大丽轮枝菌拮抗细菌8-52菌株的筛选与鉴定

为筛选对棉花黄萎病病原菌大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)具有拮抗作用的芽孢细菌,采用改良的琼脂平板扩散法,通过初筛从各地的土样中分离到83株拮抗细菌菌株,对其中的69株进行了复筛,得到一株具有较强的抑菌活性的拮抗细菌8-52菌株。对该菌株进行了形态特征的观察、生理生化试验和16S rDNA的序列分析。将该菌株的形态特征和生理生化特性鉴定的结果与相应种、属模式菌的性状相对照,认为菌株8-52与芽孢杆菌(Bacillus)的相应性状很相近。根据16S rDNA序列相似性分析,此菌株与Bacillus velezensis标准菌株AB245422的16S rDNA序列相似度达99.78%,因此鉴定拮抗菌株8-52为Bacillus velezensis。     

落叶型大丽轮枝菌T-DNA插入突变体库的构建

采用ATMT技术建立大丽轮枝菌落叶型菌株XJ2008菌株的T-DNA插入突变体文库,共获得6 043个突变体。从中随机挑选104个突变体,以野生型XJ2008菌株为参照,评价其致病性、菌落生长速率、分生孢子及微菌核的产生能力等。结果表明,有12.5%的突变体丧失产孢能力,4.8%的突变体的生长速率显著减慢,8.7%的突变体的生长速率显著加快,12.5%的突变体丧失产生微菌核的能力,47.1%的突变体的致病性显著低于野生型菌株XJ2008,且突变体2-736、2-740、2-745的病情指数分别约为野生型菌株XJ2008的0.184、0.168和0.197倍。该突变体库突变体遗传稳定性好,性状多样性丰富。     

陕西大丽轮枝孢菌系营养体亲和性及致病性研究

应用Ｎｉｔ突变体技术，对陕西９种寄主作物上的３８个大丽轮枝孢丽系进行了营养体亲和性研究。结果表明，３８个菌系中２个未产生Ｎｉｔ突变体，２个未产生Ｎｉｔ１和Ｎｉｔｍ突变体，其余３４个菌系产生了Ｎｉｔｌ突变体，其中８个又产生了Ｎｉｔｍ突变体。对３４个菌系进行营养体亲和性测定结果分为４个亲和群（ＶＣＧ）。不同亲和群菌系致病力和寄主来源存在差异。     

大丽轮枝菌菌核型菌株T-DNA插入突变体库的构建及微菌核发育异常突变体的筛选

为阐明大丽轮枝菌微菌核形成发育的分子机理,利用农杆菌介导的遗传转化方法,建立了包含2 000个转化子的大丽轮枝菌菌核型菌株V08DF1的T-DNA插入突变体库,并在查氏、查氏-根或PDA培养基上培养,观察各转化子的菌落形态。从中筛选出130个菌落特征与野生型菌株V08DF1有明显差异的突变体菌株,其中14个突变体菌株为微菌核发育受阻。对这14个微菌核发育异常的突变体菌株进行T-DNA插入的PCR验证,均能扩增到潮霉素抗性基因,Southern杂交显示其中7个为单拷贝插入,5个为双拷贝插入,2个为三拷贝插入,表明T-DNA已经成功整合到这些突变株的基因组DNA中。     

大丽轮枝菌微菌核快速繁殖技术研究

[目的]筛选快速繁殖棉花黄萎病菌微菌核的适宜培养基.[方法]用6种培养基培养大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.),通过生长速率、微菌核数量、微菌核直径和微菌核萌发率4项指标筛选合适的培养基,用5株大丽轮枝菌菌株对实验结果进行验证.[结果]改良燕麦培养基形成微菌核的数量和直径均优于其他培养基;M1和BMM培养基形成微菌核的数量较多,其微菌核直径均小于半组合培养基;验证的结果与实验结果基本一致.[结论]改良燕麦、M1和BMM培养基,根据实验需要均可作为快速繁殖微菌核的理想培养基.     

