3种测定香蕉枯萎病病菌致病力方法的比较

由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum fsp.cubense)引起的香蕉枯萎病严重阻碍着香蕉产业的可持续发展。为探索建立一种快捷的测定致病力的方法,以来自广东、海南的9株分离株的致病力测定为基础,8株香蕉枯萎病4号小种为研究对象,1株1号小种为对照,比较了水培苗直接浇菌法、盆栽苗伤根淋菌法、椰糠杯苗伤根浇菌法3种方法。研究发现各菌株在3种测定方法中表现的致病力强弱程度基本一致,其中以盆栽苗伤根淋菌法处理的9株病原菌间的致病力差异最大:水培苗直接浇菌法比其他2种方法操作简便且节省空间,致病周期与其他2种方法相当或更短。筛选出的水培苗直接浇菌法应更适用于分析大批量菌株间的致病力差异性,该方法操作简便,有助于病原菌致病相关基因功能分析和抗病香蕉品种选育等研究。     

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。     

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。     

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。     

常熟地区蚕豆枯萎病病原菌鉴定及其致病力初探

2000、2001年在江苏省常熟地区采集了有典型枯萎症状的蚕豆标样各50个,获94个镰刀菌单孢菌株。经鉴定分别属于尖孢镰孢(Fusarium axysporum)、燕麦镰孢(F.avenaceum)、串珠镰孢(F.moniliforme )、木贼镰孢(F.equiseti)、三线镰孢(F.tricinctum)、禾谷镰孢(F.graminearum)和茄镰孢(F.solani),其中尖孢镰孢、燕麦镰孢、串珠镰孢、木贼镰孢为该地区蚕豆镰刀菌枯萎病的主要病原菌。测定了48个镰刀菌菌株对蚕豆的致病力,尖孢镰孢、木贼镰孢、串珠镰孢和燕麦镰孢对蚕豆的致病力都较强。用蚕豆枯萎病菌和棉花枯萎病菌交叉接种棉花和蚕豆,结果表明两者存在着较强的交互侵染能力。     

兰州百合枯萎病病原菌鉴定及罹病组织超微结构观察

为明确引起甘肃省兰州百合主产区百合枯萎病的致病镰孢菌种类,对从百合主产区枯萎病罹病植株上分离纯化的4株镰孢菌株进行形态学鉴定、分子生物学鉴定以及致病性测定,同时利用电子显微镜对尖孢镰孢菌Fusarium oxysporum侵入百合鳞片后的细胞超微结构进行观察。结果表明:4株镰孢菌菌株经鉴定分别为尖孢镰孢菌、茄病镰孢菌F. solani、三线镰孢菌F. tricinctum和燕麦镰孢菌F. avenaceum。4株镰孢菌菌株的致病力由强到弱的顺序依次是尖孢镰孢菌、燕麦镰孢菌、茄病镰孢菌、三线镰孢菌;尖孢镰孢菌侵入后,鳞片细胞壁、细胞质膜和细胞核结构被破坏,细胞核附近出现大量线粒体,细胞中淀粉粒数量减少。表明尖孢镰孢菌是兰州百合枯萎病防治的重点防控对象。     

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。     

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。     

大蕉枯萎病病原菌鉴定及TEF-1α序列分析

 近年来,大蕉枯萎病在广东省东莞市发生严重,为了有效控制病害发生蔓延,生产上急需明确大蕉枯萎病的病原。本研究收集了我国华南地区的12株大蕉枯萎病病原菌及19株包括1号及4号生理小种的单孢菌株,以来源于澳大利亚的1号、2号、3号和亚热带4号生理小种以及4株非病原尖孢镰孢菌作对照,通过病原菌形态鉴定、致病性测定、4号小种(Foc 4)及热带4号小种(TR4)的分子特异检测、以及基于翻译延伸因子(TEF-1α)序列的系统发育分析,对大蕉枯萎病病原菌进行鉴定。同时,对我国华南地区不同来源的香蕉枯萎病病原菌的遗传发育关系及致病性分化情况进行了研究。结果表明:(1)引起大蕉枯萎病的病原菌主要是1号生理小种或者是与1号生理小种亲缘关系较近的一个新的系统发育谱系,该谱系可能为 1 号生理小种变异演化而来;(2)大蕉枯萎病病原菌对大蕉和粉蕉都有较强的致病力,但不能侵染香蕉;我国的1号小种存在一定的分化,其中有一个类群只能感染粉蕉,另一个类群既能感染粉蕉也能感染大蕉;(3)大蕉与粉蕉枯萎病的病原菌在致病性及遗传发育关系上都存在一定的交叉和分化。     

