假禾谷镰孢转录因子FpAPSES的鉴定与功能分析

【目的】假禾谷镰孢(Fusarium pseudograminearum)侵染小麦引起的小麦茎基腐病严重影响中国小麦的安全生产。查找假禾谷镰孢中的APSES转录因子,分析其在病原菌致病过程中的作用,为解析假禾谷镰孢的致病机制及小麦茎基腐病的防治提供理论依据。【方法】从GenBank获得物种中已知的APSES氨基酸序列,利用BLASTP方法在假禾谷镰孢中查找APSES同源蛋白,利用Pfam软件预测蛋白结构域,采用MEGA5.05构建APSES蛋白的系统进化树。利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法分析A组APSES转录因子基因FpAPSES1和FpAPSES4在假禾谷镰孢侵染过程中的表达。通过PEG介导的原生质体转化和PCR筛选FpAPSES1和FpAPSES4基因缺失的突变体菌株。在PDA培养基上测定假禾谷镰孢野生型菌株Wz2-8A、Δfpapses1和Δfpapses4突变体菌株的菌丝形态和生长速率;测定在CMC培养液中培养后的分生孢子产生情况、形态以及在无菌水中的萌发率;利用菌丝块和分生孢子接种小麦胚芽鞘和大麦叶片以及盆栽试验测定其致病性;采用ELISA方法测定小米培养基中脱...     

禾谷镰孢的产毒与致病性

小麦穗期接种禾谷镰孢FusariumgraminearumSchw . [有性态 :Gibberellazeae (Schw .)Petch]的 2个野生型菌株和12个产毒潜能不同的转化体菌株 ,发病盛期 (接种后 2 0d)调查病小穗率 ,并测定组织中脱氧雪腐镰刀菌烯醇 (DON)、15 乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇 (15 ADON)和 3 乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇 (3 ADON)等单端孢霉烯族毒素 (以下简称“单族毒素”)的含量。结果显示 ,菌株间致病力存在显著差异。强致病力的GZ36 39、C11 1和B4 1等菌株在病穗 (显症 )组织和穗颈组织中DON产量高 ,分别达 2 9～ 38μg·g-1和 2 6～ 6 0 μg·g-1(以干重计 ,以下同 ) ,15 ADON在穗颈组织中的积累量为 15～ 31μg·g-1,显著高于病穗组织中的积累量 (5～ 7μg·g-1) ;另一强致病力菌株JF 12除在病穗和穗颈组织中产生大量DON (分别为 4 4和 5 5 μg·g-1)外 ,还产生大量的 3 ADON (分别为 17和 4 6 μg·g-1) ;不产毒的GZT 4 0 (产毒基因Tri5失活 ,Tri5 -)菌株接种后 ,仅在接种小花颖片上产生鸟眼状坏死斑点 ,病斑不扩展至其他小花和小穗 ,穗组织中也没有任何单族毒素积累 ;所有处理接种穗的健康 (无症 )组织中均没有明显的单族毒素积累 (<0 5 μg·g-1)。相关性分析表明 ,菌株的致病力与穗颈组织中DON和 15 ADON的积累量成     

氧酰基载体蛋白还原酶基因FgOAR1对禾谷镰孢生长、发育和致病的影响

【背景】禾谷镰孢(Fusarium graminearum)是引起小麦赤霉病(Fusarium head blight)的主要病原真菌，侵染后导致作物品质和产量下降，同时产生多种真菌毒素，严重危害粮食生产和人类健康。氧酰基载体蛋白还原酶(3-oxoacyl ACP reductase,OAR1)催化羧酰基载体蛋白还原成氧酰基载体蛋白，在脂肪酸的生物合成过程中具有重要作用。【目的】构建FgOAR1基因缺失突变体，研究其表型、显微结构、孢子产量、有性生殖和致病力等的变化，探究FgOAR1的生物学功能，揭示其对禾谷镰孢生长、发育和致病的影响，为新型抑菌作用靶点的筛选及小麦赤霉病的防控提供科学依据。【方法】以禾谷镰孢野生型菌株PH-1为材料，应用Split-Marker基因敲除技术，构建FgOAR1基因缺失突变体(ΔFgOAR1),Gap-repair技术获得缺失基因的回补突变体(ΔFgOAR1-C)；将PH-1、ΔFgOAR1和ΔFgOAR1-C菌株分别接种到常规培养基，观察菌落表型变化并测定脂肪酸含量差异；接种到含刚果红(Congo-Red)、SDS、NaCl和H₂O...     