大丽轮枝菌酯酶同工酶的测定

对棉花黄萎病菌不同致病力及致病类型菌系，不同寄主上的大力轮枝菌共１４个菌系的酯酶，进行了聚丙烯酰胺胶平板电泳。结果表明棉花黄萎病不同致病类型菌系有其独特的酯酶同工酶谱。Ｅ６酶带的有无与致病力类型有关，Ｅ３酶带活性与病菌致病力有关，Ｅ３酶带活性与棉花发病病指关联度为０．８５。不同寄主大丽轮枝菌酯酶同工酶总酶带数在７￣１２条之间，主酶带数在２￣４条之间，按Ｅ３酶带活性强、中、弱划分为３个类型。Ｅ３酶带     

大丽轮枝菌Nit突变体产生及其营养亲和性测定

从DNA限制性酶切多态性(RFLPs)的A组和B组中选用了具代表性的7个大丽轮枝菌菌系作营养亲和性测定.病菌分别接种在含氯酸钾15～25g/l的基本培养基(MM)、梅干培养基(PLA)、玉米粉琼脂培养基(CMA)和马铃薯葡萄糖培养基(PDA)上,从中获得了41个不能还原利用硝酸钠作为唯一氮源正常生长的突变体(Nit).Nit突变体以PDA和PLA含氯酸钾20～25g/l的两种培养基上发生频率较高.根据对不同氮源利用生长情况,获得了Nit突变体5种生理表现型.以Nit1居多(50%～100%),其次为NitM(0～50%).表现型互补的Nit1与NitM突变体营养亲和性测定结果表明,测试菌系可划分为VCG01和VCG02两个营养亲和群,分别含RFLPsA组的4个菌系和B组的3个菌系.     

大丽轮枝菌拮抗细菌菌株12-51的筛选鉴定与抗菌物性质分析

由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb)引起的棉花黄萎病,是一种危害严重的世界性病害.通过初筛和复筛得到了对棉花黄萎病具有较高拮抗活性的细菌菌株12-51,通过对其进行形态鉴定、生理生化特征鉴定和16S rDNA全序列分析,最终鉴定此菌株为Bacillus velezensis,16S rDNA序列相似度达99.74%.采用有机溶剂萃取和盐析法对发酵产物进行了提取,初步断定拮抗物质为蛋白类.通过对粗蛋白进一步研究发现,60%组分活性较高,并且对热及酸碱敏感性较小.试验结果为棉花黄萎病的生物防治奠定了基础.     

大丽轮枝菌致病机理及相关致病基因研究进展

大丽轮枝菌是农作物上为害最严重的土传病原物之一,对于该病原物引起的病害目前仍缺乏有效的防控手段,而明确其致病机理被认为是开发新型药剂和防治技术的理论基础.综述了大丽轮枝菌的侵染过程、植物细胞壁的降解、微菌核和黑色素的形成等一些重要的生理过程相关的致病基因,并总结了转录调控基因、毒力蛋白基因、效应因子、无毒基因和激发子等多方面致病相关基因的研究结果,最后概述了筛选致病基因和研究基因功能的方法.     

大丽轮枝菌拮抗细菌多粘芽孢杆菌7-4菌株的筛选与鉴定

为筛选对棉花黄萎病病原菌大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)具有拮抗作用的芽孢细菌,采用改良的琼脂平板扩散法,通过初筛从各地的土样中分离到84株拮抗细菌菌株,再对其进行复筛,得到1株具有较强抑菌活性的拮抗细菌7-4菌株,并对该菌株进行了形态特征观察和生理生化鉴定,初步判断其为多粘芽孢杆菌(Bacillus polymyxa)。     

