菌和1株节丛孢菌。[结论]经鉴定,确定苹果心腐病的病原为茄腐镰孢菌。     

水稻基腐细菌ExpS感受蛋白中Hamp结构域的敲除及功能分析

双组分调控系统是细菌中普遍存在和非常保守的一种重要调节机制,研究水稻基腐细菌Dickeya zeae中双组分信号转导系统及其对致病性的调控具有重要的意义.本文通过同源重组、标记置换等分子遗传操作方法,成功敲除了水稻基腐病细菌双组分系统感受蛋白ExpS中的Hamp功能域,获得了Hamp功能片段缺失突变株及互补体.致病性及...     

陕西省大白菜黑腐病苗期人工接种抗性鉴定方法研究

为给大白菜抗黑腐病的新品种选育和种质创新提供技术保障,以陕西省大白菜主产区致病力强的黑腐病病菌株YL-17做菌源,以4个不同抗病性的大白菜品种为试材,研究了苗龄、接种浓度和发病温度对抗病性鉴定的影响,建立了优化的大白菜黑腐病苗期人工接种鉴定方法,即接种方法采用喷雾法,接种菌量为1.0×108pfu/mL,接种时期为4~5叶期,发病温度控制26℃。该方法鉴定结果准确可靠,能客观反映不同大白菜品种的抗病性能。     

甘蓝黑腐病苗期抗病性鉴定方法的研究

根据不同接种方法、温度、苗龄及接种物浓度对甘蓝苗期抗病性表现的影响,并与成株期抗病性比较,筛选出一套在甘蓝3～4叶期,保温24小时,用每毫升含10~8个细菌的悬浮液,喷雾接种,再保湿24小时,在25℃条件下培养12天,调查发病程度的快速、准确反映成株期抗病性的甘蓝黑腐病苗期抗病性鉴定方法。用此方法对4个单位11份甘蓝材料鉴定结果,75—01具有对黑腐病的高度抗病性。     

苹果树腐烂病菌T-DNA插入突变体的筛选及Vmzfp3基因的功能分析

本研究采用接种离体枝条的方法,对150个苹果树腐烂病菌的T-DNA插入突变体库中的突变体进行了致病性的筛选,经过多次试验得到了3个致病力明显减弱的突变体,编号为X4379,X4368,X4468。基因组重测序结果显示,突变体X4379有2个T-DNA插入位点,分别是锌指蛋白3(Vmzfp3)和跨膜蛋白42(Vmtme42)。以苹果树腐烂病菌的全基因组序列为依托,设计引物,构建敲除载体以及互补表达载体。运用PEG的方法转化苹果树腐烂病菌,分别获得Vmzfp3和Vmtme42的敲除转化子和互补转化子。对Vmzfp3和Vmtme42基因敲除转化子、互补转化子以及野生型苹果树腐烂病菌菌丝形态和致病力进行分析。与野生型菌株03-8相比,Vmzfp3的敲除转化子的菌丝生长速率明显减慢,致病力也明显下降,其互补转化子使得这些功能缺陷均得以恢复。Vmtme42的敲除转化子无明显区别。由此证明基因Vmzfp3对病菌的菌丝生长,病菌的致病力具有调控作用。     

苹果腐烂病菌原生质体制备与再生条件优化

大量高质量且能再生的原生质体是真菌遗传转化、基因修饰的重要保证。本试验选用苹果腐烂病菌强致病力菌株SDAU11-175,从酶种类、菌丝年龄、酶解时间、渗透压稳定剂及再生培养基五个方面对原生质体制备及再生条件进行了优化。结果显示:获得苹果腐烂病菌原生质体最大产量的条件是菌丝年龄54 h、3%崩溃酶和3%裂解酶组合、0.7 mol/L NaCl作为渗透压稳定剂、28℃酶解3 h,所得原生质体在YPS培养基上再生效果最好,再生率可达42.21%。     

