基于多拷贝基因的葡萄皮尔斯病菌PCR检测方法

正葡萄皮尔斯病是由木质部限制性γ变形菌纲细菌Xylella fastidiosa subsp.fastidiosa(Xff)引起的一种葡萄上的毁灭性病害,可通过葡萄繁殖材料和玻璃翅叶蝉Homalodisca coagulata等昆虫媒介进行传播。该病主要在美洲的美国、墨西哥、阿根廷、秘鲁等国家发生流行(Davis et al.,1978)。最近,Su et al.(2013)证实该病在台湾发生,这是在亚洲地区的首次报道。目前国外对Xff的分子检测主要是基于单拷贝基因的常规PCR和实时荧光定量PCR方法     

三种PCR方法检测柑橘黄龙病菌的效果比较

为了比较常规PCR、巢式PCR和实时荧光定量PCR方法在大田检测中对柑橘黄龙病(Huanglongbing, HLB)的检测效果, 首先比较了3种检测方法对柑橘黄龙病菌检测的灵敏度, 结果发现：3种检测方法的灵敏度依次为常规PCR<巢式PCR<实时荧光定量PCR。运用3种检测方法对广东5个柑橘品种上的189个黄龙病疑似病样进行检测, 结果发现：黄龙病检出率依次为常规PCR<巢式PCR<实时荧光定量PCR。研究表明：常规PCR适合以较低成本大规模检测黄龙病; 实时荧光定量PCR具有最大的检测灵敏度; 巢式PCR检测技术同时具有前两者的一些优点, 但操作较复杂, 适合技术熟练的研究者使用。     

柑橘黄龙病菌过氧化物还原酶基因CLasPrx的克隆及功能分析

为解析柑橘黄龙病菌亚洲种Candidatus Liberibacter asiaticus（CLas）逃逸活性氧伤害的机理,通过克隆其过氧化物还原酶（peroxiredoxin,Prx）编码基因的全长序列,对CLasPrx蛋白序列进行生物信息学分析、多重比对及系统发育分析,采用实时荧光定量PCR方法检测CLasPrx基因在柑橘不同组织中的表达模式,并在本氏烟Nicotiana benthamiana叶肉细胞瞬时表达CLasPrx分析其编码蛋白的亚细胞定位,利用碘化钾法测定 CLasPrx 蛋白清除 H₂O₂的活性。结果显示,克隆得到的CLasPrx基因序列全长为534 bp,编码177个氨基酸;CLasPrx蛋白包含1个Redoxin保守结构域;多重比对分析发现CLasPrx蛋白活性位点含有保守基序PGAFTPTC;系统发育分析表明CLasPrx蛋白与近缘物种的同源蛋白聚为一类;CLasPrx基因在感染黄龙病柑橘树秋梢中的表达水平显著高于在春梢中的表达水平;CLasPrx定位于本氏烟叶肉细胞的细胞质基质中;过表达CLasPrx蛋白能够显著降低本氏烟叶肉细胞内H₂O₂的含量。表明CLasPrx可能参与柑橘黄龙病菌清除H₂O₂的过程。     

