利用电转化法构建烟草野火病菌的Tn 5插入突变体

采用电转化法将含有kanr基因标记的EZ::Tn 5转座子插入到烟草野火病菌(Pseudomonas syringae pv. tabaci)的基因组中.结果表明,在电压为2 400 V条件下,供试的烟草野火病菌菌株SMX 006及WT 4的电转化效率分别为0.8×103,4.2×103 cfu·μg-1 DNA.转化电压下降至1 800 V时,WT 4菌株的转化效率也随之下降至1.64×103 cfu·μg-1 DNA.对转化子进行kanr筛选以及特异性PCR鉴定,表明Tn 5可以稳定地插入到受体菌的基因组中.对烟草野火病菌SMX 006的Tn 5插入突变体进行了多次致病性﹑运动性和胞外蛋白酶活性测定,从中获得了2个致病力明显减弱的突变株(H 028,H 029)、1个运动能力明显减弱的突变株(H 028)、1个运动能力丧失的突变株(H 029)、1个产胞外蛋白酶能力明显减弱的突变株(H 046),以及1个胞外蛋白酶缺失的突变株(H 045).     

高效离子交换色谱法分析青枯雷尔氏菌Tn5转座子突变菌株的异质性

【目的】研究青枯雷尔氏菌（Ralstonia solanacearum）Tn5转座子突变菌株的异质性,筛选出无致病力高效生防菌株。【方法】利用已构建的青枯雷尔氏菌致病力参考指标“弱化指数（attenuation index,AI）”和接种番茄植株的生物测定法对60株供试的青枯雷尔氏菌Tn5转座子突变菌株进行致病力测定;利用高效离子交换色谱法研究不同致病力突变菌株的色谱行为异质性;构建色谱效价指数（chromatography titer index, CTI_i）,CTI_i=S_i/（S₁+S₂+S₃）×100%（i=1、2或3;S₁、S₂和S₃分别对应P₁、P₂和P₃的峰面积）,测定不同致病力青枯雷尔氏菌突变菌株的CTI_i值,用皮尔逊相关系数（Pearson correlation coefficient,PCC）分析色谱效价指数与突变菌株的致病力和青枯病害防治效果的相互关系。【结果】基于AI值和生物测定结果,青枯雷尔氏菌Tn5转座子突变菌株具有3种不同致病力类型：强致病力、无致病力和中间型。强致病力菌株共33株,其AI值介于0.49-0.63,接种番茄15 d,植株发病率为66.33%-100%;无致病力菌株共有20株,其AI值介于0.78-0.89,接种番茄15 d,植株发病率为0;中间型菌株共有7株,其AI值介于0.68-0.73,接种番茄15 d,植株发病率为24.17%-45.92%。20株无致病力突变菌株对番茄青枯病的防治效果测定结果显示,防治效果介于16.68%-92.45%,菌株T831防治效果最好,达91.74%,其次是菌株T780,防治效果为87.51%,菌株T497防治效果最差,为16.68%。不同致病力青枯雷尔氏菌的高效离子交换色谱分离结果显示,青枯雷尔氏菌经高效离子交换色谱可以分离出P₁（出峰时间为0.6 min）、P₂（出峰时间为4.4或4.5 min）和P₃峰（出峰时间为5.9或6.0 min）;强致病力菌株和无致病力菌株均具有3种不同峰类型：单峰、双峰和3个峰,强致病力菌株的主峰为P₃峰,无致病力菌株的主峰为P₁峰,中间型菌株有双峰和3个色谱峰两种类型;强致病力菌株中CTI₃为100%的菌株,致病力最强,诱导番茄植株发病率均达85%以上,CTI₃＜100%的菌株,接种后番茄植株发病率介于66.33%-84.14%;无致病力菌株中CTI₁达100%的菌株,其防治效果高,均达到80%以上,CTI₁＜90%的菌株,其防治效果低,介于16.68%-63.62%;CTI₃与突变菌株致病力呈极显著正相关,相关系数PCC值为0.62;CTI₁与无致病力突变菌株的防治效果呈极显著正相关,相关系数PCC值为0.80。【结论】青枯雷尔氏菌Tn5转座子突变菌株具有3种致病力类型,不同致病力菌株的色谱行为不同。构建的色谱效价指数CTI₁可用于快速筛选出无致病力高效生防菌株,CTI₃可作为青枯雷尔氏菌致病力的参考指标。     