苹果树腐烂病菌多聚半乳糖醛酸酶基因Vmpg7和Vmpg8的功能

【目的】前期转录组分析表明苹果树腐烂病菌（Valsa mali）两个多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)基因Vmpg7和Vmpg8在病菌侵染定殖过程中显著上调表达。论文旨在分析Vmpg7和Vmpg8在病菌营养生长、致病力、果胶酶活性、对果胶的利用等方面的作用及基因双敲除对同家族内其他基因表达水平的影响,明确Vmpg7和Vmpg8在病菌致病过程中的生物学功能,为进一步解析苹果树腐烂病菌致病分子机理提供基础。【方法】通过qRT-PCR检测基因在病菌侵染过程中的表达水平及基因双敲除后PG家族内其他PG基因的表达量;利用double-joint PCR构建基因敲除载体并通过PEG介导的原生质体转化技术进行基因敲除,经4对引物PCR检测及Southern blot验证获得基因单敲除和双敲除突变体,并利用gap-repair技术对基因进行回复;利用PDA培养基常规培养法观察突变体营养生长状况;通过离体接种富士苹果叶片及枝条的方法检测基因缺失对病菌致病力的影响;通过3,5-二硝基水杨酸（DNS）比色法检测各突变体胞外果胶酶活性;利用Czapek培养基培养法分析突变体对果胶的利用情况。【结果】qRT-PCR分析表明,Vmpg7和Vmpg8在病菌侵染3 d后分别上调表达27.73和8.19倍。通过基因敲除技术,分别获得3个Vmpg7基因单敲除突变体、1个Vmpg8基因单敲除突变体和3个Vmpg7/Vmpg8基因双敲除突变体,并获得了Vmpg7和Vmpg8单敲除突变体的回复突变体。将突变体接种到PDA培养基上,菌落形态和生长速率均没有发生变化;接种到苹果叶片和枝条上,Vmpg7单敲除突变体及Vmpg7/Vmpg8双敲除突变体在叶片和枝条上的致病力显著降低,而Vmpg8单敲除突变体在叶片上的致病力显著降低;进一步对果胶酶活性及对果胶的利用分析,发现Vmpg8单敲除突变体及Vmpg7/Vmpg8双敲除突变体胞外果胶酶活性均显著降低,且所有突变体在果胶培养基上生长均明显减慢。此外,基因回复后突变体的致病力、果胶酶活性及在果胶上的生长速率均回复到野生型菌株03-8水平。重要的是,Vmpg7/Vmpg8双敲除后影响了PG家族中其他PG基因的表达水平,3个基因显著上调表达。【结论】多聚半乳糖醛酸酶基因Vmpg7和Vmpg8可能与同家族内其他基因协同作用,通过调节果胶酶活性参与苹果树腐烂病菌致病过程。     

10种生物源杀菌剂对苹果树腐烂病菌的室内活性评价

为筛选出对苹果树腐烂病防治高效的生物源杀菌剂,采用菌丝生长速率法、分生孢子萌发法和离体枝条接种法,测定了10种生物源杀菌剂对苹果树腐烂病菌(Valsa mali)菌丝生长和分生孢子萌发的抑制效果及其在苹果离体枝条上的保护作用。结果表明,10种供试生物源药剂对腐烂病菌均有一定的抑制效果,除3%中生菌素WP外,其他9种药剂对分生孢子萌发的抑制效果均优于对菌丝生长的抑制效果。其中,300亿·g^-1解淀粉芽孢杆菌WP、1 000亿·g^-1枯草芽孢杆菌WP和复合微生物菌剂3种药剂的室内毒力最强,对菌丝生长和分生孢子萌发的EC₅₀分别为0.69、0.89、1.88、0.19、0.039μg·mL^-1和0.064μg·mL^-1。其次为0.5%氨基寡糖素AS、3%中生菌素WP、5%香芹酚AS、0.5%小檗碱AS和0.4%蛇床子素SL 5种药剂,对菌丝生长的EC₅₀为26.06～290.7μg·mL^-1,分生孢子萌发的EC₅₀为8.29～136.0μg·mL^-1。而0.3%苦参碱EC和2%农抗120AS对菌丝生长的EC₅₀均>2 000μg·mL^-1,显著>其他几种药剂,室内毒力最差。离体枝条保护试验结果表明,300亿·g^-1解淀粉芽孢杆菌WP、1 000亿·g^-1枯草芽孢杆菌WP、0.5%氨基寡糖素AS和复合微生物菌剂对离体枝条保护作用最强,其室内防效均>85%,而0.3%苦参碱EC和2%农抗120AS保护作用最差,其室内防效与其他药剂之间存在显著差异,这与室内毒力测定结果相一致。综上所述,300亿·g^-1解淀粉芽孢杆菌WP、1 000亿·g^-1枯草芽孢杆菌WP、复合微生物菌剂和0.5%氨基寡糖素AS 4种药剂可作为防治苹果树腐烂病的替代生物源杀菌剂。     

