病原物协同致病性对棉花黄萎病严重度的影响

大丽轮枝菌是1种土传的维管束病原菌,由其引起的棉花黄萎病是我国棉花生产上最重要的病害之一。而最近发现了1种土壤习居的机会病原真菌棉帚霉菌能通过伤口侵入寄主,并与大丽轮枝菌协同加重棉花黄萎病严重度。棉帚霉菌能在营养非常贫乏的基质中产生分生孢子;超微结构观察也证实该病原菌在维管束组织中存在,并能产孢,显示了该真菌具有维管束病原菌的生物学特性。另外,土壤中的线虫活动可能使棉花根部产生伤口,也能促进病原菌的侵染。在总结分析生物学特性、侵染与互作机制等研究进展的基础上,提出建立棉花根围多病原物与寄主互作体系可深入研究棉帚霉菌与大丽轮枝菌协同致病机制的观点。     

科技与产品

正中科院微生物所在大丽轮枝菌侵染机制研究中取得进展大丽轮枝菌是一种土传病原真菌,通过侵染植物的根进入维管束定殖,在世界范围内引起严重的黄萎病害。在我国棉花黄萎病素有"棉花癌症"之称,严重制约我国棉花生产,并造成巨大的经济损失。由于大丽轮枝菌从根部侵染,是否像叶际病原真菌(如稻瘟菌)一样,     

中科院在大丽轮枝菌侵染过程研究中取得新进展

<正>大丽轮枝菌是一种土传病原真菌,通过形成附着枝感染植物根部,在世界范围内引起严重的黄萎病害,对我国棉花生产造成巨大的经济损失。和其他病原微生物一样,大丽轮枝菌的重要致病策略之一是分泌效应蛋白到植物细胞,干扰植物免疫反应,但其分泌结构和分泌转运机制亟待探究。     

土壤中棉花黄萎病菌微菌核的定量检测

由大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病是新疆棉花最主要的病害之一。大丽轮枝菌产生的微菌核是造成黄萎病的初侵染来源和主要的存活结构。本试验通过运用选择性培养基定量检测棉田土壤中棉花黄萎病菌的微菌核的量,探明棉花黄萎病菌在不同时期土壤中的动态变化过程及主要分布区域。试验结果表明,棉田土壤中黄萎病菌微菌核主要存在于0~40 cm的耕作层中,土壤中微菌核的数量与棉花的生长季节有一定的相关性,苗期土壤中的微菌核数量相对较低,从蕾期开始逐渐增加,到花铃期和吐絮期数量达到最高值。微菌核在棉田耕作层中的垂直分布并不均匀,土壤中微菌核的季节变化与田间棉花黄萎病病害发生趋势高度一致。     

几种氨基酸铜对大丽轮枝菌微菌核形成的抑制作用

大丽轮枝菌(VerticilliumdahliaeKleb.)是引起棉花黄萎病的病原菌,它能以其休眠体微菌核的形式在土壤中长期存活,并保持对寄主的侵染力。Bell等认为真菌的微菌核黑色素具有抵抗自然界紫外光辐射和土壤微生物侵袭的功能,不少学者认为大丽轮枝菌的微菌核黑色素与菌株致病力有关,黑色素受抑制的菌株致病力降低。外界环境,如温度、杀菌剂等影响大丽轮枝菌微菌核和微菌核色素的形成。近年来,复合氨基酸铜作为一种新型的杀菌剂已有很多报道。本实验室最早把复合氨基酸铜用于防治棉花黄萎病,并研究了甘氨酸铜对棉花黄萎病株的过氧化物酶、多酚氧…     

作物病虫害分类介绍及其防治图谱——棉花黄萎病及其防治图谱

正棉花黄萎病是对棉花品质及产量造成影响的维管束病害,1993年曾在我国各大棉区流行,之后在新疆等棉花主产区域相继暴发成灾,一般可导致20%～60%的减产,并且使纤维缩短,强度降低,经济损失较重。发病原因:引发棉花黄萎病的病原为半知菌亚门的大丽轮枝菌(图1)和黄萎轮枝孢,中国地区主要是前者为主,且存在生理分化现象,     

棉花WRKY22基因分离及其对黄萎病的抗性分析

为了克隆棉花抗黄萎病相关基因,利用生物信息学、病毒诱导基因沉默技术(VIGS)、实时定量PCR(q PCR)和接菌分析来研究棉花WRKY基因对大丽轮枝菌的诱导响应和抗性。结果从棉花中筛选出8个与拟南芥直系同源的棉花抗病相关WRKY基因,这些直系同源WRKY基因表达受到大丽轮枝菌浸染诱导响应。其中有6个GhWRKY基因的表达均受到大丽轮枝菌诱导上调,而GhWRKY70和GhWRKY48的表达量随着不同的时间点呈现上调或下调。GhWRKY22等5个基因表达量在24,72 h分别表现为上调,呈现出双峰曲线。对GhWRKY22表达特征进一步分析,结果显示,GhWRKY22基因在茎里优势表达,同时表达受到大丽轮枝菌、水杨酸和茉莉酸激素的诱导。GhWRKY22基因沉默植株对大丽轮枝菌的敏感性增加,抗病标志基因(PR1、PR3、PR4、PR5、PAL和PDF1. 2)表达量也显著降低,揭示GhWRKY22是通过SA和JA信号途径参与棉花对大丽轮枝菌的响应过程。总之,棉花中8个WRKY基因参与棉花对黄萎病抗性调控,其中GhWRKY22基因正调控棉花的抗性,可作为棉花抗病育种的候选基因。     