自噬相关基因FpAtg3参与假禾谷镰孢的生长和致病

【背景】假禾谷镰孢（Fusarium pseudograminearum）引起的小麦茎基腐病是我国小麦生产上的新病害。自噬是真核生物中普遍发生的细胞过程,调控多种植物病原真菌的生长发育和侵染,但其在假禾谷镰孢中的作用还不明确。【目的】明确假禾谷镰孢自噬相关基因FpAtg3在该病菌生长和致病中的作用,解析假禾谷镰孢致病机理,为小麦茎基腐病科学防控提供理论依据。【方法】从NCBI数据库中下载主要真菌的Atg3氨基酸序列,利用MEGA5.05构建系统进化树。利用Split-PCR策略构建FpAtg3基因敲除盒,经PEG介导的原生质体转化导入假禾谷镰孢野生型菌株中。利用潮霉素抗性筛选阳性转化子,并经PCR检测获得FpAtg3基因缺失突变体（ΔFpAtg3）。构建pKNTG-FpAtg3重组载体,导入ΔFpAtg3菌株,利用FpAtg3自身启动子启动FpAtg3的转录,以获得FpAtg3缺失突变体的回补菌株。利用假禾谷镰孢营养生长的培养基PDA、CM和MM测定菌丝生长速率和菌落形态;PDA培养基上测定菌丝形态和菌丝融合率;CMC培养液中测定分生孢子的产量及形态;皮氏培养基上测定孢子融合芽管调控的...     

禾谷镰孢原生质体的形成与再生

研究报道了制备禾谷镰孢原生质体的方法琢影响原生质体再生的条件。ＰＤＳ培养液中菌丝和５％绿豆汁中产生的分生孢子，在２８℃下通过蜗牛酶（３％），蜗牛酶＋纤维素酶＋溶菌酶（１．５％＋１．５％＋１．５％）酶解，２ｈ开始有原生质体释放，５ｈ左右达释放高峰后趋于稳定，而以纤维素酶（３％）、溶菌酶３％）、蜗牛酶＋纤维素酶（１．５％＋１．５％）、蜗牛酶＋溶菌酶（１．５％＋１．５％）、蜗牛酶＋溶菌酶１．５％＋１．５     

禾谷镰孢原生质体的形成与再生

研究报道了制备禾谷镰孢（ＦｕｓａｒｉｕｍｇｒａｍｉｎｅａｒｕｍＳｃｈｗ．）原生质体的方法及影响原生质体再生的条件。ＰＤＳ培养液中培养的菌丝和５％绿豆汁中产生的分生孢子，在２８℃下通过蜗牛酶（３％）、蜗牛酶＋纤维素酶＋溶菌酶（１．５％＋１．５％＋１．５％）酶解，２ｈ开始有原生质体释放，５ｈ左右达释放高峰，后趋于稳定。而以纤维素酶（３％）、溶菌酶（３％）、蜗牛酶＋纤维素酶（１．５％＋１．５％）、蜗牛酶＋溶菌酶（１．５％＋１．５％）、纤维素酶＋溶菌酶（１．５％＋１．５％）处理，原生质体形成效果较差。原生质体在ＰＤＡＳ高渗培养基上再生频率较高（２０％～３０％），在ＭＭＳ上再生频率较低，而在ＮＭＳ上原生质体则不能再生。在ＰＤＡＳ中加入ＫＣｌＯ３和ＭＮＮＧ对原生质体再生有一定影响     

旱地麦田禾谷镰孢土壤带菌研究

用胨-PCNB-四环素选择性培养基涂布平板法检测了关中灌区麦田土壤中禾谷镰孢接种体数量。结果表明,除多年休闲的麦田外,前作物为水稻、玉米、大豆、首蓿、蔬菜的麦田都带有禾谷镰孢,接种体密度幅度为每克土壤58～2800个;在表土中以5cm深处土壤带菌密度最高,禾谷镰孢在麦田土壤中可形成厚垣孢子;麦田土壤中还含有大量带菌细小植物残渣,带菌率1.5％～10％,其密度为每亩(0.31～7.67)×10~4个。     

