大丽轮枝菌（Verticillium dahliae VdLs.17）分泌组预测及分析

 【目的】预测并分析大丽轮枝菌基因组范围内的分泌蛋白,为大丽轮枝菌分泌蛋白致病机理的研究奠定基础。【方法】利用已公布的大丽轮枝菌全基因组序列,组合使用生物信息学软件SignalP、TargetP、TMHMM、Big-pi和PROSITE,预测大丽轮枝菌基因组范围内所有分泌蛋白,定义为分泌组。统计分析分泌组中蛋白N-端信号肽特点;应用碳水化合物活性酶类数据库和病原菌-寄主互作蛋白数据库对分泌组蛋白进行注释,预测分泌组中潜在果胶酶、纤维素酶和病原菌寄主互作蛋白;利用真菌激发子的保守结构域,预测分泌组中潜在的激发子蛋白集;应用BLASTP程序比较分析大丽轮枝菌和黑白轮枝菌分泌组,获得大丽轮枝菌相对于黑白轮枝菌特异的分泌蛋白。【结果】大丽轮枝菌分泌组共有922个蛋白。信号肽分析表明,以19个氨基酸为信号肽的蛋白数目最多,非极性氨基酸丙氨酸的出现频率最高,而有带电侧链的氨基酸天冬氨酸和谷氨酸的出现频率最低,信号肽的-3和-1位置上的氨基酸相对保守。大丽轮枝菌分泌组含有158个潜在的碳水化合物活性酶类,其中,包括10个果胶水解酶和14个果胶裂解酶;190个潜在的病原菌-寄主互作蛋白、97个含有RxLx[EDQ]模体的蛋白和52个富含半胱氨酸的小分子量分泌蛋白;58个相对于黑白轮枝菌分泌组特异的蛋白。【结论】本文建立了预测大丽轮枝菌分泌组蛋白的方法。分泌组蛋白信号肽长度具有高度的变异性,氨基酸组成多为脂肪族氨基酸,序列在C-端结构域较为保守。分泌组中包含大量潜在的果胶降解酶、病原菌-寄主互作蛋白、RxLx[EDQ]模体蛋白和富含半胱氨酸的小分子量蛋白等致病相关蛋白。     

不同碳氮比对棉花黄萎病菌主要生物学性状及致病力的影响

【目的】 研究不同碳氮比(C/N)营养条件对棉花大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)主要生物学性状及致病力的影响。为调整碳氮比例减少大丽轮枝菌的为害提供理论依据。【方法】 将不同致病类型的2个大丽轮枝菌菌株在不同碳氮比的培养基上进行培养,测定大丽轮枝菌的微菌核形成、产孢量、菌丝量、孢子萌发率及致病力。【结果】 不同碳氮比营养条件明显影响大丽轮枝菌落叶型菌株微菌核的形成,在低碳氮比(25∶1～30∶1)中形成的微菌核明显多于在高碳氮比(45∶1～50∶1)中形成的微菌核。25∶1的碳氮比最有利于大丽轮枝菌产孢和菌丝生长,碳氮比高于35∶1大丽轮枝菌产孢量和菌丝生长量明显减少。40∶1的碳氮比最有利于大丽轮枝菌的孢子萌发。在感病品种上,25∶1的碳氮比最有利于大丽轮枝菌致病,碳氮比高于35∶1大丽轮枝菌致病力明显减弱;只有35∶1的碳氮比才有利于大丽轮枝菌致病,过高或过低的碳氮比都不利于大丽轮枝菌致病。【结论】 不同碳氮比营养条件对两种不同致病类型大丽轮枝菌的生长、繁殖及致病力都有影响,低碳氮比(25∶1)有利于大丽轮枝菌的菌核形成、分生孢子产生和菌丝生长,在感病品种上表现出较强致病性;高碳氮比(高于40∶1)不利于大丽轮枝菌生长、繁殖和致病。     