柑橘黄龙病菌亚洲种分子检测引物评价及绝对定量PCR体系优化

柑橘黄龙病是对柑橘产业最具毁灭性的病害, 目前没有可用的有效药剂和抗病品种, 分子检测对黄龙病有效防控至关重要。本研究对国内外常用的常规PCR和巢式PCR检测引物进行评价, 针对多拷贝的nrdB和16S rDNA基因, 构建质粒标准品并筛选适用于绝对定量PCR的最佳质粒。结果表明, 使用Es Taq MasterMix对感染 Candidatus Liberibacter asiaticus (CLas)的柑橘样品进行常规PCR检测时, 在评价的16对引物中, OI1/OI2c、Las606/LSS和HLBF468/R877灵敏度最高, 推荐同时使用检测黄龙病菌含量低的样品;各组巢式PCR检测引物有其适用扩增体系, 部分引物用Es Taq MasterMix扩增时出现非特异性扩增, F1/B1→F3/B3则适用Es Taq MasterMix体系, 且最高可稳定特异检出105倍稀释感染CLas柑橘总DNA样品（2×10-3 ng/μL）, 是灵敏度最高的引物组, OI1/OI2c→S3/S4在Es Taq MasterMix和Ex Taq DNA聚合酶体系中均可稳定特异检出104倍稀释感染CLas柑橘总DNA样品（2×10-2 ng/μL）, 是适用扩增体系最广的引物组;构建的5个绝对定量PCR质粒标准品中, pnrdB83扩增效率最接近100%, 且在2次重复试验中波动最小, 稳定性最强, 并且作为标准品对黄龙病待测样品进行绝对定量时, 各样品在2次重复试验中的拷贝数差值最小, 是本研究筛选的最佳质粒。本研究的结果将为柑橘黄龙病菌的定性和定量分子检测提供参考。     

柑橘溃疡病菌gpd1基因在致病性中的功能分析

 甘油作为微生物重要的能量来源及抗逆因子,对其生存具有重要作用。gpd1基因编码甘油-3-磷酸脱氢酶(glycerol-3-phosphate dehydrogenase, G3PDH),是甘油合成代谢途径中关键的限速酶。本研究分析了gpd1基因在柑橘溃疡病菌(Xanthomonas citri subsp. citri, Xcc)致病性中的功能。对Xcc强毒菌株Xcc021和弱毒菌株Xcc049E分别进行了gpd1的缺失突变,发现gpd1缺失仅影响强毒菌株Xcc021在感病柑橘寄主上的毒性以及gpd1缺失影响Xcc在营养贫乏培养基中的生长能力,功能互补子能够恢复毒性和生长能力至野生型水平。其他毒性相关表型显示:与野生型Xcc021相比,gpd1突变体菌体的沉降能力增加,游动性降低,生物膜形成能力增强,功能互补子能够恢复这些表型至野生型水平。这表明gpd1基因在强毒菌株中是重要的毒性因子,其涉及的甘油代谢途径可能在强弱毒菌株对于寄主柑橘的毒性具有不同的作用。     

柑橘溃疡病菌gpd1基因在致病性中的功能分析

 甘油作为微生物重要的能量来源及抗逆因子,对其生存具有重要作用。gpd1基因编码甘油-3-磷酸脱氢酶(glycerol-3-phosphate dehydrogenase, G3PDH),是甘油合成代谢途径中关键的限速酶。本研究分析了gpd1基因在柑橘溃疡病菌(Xanthomonas citri subsp. citri, Xcc)致病性中的功能。对Xcc强毒菌株Xcc021和弱毒菌株Xcc049E分别进行了gpd1的缺失突变,发现gpd1缺失仅影响强毒菌株Xcc021在感病柑橘寄主上的毒性以及gpd1缺失影响Xcc在营养贫乏培养基中的生长能力,功能互补子能够恢复毒性和生长能力至野生型水平。其他毒性相关表型显示:与野生型Xcc021相比,gpd1突变体菌体的沉降能力增加,游动性降低,生物膜形成能力增强,功能互补子能够恢复这些表型至野生型水平。这表明gpd1基因在强毒菌株中是重要的毒性因子,其涉及的甘油代谢途径可能在强弱毒菌株对于寄主柑橘的毒性具有不同的作用。     

田间柑橘植株不同部位黄龙病菌的PCR检测及发病原因分析

［目的］了解黄龙病菌在柑橘植株不同部位的分布,为深入研究病菌在植株体内的扩散情况奠定基础;明确病害的发生原因为有效防控该病害提供借鉴。［方法］ 调查浙江省台州市柑橘黄龙病（huanglongbing, HLB）的发生情况,通过常规和巢式PCR,检测了发病情形不同的两个果园内柑橘病株不同部位及不同植株中的黄龙病菌,并对其发病原因进行分析。［结果］ 发现一果园内病株的无症状叶片、有症状叶片和枝条中均含有黄龙病菌,而其周围植株不含病菌;另一果园内病株的有症状叶片、枝条、主干和砧木中均含有黄龙病菌,而其周围植株也含菌。［结论］分析认为这两种果园内柑橘植株发病原因不同,一种可能为通过携带黄龙病菌的柑橘木虱所感染,另一种可能为嫁接过程中通过带菌的接穗感染。     

