一个编码富含丝氨酸蛋白的基因影响大丽轮枝菌的微菌核形成、产孢及致病力

 大丽轮枝菌是一种可在广泛的寄主范围内引发黄萎病的土传植物病原真菌,主要以微菌核的形式在土壤中存活多年,因此鉴定与微菌核形成及致病力相关的基因对防治该病害至关重要。本课题组从前期构建的棉花黄萎病菌T-DNA插入突变体库中筛选到一个微菌核明显减少的突变体,致病力测定结果表明,该突变体致病力明显下降。以棉花黄萎病菌野生型菌株V592的基因组DNA为模板,从棉花黄萎病菌中克隆到被T-DNA插入突变的基因(VdSRP1)编码区全长为415 bp,包含一个外显子,编码一个富含丝氨酸蛋白,与任何已知的注释基因没有显著的序列相似性。为了明确VdSRP1基因在大丽轮枝菌中的功能,利用同源重组的原理及农杆菌介导的遗传转化方法获得了VdSRP1基因的2个敲除体菌株,与棉花黄萎病菌野生型菌株V592相比,VdSRP1基因敲除突变体的微菌核形成明显减少,产孢量及孢子萌发率下降,对棉花的毒力也显著下降。对野生型菌株V592及VdSRP1敲除突变体的转录分析表明,VdSRP1调控一系列与微菌核形成、孢子形成及致病力相关基因的表达。这些结果表明,VdSRP1基因影响大丽轮枝菌的致病力、微菌核形成、产孢及孢子萌发。     

一个编码富含丝氨酸蛋白的基因影响大丽轮枝菌的微菌核形成、产孢及致病力

 大丽轮枝菌是一种可在广泛的寄主范围内引发黄萎病的土传植物病原真菌,主要以微菌核的形式在土壤中存活多年,因此鉴定与微菌核形成及致病力相关的基因对防治该病害至关重要。本课题组从前期构建的棉花黄萎病菌T-DNA插入突变体库中筛选到一个微菌核明显减少的突变体,致病力测定结果表明,该突变体致病力明显下降。以棉花黄萎病菌野生型菌株V592的基因组DNA为模板,从棉花黄萎病菌中克隆到被T-DNA插入突变的基因(VdSRP1)编码区全长为415 bp,包含一个外显子,编码一个富含丝氨酸蛋白,与任何已知的注释基因没有显著的序列相似性。为了明确VdSRP1基因在大丽轮枝菌中的功能,利用同源重组的原理及农杆菌介导的遗传转化方法获得了VdSRP1基因的2个敲除体菌株,与棉花黄萎病菌野生型菌株V592相比,VdSRP1基因敲除突变体的微菌核形成明显减少,产孢量及孢子萌发率下降,对棉花的毒力也显著下降。对野生型菌株V592及VdSRP1敲除突变体的转录分析表明,VdSRP1调控一系列与微菌核形成、孢子形成及致病力相关基因的表达。这些结果表明,VdSRP1基因影响大丽轮枝菌的致病力、微菌核形成、产孢及孢子萌发。     

棉田土壤中棉花黄萎病菌的致病力分化

为了明确同一棉田生态系中棉花黄萎病菌的群体组成和致病力分化特点,利用病害反应型及病情指数测定法,对来自同一棉田的43个棉花黄萎病分离菌株在5个鉴别寄主上进行了致病力测定。结果表明,43个菌株可划分为落叶型致病力强的Ⅰ型、混合型致病力中等的Ⅱ型和非落叶型致病力弱的Ⅲ型。其中Ⅰ型菌株19个,占44.2%,平均病情指数大于50;Ⅱ型菌株16个,占37.2%,平均病情指数在30～50之间;Ⅲ型菌株8个,占18.6%,平均病情指数小于30。由此证明,同一棉田棉花黄萎病存在落叶型和非落叶型两类病害表现类型,其病原菌存在强、中、弱三种不同致病类型的生理型,揭示出棉花黄萎病菌本身是一个易变异的混合基因型群体,群体中的不同个体组成的亚群体具有不同的致病性。     