青枯雷尔氏菌TN5转座子无致病力突变株插入位点的鉴定与分析

利用TN5插入强致病力青枯雷尔氏菌FJAT-91,获得突变株FJAT-t582和FJAT-t583。菌落形态观察及弱化指数测定结果表明,突变株FJAT-t582和FJAT-t583表现为典型的无致病力菌落形态,且弱化指数均在0.8以上。利用卡那霉素抗性基因特异性引物从突变菌株FJAT-t582和FJAT-t583中均扩增出片段大小为681bp的条带,而野生型菌株FJAT-91未扩增出任何条带,说明TN5转座子已插入其基因组中。对这2株无致病力突变株进行反向PCR测序和序列比对,分析鉴定出插入位点在编码putative diguanylate phosphodiesterase基因和Ⅲ型效应蛋白基因中,推测这2个基因的突变致使强致病力菌株表现出无致病力特征。     

青枯无致病力菌株对烟草青枯病的诱导抗性与控病作用

为了探讨青枯无致病力菌株对烟草青枯病的控病作用和是否诱导烟草抗病及其控病机理。采用TTC培养基,从茄青枯病株上分离获到青枯无致病力菌株Au004-1,用喷雾法及含菌培养基法测定其对青枯致病菌的抑制作用,并进行烟草青枯病温室盆栽控病试验;用该菌伤根灌接烟草,然后用紫外分光光度计测定叶片的过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)活性,电泳分析病程相关蛋白(PRP)变化。结果发现,该菌株对青枯致病菌具有抑制作用,抑菌带宽分别1.03和0.83 cm;在温室盆栽试验中它对烟草青枯病具有较好的防效,接种致病菌30 d后相对防效可达77.5%;该菌处理的烟草苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)及多酚氧化酶(PPO)活性增强,病程相关蛋白(PRP)含量增加。试验结果表明这株青枯无致病力菌株除可直接抑制青枯致病菌外,很可能诱导烟草产生青枯病抗性。     

水稻基腐细菌Tn5插入突变体库的构建及其致病相关突变体的筛选

采用转座子Tn5插入突变技术,共获得5 261个接合子。通过马铃薯软腐快速筛选和PCR检测验证,获得267个使马铃薯软腐能力丧失或下降的Tn5插入突变体,并测定其在水稻上的致病力和烟草上的过敏性坏死反应(HR)。结果表明:在267个突变体菌株中,对水稻无致病力的有71个,其中在烟草上无HR反应的有59个,产生HR反应的有12个;对水稻致病力下降的有68个,其余突变体菌株对水稻致病力与野生菌株差异不明显。另外,267个突变体菌株中有146个无HR反应,其中有90个对水稻无致病力或者致病力下降。致病力的分析结果表明,获得的突变体是由Tn5插入Dickeya zeae染色体上不同的致病相关基因位点导致的。     

广东省烟草青枯茵的菌系和遗传多样性

从广东省韶关和梅州2个烟草产区采集了来自8个县市的共38个烟草青枯菌菌株，对病菌的生物型、致病型和遗传多样性进行了测定，结果表明广东烟草青枯菌全部为生物型Ⅲ。通过在红花大金元，K326，岩烟97和系3等4个烟草鉴别品种上的致病性反应，将广东烟草青枯菌分为强致病力、中等致病力和弱致病力3种致病型，其中以中等致病力菌株为主，占78．9％；强致病力菌株占13．2％；弱致病力菌株占7．9％。从116个RAPD通用引物中筛选出10条引物，用于对38个烟草青枯菌株DNA的RAPD分析，扩增条带表现出明显的多态性，条带主要聚集在0．3～4．0kb之间。聚类分析这38个菌株可分为2个组群，即组群A和组群B。组群A中又可以分为7个亚组（A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7）；组群B也含有4个亚组（B1、B2、B3、B4）。研究结果还表明，广东烟草青枯菌菌株RAPD组群的划分与菌株的寄主来源有一定的相关性，但与地理区域、生物型和致病型没有明显的相关性；生物型不能反映烟草青枯菌菌系的差异。 04—0463—06     