基于小麦白粉病菌rDNA ITS序列的PCR分子检测

 Wheat powdery mildew(Blumeria graminis f.sp.tritici) is the one of main wheat diseases in China.Based on the internal transcribed spacer(ITS) sequences of ribosome of B.graminis f.sp.tritici,three molecular primer pairs(F1/R,F2/R and F3/R) were designed to detect the fungal pathogen of wheat powdery mildew.The species specificity of these primers was confirmed.F1/R was demonstrated a higher sensitivity than the other two primer pairs,and could detect as low as 1 pg DNA of B.graminis f.sp.tritici.Furthermore,F1/R primer pair was used to detect the pathogen DNA extracted from wheat leaves showing chlorosis and typical symptoms of powdery mildew caused by artificial inoculation with B.graminis f.sp.tritici.The preliminary results demonstrated the usefulness of this primer pair and its potential applications in efficient detection of wheat powdery mildew pathogen from leaves with latent infections at early growth stages of wheat.     

湖南猕猴桃溃疡病菌16S rDNA和16S-23S rDNA间隔区序列的克隆与分析

为明确湖南省猕猴桃溃疡病其致病菌的种类与特征,以猕猴桃主栽品种红阳、米良1号的溃疡病感病枝条为材料,采用BPA培养基、平板划线和梯度稀释法分离病原菌。利用引物27F/1492R和Psa F1/Psa R2对湖南省猕猴桃溃疡病菌16S r DNA和16S-23S r DNA间隔区序列(ITS)进行PCR扩增并进行核苷酸序列测定及相似性分析。获得Psa-JSHY株系、Psa-LXHY株系以及Psa-LXML株系的16S r DNA基因片段1 383 bp及16S-23S r DNA间隔区序列280 bp,且序列一致。经序列相似性比较表明:所分离株系的16S r DNA与法国181、新西兰ABAC9、意大利IKB4等株系的16S r DNA基因序列一致,与日本的KW11等株系存在3个碱基的差异,相似性为99.78%,与国内分离的11-830-1株系存在4个碱基的差异,相似性为99.71%;16S-23S r DNA-ITS序列与中国SXHY11-1、西班牙EFA131.1、葡萄牙PA838、韩国KBE9等株系的ITS序列一致。构建16S r DNA及16S-23S r DNA-ITS序列的进化树,可以看出所分离的株系与已报道的P.syringae pv.actinidiae各菌株聚在同一个进化枝上。以上结果表明,湖南地区分离的3个猕猴桃溃疡病菌致病株系均属于P.syringae pv.actinidiae。     

苹果树腐烂病菌VmMFS1~VmMFS3基因的功能分析

为绿色持久防控苹果树腐烂病,该研究分析苹果树腐烂病菌Valsa mali的3个主要协同转运蛋白超家族（major facilitator superfamily,MFS）编码基因的氨基酸序列特征,利用实时荧光定量PCR （quantitative real-time PCR,RT-qPCR）技术分析这3个基因在苹果树腐烂病菌侵染阶段的表达水平,通过构建这3个基因的缺失突变体和回补菌株分析其在病原菌营养生长、致病力和非生物胁迫应答等方面的功能。结果表明,这3个基因的氨基酸序列均具有MFS保守结构域,将其命名为VmMFS1~VmMFS3; VmMFS1和VmMFS2的进化距离较近,均与VmMFS3的进化距离较远;在苹果树腐烂病菌侵染过程中VmMFS1~VmMFS3基因表达均显著上调;与野生型03-8菌株相比,VmMFS1~VmMFS3基因缺失突变体的菌落形态无明显差异,但生长速度下降; VmMFS1~VmMFS3基因缺失突变体的致病力均显著降低; VmMFS1~VmMFS3基因缺失突变体对H₂O₂胁迫的敏感性无明显变化,但对NaCl胁迫更敏感;基因回补后基因缺失突变体的表型缺陷能恢复到野生型菌株的水平。     

