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。     

FoAP1基因在香蕉枯萎病菌致病过程中的功能分析

 为了探究AP1转录因子在尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种(Foc4)中是否参与香蕉枯萎病的致病过程,借助尖孢镰刀菌Fo5176菌株(GenBank序列号:AFQF01001482.1)全基因组序列,通过PCR和RT-PCR技术克隆获得了Foc4中AP1转录因子的基因组DNA和cDNA编码序列.利用PEG介导的原生质体转化法获得AP1基因敲除转化子。利用qRT-PCR分析AP1可能调控的下游基因表达。利用灌根法(直接在根部浇菌)检测了AP1缺失突变体的致病能力。结果表明Foc4的AP1转录因子cDNA编码序列长1770bp,编码63.9kDa(589aa)蛋白,是一个典型的bZIP型转录因子,命名为FoAP1;FoAP1缺失突变体的气生菌丝大量减少,菌丝的入侵生长受到严重限制。对外源氧化胁迫不敏感,但致病能力减弱。     

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Ⅱ型卤酸脱卤酶基因FoHAD-type Ⅱ功能分析

苦瓜枯萎病是由尖孢镰刀菌苦瓜专化型(Fusarium oxysporum f. sp.momordicae Sun&Huang)侵染引起的一种严重制约苦瓜安全生产的土传病害。明确苦瓜枯萎病菌的致病机理对苦瓜枯萎病的防治具有重要的指导意义,但目前苦瓜枯萎病菌的致病机理尚不明确。前期分析苦瓜枯萎病菌强致病力菌株SD-1和弱致病力菌株SD-V(携带真菌病毒)转录组差异表达基因时,发现Ⅱ型卤酸脱卤酶(FoHAD-typeⅡ)基因在SD-V菌株中表达量显著下调,推测该基因与苦瓜枯萎病菌的致病性相关。本研究根据同源重组的原理,利用分割标记法(Split-Marker PCR)获得了FoHAD-typeⅡ基因的融合片段,分别通过PEG介导的原生质体转化和农杆菌介导的遗传转化获得该基因的敲除突变体和回补突变体,并对敲除和回补突变体的生物学特性和致病力进行了分析。结果表明,敲除突变体的生长速率和产孢量与野生型菌株相比没有显著差异,菌丝尖端形态和孢子形态也无明显差异,但气生菌丝减少,对渗透胁迫耐受性降低,致病力显著下降;回补突变体的生物学性状和致病力与野生型菌株一致。表明FoHAD-typeⅡ基因...     

一种评价甘蓝枯萎病菌转化子致病力的方法

为建立甘蓝枯萎病菌(Fusarium oxysporumf.sp.conglutinans)转化子致病力评价方法,从接种方法、甘蓝品种、苗龄、病原菌接种体浓度等几方面探索,建立了一种评价甘蓝枯萎病菌转化子致病力差异的体系。结果表明:蘸根法和伤根法均适于甘蓝枯萎病菌转化子致病力的评价,其中伤根法更优;其他适合甘蓝枯萎病菌转化子致病力评价的因素有:甘蓝品种为‘中甘21’,苗龄为三叶期,甘蓝枯萎病菌孢子悬浮液浓度为孢子含量1×106个/mL。该致病力评价方法的建立为甘蓝枯萎病菌转化子致病力衰弱或增强突变体的筛选提供了方法支持,也为下一步尖孢镰刀菌致病机理的解析奠定了基础。     

基于URP-PCR多态性片段的苦瓜枯萎病菌特异性检测技术的建立

 通过URP(Universal Rice Primers)-PCR分析尖孢镰孢菌苦瓜专化型基因组DNA扩增片段多态性,筛选检测尖孢镰孢菌苦瓜专化型的特异性引物,并建立了基于该引物的PCR检测方法。结果表明,特异性引物为FOMM-SPF/FOMM-SPR, PCR检测体系为25 SymbolmAL,包括2SymboltB Green Taq Master Mix 12.5 SymbolmAL,10 mmol·L^-1 的上下游引物各1 SymbolmAL,模板DNA 1 SymbolmAL,灭菌去离子水补足至25 SymbolmAL;PCR程序为95℃预变性3 min,94℃变性15 s,57℃退火30 s,72℃延伸20 s,共30个循环,循环结束后72℃延伸5 min;特异性扩增片段大小294 bp,检测灵敏度为2 ng·μL^-1 DNA或50个孢子·500 mg^-1土壤。该引物及其检测方法对尖孢镰孢菌苦瓜专化型的检测特异性好、灵敏度高,可以从土壤和植物样品中快速准确地检测出苦瓜枯萎病菌,无需病原菌的分离培养和致病性检测,对苦瓜枯萎病的早期诊断和预警及有效防控具有重要的指导意义。     

香蕉枯萎病菌生理分化研究

本研究对香蕉枯萎病菌菌株FOCAAA9（来自香蕉）和FOCABB1（来自粉蕉）进行培养试验和接种试验；在含粉蕉和香蕉组织漫提液的培养基上2个菌株的培养性状、菌丝生长速度、孢子形态、大小型孢子比率和产孢量显示出差异；接种结果FOCAAA9能侵染香蕉（Musa AAA）品种巴西蕉、红香蕉和台蕉引起枯萎病，而FOCABB1对3个香蕉品种无致病性。研究结果表明侵染香蕉和粉蕉的古巴尖镰孢[Fusarium oxysporum f．sp．cubeilse（E．F．Smith）Snyder]存在生理分化现象。     