黄萎病菌侵染下陆地棉Dirigent-like蛋白基因表达差异分析

目的发掘陆地棉Dirigent-like蛋白基因家族,明确不同黄萎病抗性品种间该基因家族成员的多态性及表达差异。方法利用Illumina Hiseq 2000测序平台,通过RNA-Seq测序技术,获得黄萎病菌侵染陆地棉抗病品种和感病品种的Dirigent-like蛋白基因家族成员Unigene序列;采用生物信息学软件对其进行核苷酸序列及编码蛋白的多重比对和系统进化分析;针对该家族成员设计特异的quantitative real-time PCR引物,在Applied Biosystems 7500 Real Time PCR System上使用SYBR green PCR试剂盒标记反应产物,棉花Gh ACTIN为内标,采用2-ΔΔCt法分析抗病品种冀79、感病品种TM-1中该基因家族成员在0 h及受侵染1、8、24、48、72和96 h后的表达差异。结果获得12个陆地棉Dirigent-like蛋白基因家族成员;该家族成员分属3个进化群,基因间存在4个保守结构域。其同源基因在D5基因组染色体上,主要集中于第2、3、6、7、9、10、13染色体。陆地棉受黄萎病侵染后,Dirigent-like蛋白基因抗病、感病品种间差异表达,抗病品种冀79受黄萎病菌侵染1 h时上调2倍以上的有Gh DIR4、Gh DIR6、Gh DIR7、Gh DIR9、Gh DIR10和Gh DIR11,其中,Gh DIR9上调6.5倍;侵染8 h时Gh DIR1、Gh DIR4、Gh DIR7和Gh DIR11上调,有2个上调2倍以上;侵染24 h时仅Gh DIR4上调2倍以上;侵染48 h时Gh DIR1、Gh DIR4、Gh DIR7和Gh DIR11上调达到2倍以上;侵染72 h时仅Gh DIR9上调2倍以上,达到6.4倍;侵染96 h时仅Gh DIR4上调2倍以上。感病品种TM-1受侵染1 h时仅Gh DIR7上调2倍以上;受侵染8 h时Gh DIR7上调325倍,Gh DIR10上调2倍以上;侵染24和48 h时Gh DIR4、Gh DIR5、Gh DIR6、Gh DIR7、Gh DIR9、Gh DIR10急剧上调,Gh DIR7、Gh DIR9、Gh DIR10上调10倍以上;受侵染72 h时Gh DIR4和Gh DIR7还保持较高的表达量;侵染96 h时Gh DIR5、Gh DIR6、Gh DIR7、Gh DIR9、Gh DIR10和Gh DIR11保持较高的表达量。由此看出,受黄萎病侵染时抗病种质冀79 Dirigent-like蛋白基因家族成员上调表达要早于感病品种,但是,该基因家族成员在感病品种受侵染8 h后上调倍数远远高于抗病品种,而且到96 h时其表达量还较高;抗病品种上调的Dirigent-like蛋白家族成员Gh DIR4、Gh DIR7、Gh DIR9和Gh DIR11值得关注;Gh DIR6、Gh DIR7、Gh DIR9和Gh DIR10在感病品种TM-1中上调显著。此外,抗病、感病品种间Gh DIR1、Gh DIR3、Gh DIR5、Gh DIR8、Gh DIR10和Gh DIR12存在核苷酸多态性。结论 Dirigent-like蛋白与黄萎病菌侵入后棉花植株的抗性反应相关。     