棉花黄萎病研究进展

由大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病已成为当前我国棉花可持续生产的主要障碍之一。该病害为土传种传维管束病害,具有病原菌寄主范围广,防治困难的特点。本文综述了近年来国内外有关其病原菌的致病力分化、全基因组测序与致病机制、微菌核形成与萌发机制,寄主的抗病分子机制以及病害防治措施等方面的最新研究进展。     

几种氨基酸铜对大丽轮枝菌产生毒素蛋白的影响

用几种氨基酸铜溶液处理大丽轮枝菌,阴离子交换层析分离培养液中的毒素蛋白,并进行棉苗的致萎实验,比较了各氨基酸铜制剂对大丽轮枝菌毒素蛋白产生的影响。实验表明,丙氨酸铜、甘氨酸铜、谷氨酸铜和复合氨基酸铜都在一定程度上抑制了大丽轮枝菌微菌核的形成和毒素蛋白的分泌,而苏氨酸铜促进了毒素蛋白的分泌。说明复合氨基酸铜的抑菌作用是各成分协同作用的结果。     

棉花冠菌素不敏感因子GhCOI1基因分离和对大丽轮枝菌的抗性分析

为了解决黄萎病对棉花的危害,利用基因工程技术培育抗病棉花品种是当前育种的主要目标。从棉花中克隆了一个黄萎病抗性基因GhCOI1,其编码冠菌素不敏感因子。GhCOI1基因序列全长2 213 bp,编码一个600氨基酸的多肽,分子量为68 k Da,等电点p I是7.06。GhCOI1含有典型的F-box和LRR结构域。组织表达分析表明,该基因在根器官优势表达,并且其表达受到大丽轮枝菌浸染诱导。利用病毒诱导基因沉默(Virus-induced gene silencing,VIGS)技术,抑制了GhCOI1基因在棉花植株中的表达;通过大丽轮枝菌接菌分析表明,GhCOI1基因沉默能够引起植株的抗性下降,发病加重。研究结果表明GhCOI1参与棉花对大丽轮枝菌抗性调控,因此,其可以作为棉花抗病育种的候选基因。     

中科院微生物所在棉花与黄萎病菌互作研究中取得新进展

<正>棉花黄萎病是由大丽轮枝菌引起的土传维管束病害,是制约我国棉花生产的首要病害。从棉花黄萎病抗性品种中发掘关键抗病基因,进而通过分子育种与传统育种相结合的方法提高主栽品种的黄萎病抗性,是当前棉花领域基础和应用研究的重点。质外体是植物细胞膜外由细胞壁和细胞间隙组成的系统,是植物抵御病原菌侵染的第一道屏障,在植物先天免     

大丽轮枝菌微菌核快速形成培养基的筛选

大丽轮枝菌是广泛分布的土壤习居菌,能引起棉花黄萎病害,因其形成的微菌核生命力强,可在土壤中存活多年,是大丽轮枝菌型黄萎病的主要初侵染来源。为开展微菌核的研究,本试验对微菌核形成最佳培养基进行了筛选,采用6种培养基,培养6株大丽轮枝菌(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。结果表明：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。因此,改良燕麦、M1和BMM培养基,根据实验需要均可作为快速培养微菌核的理想培养基。     

中科院微生物所运用HIGS技术实现对棉花黄萎病的防控

正棉花黄萎病是由土壤病原真菌——大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)所引起的一种植物维管束病害。该病具有分布广、危害重、病原菌存活时间长、化学农药难于防治等特点。多年以来,棉花黄萎病严重威胁着棉花的生产和相关产业的发展,给棉农及国家造成很大的经济损失。在科技部转基     

中国农科院首次揭示大丽轮枝菌导致棉花落叶致病机理

<正>中国农科院农产品加工研究所所长戴小枫研究员领衔的有害生物防控创新团队,经过多年对涉及8科、600多种寄主植物的大丽轮枝菌的跟踪研究,首次揭示了这一被称为植物"癌症"病原的真菌引起寄主落叶直至减产绝收的机理,为生物防治该菌、阻断棉花等作物黄萎病蔓延提供了新的靶点。相关研究成果日前在线发表于国际期刊《新植物科学家》。据介绍,大丽轮枝菌是一种毁灭性     