新疆棉花黄萎病菌营养体亲和群的研究

 由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)引起的棉花黄萎病是一种世界性分布的毁灭性病害。依据其对不同寄主品种致病力的强弱,可被划分为强致病力的落叶型、中度致病力非落叶型(或混合型)和弱致病力非落叶型3种致病类群。而依据不能利用硝酸盐的营养突变体(nit mutants)间亲和性,又可将其划分为多个不同的营养体亲和群(VCGs),其中我国的棉花黄萎病菌可归为2个VCGs,分别对应于落叶型和非落叶型(包括中度致病力和弱致病力)类群,即VCGs群与生物学测定得致病力类群间存在着相关性,测定VCGs可作为鉴定强致病力落叶型棉花黄萎病菌的一种稳定可靠的辅助手段。     

河南商丘地区棉花黄萎病菌分离鉴定和致病力分析

为探讨河南商丘地区棉花黄萎病菌的致病型群体变异,对该地区棉花上分离的8株单孢菌株的菌落形态、显微结构、致病力、ITS序列、系统进化及菌体蛋白等方面进行了研究。结果表明:这些菌株均属于棉花黄萎病菌Verticilliumdahliae;系统进化树显示8株菌株并没有聚在同一进化枝上;8株黄萎菌菌株存在致病力差异,SQ4菌株致病力最强,属于落叶型,而其它致病力较弱的7个菌株属于非落叶型;不同致病力的菌株间蛋白谱带存在差异。     

大丽轮枝菌在辣椒上致病力的分化

 自棉花、茄子和辣椒上分离到的大丽轮枝菌(Verticillinm dahliae Kleb.)的28个菌株,测定了它们对辣椒的致病力,结果表明棉花菌株VD-9和茄子菌株VD-26对辣椒的致病力都很强,引起植株矮化,节间缩短,生长停滞,根、茎维管束变色等症状。发病重的植株,叶片脱落,形成光秆。辣椒菌株VD-20以及棉花和茄子上分离到的其它菌株,不引起矮化的辣椒或其它外部症状,只有个别菌株引起主根及茎基部维管束变色。大丽轮枝菌的28个菌株对辣椒和棉花表现的致病力强弱显然不同。对棉花致病力很强而引起落叶的棉花菌株VD-8、T-9等,对辣椒表现的致病力为中等;而引起辣椒矮化的强菌株VD-9和VD-26,在棉花上表现的致病力为中等或较弱。试验还初步测定了6个辣椒品种对菌株VD-9的反应,这6个品种对黄萎病的抗性没有明显差异。     

新疆北部棉区黄萎病菌种群致病性分化及变异

采用特异性引物PCR检测技术和鉴别寄主法对新疆北部棉区41个棉花黄萎病菌菌系进行检测,以期明确黄萎病菌种群致病性分化及变异。特异性引物(ND1/ND2和D1/D2)PCR检测结果显示,供试菌系中落叶型菌系16个,占39.0%;非落叶型菌系24个,占58.5%;1个菌系未能检测出致病类型。鉴别寄主法测定结果显示:41个供试菌株中致病性强、中、弱的菌系分别为21、12和8个,分别占51.2%、29.3%和19.5%。落叶型菌系的致病力明显高于非落叶型,平均病情指数分别为39.4和25.8。研究表明,无论落叶型菌系和非落叶型菌系,接种后都可产生落叶症状,但落叶的程度有明显差别,其落叶症状的轻重不仅与菌系的致病类型有关,还与品种的抗病性密切相关。     