玉米ZmBT2b基因在抵抗禾谷镰孢侵染中的功能研究

为探究玉米BTB-TAZ蛋白ZmBT2b在玉米抵抗病原菌侵染过程中的功能,本研究利用生物信息学技术对ZmBT2b基因进行了系统分析,确定了ZmBT2b具有BTB和TAZ结构域,具有明显的组织表达特性,在生物和非生物胁迫下呈现不同的表达规律。通过构建ZmBT2b基因过表达的拟南芥植株ZmBT2b-OE,对该基因在植物抗病过程中的功能进行研究,结果发现ZmBT2b-OE对灰葡萄孢和Pst. DC3000的抗性显著增强,确定了ZmBT2b基因在植物抗病过程中具有重要功能。为明确ZmBT2b基因在玉米抵抗禾谷镰孢侵染过程中的功能,本研究获得了该基因的玉米突变体Zmbt2b-1和Zmbt2b-2,对突变体的抗病性进行检测发现,突变体Zmbt2b-1和Zmbt2b-2对禾谷镰孢的抗性敏感性显著高于野生型,且突变体中JA合成途径关键合成基因ZmLOXs和病程相关基因ZmPRs在禾谷镰孢侵染过程中显著下调,表明ZmBT2b在玉米抗禾谷镰孢侵染过程中具有正调控功能。研究结果为阐明玉米BTB-TAZ蛋白在玉米抗病过程中的功能及其调控机制奠定了基础,为玉米抗病育种提供了基因资源。     

抗、感多菌灵的禾谷镰孢菌菌株间产孢竞争模型的建立

用单独和混合培养的方法研究了在营养贫乏的条件下禾谷镰孢菌对多菌灵抗性菌株No.2458和敏感菌株No.2021间产孢竞争的作用。结果表明:在单独培养时,抗性菌株No.2458产孢前期和后期分别呈抛物线方式消长,敏感菌株No.2021前期呈直线方式,后期呈抛物线方式消长;敏感和抗性菌株在等量接种混合培养条件下,其前后期产孢模型分别为N∑s=-1.43×105 2.64×104T-46.09T2和N∑r=-2.99×103 6.45×102T-1.13T2。在混合培养时No.2021产孢高峰与其在单独培养时的相同,而No.2458的产孢高峰比其在单独培养时提前24h,并且前者在培养42.5～190h处于竞争优势,后者在190～474.5h处于竞争优势,抗、感菌株间产孢量表现拮抗作用。     

抗、感多菌灵的禾谷镰孢菌菌株间产孢竞争模型的建立

用单独和混合培养的方法研究了在营养贫乏的条件下禾谷镰孢菌对多菌灵抗性菌株No.2458和敏感菌株No.2021间产孢竞争的作用.结果表明:在单独培养时,抗性菌株No.2458产孢前期和后期分别呈抛物线方式消长,敏感菌株No.2021前期呈直线方式,后期呈抛物线方式消长;敏感和抗性菌株在等量接种混合培养条件下,其前后期产孢模型分别为N∑s=-1.43&#215;105+2.64&#215;104T-46.09T2和N∑r=-2.99&#215;103+6.45&#215;102T-1.13T2.在混合培养时No.2021产孢高峰与其在单独培养时的相同,而No.2458的产孢高峰比其在单独培养时提前24 h,并且前者在培养42.5～190 h处于竞争优势,后者在190～474.5 h处于竞争优势,抗、感菌株间产孢量表现拮抗作用.     

禾谷镰刀菌培养性状与致病力的相关性分析

选择来自我国12省市有代表性的101株禾谷镰刀菌菌株,比较它们在PDA培养基上的表型性状以及在CMS液中的产孢量;并于田间小麦开花期,用单花剪滴法接种3个抗赤霉病性不同的小麦品种,鉴定其致病力,用SAS软件进行统计分析。结果表明,菌落扩展速度不同的菌株问,其致病力差异显著;相关分析证实,菌落扩展速度与致病力之问呈极显著线性正相关(P=0．0003),菌丝生长状况与致病力之间呈极显著非线性相关(P=0．0083),而基质颜色和产孢量与致病力没有相关性。这些结果说明,禾谷镰刀菌菌落的扩展速度及菌丝生长状况与致病力之间具有共同的遗传基础或遗传相关性。     

小麦赤霉菌FGSG_03700基因敲除及功能研究

[目的]敲除小麦赤霉菌(Fusarium graminearum)FGSG_03700基因,确定其缺失突变体表型,从而分析该基因的生物学功能。[方法]应用Split Marker基因敲除技术,构建含有潮霉素抗性基因hph的基因敲除盒,通过PEG介导,进行原生质体转化,在含有潮霉素的培养基上筛选转化子。[结果]通过PCR正负筛查,得到3个确定的突变体,分别命名为ΔFGSG_03700 1-2、ΔFGSG_03700 2-2、ΔFGSG_03700 2-3。通过表型验证及孢子对番茄侵染试验发现,敲除突变体的菌落形态及生长速度没有明显变化,致病力没有减弱,但突变体的产孢量低于野生型PH-1。[结论]FGSG_03700基因可能与小麦赤霉菌分生孢子的生长能力有关。     