中科院微生物所发现植物病原真菌致病新机制

正大丽轮枝菌是一种感染植物根部的土传性病原真菌,侵染包括棉花在内的多种双子叶植物,在新疆等农业种植区引起严重的农作物病害,是农作物生产和社会经济稳定的重大隐患。分离大丽轮枝菌的关键致病因子并解析其致病机理,将为发展创新的作物抗病技术提供重要候选基因。该研究方向也是中国科学院微生物研究所植物基因组学国家重点实验室的主攻领域之一。病原菌分泌的效应蛋白在克服植     

棉花抗黄萎病的遗传

由大丽轮枝菌引起的棉花（Gossypiwm hirsutuon）黄萎病（Verticillium dahliae）是几乎所有棉花生产国的主要限制因子。培育抗黄萎病的棉花新品种是最有效而且是最可行的方法。尚不清楚棉花抗黄萎病性的遗传情况，特别是由土传病害大丽轮枝菌的落叶型病原型（D）和不落叶型病原型（ND）所引起的黄萎病的抗性的遗传。     

大丽轮枝菌致病缺陷型T-DNA插入突变体的筛选与鉴定

【目的】从大丽轮枝菌T-DNA突变体库中筛选鉴定致病缺陷型突变体并分析致病相关基因。【方法】将落叶型大丽轮枝菌菌株Vd991的294个T-DNA插入突变体在寄主棉花上进行致病力测定。利用Southern杂交和hiTAIL-PCR(High-efficiency thermal asymmetric interlaced PCR)技术分别对筛选获得的9个致病力显著降低的突变体进行拷贝数和侧翼序列分析。【结果】与接种野生型Vd991的棉花相比,接种突变体的棉花的病情指数极显著降低。Southern杂交表明其中1个突变体中T-DNA为双拷贝插入,其余8个突变体均为单拷贝插入。生物学特性分析发现T-DNA的插入导致这些突变体在生长速率和产孢量等方面与野生型Vd991相比均有不同程度的降低。Blast比对分析明确了这些突变体中T-DNA的插入位置和在基因组上的分布,并从野生型菌株Vd991中成功克隆得到了这些可能影响大丽轮枝菌致病力的相关基因。【结论】筛选和鉴定T-DNA插入突变是在全基因组范围内快速获得致病相关基因信息的1种有效方法,极大的促进了大丽轮枝菌的致病分子机制等研究,为进一步培育抗病棉花品种奠定了基础。     

大丽轮枝菌酵母双杂交cDNA文库的构建

为了分离克隆与植物互作的大丽轮枝菌致病相关蛋白基因,利用SMART技术构建了大丽轮枝菌酵母双杂交c DNA文库。结果表明,构建的文库滴度为5.2×107cfu/m L,库容为3.9×107cfu;文库c DNA插入片段长度主要分布在0.5~2.0 kb,平均为1 kb;文库重组率为96%。表明文库质量较好,为筛选与植物互作的大丽轮枝菌致病蛋白基因奠定了基础。     

高毒力大丽轮枝菌VDG1特异分泌蛋白HSSP致病相关功能分析

以棉花高毒力大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)菌株VDG1和低毒力大丽轮枝菌菌株VDG2基因组测序数据为基础,通过比较基因组学和分泌蛋白预测发现VDG1中1个特异分泌蛋白,将其命名为HSSP。通过PEG介导的原生质体转化方法获得了该基因的敲除突变株ΔHSSP,并以木糖、淀粉、纤维素、果胶、木聚糖和半乳糖为底物模拟分析了其降解细胞壁组分的能力,发现该突变体的果胶酶、木聚糖酶和半乳糖酶活力较野生型显著降低;通过测定菌丝产量和孢子产量,发现HSSP基因对菌丝和孢子的形成均有重要作用;通过定量蘸根接种法在感病棉种军棉1号上测定致病力,发现HSSP基因敲除突变体的致病力与野生型相比明显减弱。上述结果说明HSSP作为高毒力大丽轮枝菌菌株VDG1中1个特异的分泌蛋白在对寄主棉花的致病过程中发挥了重要作用。     

新疆乌苏地区棉花黄萎病菌分离鉴定和致病力分析

为了研究新疆乌苏地区棉花黄萎病菌的致病型和群体间的变异性,从该地区不同棉株上分离8株病原菌,通过对病原菌的菌落培养形态、菌丝和孢子的显微结构、对寄主的致病性、ITS序列的克隆、菌株间的系统进化及营养亲和性分析等方面进行了研究。结果表明：分离的病原菌均属于非落叶型棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae),为大丽轮枝菌;系统进化树显示8株菌在系统进化上属于2个不同的进化方式;8株黄萎病菌在相同的寄主上致病性存在差,Vd-1菌株致病力最强,Vd-34致病力最弱;不同致病力的菌株之间的营养亲和性分为2个营养亲和群(VCGs)。新疆乌苏地区棉花黄萎病的致病菌是大丽轮枝菌,病原菌在进化上差异显著。