我国棉花黄萎病菌类型分化及培养特性研究

作者选用5个代表性的棉花黄萎菌系与美国落叶型黄萎病菌 T_9,进行比较试验。结果表明,落叶型菌系 V_B 与T_9的致病力强于非落叶型菌系。根据寄主反应型,划分出致病力强(V_B、T_9、V_6)、中(V_3、V_5)、弱(V_(10))三个类型;各菌系在33℃不能生长,在低温9℃和高温32℃均生长缓慢,表现适宜温度为20—30℃,最佳生长温度25℃,其中落叶型菌系比非落叶型菌系耐高温,在30℃下、菌落生长仍迅速;在培养性状上差异也很明显,落叶型菌系 V_B 与 T_9的菌落为白色,菌丝致密绒毛状,微菌核不明显,有成束状膨胀菌丝团;而非落叶型菌系 V_3、V_5、V_6、V_(10)菌落为黑色和灰黑色,菌丝絮状,有的稀松成束,微菌核呈串状葡萄形或似瘤状根须。鉴于落叶型黄萎菌系 V_B 与 T_9在三大棉种的6个品种上致病程度和对不同温度反应及培养性状等方面特性均表现基本一致的结果,进而肯定我国江苏常熟棉花黄萎菌系 V_B 是落叶型的致病菌。     

不同植棉省区落叶型黄萎病菌的培养特性及致病力比较

近年来落叶型症状的棉花黄萎病对棉花生产的危害越来越大,为明确落叶型棉花黄萎病菌的分化特点,采用特异性分子标记方法,对我国10个主要植棉省区30个落叶型棉花黄萎病菌的培养特性和致病力进行了比较。落叶型黄萎病菌系在我国主要植棉省区已普遍存在,该菌系以菌核型为主,其微菌核呈放射状或环状。63.3%菌系的菌丝发达致密,其余菌系的菌丝较为疏松。落叶型黄萎病菌系之间的产孢量和致病力差异较大,产孢量变幅为3.7×107～18.8×107个孢子/mL;71.9%为强致病力菌系,25.0%为中等致病力。研究表明,不同植棉省区间落叶型黄萎病菌系的产孢量和致病力具有一定差异。     

新疆棉花黄萎病菌的培养特性及致病力分化

新疆是我国最主要的棉花生产基地,产量占全国的85％左右.由大丽轮枝菌引起的黄萎病严重阻碍了新疆棉花产业的可持续发展.因此,本研究针对新疆棉区采集分离的140个菌株进行研究,结果发现不同地域菌株的生长速度和产孢量差异显著,新疆棉区以菌核型、落叶型菌株为主;与此同时,建立了一种苗期棉花黄萎病抗性快速鉴定新方法——育苗块定量...     

环介导等温扩增技术检测大丽轮枝菌

 本研究基于环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification,LAMP),通过比对分析大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)与其相近种不同靶标序列间的差异,选取Gpd(glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase,甘油醛-3-磷酸脱氢酶)基因作为靶标基因,设计并筛选了四条特异性强、灵敏度高的LAMP引物和两条环引物,建立了一种基于颜色判定的简单、快速和灵敏的大丽轮枝菌的检测方法,并进行了特异性、灵敏度实验及田间发病组织的检测。该方法在62 ℃等温条件下进行核酸扩增反应70 min,扩增前加入染料HNB(羟基萘酚蓝),反应后根据染料颜色变化判定扩增结果。特异性试验中,仅含有大丽轮枝菌菌株DNA的反应管扩增后呈天蓝色的阳性反应,而其他供试菌株均呈紫色的阴性反应。该方法的最低检测限为100 pg·μL^-1,在土壤中检测的灵敏度为10个孢子/0.25g土壤。该技术能够检测出棉花发病组织中的目标菌,对采自江苏和山东的24份疑似病害样本进行检测,11份为阳性。该方法的建立为大丽轮枝菌的检测及其所致病害的诊断提供了新的技术。     

内生球毛壳属真菌CEF-082对棉花黄萎病的控制作用

 内生真菌在生物防治上具有很大的应用潜力,本研究旨在明确棉花内生真菌球毛壳菌(Chaetomium globosum)CEF-082对黄萎病菌(Verticillium dahliae)的拮抗作用及对黄萎病(Verticillium wilt)的防治效果。采用圆盘滤膜法、凹玻片法等测定CEF-082对棉花黄萎病菌的抑制效果;温室采用滤液接种法和基质接种法测定其对棉花黄萎病的防治效果;并采用实时定量PCR检测棉株内防御基因的表达及黄萎病菌的含量。结果表明,CEF-082的非挥发性代谢物对棉花黄萎病菌菌落生长的抑制率为100%,对分生孢子产量的抑制率为70.5%,试验浓度范围内对分生孢子萌发没有明显抑制作用;棉苗预接种CEF-082培养滤液或将CEF-082的玉米沙粒培养物接入基质中再种植棉花,对黄萎病的防治效果分别为62.37%和66.88%;这两种处理对棉花的生长发育没有副作用,且后者对出苗有促进作用;荧光定量PCR结果表明,CEF-082代谢产物显著提高了棉花防御基因苯丙氨酸解氨酶基因(pal)、过氧化物酶基因(pod)和多酚氧化酶基因(ppo)以及β-1,3-glucanase基因的表达量,抑制了黄萎病菌在棉株体内的繁殖。棉花内生真菌CEF-082可以有效地防治棉花黄萎病,其作用机理主要有抗生作用和诱导抗性,在棉花黄萎病防治上具有较好的应用前景。     