利用香蕉水培系统测定枯萎病病原菌致病力

 为建立一种评价香蕉枯萎病病原菌(Fusarium oxysporum f.sp. cubense)菌株间致病力差异的体系,在改进的香蕉水培系统基础上,对影响香蕉枯萎病菌致病力的接种菌液浓度、类型及处理方式等因素开展分析,同时与不同菌株盆栽测定结果进行比较以验证该方法的可靠性。结果表明:在香蕉水培系统下,将摇培5 d的菌液稀释10倍以上,使孢子初始浓度为1×10⁶ cfu·mL^-1,直接加入该菌液50 mL即可用于致病力评价,且不同菌株用该测定方法与盆栽测定的致病力结果基本一致。该方法的建立为香蕉枯萎病菌致病力的评价提供了快速简便的方法,也为下一步解析尖孢镰刀菌致病相关基因功能和致病机理及抗病品种的选育奠定了基础。     

利用环介导等温扩增方法快速检测瓜类细菌性果斑病菌和番茄细菌性溃疡病菌

为建立简单、快速和灵敏地检测瓜类细菌性果斑病菌Acidovorax avenae subsp. citrulli(Aac)和番茄细菌性溃疡病菌Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis(Cmm)的环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)方法,以Aac的ugpB基因和Cmm的micA基因为靶标,分别设计、合成和筛选特异性引物,摸索和优化各项反应条件和反应体系,成功建立了以钙黄绿素颜色为指示且只需要金属浴恒温反应30～60 min的LAMP扩增体系。特异性分析表明该LAMP方法可以快速检出5株不同的Aac菌株和2株不同的Cmm菌株,其它对照菌株如燕麦嗜酸菌燕麦亚种A. avenae subsp. avenae、丁香假单胞菌Pseudomonas syringae、水稻黄单胞菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv. oryzae和茄科雷尔氏菌Ralstonia solanacearum则呈现阴性反应;引物比目前报道的LAMP引物有更高的DNA样品检测灵敏度,Aac和Cmm的灵敏度分别为1.72×10~2fg/μL和1.26×10~2fg/μL。研究结果表明,所设计的Aac和Cmm引物特异性好、灵敏度高,更有利于从源头上控制这2种检疫性细菌病害的流行和传播。     

Pythium rot of chingensai ( Brassica campestris L. chinensis group) caused by Pythium ultimum var. ultimum and Pythium aphanidermatum

Severe rot was found at the base of leaves and stems of chingensai (Brassica campestris L. chinensis group) in Okayama Prefecture in 2000. The causal fungi were morphologically identified as Pythium ultimum Trow var. ultimum and P. aphanidermatum (Edson) Fitzpatrick. This is the first report of rot caused by Pythium species on chingensai. We named this disease Pythium rot of chingensai.     

大蓟总黄酮对尖孢镰刀菌甜瓜专化型生长、生理的影响及其田间防治效果

为探究大蓟总黄酮对尖孢镰刀菌甜瓜专化型Fusarium oxysporum f. sp. melonis的抑制效果,采用微波超声法提取大蓟种子中的总黄酮,并测定其对其尖孢镰刀菌甜瓜专化型生长、生理指标的影响及其田间防治效果。结果显示,大蓟总黄酮浓度为10 mg/mL时,对尖孢镰刀菌甜瓜专化型的菌丝生长抑制率和孢子萌发抑制率达到100.0%,菌丝畸变、断裂;尖孢镰刀菌甜瓜专化型OD650 nm和pH最小,分别为0.3和5.5;其电导率是对照组1.2倍。不同浓度大蓟总黄酮处理下尖孢镰刀菌甜瓜专化型呼吸强度、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)和过氧化氢酶(catalase,CAT)活性均呈现先上升后下降的趋势,羧甲基纤维素酶和β-葡萄糖苷酶活性降低,浓度为10 mg/mL大蓟总黄酮处理尖孢镰刀菌甜瓜专化型60 h后,呼吸强度、SOD和CAT活性均降至最低,分别为7.8 mgCO2·cm-2·h-1、22.9 U/mL和20.8 U/mL。田间防治结果表明,浓度为10 mg/mL大蓟总黄酮处理下,甜瓜枯萎株数最少,防治效果最佳,为93.5%。表明大蓟总黄酮能够有效地抑制尖孢镰刀菌甜瓜专化型生长,具有进一步发展为绿色新型植物源尖孢镰刀菌甜瓜专化型防治剂的能力。     