广东省烟草青枯菌的菌系和遗传多样性

从广东省韶关和梅州2个烟草产区采集了来自8个县市的共38个烟草青枯菌菌株,对病菌的生物型、致病型和遗传多样性进行了测定,结果表明广东烟草青枯菌全部为生物型Ⅲ。通过在红花大金元,K326,岩烟97和系3等4个烟草鉴别品种上的致病性反应,将广东烟草青枯菌分为强致病力、中等致病力和弱致病力3种致病型,其中以中等致病力菌株为主,占78.9%;强致病力菌株占13.2%;弱致病力菌株占7.9%。从116个RAPD通用引物中筛选出10条引物,用于对38个烟草青枯菌株DNA的RAPD分析,扩增条带表现出明显的多态性,条带主要聚集在0.3～4.0 kb之间。聚类分析这38个菌株可分为2个组群,即组群A和组群B。组群A中又可以分为7个亚组(A1、A2、A3、A4、A5、A6、A7);组群B也含有4个亚组(B1、B2、B3、B4)。研究结果还表明,广东烟草青枯菌菌株RAPD组群的划分与菌株的寄主来源有一定的相关性,但与地理区域、生物型和致病型没有明显的相关性;生物型不能反映烟草青枯菌菌系的差异。     

植物青枯菌相关基因的克隆及致病力测定分析

以PM2644为受菌体，通过基因功能互补的方法，将从野生青枯菌基因文库中筛选得到的克隆进一步克隆得到克隆pLTK15。胞外酶活性测定结果表明，pLTK15与突变株PM2644接合产生的接合子能完全恢复突变株PM2644聚半乳糖醛酸酶的活性，接合子上清液SDS－PAGE电泳结果表明，接合子只能互补PM2644缺失的62．5kDa的一种胞外蛋白，经致病力测定，pLTDK15能使突变株PM2644的致病力得到部分恢复。结果表明，聚半乳糖醛酸酶和62．5kDa的胞外蛋白在青枯菌的致病过程中起着一定的作用。     

烟草青枯菌FQY_4宿主特异性候选基因分析

为青枯菌与烟草的相互作用研究提供宿主特性候选基因,在烟草青枯菌FQY_4基因组测序的基础上,采用基因组及同源基因比较,分析青枯菌株系GMI1000、Po82、CFBP2957、CMR15、PSI07和FQY_4的核心基因及FQY_4宿主特异性候选基因。结果表明:FQY_4基因组中有632个宿主特异性候选基因,其中染色体、巨大质粒分别有365个和267个,包括跨膜蛋白、信号蛋白和细胞壁水解相关的基因,移动元件蛋白和许多未知功能的蛋白基因,以及宿主特异性候选三型分泌系统的42个效应蛋白因子(T3Es)。     

产酸克雷伯氏菌游动性减弱突变体的筛选

以产酸克雷伯氏菌KO108为研究对象,通过构建转座子突变体文库,筛选获得2株游动性显著降低的突变菌株,并以转座子mTn5gusA-pgfp21构建突变体库,利用地高辛生物标记gfp基因序列作为探针,Southern杂交验证突变体库的质量,根据杂交条带判断mTn5gusA-pgfp21转座子插入染色体的拷贝数,以反向PCR获取未知序列,通过基因组学分析预测游动性相关基因。结果表明:产酸克雷伯氏菌KO108具Kan抗性标记、GUS活性、GFP遗传标记的突变体库可由两亲结合经转座子mTn5gusA-pgfp21转座突变获得;随机选择100株突变体进行游动性筛选,仅获得2株游动性显著降低的目标菌株MA和MD;MA、MD与KO108差异显著(P0.05),而MA和MD之间没有显著差异;Southern杂交结果显示MA和MD的转座子mTn5gusApgfp21为单插入,且插入位点所在的酶切片段大小不同;经反向PCR、测序、序列分析,发现MA突变基因为醌类氧化还原酶(NAD(P)H:quinone oxidoreductase)(NQR)基因簇的NqrA,MD突变基因为LPS脂多糖生物合成基因簇基因;生长曲线检测显示KO108和MA、MD无显著差异;菌膜检测发现MD与KO108、MA有一定差异,但KO108与MA之间无显著性差异;以Biolog ECO检测KO108和MA、MD的碳源利用情况,结果表明MA和MD 72h后仍然不能利用羧酸类碳源D-半乳糖酸γ-内酯和2-羟基苯甲酸。     