苹果树腐烂病菌Argonaute基因鉴定及功能初步分析

Argonaute(AGO)蛋白作为沉默复合体RISC的重要组成部分,直接影响小RNA分子的调控功能。为了明确苹果树腐烂病菌(Valsa mali)AGO蛋白的生物学功能,以揭示苹果树腐烂病菌小RNA分子作用机制奠定基础。本研究从苹果树腐烂病菌基因组中比对出2个AGO蛋白的编码基因VMAGO1和VMAGO3,序列分析发现其均具有Argonaute的标志性功能结构域PAZ和PIWI,并与粗糙脉孢菌和构巢曲霉的AGO蛋白具有高度的同源性。基于同源重组原理成功获得了VMAGO1和VMAGO3的基因单缺失突变体,其菌落、菌丝形态及菌落生长速率与野生型03-8相比没有明显变化。此外,VMAGO1和VMAGO3的缺失不影响病菌对盐离子胁迫的响应,而VMAGO3能够参与病菌对pH、H2O2胁迫的响应,且VMAGO3的缺失能够影响病菌的致病力,其具体调控机理还需进一步验证。     

2株不同地理来源的苹果树腐烂病菌对甾醇生物合成抑制剂类杀菌剂的交互抗药性及生物适合度分析

测定2株不同地理来源的苹果树腐烂病菌对甾醇生物合成抑制剂（SBIs）类杀菌剂的交互抗药性及生物适合度,为SBIs类杀菌剂在苹果树腐烂病的防控上提供理论依据。采用菌丝生长速率法分别测定2株不同地理来源的苹果树腐烂病菌对3种甾醇生物合成抑制剂类杀菌剂和1种苯并咪唑类杀菌剂的交互抗药性,通过繁殖体数量测定法、生物量测定法、离体枝条接种法测定其生物适合度。结果表明,2株病菌（VM09和VM01）对SBIs类杀菌剂苯醚甲环唑、戊唑醇、抑霉唑的敏感性存在显著差异,苯醚甲环唑、戊唑醇、抑霉唑对VM09的EC₅₀值分别是VM01的10.49、9.03、79.09倍,表明腐烂病菌对检测药剂存在正交互抗药性;而对苯并咪唑类杀菌剂甲基硫菌灵无显著差异,不存在交互抗性。对2株病菌的生物适合度分析发现,其生长速率、繁殖体数量、菌丝干重以及对NaCl的渗透敏感性均存在显著差异,但致病力无显著差异。苹果树腐烂病菌菌株VM09对SBIs类杀菌剂存在正交互抗药性,且对SBIs类杀菌剂敏感性降低的菌株的生物适合度发生了明显变化,在一定程度上增加了其适生性。     