Functional analysis of the 3′ end of avrBs3/pthA genes from two Xanthomonas species

The phytopathogens Xanthomonas oryzae pathovar (pv.) oryzae and Xanthomonas axonopodis pv. citri each contain several avrBs3/pthA family genes. Structural features of these genes important for avirulence and/or virulence functions include a central region of multiple direct repeats and three nuclear localization signals (NLSs) and an acidic activation domain (AAD) at the 3′ end. To identify other regions critical to function in the 3′ ends of these genes, we constructed several chimeras using apl1 and apl2 from X. axonopodis pv. citri and avrXa10 and avrXa7 from X. oryzae pv. oryzae and evaluated their functions by inoculation to citrus and rice. The apl1 and avrXa7 genes are major virulence determinants in citrus and rice, respectively, while the contributions of apl2 and avrXa10 to virulence are negligible or not measurable. Constructs that contained a 417 bp HincII-SphI fragment from the 3′ end of apl1 in combination with the repeats from avrXa7, avrXa10, and apl1 caused a canker phenotype on citrus. Interchange of the HincII-SphI fragment between avrXa7 and avrXa10 abolishes avrXa7 avirulence function and reduces its virulence but it does not affect avrXa10 avirulence function in rice. avrXa7 caused a hypersensitive response (HR) in citrus and replacement of it's 3′ end with that of apl1 resulted in loss of canker and induction of HR. Thus, the HincII-SphI fragment of the avrBs3/pthA gene family is important for avirulence and virulence functions in two different plant species, Oryza sativa and Citrus natsudaidai HAYATA.     

Effect of surface wettability on germination and gene expression in Cronartium quercuum f. sp. fusiforme basidiospores

Cronartium quercuum f. sp. fusiforme is an obligate pathogen of pine and oak. Its basidiospores are specifically adapted to recognize and establish infections on the pine host. Depending on environmental cues, the basidiospores can germinate directly, which typically leads to infection of pine, or indirectly, which usually results in formation of secondary basidiospores. We investigated how changes in surface wettability, or hydrophilicity, affect basidiospore germination. When we decreased surface wettability, the direct germination and total germination (direct+indirect) frequencies increased. Additionally, there was a critical threshold between 42% and 54% wettability, at which the basidiospores switched from direct to indirect germination. We conclude that the germination type of C. q. fusiforme basidiospores is influenced by the hydrophilicity of the surface upon which they land. To gain insight into gene expression during basidiospore germination, we made two suppression subtraction hybridization (SSH) libraries enriched for genes expressed during each type of germination. A total of 172 unique gene sequences were recovered from the two expression libraries. Annotation of these libraries indicates that they include several clones that may encode rust-specific or basidiomycete-specific functions.     

李属植物检疫性丁香疫霉和栗黑水疫霉的三重PCR分子检测

为建立我国禁止进境的2种检疫性真菌丁香疫霉Phytophthora syringae和栗黑水疫霉P.cambivora的同步分子检测方法,根据疫霉属的18S rRNA、HSP90和Ypt1基因分别设计通用引物、丁香疫霉和栗黑水疫霉的特异性引物,建立三重PCR检测方法,并进行灵敏度测试和模拟带菌试验。结果表明,可同时检测李属植物上丁香疫霉和栗黑水疫霉的特异三重PCR检测体系为:最佳引物浓度组合18SUF/18SUR、PCSF/PCSR和PSSF/PSSR依次为0.2、0.8、1.0μL,最佳退火温度为63℃,最佳退火时间为20 s。该体系扩增丁香疫霉出现884 bp的18S rRNA条带和683 bp的HSP90基因特异条带,扩增栗黑水疫霉出现884 bp的18S rRNA条带和314 bp的Ypt1基因特异条带,对照菌只出现18S rRNA条带;三重PCR反应体系检测灵敏度低于单重PCR;模拟带菌试验可同时扩增出3个片段。表明该三重PCR检测方法能实现丁香疫霉和栗黑水疫霉的同步特异性检测,可有效改进李属类水果及其种苗上检疫性疫霉的快速检测。     