利用寄主诱导的基因沉默技术验证大丽轮枝菌糖代谢相关基因的致病力

【目的】筛选大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)糖代谢相关基因,证实其与大丽轮枝菌的生长发育和致病性相关,为防治由大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病提供理论基础。【方法】利用寄主诱导的基因沉默（host-induced gene silencing,HIGS）技术对大丽轮枝菌糖代谢相关基因进行筛选。将单个或多个含靶标基因的病毒载体注射本氏烟草瞬时表达基因,7-10 d后八氢番茄红素脱氢酶PDS会出现明显的烟草白化症状,蘸根法接种大丽轮枝菌V.d991,对应的大丽轮枝菌靶标基因会被干扰,接菌14 d后,观察转基因烟草表型,统计烟草病情指数,同时利用荧光定量PCR技术检测转基因烟草中大丽轮枝菌V.d991的生物量和靶标基因VDPDF-1、VDEG-1、VDMAN-1和VDPD-1的表达量。【结果】HIGS方法快速筛选获得大丽轮枝菌4个糖代谢相关基因,分别为VDPDF-1、VDEG-1、VDMAN-1和VDPD-1,相比空载体对照,转化这4个靶标基因的烟草病情指数分别降低了35%、30%、20%和10%,混合注射VDEG-1/VDPDF-1、VDPD-1/VDPDF-1/VDMAN-1、VDPD-1/VDMAN-1、VDPD-1/VDPDF-1和VDEG-1/VDPD-1的转基因烟草病情指数分别降低了45%、45%、40%、40%和35%,除VDPD-1转基因烟草外,其余转基因烟草与注射空载体的阴性对照相比病情指数都有显著降低。接种后大丽轮枝菌在寄主体内的生物量和干扰后靶基因表达量也有不同程度降低,混合基因注射比单基因注射干扰效果降低更明显,其中生物量降低最显著的是混合注射的EG/PDF(VDEG-1/VDPDF-1)和EG/PD(VDEG-1/VDPD-1),生物量的降低可达0.94,干扰大丽轮枝菌的靶标基因后,表达量降低最明显的是混合注射PD/PDF(VDPD-1/VDPDF-1)中VDPDF-1,降低了0.91。【结论】HIGS方法快速筛选到大丽轮枝菌糖代谢相关的4个基因VDPDF-1、VDEG-1、VDMAN-1和VDPD-1,当其被干扰后,转基因烟草的病情指数降低,抗病性增强,而且混合注射多个基因载体比单基因注射效果更为明显,证实这些糖代谢相关的基因与大丽轮枝菌的致病性相关。     

The effects of cotton root exudates on the growth and development of Verticillium dahliae

The effects of upland cotton root exudates on the growth and development of Verticillium dahliae were studied, through the compared analysis of the root exudates components between the resistant and susceptive cotton materials, using a pair of resistant and susceptive isogenic lines to Verticillium wilt, Z5629 and Z421, as well as 4 other upland cotton cultivars with different resistant levels of Verticillium wilt. The results showed that the amino acids in the root exudates of the resistant cultivars were much less than that of the susceptible ones. Compared with the susceptible ones, there were a lack of aspartic acid, threonine, glutamic acid, alanine, isoleucine, leucine, phenylalanine, lysine and proline in the root exudates from the resistant cultivars. On the contrary, arginine was lacking in the susceptive cultivars. The saccharide types in the root exudates were no different between the two kinds of cultivars, but the contents of glucose, fructose and sucrose in the root exudates of the susceptible varieties were much higher than those in the resistant ones. The experiment of Verticillium dahliae culture showed that the cotton root exudates from resistant cultivars can effectively restrain the spore germination and mycelium growth of Verticillium dahliae, and the arginine was the leading amino acid in this inhibitory action, besides the nutrition of the root exudates. However, the cotton root exudates from the susceptive cotton cultivars can improve the growth and development of Verticillium dahliae effectively; among the amino acid in the exudates, alanine was the most active one in this stimulating function. __________ Translated from Cotton Science, 2007, 19(4): 286–290 [译自: 棉花学报]     

棉花黄萎病菌在土壤—植株微生态系中的分布

在土壤垂直分布中,棉花黄萎病菌主要分布于0~40cm耕作层中,占总菌量的90%多,而40cm以下土层中仅占总菌量的10%;在土壤水平分布中,棉花黄萎病菌随病害的加重,由聚积分布型转变为均匀分布型。在病株中,病菌分布也不均,叶脉>主茎>果枝。     

棉花黄萎病内生拮抗细菌的分离及LC-04菌株的鉴定

从棉花根、茎、叶部组织中分离到19株对棉花黄萎病菌大丽轮枝菌有枯抗作用的细菌,其中抑菌圈直径大于20mm的菌株1株.直径10～20mm之间的菌株5株,直径小于10mm的菌株13株.分离自棉花叶部组织的LC-04菌株对大丽轮枝菌V-190菌株生长的抑制作用最强.通过时LC-04菌株菌体形态、菌落特征的观察和一系列生理生化试验分析,该菌株鉴定为类芽孢杆菌属细菌.     