根际微生物多样性与棉花品种对黄萎病抗性关系研究——Ⅰ.根际微生物数量与棉花品种对黄萎病抗性的关系

 对抗、感黄萎病6个棉花品种的根际线虫、真菌、细菌和放线菌的数量在苗期和现蕾期采用选择性培养基和直接观察法进行了分析。分析结果表明:棉花对黄萎病的抗性与根际真菌和放线菌数量呈正相关;与根际线虫数量负相关;与根际细菌数量无显著相关性。     

多元混菌培养对棉花黄萎菌拮抗效果的研究

特基拉芽胞杆菌C-9和鞘氨醇杆菌A1是分离得到的2株对棉花黄萎菌具有较好生防效果的菌株,平板对峙试验测定菌株C-9与A1的抑菌率分别为77.8%和83.3%,根据脂肽类抗生素相关合成基因序列进行PCR扩增,2株生防菌都能检测到surfactin、fengycin和mycosubtilins相关基因片段。通过单因素试验对液体混菌培养体系进行初步筛选,得到对棉花黄萎菌具有较好防效的最佳混菌比例A1：C-9=1：9,在此比例下的混菌培养物对棉花黄萎菌的抑制能力较单菌株A1和C-9提高了131%和36.7%。镜检发现混菌培养物抑制可致黄萎菌菌丝发生膨大畸形。盆栽试验表明,混菌培养物对棉花黄萎病的防治效果可达66.7%,混菌培养物处理的棉花在挑战接种棉花黄萎菌后,棉花体内防御酶系CAT酶活快速响应,在达到峰值时比同时期的CK组增加了135.3%。POD和SOD的基础酶活较CK分别提高22.5%和39.8%,且MDA含量始终低于CK。综合分析表明,混菌发酵可提高菌株对黄萎菌的抑制效果,可通过直接抑制黄萎菌生长和诱导植物产生防御反应来提高对棉花黄萎菌的抗性。     

中国七省(自治区)马铃薯黄萎病病情及优势病原菌致病力分析

 2013-2016年,对我国内蒙古、河北、甘肃、黑龙江、山西、宁夏和云南7省(自治区)53县市245块马铃薯种植田黄萎病的发生、病样采集和病原分离开展了研究工作,通过分子生物学方法鉴定了病原菌分类地位,并通过温室试验研究了主要病原菌大丽轮枝菌的致病力分化情况。结果表明:(1)我国北方6省(自治区)内蒙古、河北、甘肃、黑龙江、山西和宁夏属于马铃薯黄萎病病区,云南省属于无病区;(2)引起我国马铃薯黄萎病的病原菌为大丽轮枝菌和黑白轮枝菌两种,占比分别为75.5%和24.5%,大丽轮枝菌为相对优势病原菌种类;(3)根据病原菌种类可将我国北方6省(自治区)病田划分为大丽轮枝菌病田、黑白轮枝菌病田及两菌混生病田。其中甘肃为大丽轮枝菌病田,宁夏为混生病田,山西为大丽轮枝菌病田和混生病田,内蒙古、河北和黑龙江3种病田均存在。两菌混生病田中各类病原菌属于单独侵染致病。(4)聚类分析表明来自甘肃、河北和内蒙古3省(自治区)马铃薯的82个大丽轮枝菌菌株在马铃薯上的致病力至少可以分为3个聚类组,相应菌株的病害发展曲线下面积(AUDPC)均值聚类组间存在显著差异,相应可分为强、中、弱3个致病力类型,并确定了相应95%置信区间,其中强致病力菌株在3省(自治区)供试病原菌中所占比例分别为3.33%、21.74%和10.34%。     