基于Dickeya dadantii特有标志基因检测甘薯茎腐病菌

 甘薯细菌性茎腐病是由达旦提狄克氏菌(Dickeya dadantii)引起的一种检疫性病害,近年来在我国多地发生,严重威胁我国甘薯产业的发展。建立特异灵敏的检测D. dadantii的方法对于鉴定检疫病原菌、田间监测病原菌和防控病害有重要意义。本研究对Dickeya属菌株的全基因组序列进行比较基因组学分析,筛选到D. dadantii特有的标志基因,针对标志基因设计引物,其中针对编码登录号为WP_077245517未知蛋白基因的1对引物Dad1-F(5′-CATATCAACCAGACCAGCCGTT-3′)和Dad1-R(5′-CGGCCTGCTTTTAAACAACGTATTA-3′)能只从D. dadantii扩增到167 bp目的片段。由此建立了特异灵敏的常规PCR和实时荧光定量PCR检测D. dadantii的方法,为鉴定检疫甘薯茎腐病病原菌和田间监测病害提供了有效方法。     

基于Dickeya dadantii特有标志基因检测甘薯茎腐病菌

 甘薯细菌性茎腐病是由达旦提狄克氏菌(Dickeya dadantii)引起的一种检疫性病害,近年来在我国多地发生,严重威胁我国甘薯产业的发展。建立特异灵敏的检测D. dadantii的方法对于鉴定检疫病原菌、田间监测病原菌和防控病害有重要意义。本研究对Dickeya属菌株的全基因组序列进行比较基因组学分析,筛选到D. dadantii特有的标志基因,针对标志基因设计引物,其中针对编码登录号为WP_077245517未知蛋白基因的1对引物Dad1-F(5′-CATATCAACCAGACCAGCCGTT-3′)和Dad1-R(5′-CGGCCTGCTTTTAAACAACGTATTA-3′)能只从D. dadantii扩增到167 bp目的片段。由此建立了特异灵敏的常规PCR和实时荧光定量PCR检测D. dadantii的方法,为鉴定检疫甘薯茎腐病病原菌和田间监测病害提供了有效方法。     

香蕉黑腐病菌(Botryodiplodia theobromae)的PCR检测

 根据香蕉黑腐病菌可可球二孢菌(Botryodiplodia theobromae)与其它香蕉病原真菌核糖体基因转录间隔区(rDNA-ITS)ITS1和ITS2间序列差异,设计了特异引物Bth-S(5'-TCTCCCACCCTTTGTGAAC-3')和Bth-A(5'-AAAAGT-TCAGAAGGTTCGTC-3'),利用此引物对包括可可球二孢菌在内的21个菌株基因组DNA进行PCR扩增,结果只有4个可可球二孢菌菌株扩增到422bp特异带,其它17个菌株无扩增产物。灵敏度测试结果表明此特异引物能对1pg的可可球二孢菌基因组DNA进行扩增。对自然感染黑腐病的香蕉果实组织和接种可可球二孢菌或多种香蕉病原真菌混合接种的果实组织进行检测,Bth-S和Bth-A引物对不仅能够在自然感染黑腐病果实组织中特异检测到可可球二孢菌,而且能在未显症和发病的接菌香蕉果实组织中特异检测得到可可球二孢菌。这为香蕉可可球二孢菌潜伏侵染检测提供了技术支持。     