陕西棉花黄萎菌落叶型及非落叶型的鉴定

应用落叶型和非落叶型大丽轮枝菌特异性引物D-1/D-2和ND-1/ND-2,对从陕西采集的67株菌株、矿物油室温保藏的24株菌株和中国农业科学院棉花所提供的5个大丽轮枝菌进行落叶型与非落叶型分子鉴定,以明确陕西是否存在落叶型菌株,掌握不同致病类型菌株的出现频率。结果表明,67株陕西菌株中有21株落叶型菌株,46株非落叶型菌株,落叶型菌株的比率为31.3%;其余29株菌株中14株为非落叶型菌株,5株为落叶型菌株,9株未产生特异性条带,1株用两对引物均可扩增出特异性条带。采用无底塑钵菌液浇根法接种冀棉11进行致病性测定,以了解落叶型菌株和非落叶型菌株致病力的差异。结果显示,21株落叶型菌株的平均病情指数为40.5,是19株非落叶型菌株病情指数(17.9)的2.3倍。     

特殊生境中土壤放线菌的筛选与鉴定

采用土壤稀释法分离采自江苏及广西农化厂周边的6份土样,获得50株放线菌。以大丽花轮枝孢、尖镰孢萎蔫专化型和尖镰孢西瓜专化型为靶标菌,通过皿内试验及盆栽试验筛选出5株具有较强拮抗活性的放线菌。菌丝生长和孢子萌发抑制试验表明,菌株JSGF4、JSGF10和GXCK1对靶标菌有较强拮抗作用;盆栽试验表明,5株放线菌对茄子黄萎病有良好防治效果,其中菌株JSGF10对茄子黄萎病的防效高达90.0%;对防效较高的4株放线菌进行形态特征、培养特征及生理生化特性分析,鉴定菌株JSGF4为龟裂链霉菌(Streptomyces rimosus),菌株JSGF10和GXCK1为白色链霉菌(Streptomyces albus),GXDM6为灰色链霉菌(Streptomyces griseus)。     

基于优异等位基因的棉花抗黄萎病性状的分子鉴定

【目的】发掘棉花抗黄萎病相关的优异等位基因,利用优异等位基因对棉花抗黄萎病性状进行分子检测,实现对抗病性的快速鉴定和对抗病基因型的直接选择,有效解决当前抗病性鉴定周期长、抗病性选择效率低的技术难题。【方法】选用125份陆地棉优异种质,分别采用田间黄萎病病圃鉴定和温室接种鉴定对材料进行抗黄萎病鉴定,分析材料的抗病性变异;通过筛选前期获得的与棉花抗黄萎病表型显著关联的优异等位基因位点并计算其效应值,分析不同材料中含有的优异等位基因数目及其优异等位基因效应值之和,研究利用优异等位基因位点进行棉花抗黄萎病预测的可行性,并比较基于优异等位基因位点的抗病性分子鉴定与传统抗病性表型鉴定的相关性。【结果】陆地棉在黄萎病抗性方面表现出广泛的变异,125份种质材料在田间病圃鉴定条件下和温室鉴定条件下的抗黄萎病相对病指变化范围分别为10.10—76.6和17.01—72.63;基于前期的研究结果共筛选到40个抗黄萎病优异等位基因,效应值的变化范围为-8.20—-0.39,每份材料含有的优异等位基因数目为1—24个,每份材料中的优异等位基因效应值之和的变化范围为-92.37—-0.86;相关性分析结果表明,每份材料中含有的优异等位基因效应值之和与材料的抗黄萎病相对病指极显著正相关,病圃鉴定与温室鉴定条件下两者的相关系数分别为0.616和0.566;材料的优异等位基因数目与材料的抗黄萎病相对病指极显著负相关,病圃鉴定与温室鉴定条件下两者的相关系数分别为-0.618和-0.535。【结论】棉花种质材料中含有的优异等位基因数目、优异等位基因效应值之和与材料的抗黄萎病相对病指间存在显著相关性,表明抗黄萎病优异等位基因的累加具有明显提高抗病性的作用,材料所含有的优异等位基因数目和优异等位基因效应值之和在一定程度上可以反映材料抗病性的强弱,从而实现对抗病性的分子鉴定。