姜瘟致病菌高毒力菌株及拮抗菌的分离

[目的]筛选强拮抗能力强的芽孢杆菌。[方法]从山东莱芜采集病姜及附近土壤中分离出姜瘟致病菌高毒力菌株,并利用芽孢杆菌进行了拮抗试验。[结果]LW-4、LW-7、LW-32这3株菌对姜瘟致病菌有较强的拮抗能力,其抑菌圈面积较其他菌株大。[结论]为防治姜瘟病提供了理论依据。     

国内甘薯瘟病的研究动态及今后研究途径

甘薯瘟病（Ｒａｌｓｔｏｎｉａ ｓｏｌａｎａｃｅａｒｕｍ）是我国南方甘薯生产上危害极大的病害，也是国内植物检疫对象。在国外尚无对此病的研究报道，在国内的广西、广东、江西、湖南、浙江、福建等省先后开展甘薯瘟病研究，以广东、广西，浙江和福建省研究的工作较多，研究的主要方面有病原菌的鉴定和寄生范围，侵染和传播途径，发病条件，品种抗病性及药剂防治等，今后研究的途径，比较一致的看法是从抗病品种、栽培技术和消灭     

应用计算机手段分析植物病原细菌Ralstonia solanacearum的蛋白质序列*

 应用SignalP 3.0，LipoP和TargetP对植物病原细菌Ralstonia solanacearum基因组中的3440个ORFs（open reading frames）进行了信号肽分析，同时系统分析了信号肽的类型及结构。结果表明，3440个ORFs中有462个ORFs所编码蛋白质具有N-端有信号肽序列，其中348个分泌类信号肽、100个信号肽具有RR-motif信号肽，14个脂蛋白类信号肽，未发现Prepilin-like 信号肽和Bacteriocin and Pheromone信号肽。在这462个具有可切割信号肽的分泌蛋白中，有84.0%蛋白质为胞外分泌型（S型），13.2%为线粒体分泌型（M型），另外有2.8%为其它类型的分泌蛋白。通过LipoP分析该菌的全基因组预测具有4种类型蛋白质，其中其中SpI有425个，占12.3%；SpII有80个，占2.3%；CYT有2541个，占73.9%；TMH有414个，占12.0%。比较了Ralstonia solanacearum和Pseudomonas syringae pv. tomato信号肽的长度及氨基酸的组成，发现这两种菌在这些方面存在这很大程度的相似性。本研究通过对Ralstonia solanacearum进行分泌蛋白和信号肽结构的分析，为将来功能基因组和分泌型外源蛋白的利用提供理论基础。     

青枯无致病力菌株诱导番茄抗青枯病的生化机制

用紫外诱变法获得的青枯无致病力菌株诱导番茄,植株产生了对青枯病的抗性反应,该菌株对致病菌没有直接的抑制作用,且对番茄不能致病.番茄经无致病力菌株处理后,体内与抗病反应相关的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)及多酚氧化酶(PPO)活性显著增强;酚类物质和木质素含量也显著提高;病程相关蛋白(PRP)含量也提高.这表明青枯无致病力菌株产生诱导抗性的机制可能是植物本身的抗病代谢过程被激活了.     

青枯雷尔氏菌在芝麻植株内的分布及消长动态

芝麻青枯病是我国南方芝麻生产上的重要土传病害。通过测定健康植株、不同发病时期的自然病株及人工接种病株内不同部位青枯雷尔氏菌数量,旨在明确病菌在芝麻植株内的分布及消长动态。结果表明:发病初期,病株内青枯雷尔氏菌总数量随着病情的发展而增加,之后随着病情严重度的加重而下降。病菌的致病力则随着病情发展呈现持续上升的趋势。检测的所有芝麻健株各部位均无青枯雷尔氏菌分布,说明芝麻植株不存在无症状侵染现象。青枯雷尔氏菌在芝麻病株内的分布呈现丰富的多态性,自然病圃和灌根接种的Ⅱ类、Ⅲ类病株各部位菌量分布随着植株高度的升高而递减,但其Ⅰ类病株中下部菌量却高于基部。针刺接种的Ⅰ类、Ⅱ类和Ⅲ类病株,接种点以下的根部和基部均有青枯雷尔氏菌分布,说明青枯雷尔氏菌不仅可随植物蒸腾向上扩散,也可向下蔓延。     