基于Brn1基因的大蒜紫斑病菌PCR检测技术

大蒜紫斑病菌是一种严重危害大蒜生产的真菌性病害,是中国大蒜出口中需要检疫的一种病害。根据1,3,8-三羟基萘还原酶基因(Brn1)的部分序列,设计出一对大蒜紫斑病菌特异性引物AP4/CTU,该引物特异性好,能专一扩增出480 bp电泳条带,而供试大蒜上的其他病害、不同属的真菌及空白对照均无扩增条带,建立了大蒜紫斑病菌的PCR鉴定方法。该方法灵敏度较高,DNA检测灵敏度为4 ng。该方法快速简便,适用于出入境检验检疫及大蒜健康检测领域。     

小麦蓝矮病植原体16S rDNA基因片段的比较分析

 小麦蓝矮病是陕西乃至西北冬麦麦区的一个重要病害,由介体条沙叶蝉专化性传播。对小麦蓝矮病株叶片和带毒条沙叶蝉进行超薄切片及电镜观察,在叶片韧皮部和叶蝉后肠中均观察到大量典型植原体。利用植原体16S rDNA基因保守序列通用引物对Rm16F2/Rm16R1,应用PCR技术从小麦蓝矮病株叶片中扩增到1.4 kb的特异片段。通过对16S rDNA基因片段序列同源性比较,结果表明小麦蓝矮病病原与三叶草绿变、翠菊黄化、绣球花绿变、草莓矮化和番茄巨芽植原体亲缘关系较近,其同源率为99.2%~99.9%。据此可以判定小麦蓝矮病植原体是属于植原体16SrⅠ组,确定了其分类地位。     

柑橘黄龙病症状与“Candidatus Liberibacter asiaticus”PCR检测结果的相关性分析

柑橘黄龙病症状较为复杂,且因寄主品种、生长期、病程等因素而异。利用PCR检测其病原菌"Candidatus Liberibacter spp."是目前柑橘黄龙病诊断的可靠方法之一。分析柑橘黄龙病症状与PCR检测结果的相关性有助于提高黄龙病的田间诊断准确率。本研究结果表明,与PCR检测相比,根据症状诊断柑橘黄龙病具有较高的假阳性率(8.20%)和假阴性率(50%);通过分析1 839个样品的症状与病原PCR检测结果发现,表现为斑驳型黄化、均匀黄化和"绿岛"这3种叶部症状以及"红鼻子果"和畸形果这2种果实症状的PCR病原检出率高;具有斑驳和黄化、黄化和"绿岛"、"绿岛"和花叶等复合症状样品的PCR检测"Ca.L.asiaticus"的阳性率最高;直径小于1 cm的幼果中的"Ca.L.asiaticus"检测稳定性低。这些结果为更准确地通过症状诊断柑橘黄龙病提供了科学依据。     

基于短串联重复和PAGE的柑橘黄龙病菌‘Candidatus Liberibacter asiaticus’种间遗传多样性分析

 韧皮部杆菌亚洲种(‘Candidatus Libriacter asiaticus’,‘Ca. L. asiaticus’)是目前流行范围最广、危害最严重的柑橘黄龙病致病菌。本研究利用‘Ca. L. asiaticus’基因组中全套串联重复基因(short tandem repeat, STR)开发了一套系统的方法用于‘Ca. L. asiaticus’遗传多样性和黄龙病分子流行学研究。PCR和PAGE分析筛选到的36个STR位点中,有33个获得了有效扩增。其中20对引物对不同来源的32个样品的扩增产物多态性较好,最多的可扩增出9种条带类型。采自我国6省的32个‘Ca. L. asiaticus’阳性样品之间的Shannon’s信息指数为0.14~1.90,平均为0.68;Nei’s基因多样性指数为0.06~0.81,平均为0.38,各省的菌株表现出较高的遗传多样性,特别是来自福建、广西和云南三省的。聚类分析发现可能为中国黄龙病发源地的广东省的黄龙病菌株具有一定的遗传特异性;其余邻省之间存在由木虱传播引起的菌株交流的可能性可以解释该病害在省际间传播。研究表明,开发的STR标记结合PAGE的方法可作为今后菌株遗传多样性和病害分子流行学分析的高效方法。     

