青枯菌Po82菌株Ⅵ型分泌系统基因簇功能研究

Ⅵ型分泌系统(typeⅥsecretion system,T6SS)是革兰氏阴性细菌中新近发现的分泌系统,控制细菌的毒性和蛋白泌出。本试验构建了植物青枯菌Po82菌株的T6SS基因簇完全缺失菌株,从全局水平初步分析了T6SS的功能。与野生型菌株相比,T6SS基因簇的缺失导致了突变菌株运动能力显著增强,在接种前期突变株病情指数明显下降;通过qRT-PCR分析Ⅲ型分泌系统效应子基因,其中popA、popB和popP基因表达量上调,而popC表达水平下调。T6SS基因簇的缺失影响了Po82菌株的运动能力和Ⅲ型效应子基因的表达,使得Po82病程延长。这些结果说明,T6SS参与青枯菌的致病过程,且T6SS与T3SS之间有复杂的未知调控关系。     

水稻条斑病菌hrpD5基因在致病性中的功能分析

水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)成功侵染水稻主要依靠其III型分泌系统(Type III secretion system,T3SS)分泌的效应蛋白。T3SS由hrp-hrc-hpa基因编码,其中主要的hrp和hrc基因突变,病原菌将丧失在寄主水稻上的致病性和非寄主烟草上的过敏性反应(hypersensitive response,HR)。hrpD5基因位于hrp基因簇hrpD操纵单元的第5个基因,在致病性中的功能未知。本研究构建了Xoc的hrpD5缺失突变体RΔhrpD5。植物接种试验显示,RΔhrpD5丧失了对寄主水稻的致病性和在非寄主烟草上激发HR反应的能力;功能互补子虽然能够恢复这2种表型,但是,与野生型菌株相比,其在感病水稻上的毒性显著降低,在非寄主烟草上形成延迟的HR反应;荧光定量PCR结果显示:hrpD5缺失影响其下游hrpD操纵单元基因hrpD6、hrpE和hpaB以及HrpX操纵单元基因hrpF和hrpB1的表达;同时,hrpD5缺失降低了hrpX的mRNA水平,但是不影响hrpX的启动子活性;酵母双杂交结果显示,HrpD5蛋白能够与HrpF蛋白的N端互作。这些结果暗示在Xoc中hrpD5不仅为主要的致病相关基因,而且调控主要的hrp调节基因hrpX的表达。HrpD5新功能的鉴定将为解析T3SS在致病性中的功能提供线索。     

西瓜噬酸菌Ⅲ型分泌系统hrcS基因功能分析

为明确编码Ⅲ型分泌系统（typeⅢsecretion system,T3SS）中重要核心蛋白的hrcS基因对西瓜噬酸菌Acidovorax citrulli致病力的影响,以西瓜噬酸菌野生型菌株Aac5为对象,通过基因敲除构建hrcS基因缺失突变菌株ΔhrcS及其互补菌株ΔhrcS-comp,测定其致病力及致病相关基因表达量、烟草过敏性反应能力、运动能力及运动能力相关基因表达量、生物膜形成能力和离体生长能力。结果显示,与野生型菌株Aac5相比,hrcS基因缺失突变菌株丧失了对寄主的致病能力和引起非寄主烟草过敏性反应能力,运动能力显著增强了191.75%,生物膜形成能力显著下降了43.90%,离体生长能力在达到对数期后呈下降趋势。hrcS基因缺失使西瓜噬酸菌T3SS中hrpG、hrpX和hrpE基因以及鞭毛fliC基因表达量显著上调,分别为野生型菌株的2.27倍、2.38倍、1.26倍和1.77倍,hrcQ基因表达量显著下调,仅为野生型菌株的50.75%。表明hrcS基因在维持西瓜噬酸菌致病能力中发挥着重要作用。     