2 个烟草青枯病菌菌株的致病力差异与基因组比较分析

【目的】探索比较 2 个不同青枯病菌菌株之间致病力差异和基因组差异,分析影响菌株致病力差异的关键基因,为烟草青枯病的防治提供理论参考。【方法】从烟草青枯病发病烟株上分离获得不同的青枯病菌菌株并进行鉴定,通过侵染试验比较 2 个菌株之间的致病力差异,并对 2 个菌株的基因组进行测序,比较二者之间基因组序列差异,分析影响菌株致病力差异的基因。【结果】从江西省抚州市广昌县和南丰县分离到2 株青枯病菌菌株 RsTP2 和 RsTY2,egl 测序表明菌株 RsTP2 和 RsTY2 均属于亚洲分支演化型Ⅰ中的序列变种13,其中菌株 RsTP2 对云烟 87 致病力较强,而菌株 RsTY2 致病力较弱。通过对 2 个菌株进行基因组测序,获得二者的基因组框架图,其基因组大小分别为 5.43 MB 和 5.23 MB。将获得的基因和蛋白序列与相关数据库进行比对,获得基因的功能及物种注释信息。通过分析发现,菌株 RsTY2 有 52 个蛋白和菌株 RsTP2 的 44 个蛋白比对后序列存在差异,其相似度在 50.00%~99.88%,其中存在较大差异的编码蛋白主要是凝集素类蛋白,其次是细胞溶素分泌激活蛋白和穿孔素家族蛋白。【结论】通过比较不同致病力青枯病菌株 RsTP2 和 RsTY2 的基因组序列差异,发现二者基因组中编码凝集素类蛋白、细胞溶素分泌激活蛋白和穿孔素家族蛋白等蛋白序列差异较大,这类编码蛋白主要参与细菌的黏附、膜溶解、穿透等功能,与细菌侵入宿主细胞的能力关系密切。这几类编码蛋白的差异推测是导致菌株 RsTP2 和 RsTY2 致病力差异的重要因素之一。     

青枯雷尔氏菌脂肪酸型与致病性的关系

 【目的】分析青枯雷尔氏菌脂肪酸种类变化与致病性指标-弱化指数和回接发病率的相互关系,提出青枯雷尔氏菌脂肪酸型种下分化的分类方法。【方法】青枯雷尔氏菌脂肪酸型分为：脂肪酸Ⅰ型,弱化指数＞0.8,回接发病率0%,属无致病力型;脂肪酸Ⅱ型,弱化指数为0.6～0.8,回接发病率为6.7%～100%,属过渡型,脂肪酸Ⅲ型,弱化指数＜0.6,回接发病率100%,属强致病力型。利用聚类分析、主成分分析、判别分析,分层筛选与脂肪酸型有关的脂肪酸种类.【结果】筛选出十四碳脂肪酸（X1）、十七碳脂肪酸（X9）,十八碳脂肪酸（X13）为主要因子,组建数据矩阵,建立脂肪酸型判别模型：Y1=-16.3353 + 0.0012X1 + 0.0056X9 - 0.0016X13,Y2= -3.4928 + 0.0002X1 + 0.0003X9 + 0.0025X13,Y3= -9.1550 - 0.0003X1 + 0.0039X9 + 0.0042X13,对于一个未知脂肪酸型的青枯雷尔氏菌菌株,首先测定脂肪酸图谱,取出X1（十四碳脂肪酸）、X9（十七碳脂肪酸）、X13（十八碳脂肪酸）,代入方程,计算Yi,当1≤Yi≤2时,归为脂肪酸型Ⅰ,当2≤Yi≤3时,归为脂肪酸型Ⅱ,当Yi＞3时,归为脂肪酸型Ⅲ,模型的判别准确率达90.00%。【结论】青枯雷尔氏菌脂肪酸型的研究,为其种下分化建模的标准化和计算机自动分析方法的建立,提供可靠的基础。脂肪酸型的模型建立也为其他植物病原菌的致病性研究提供了思路和方法。