星豹蛛PaCYP3001U16基因的克隆与表达分析

为探究细胞色素P450基因在星豹蛛Pardosa astrigera体内的表达特性及对溴氰菊酯胁迫的响应,采用反转录PCR技术克隆其细胞色素P450基因并进行序列分析,采用实时荧光定量PCR(quantitative real-time PCR,RT-qPCR)技术分析其在星豹蛛各发育阶段及雌雄成蛛不同部位的表达水平,同时分析其在溴氰菊酯不同浓度胁迫下和不同处理时间后的表达模式。结果显示,在星豹蛛雌成蛛中克隆得到1个细胞色素P450基因,其开放阅读框为1 473 bp,编码490个氨基酸,命名为PaCYP3001U16(GenBank登录号为MZ643213)。PaCYP3001U16基因在星豹蛛各发育阶段均有表达,其中在成蛛期的表达量最高,在6龄幼蛛期的表达量最低;该基因在雌雄成蛛腹部的表达量显著高于在头胸部及足部的表达量。星豹蛛雄成蛛经LC10(5.151 mg/L)、LC30(8.619 mg/L)和LC50(12.311 mg/L)溴氰菊酯处理12 h,PaCYP3001U16基因的表达量均被抑制,且在LC50处理下表达量最低。PaCYP3001U16基因经LC30溴氰菊酯处理...     

苹果轮纹病菌(Botryosphaeria dothidea)果胶裂解酶基因Bdpl1的致病功能分析

 由葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)引起的苹果轮纹病是影响我国苹果安全生产的重大病害之一。因此,本研究基于受苹果轮纹菌侵染的苹果组织中果胶裂解酶基因Bdpl1表达上调这一现象,通过Split-marker PCR技术构建Bdpl1基因敲除载体,并通过PEG介导的原生质体转化获得转化子,经常规PCR和qRT-PCR对所获得的转化子进行筛选,成功获得1个Bdpl1基因缺失阳性突变子。该转化子在PDA上的培养基性状与野生型没有明显差异,但在果胶培养基上菌落直径明显小于野生型。其胞外果胶酶活相比野生型明显下降,但在离体“早富”苹果枝条上的致病力并没有明显的下降。通过qRT-PCR技术发现在基因Bdpl1敲除后,其家族内有3个基因在病菌侵染过程中相比野生型明显上调表达(>3倍)。这些现象表明果胶裂解酶基因Bdpl1与病原菌的营养生长过程关系不大,但其参与对寄主果胶类物质的降解。Bdpl1基因对轮纹病菌致病力的影响较小,有可能是Bdpl1基因敲除后,该基因家族内其他基因的上调表达补偿了Bdpl1基因的功能。     

水稻白叶枯病菌转录调控因子基因fleQxoo和σ54因子基因rpoNxoo的分子鉴定

 为了阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,简称Xoo)鞭毛生物合成及运动性的调控机理,本研究首先通过基因克隆、序列分析、缺失突变及表型测定,对转录调控因子fleQxoo和编码σ⁵⁴因子的基因rpoNxoo进行了分子鉴定。通过基因特异性扩增,成功地从Xoo菌株PXO99^A中克隆了fleQxoo和rpoNxoo。其基因序列与其它黄单胞病原菌中的同源序列高度保守。FleQxoo是NtrC家族激活蛋白成员之一,具有与σ⁵⁴作用的结构域和DNA结合保守结构域(HTH)。用标记交换法构建了△fleQxoo和△rpoNxoo基因缺失突变体。与PXO99^A相比,△fleQxoo和△rpoNxoo鞭毛产生能力丧失,运动性减弱,基因互补可以使之恢复;但其胞外纤维素酶和木聚糖酶活性以及对烟草叶片组织的致敏性无明显改变。因此,FleQxoo和σ⁵⁴主要参与了鞭毛生物合成及其运动性的调控。