基于毒性表型与微卫星标记的云南省条锈病菌群体遗传分析

为明确云南省条锈菌群体结构和遗传多样性水平,利用19个中国鉴别寄主和11对微卫星(simple sequence repeat,SSR)标记引物对采自云南省大理、曲靖、文山、昭通4个市的88个菌系进行了毒性表型分析和分子基因型分析。毒性表型分析结果表明,云南省条锈菌群体Nei’s基因多样性指数为0.17,Kosman指数为0.22,云南省条锈菌群体毒性结构复杂;菌系以Hybrid 46类群(77.3%)和贵农22类群(17.0%)为主,并且均不能侵染鉴别寄主中四和Triticum spelta album。分子基因型分析结果表明,云南省条锈菌整体上香农信息指数为0.63,分子遗传多样性比较丰富;大理市菌系香农信息指数为0.64,分子遗传多样性最丰富;文山市菌系香农信息指数为0.35,分子遗传多样性最低。聚类分析结果表明,云南省西部大理市菌系明显不同于云南省东部曲靖市、昭通市、文山市的菌系,昭通市菌系和曲靖市菌系毒性结构和基因型结构基本相同,表明云南省东、西部条锈菌群体遗传分化程度较高,是2个相对独立的流行区域。     

狭叶菖蒲乙醇提取物对棉铃虫卵和幼虫的生物活性

为筛选安全高效的棉铃虫防治药剂,选用狭叶菖蒲Acorus calamus var.angustatus乙醇提取物对棉铃虫Helicoverpa armigera卵和幼虫的触杀活性、胃毒作用、拒食效果和生长抑制作用进行了测定,同时以0.5%藜芦碱为药剂对照,对比分析狭叶菖蒲提取物的杀虫效果。结果表明,狭叶菖蒲乙醇提取物对棉铃虫3龄幼虫有显著的触杀、胃毒、拒食和生长抑制活性以及杀卵效果,且生物活性随浓度升高和处理时间延长而增加;狭叶菖蒲提取物对棉铃虫触杀活性、胃毒活性、杀卵活性的致死中浓度LC_(50)分别为20.50、19.26和31.39 mg/m L,对棉铃虫生长抑制中浓度EC_(50)和拒食中浓度AFC_(50)分别为7.15、10.43 mg/m L;0.5%藜芦碱药剂对棉铃虫触杀活性、胃毒活性和杀卵活性LC_(50)分别为12.19、16.90和29.87 mg/m L,对棉铃虫EC_(50)和AFC_(50)分别为3.99、8.32 mg/m L,均低于菖蒲根茎提取物。气相色谱-质谱分析结果显示,狭叶菖蒲乙醇提取物主要成分为α-细辛醚、β-细辛醚、菖蒲酮和白千层醇。表明狭叶菖蒲乙醇提取物有开发为新型植物源农药的潜力。     

猪殃殃对AHAS抑制剂靶标抗性的快速分子检测

为建立猪殃殃靶标抗性快速检测方法,并明确小麦田猪殃殃Galium aparine var.tenerum对AHAS抑制剂靶标的突变类型及分布,从河南、陕西、安徽、江苏和山东5省不同田块采集疑似对AHAS抑制剂产生抗性的猪殃殃植株,采用特异性引物PCR扩增靶标酶AHAS基因保守区片段,并以直接测序法检测采集样品,通过与拟南芥AHAS基因序列比对分析后明确其突变位点。结果显示,在5省25个农田的样品中共有19个农田检测到AHAS突变,分布在河南、安徽和江苏3省;在检测样品中发现突变发生在2个位点,共有3种突变类型,分别是197位脯氨酸(CCC)突变为丙氨酸(GCC)或丝氨酸(TCC),或者是574位色氨酸(TGG)突变为亮氨酸(TTG),检测结果与田间药效反应基本一致。这种用特异性引物扩增目的片段测序的方法,由于其可以在生长当季进行检测,适用于田间靶标突变抗性猪殃殃的快速检测与监测。