禾谷镰刀菌的生物防治研究进展

就国内外禾谷镰刀菌生物防治研究进展及存在的问题进行了简述。     

小麦-玉米轮作田镰孢菌的种群结构及其致病性研究

为明确小麦—玉米轮作田中镰孢菌的种群结构及致病性,采用形态结合分子鉴定的方法分别对采自河南省许昌、漯河、驻马店3块小麦—玉米轮作田的407个镰孢菌菌株进行了种的鉴定,并从中选出不同寄主来源、不同种的12个代表菌株,分别接种田间小麦和盆栽玉米。鉴定结果表明,从小麦上分离到的镰孢菌均为禾谷镰孢菌( F. graminearum,178个),而从玉米上分离到的镰孢菌则分别属于轮枝镰孢菌(F. verticillioides,123个)、F. graminearum(61个)、层出镰孢菌(F. proli-feratum,45个)3个种。接种试验结果表明,3个种均能够侵染小麦麦穗和盆栽玉米苗,但F. gra-minearum的致病力显著强于F. verticillioides和F. proliferatum;不同寄主来源的F. graminearum菌株在致病力上差异不显著。来自小麦—玉米轮作田的F. graminearum菌株既可以侵染小麦又可以侵染玉米,这可能会造成小麦赤霉病、玉米茎腐病等病害的发生在小麦—玉米轮作模式下呈加重趋势。     

稻瘟病菌与禾谷镰刀菌对茭白的致病性及侵染过程

稻瘟病菌与禾谷镰刀菌均是危害禾本科作物的重要病菌,同时也是研究植物病原真菌的两种模式生物。为进一步探索这两种病菌的致病能力和侵染过程,对稻瘟病菌与禾谷镰刀菌在茭白上的致病能力进行了测定,并比较了二者在茭白不同部位的发病过程及特点。结果显示,稻瘟病菌可侵染茭白叶片与叶鞘,但无法侵染茭白的肉质茎（茭白笋）;而禾谷镰刀菌不能侵染未创伤的茭白叶片和叶鞘,但可对茭白笋造成危害。对侵染部位的显微观察发现,稻瘟病菌在茭白叶片上能形成典型的附着胞与侵染菌丝。另外,茭白能有效地区分两种病菌的致病突变体。结果表明,稻瘟病菌与禾谷镰刀菌能够侵染茭白,造成危害;同时茭白也可以作为寄主研究这两种病菌的致病过程。     

11种杀菌剂对小麦赤霉病菌的抑制作用

采用菌丝生长速率法,测定了11种杀菌剂对小麦赤霉病菌(FusaHum graminearum)的抑制作用.结果表明,小麦赤霉病菌对氟啶胺最为敏感,EC50为0.062 0 mg/L;其次是噻菌灵、烯唑醇、苯醚甲环,EC50分别为0.411 0、0.842 4、1.453 4 mg/L;嘧菌环胺、嘧霉胺的抑菌效果较差,EC50分别为78.312 8、211.774 1mg/L.     

小麦赤霉病禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)产碱性蛋白酶的发酵条件

小麦赤霉病是全球毁灭性作物病害之一。禾谷镰刀菌产生碱性蛋白酶与侵染麦粒有关,纯化碱性蛋白酶对研究真菌降解谷物蛋白有重要作用。本研究探讨了培养基及发酵条件对禾谷镰刀菌菌株F15产碱性蛋白酶的影响。试验结果表明,优化的禾谷镰刀菌产碱性蛋白酶的液体发酵条件为:培养基含葡萄糖3.000%、蛋白胨2.000%、麸皮2.500%、KH2PO40.100%、KC l 0.200%、ZnSO40.001%、CaC l20.001%;培养条件为:初始pH9、接种量8%、种龄60 h,在120 r/m in下28℃振荡培养84 h,碱性蛋白酶活力达534.2 U/m l。     

禾谷镰刀菌基因组学研究进展

禾谷镰刀菌是小麦和大麦生产上一类重大的病原真菌。禾谷镰刀菌全基因组测序的完成,为禾谷镰刀菌功能基因的发掘提供了十分有利的信息。简述了禾谷镰刀菌在基因组学,包括比较基因组学和功能基因组学等领域的研究进展。