苏云金芽胞杆菌XL6 BTXL6_11095基因对生物被膜相关表型的调控

在细菌生物被膜（bacterial biofilm,BBF）状态下，细菌往往具有更强的抗紫外线能力、环境适应性和耐药性。本课题组在前期工作中通过转座子插入突变强生物被膜产生菌苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis，Bt）XL6，筛选出了一个可能调控生物被膜的基因BTXL6_11095。本文以该基因为研究对象，通过生物信息学手段分析该基因功能，构建了BTXL6_11095基因敲除菌株，并对其生物被膜相关表型进行了分析。生物信息学分析结果表明BTXL6_11095基因的结构域为PAS-GGDEF-GGDEF-EAL。生物被膜相关表型分析表明，与野生菌株相比，基因敲除菌株的生长曲线基本不变，群游能力上升，生物被膜形成能力减弱、UV-B抗性降低。本研究通过对BTXL6_11095基因表型变化综合评估，从功能角度揭示此基因对Bt XL6生物被膜相关表型的影响，为进一步解析Bt XL6生物被膜调控网络和构建高抗UV的工程生物被膜奠定了基础。     

烟草浸提液对番茄晚疫病菌的化感抑制效应机理研究

为探究烟草对番茄晚疫病菌的抑制效果及作用机制，采用烟草根、叶浸提液对番茄晚疫病菌每代处理并连续培养多代，每一代测定菌落直径和致病力，以筛选获得弱毒菌株；在培养基条件下研究弱毒菌株的生理变化和菌体形态并进行转录组测序。结果表明，在连续8代烟草浸提液作用下，各处理病菌的菌落直径减小且致病力降低。其中PI-R处理第7、8代的病情指数<10，据此确定第8代PI-R处理为番茄晚疫病菌弱毒菌株PIAS-R。与CK菌株相比，PIAS-R菌株的孢子萌发率、生物量和细胞壁降解酶活性显著降低，菌丝体形态明显畸变。转录组分析表明，在PIAS-R菌株中分别有1086/1565个基因显著上调/下调；差异表达基因在44个GO功能条目和83条KEGG通路中得到富集。烟草通过抑制番茄晚疫病菌生理性状，破坏菌体形态结构，影响内部基因表达，导致其对寄主的致病力减弱。     

产酶溶杆菌OH11菌株胞外酶调控相关基因ctp的克隆及功能的初步分析

利用mariner转座子对产酶溶杆菌Lysobacter enzymogenes OH11进行转座诱变,构建菌株OH11的突变体文库.筛选到1株4种胞外酶(蛋白酶、纤维素酶、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶)产生均减少的突变株D-11.通过亚克隆,鉴定转座子的插入位点,涉及1个羧基末端蛋白酶(carboxy-terminal protease)编码基因ctp.通过同源重组的方法对该基因进行敲除,对缺失突变体Δctp表型分析发现:(1)Δctp与野生型OH11在营养丰富型(2YT)与营养缺陷型(MMX)培养基中生长速率基本一致;(2)Δctp降低了蛋白酶、纤维素酶和β-1,3-葡聚糖酶的产生,但不影响几丁质酶的产生;(3)Δctp生物膜的产生量明显减少.研究还表明,突变体基本不改变其对油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum、水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani和辣椒疫霉病菌Phytophthora capsici的拮抗能力.互补菌株均恢复了野生型的相关功能.     

转录因子FoSwi6调控香蕉枯萎病菌的生理特性和致病性

 香蕉枯萎病菌 (Fusarium oxysporum f. sp. cubense) 是威胁香蕉生产的重要土传病原真菌。为了解析该病原菌的致病机理和探索新的防治途径,本研究利用同源重组的方法获得了转录因子FoSwi6的敲除突变体菌株,与野生种菌株相比,敲除突变体菌株 ΔFoSwi6表现为生长缓慢、气生菌丝显著减少且部分菌丝膨大畸形、产孢量降低、对H₂O₂过敏感、镰刀菌酸合成相关基因FoFUB4的表达量下调及致病性减弱。由此表明, FoSwi6 参与调控香蕉枯萎病菌的生理特性和致病性。     

金属蛋白酶FocM352在香蕉枯萎病菌热带4号生理小种侵染过程中的功能

香蕉枯萎病菌热带4号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp.cubense tropical race 4,Foc TR4)严重威胁世界香蕉产业的可持续发展，一些特殊功能的蛋白在其侵染过程中起重要作用。我们分析Foc TR4接种巴西蕉后的转录组数据发现M35金属蛋白酶(metalloprotease 35)同源基因FocM35＿2在病原菌侵染初期受诱导显著上调表达，经同源重组法敲除该基因，突变体致病力显著下降，菌丝生长速率降低，产孢量略微减少，回补突变体则可以恢复其致病力和生长发育；与野生型菌株相比较，突变体对外源氧胁迫、渗透压和细胞膜压力更敏感；在本氏烟草(Nicotiana benthamiana)中的瞬时表达结果显示该蛋白定位于质外体，并引起叶片产生超敏反应(HR,hypersensitive response);该蛋白的缺失还能够诱导寄主更高水平几丁质酶的活性。因此，FocM35＿2是促进Foc TR4侵染寄主的的重要致病因子。     