苹果树腐烂病菌GTP-环化水解酶II基因敲除载体构建及其突变体的表型分析

【目的】利用反向遗传学方法构建苹果树腐烂病菌（Valsa mali）中表达GTP-环化水解酶II基因Vmgtp1的敲除载体,通过同源重组的方法进行基因敲除分析目标基因的功能,为全面解析苹果树腐烂病菌致病的分子机制奠定基础,并为有效控制苹果树腐烂病的方法技术和药剂研制提供理论依据。【方法】通过对笔者实验室苹果树腐烂病菌转录组数据的分析比对得到GTP-环化水解酶II基因Vmgtp1（暂命名）,该基因在接种5 d后,在病组织中表现出一定的上调表达,推测该基因可能与苹果树腐烂病菌致病相关。采用Double-joint PCR方法,将目标基因Vmgtp1的上游片段UP、下游片段DOWN及筛选标记潮霉素磷酸转移酶基因（hph）进行片段融合。对得到的PCR产物及质粒pHIG2RHPH2-GFP-GUS进行双酶切,通过T4连接酶,将片段UP-HPH-DOWN连接到质粒pHIG2RHPH2-GFP-GUS上,转化到JM109菌株中,挑取阳性克隆,提取质粒,得到含有hph的Vmgtp1敲除载体,再利用PEG介导的遗传转化获得抗潮霉素的突变体,然后用4对引物对突变体进行PCR检测及Southern Blot验证得到敲除突变体,最后对敲除突变体及野生型菌株03-8进行菌落颜色、菌落大小、繁殖体产生情况等表型分析和接种在离体苹果烫伤枝条上观察病斑大小的致病性检测,对检测数据用SPSS软件进行差异显著性分析。【结果】通过上述方法成功构建了表达GTP-环化水解酶II基因的Vmgtp1敲除载体,并利用PEG介导的遗传转化方法在苹果树腐烂病菌中进行了转化,共获得101个能够在含潮霉素PDA培养基上生长的突变菌株,经过PCR及Southern Blot对101个突变菌株进行分析验证,得到1个敲除突变体,编号为ΔVmgtp1-90。在PDA培养基上,敲除突变体ΔVmgtp1-90与野生型菌株03-8相比,ΔVmgtp1-90菌落平均生长速率为11.33 mm?d-1,03-8平均生长速率为24.67 mm?d-1,突变体菌落生长速率明显变慢,颜色变浅,气生菌丝稀疏;ΔVmgtp1-90光照培养40 d仍无繁殖体的产生,而03-8光照条件下培养15 d后就能产生繁殖体,30 d后有分生孢子从繁殖体上溢出。致病性检测试验发现,接种ΔVmgtp1-90菌株7 d后,富士苹果枝条上病斑的平均直径为9.3 mm,与之相比,接种03-8的苹果枝条病斑平均直径为24.8 mm,ΔVmgtp1-90致病性显著减弱。【结论】通过基因敲除和遗传转化获得苹果树腐烂病菌中表达GTP环化水解酶II Vmgtp1的敲除突变体ΔVmgtp1-90,比较Vmgtp1突变体与野生型菌株的表型及致病性差异,发现Vmgtp1可能参与调控苹果树腐烂病菌菌丝生长和繁殖体的产生过程,并且可能在苹果树腐烂病菌致病过程中起作用,但是是否起主要作用还有待进一步研究。     

观赏海棠干腐病病原菌鉴定

从观赏海棠干腐病病斑处分离纯化病原菌,采用柯赫氏法则对从病原菌进行验证,通过形态学结合ITS序列的系统发育分析鉴定确定病原菌种名,得到观赏海棠干腐病相关病原菌ZWY0501、ZWY0502(登录号:MG554650、MG554651),分离频率分别为55.36%、42.86%。2株孢子均无色,香蕉形或椭圆形,(3.13~5.51)μm×(1.19~1.89)μm。ITS系统发育树中,2株约590bp菌株与已登录的苹果腐烂病病株(Valsamali,登录号为:KP337612)同源性最高,最大相似率达到99%。形态学及ITS序列的系统发育分析鉴定ZWY0501、ZWY0502均为苹果黑皮腐壳菌(Valsamali),其为观赏海棠树皮腐烂病病原。研究结果为该病害的控制奠定了科学基础。     

多效灵防治苹果树腐烂病试验

本试验对多效灵防治苹果树腐烂病进行研究．试验结果表明：多效灵５０倍液当年防效为１００％，次年防效为９０．１％；多效灵１００倍液当年防效为８３．５％，次年防效为７９．９％。均显著高于福美砷的防治效果。