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。     

黑龙江省大豆镰孢根腐病菌鉴定及致病力分析

对黑龙江省不同区域采集的大豆根腐病病原种类进行鉴定,结果表明：分离的296个真菌分离物分属于10个种,分别为尖镰孢（Fusarium oxysporum）、茄镰孢（F.solani）、木贼镰孢（F.equiseti）、轮枝镰孢（F.verticillioides）、半裸镰孢（F.semitectum）、大豆拟茎点种腐病菌（Phomopsis longicolla）、瓜果腐霉（Pythium aphanidematum）、茄丝核菌（Rhizoctonia solani）、禾谷镰孢（F.graminearum）、厚垣镰孢（F.chlamydosporum）,各分离物分离频率分别为68.24%、7.09%、5.41%、4.05%、3.38%、3.38%、3.04%、2.70%、2.03%和0.68%。利用‘合丰25’测定所有镰孢菌分离物的致病力,病情指数在30以上的分离物占镰孢菌总数的23.42％,其中尖镰孢为18.22％。在中等以上（病情指数＞30）致病力镰孢菌分离物中,尖镰孢占77.78%。黑龙江省不同地理区域均有致病力较强的分离物,分布不均匀。大豆花芽分化期分离的致病力较强,尖镰孢出现频率比鼓粒期大。本研究为大豆根腐病的田间防治和抗源筛选的研究奠定了基础。     

香蕉枯萎病菌生理分化研究摘要本研究

本研究对香蕉枯萎病菌菌株FOCAAA9(来自香蕉)和FOCABB1(来自粉蕉)进行培养试验和接种试验;在含粉蕉和香蕉组织浸提液的培养基上2个菌株的培养性状、菌丝生长速度、孢子形态、大小型孢子比率和产孢量显示出差异;接种结果FOCAAA9能侵染香蕉(MusaAAA)品种巴西蕉、红香蕉和台蕉引起枯萎病,而FOCABB1对3个香蕉品种无致病性。研究结果表明侵染香蕉和粉蕉的古巴尖镰孢[Fusariumoxysporumf.sp.cubense(E.F.Smith)Snyder]存在生理分化现象。     

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。     

Argonaute1敲除前后尖孢镰刀菌转录组分析比较

 Argonaute蛋白(AGO)介导的沉默复合体在RNA干扰(RNAi)中起着至关重要的作用。为了探究AGO1在尖孢镰刀菌RNAi中的作用机制,本文以粘团专化型尖孢镰刀菌生理1号小种FOX-A8野生型和其AGO1缺失突变体(FOX-A8-△Ago1)的菌丝和孢子为材料,分别进行了RNA提取、Illumina HiSeq 2000高通量转录组测序、差异表达基因(DEGs)的显著富集分析;选择菌丝和孢子中的DEGs 进行实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR, qRT-PCR)验证。GO通路注释结果显示,相对于野生型菌株,AGO1缺失突变体菌丝中的醇脱氢酶(NADP⁺)、孢子中的CAMK / CAMKL / CHK 1蛋白激酶均显著上调;KEGG通路注释结果显示,相对于野生型菌株,AGO1缺失突变体菌丝中与 MAPK信号通路相关的基因、孢子中与PLD信号通路相关的基因均显著下调;另外,相对于野生型菌株,编码AGO2的基因下调,但是下调不显著。qRT-PCR检测DEGs的表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性。     

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...     

Argonaute1敲除前后尖孢镰刀菌转录组分析比较

 Argonaute蛋白(AGO)介导的沉默复合体在RNA干扰(RNAi)中起着至关重要的作用。为了探究AGO1在尖孢镰刀菌RNAi中的作用机制,本文以粘团专化型尖孢镰刀菌生理1号小种FOX-A8野生型和其AGO1缺失突变体(FOX-A8-△Ago1)的菌丝和孢子为材料,分别进行了RNA提取、Illumina HiSeq 2000高通量转录组测序、差异表达基因(DEGs)的显著富集分析;选择菌丝和孢子中的DEGs 进行实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR, qRT-PCR)验证。GO通路注释结果显示,相对于野生型菌株,AGO1缺失突变体菌丝中的醇脱氢酶(NADP⁺)、孢子中的CAMK / CAMKL / CHK 1蛋白激酶均显著上调;KEGG通路注释结果显示,相对于野生型菌株,AGO1缺失突变体菌丝中与 MAPK信号通路相关的基因、孢子中与PLD信号通路相关的基因均显著下调;另外,相对于野生型菌株,编码AGO2的基因下调,但是下调不显著。qRT-PCR检测DEGs的表达模式与RNA-Seq分析结果一致,证实了RNA-Seq结果的可靠性。     

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...     

FocVel2基因对黄瓜枯萎病菌丝生长及毒力的影响

 由尖孢镰孢菌黄瓜专化型引起的黄瓜枯萎病是世界黄瓜生产上的一种毁灭性病害。本研究鉴定了尖孢镰孢菌黄瓜专化型丝绒蛋白的一个同源基因FocVel2,利用基因敲除和互补的方法研究该基因的功能。敲除突变体菌株ΔFocVel2出现明显的表型变化,包括菌落生长速率降低和产孢量降低,并且敲除突变株对黄瓜幼苗毒力明显减弱,回补突变体菌株能够恢复敲除突变体ΔFocVel2的所有缺陷。总之,研究结果发现丝绒蛋白基因FocVel2在菌体无性繁殖以及侵染过程中起到重要作用。