欧美杨细菌性溃疡病菌双组分系统lqp0812-lqp0813基因功能研究

  Lonsdalea quercina subsp. populi引起的欧美杨溃疡病是严重威胁欧美杨人工林生产的细菌性病害。双组分系统是细菌最重要的信号转导通路之一,在细菌的生长繁殖、环境适应、胁迫耐受性以及致病过程中发挥重要作用。为探索L. quercina 中双组分系统编码基因的功能,本研究利用同源重组对双组分系统编码基因lqp0812和lqp0813进行缺失突变,并研究其生物学功能。表型分析显示,与野生型菌株N-5-1相比,Δlqp0812和Δlqp0813突变体在生长速率、金属离子胁迫、盐胁迫、渗透胁迫及致病性方面没有显著差异;但Δlqp0812突变体在游动性上与野生型N-5-1相比显著减弱;Δlqp0812和Δlqp0813突变体生物被膜的形成能力,对过氧化氢、抗生素的耐受性都显著增强。qRT-PCR结果显示,在Δlqp0812和Δlqp0813突变体中,外排泵基因acrA、mdtB、aaeB的表达量与野生型相比显著升高。研究结果表明,lqp0812参与病原菌的游动性,lqp0812与lqp0813共同负调控菌株生物膜的形成和对氧化胁迫、抗生素胁迫的耐受性。     

西瓜噬酸菌Ⅲ型分泌系统hrcQ基因功能分析

Ⅲ型分泌系统(type Ⅲ secretion system,T3SS)是影响西瓜噬酸菌Acidovorax citrulli致病性的重要因素,hrcQ作为T3SS的保守基因,在组成和维持该系统功能方面扮演着重要角色,但hrcQ在西瓜噬酸菌中的具体生物学功能尚不明确。本试验以西瓜噬酸菌Aac5菌株为研究对象,通过基因敲除、致病力及相关表型测定等,解析了hrcQ基因的功能。结果表明:hrcQ缺失导致Aac5菌株对寄主的致病能力丧失,运动性及生物膜形成能力降低,并丧失了引起烟草过敏性反应能力;hrcJ和hrcR基因在hrcQ缺失突变株中的表达量下调,hrcQ对hrcJ和hrcR基因均为正调控。表明hrcQ在维持西瓜噬酸菌致病能力中起着不可或缺的作用。     

Antagonismusin vivo vonBacillus spp. gegenüberRhizoctonia solani undPythium spp.

Es konntenBacillus-Isolate gefunden werden, die sich in Keimungsversuchen an Samen als antagonistisch gegenüberPythium aphanidermatum undRhizoctonia solani erwiesen. Die Versuche wurden mit Bohnen- und Gurkensamen durchgeführt. Die wirksamsten Antagonisten konnten in infizierter Erde Auflaufraten bei Gurken von 40–60% erzielen.Die Wirksamkeit der Antagonisten an Bohnen war niedriger, hier lagen die Keimraten kaum höher als 30%. Offenbar hängt die Wirksamkeit derBacillus-Antagonisten von der Fähigkeit ab Antibiotika zu produzieren und in Konkurrenz zu anderen Mikroorganismen zu treten.     

Antagonismusin vitro vonBacillus spp. gegenüberRhizoctonia solani undPythium spp.

Es konnten 132Bacillus-Stämme isoliert und gegenüber7 Rhizoctonia-solani- und 6Pythium-Stämmen auf Antagonismusin vitro untersucht werden. Die gefundenen Antagonisten hemmten die Pilzisolate unterschiedlich stark, so daß Gemische von Antagonisten für die Praxis zu empfehlen sind.There were 132Bacillus-strains isolated and tested for antagonism against 7 strains ofRhizoctonia solani and 6 strains ofPythium spp. The isolated antagonists didn't show a uniform effect against the tested strains ofRhizoctonia solani andPythium spp. For an application in practice it will be better to use a mixture of antagonists.