一种丹参新病害的病原菌鉴定及致病力测定

调查发现河北省安国市丹参生产区发生一种丹参新病害.为有效防治该病害,开展了丹参新病害病原菌分离鉴定及致病力测定.采用常规组织分离法,从丹参病株中分离并单孢纯化获得15个真菌分离物.柯赫氏法则证明这15个真菌分离物可造成丹参组培苗表现与田间病株相似症状,并分离获得了与丹参病株初分离物菌落形态相同的真菌菌株.显微观察发现1...     

宁夏马铃薯黄萎病病原菌分离鉴定及寄主范围测定

 为明确引起宁夏马铃薯黄萎病病原菌种类,本试验通过常规组织分离法对采自宁夏马铃薯主栽地区固原和西吉的27株马铃薯黄萎病标样进行了分离,共获得11株分离物。采用形态学并结合肌动蛋白(ACT)、延伸因子-1α(EF1α)、3-磷酸甘油醛脱氢酶(GPD)、色氨酸合成酶(TS)的多基因系统发育分析方法,11株分离物均被鉴定为非苜蓿轮枝菌(Verticillium nonalfalfae)。致病性测定结果表明,该轮枝菌能够侵染马铃薯植株幼苗并引致典型的黄萎病症状。非苜蓿轮枝菌对茄科、菊科、豆科、十字花科、葫芦科和锦葵科等6科13种双子叶作物的致病性测定结果表明,其对西葫芦、黄瓜、茄子、烟草、豇豆、棉花和向日葵的致病性强,对番茄、辣椒、生菜和白菜致病力弱且发病缓慢,对西蓝花和苜蓿无致病性。     

大丽轮枝菌核糖体基因ITS区段的特异扩增

 根据棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)核糖体基因ITS区段的碱基编码序列,设计合成了1对为26 bp的PCR特异扩增引物(引物1:5'CATCAGTCTCTCTGTTTATACCAACG,和引物2:3'CGATGCGAGCTGTAACTACTACGCAA),进行了大丽轮枝病菌PCR特异扩增试验。试验结果表明:本试验设计合成的这对引物,能对大丽轮枝菌全基因组DNA和人工接种棉花黄萎病病株组织特异地扩增到大丽轮枝菌核糖体基因ITS区段的324 bp分子片段,该对引物可用于棉花黄萎病的分子鉴定和分子监测。本试验结果对棉花黄萎病的早期诊断和病原菌的检测和监测有潜在的应用价值。     

根际微生物多样性与棉花品种对黄萎病抗性的关系研究Ⅱ.不同抗性品种根际真菌区系分析及其对棉花黄萎病菌的抑制作用

 对棉花抗黄萎病品种(春矮早和86-6)和感病品种(中棉17和豫棉12)的根际真菌区系进行了分析。结果表明每个品种都有自己独特的根际微生物区系,抗病品种根际微生物种数多于感病品种,区系组成更为复杂。抗病品种根际真菌优势种主要是漆斑菌(Myrothecium)、粘帚霉(Gliocladium)、曲霉(Aspergillus)和青霉(Penicillium)等,感病品种则多为头孢霉(Cephalosporium)、镰刀菌(Fusarium)、矛束孢(Doratomyces)、粘帚霉(Gliocladium)和漆斑菌(Myrothecium)等。采用平板对峙培养法测定了不同抗性棉花品种根际真菌区系各成员对棉花黄萎病菌的抑制作用,发现抗病品种根际真菌区系中对黄萎病菌具有抑制作用的真菌种数和比率都高于感病品种,而且抗病品种根际真菌的优势种对棉花黄萎病菌的抑制作用较强。这种差异在苗期和现蕾期更为明显,花铃期则显著减小。研究结果表明棉花品种对棉花黄萎病的抗性与根际真菌区系组成及其对黄萎病菌的抑制能力有一定关系。