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Mit 4 Abbildungen und einer Tabelle     

小麦全蚀病菌病毒的研究

 自山东泰安及烟台地区的小麦全蚀病菌中提取到两种类型颗粒,一类是球形至多边形的病毒颗粒,直径在22~45毫微米之间,多数为27~32毫微米;另一类是棒状颗粒,长度为40~185毫微米×16毫微米,平均108×16毫微米,提取的球形病毒具有核蛋白的典型吸收光谱,最大和最小吸收值的波长分别在260毫微米和240毫微米,A260/240=1.24,A260/280=1.62。以烟台株病毒制备的抗血清,分别与烟台及泰安株病毒在琼脂免疫双扩散中作用均产生沉淀线,表明二者具有共同的血清型。烟台株病毒经苯酚抽提后的核酸样品最大吸收波长是260毫微米,最小是230毫微米,经聚丙烯酰胺-琼脂糖凝胶电泳分离为两条迁移率相近的带,表明此病毒有两个基因片断,在分类上属于需要两个dsRNA片断才能复制的等轴dsRNA真菌病毒。其外壳蛋白经测定含分子量70,000的多肽。<>br从浙江、湖北等11个省(市)的12株全蚀病菌中均提取到了病毒,比较了各菌的菌落颜色,生长速度和病毒浓度。     

水稻条斑病菌rsmA基因在致病性中的功能分析

RsmA属于CrsA/RsmA蛋白家族成员,是一类RNA结合蛋白,作为一类全局性的转录后调控因子,调控碳代谢、生物膜形成、游动性以及致病性相关基因的表达等。同源性搜索结果显示,水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)RS105中存在rsmA基因,其与白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)PXO99A的rsmAXoo同源性为100%。但是,r smAXoc基因在致病性中的功能未知。本研究构建了Xoc的rsmA缺失突变体RΔrsmA。寄主水稻和非寄主烟草接种结果显示,RΔrsmA在水稻上仍具有致病性,在非寄主烟草上也能够激发HR反应,这些结果与已鉴定的Xoo rsmA突变体表型不一致。但是,与野生型菌株相比,RΔrsmA在感病水稻上的毒性显著降低;在丰富和贫乏的培养基中,RΔrsmA的生长能力也明显减弱。其他毒性相关表型的测定结果显示,与野生型菌株相比,RΔrsmA在半固体培养基上的游动能力减弱,生物膜形成能力增强,胞外多糖产量明显降低,胞外蛋白酶的活性增加。这些结果暗示在Xoc中rsmA为重要的毒性相关基因,在Xoo和Xoc中RsmA在致病性中的功能存在一定的差异,RsmA下游调控基因的鉴定可能为解析其在2个水稻致病变种中功能的差异提供线索。     

玫烟色虫草和球孢白僵菌对朱砂叶螨和二斑叶螨的致病力评价

为探寻具有杀螨潜力的生防真菌,采用喷雾法测定分析玫烟色虫草Cordyceps fumosorosea IF-1106菌株和球孢白僵菌Beauveria bassiana BB-1339菌株对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus和二斑叶螨Tetranychus urticae卵、幼螨及雌成螨的致病力。结果表明,感染玫烟色虫草IF-1106菌株和球孢白僵菌BB-1339菌株后螨类的形态特征不一致,感染IF-1106菌株后形成棉絮状菌丝,而感染BB-1339菌株后则形成羊毛状菌丝。IF-1106菌株和BB-1339菌株对朱砂叶螨和二斑叶螨卵的LC₅₀分别为2.38×10⁷、8.26×10⁷CFU/mL和4.48×10⁷、1.21×10⁸CFU/mL,对朱砂叶螨和二斑叶螨幼螨的LC₅₀分别1.97×10⁷、8.26×10⁷CFU/mL和7.65×10⁶、8.99×10^5...     

异色瓢虫对雪松长足大蚜的捕食作用

为明确异色瓢虫Harmonia axyridis对雪松长足大蚜Cinara cedri的捕食能力,采用捕食功能反应方法在室内测定了异色瓢虫各龄幼虫和成虫对雪松长足大蚜4龄若蚜的捕食功能反应、寻找效应、种内干扰效应及环境温度对其捕食能力的影响。结果显示:异色瓢虫各龄幼虫和成虫对雪松长足大蚜若蚜的捕食功能反应类型均属于Holling II型,成虫对雪松长足大蚜的捕食能力强于幼虫,幼虫的捕食能力随虫龄的增大而增强,1～4龄幼虫及成虫的日最大捕食量分别是11.41、41.32、61.73、140.85、188.68头;异色瓢虫1～4龄幼虫及成虫对雪松长足大蚜4龄若蚜的寻找效应随猎物密度的增加而下降,二者之间呈线性相关,相关系数为0.9758～0.9993,其中2龄幼虫的搜寻效应随猎物密度的增加,下降趋势最大,成虫则下降趋势最小;异色瓢虫成虫的捕食受到较强的种内干扰,在猎物密度和捕食空间一定的情况下,单头日平均捕食量随其自身密度的增加而降低,二者间关系符合模型A=58.8391x~(-0.3313);异色瓢虫的捕食受环境温度影响明显,在15～35℃范围内,其成虫对雪松长足大蚜的捕食量先增加后减少,25℃是异色瓢虫最适宜的捕食温度。表明异色瓢虫对雪松长足大蚜有很强的捕食能力,尤其是成虫和高龄幼虫,但应用时还需考虑温度因素的影响。     

欧亚种葡萄自交F1代对白粉病和霜霉病的抗性遗传

采用田间自然鉴定、田间接种鉴定及室内离体叶圆片接种鉴定三种方法,研究了10个欧亚种葡萄品种(系)、一个欧山杂种及其493株自交后代幼苗对葡萄霜霉病及白粉病的抗性及遗传关系,同时对其自交后代抗白粉病和霜霉病的遗传趋势进行了分析.结果表明,供试品种(系)及其自交后代对霜霉病与白粉病的抗性存在极显著相关,自交后代对两病表现伴随遗传现象,初步推断这可能是由葡萄抗病基因的多效性引起.在欧亚种葡萄品种自交后代群体中,虽然90%以上都是感病性中等或高的类型,但仍能够得到一定比例(10%以下)抗病性强的类型,这为利用欧亚种葡萄品种进行自交或品种间杂交选育优质抗病新品种提供了依据.     

刀角瓢虫对烟粉虱的捕食作用

研究了刀角瓢虫对烟粉虱的捕食作用.结果表明:刀角瓢虫成虫对烟粉虱卵及若虫的日捕食量随粉虱虫态及虫龄的增长而减少,雌成虫的日捕食量显著大于雄成虫.刀角瓢虫雌成虫对烟粉虱卵的功能反应属HollingⅡ型反应,回归方程式为Na=1.016157 N/(1 0.000915N).温度不会影响刀角瓢虫对烟粉虱卵的功能反应形式,但可影响功能反应参数.相互干扰会降低刀角瓢虫雌成虫对烟粉虱卵的寻找效应,刀角瓢虫雌成虫对烟粉虱卵的寻找效应(E)与自身密度(P)的函数关系式为E=0.875185P-1.1941.     

The use of Verticillium dahliae and Diplodia scrobiculata to induce resistance in Pinus halepensis against Diplodia pinea infection

The pathogenic fungi Verticillium alboatrum and Diplodia scrobiculata were assayed for biological control of Diplodia pinea on Aleppo pine (Pinus halepensis) in Catalonia (north-eastern Spain). Young shoots were pre-treated with inoculations of either V. dahliae or D. scrobiculata, by placing colonized agar plugs on wounds made by removing a single needle fascicle. An inoculation with D. pinea was performed 15 days later. Two months after the shoot inoculations, the canker length on the stems was measured and the percentage of shoot dieback calculated. Verticillium dahliae and D. scrobiculata were found to significantly reduce the canker length of D. pinea (P < 0.05) when compared with positive controls. Diplodia pinea was slightly more sensitive to V. dahliae than to D. scrobiculata, but no significant differences (P > 0.05) were observed in the mean canker length between the two treatments. Trees pre-inoculated with V. dahliae resulted in 31.12% shoot dieback, while those pre-inoculated with D. scrobiculata resulted in 32.18% shoot dieback, compared with positive controls (42.85%).