分离自棉花的轮枝菌“种”的鉴定

【目的】已知引起植物萎蔫病的轮枝菌有5个“种”,本研究旨在澄清在中国引起棉花黄萎病的轮枝菌的“种”类。【方法】从中国12个省84个县分离获得310个轮枝菌菌株,采用生物学性状观察和分子鉴定相结合的方法,对其进行“种”的鉴定。【结果】298株均产生黑色微菌核和轮枝状分生孢子梗,为典型的大丽轮枝菌,另有12个菌株培养性状较为特殊（不产生微菌核,出现黑色菌丝或厚壁孢子）,经温度敏感试验、PCR特异扩增及ITS序列进一步鉴定,2株被确定为变黑轮枝菌,其它10株被确定为大丽轮枝菌,没有出现黑白轮枝菌。【结论】在中国三大棉区,棉花黄萎病主要是由大丽轮枝菌引起的。但在长江流域和黄河流域棉区均分离到1株变黑轮枝菌,其在棉花黄萎病发生过程中的作用及其与大丽轮枝菌的互作还有待进一步研究。     

野生茄子托鲁巴姆StLTPa7的克隆与分析

【目的】从野生茄子托鲁巴姆（Solanum torvum Swartz）中克隆非特异性脂质转移蛋白基因StLTPa7 cDNA,并解析其功能。【方法】采用同源基因设计引物,并根据RT-PCR方法克隆StLTPa7 cDNA序列;通过农杆菌浸染法转化烟草,构建StLTPa7过表达转基因烟草植株;采用菌丝生长速率法检测转基因烟草植株蛋白提取物对大丽轮枝菌的体外抑菌活性。【结果】托鲁巴姆中克隆获得1个StLTPa7 cDNA序列,该序列含有1个345 bp的开放阅读框,推测编码长114个氨基酸的蛋白,相对分子量为11.42 kD,理论等电点为9.01。StLTPa7受水杨酸（SA）和大丽轮枝菌诱导表达,在处理后24和48 h的表达量较高。为了分析StLTPa7对大丽轮枝菌的抗性,构建了过表达转基因烟草植株,共获得了4个PCR阳性转StLTPa7烟草株系。荧光定量PCR分析显示,该基因在转基因烟草株系L5和L7中过量表达。抑菌试验显示,转基因烟草株系L5蛋白提取物对大丽轮枝菌的抑菌率约为对照的2.5倍。【结论】从野生茄子托鲁巴姆中克隆到1个StLTPa7 cDNA序列,该基因与大丽轮枝菌的生长和增殖的抑制作用相关,可能参与植物对大丽轮枝菌的防卫过程。     

棉花黄萎病菌VdHP1的克隆及功能分析

【目的】明确棉花黄萎病菌（大丽轮枝菌Verticillium dahliae）中一个新基因（VdHP1）的功能,为解析棉花黄萎病菌的致病机制以及棉花黄萎病的防治提供依据。【方法】以大丽轮枝菌野生型菌株V592的基因组DNA和cDNA为模板,对VdHP1全长进行克隆并测序;利用逆转录实时荧光定量PCR（RT-qPCR）分别对棉花根系诱导不同时间VdHP1的表达量及V592菌株不同组织中VdHP1的表达量进行测定;构建针对VdHP1的敲除载体、互补载体和过表达载体,通过农杆菌介导的遗传转化筛选VdHP1基因敲除突变体、互补菌株和过表达菌株;以野生型菌株V592为对照,对VdHP1基因敲除突变体及互补菌株的菌落及菌丝形态进行观察,并对微菌核量、产孢量及致病力进行测定;通过RT-qPCR测定其他致病力相关的基因在VdHP1基因敲除突变体及过表达体菌株中的表达情况。【结果】VdHP1全长为862bp,预测编码蛋白含268个氨基酸,与GenBank中已注释的基因没有任何的序列相似性。野生型菌株V592受棉花根系诱导6—12 h时VdHP1表达水平显著上调,表明VdHP1在大丽轮枝菌侵染早期发挥作用。VdHP1在分生孢子中的表达量显著高于在菌丝和微菌核中的表达量,表明VdHP1在大丽轮枝菌不同组织中的表达具有差异性。与野生型菌株V592相比,VdHP1基因敲除突变体产孢量和产孢梗显著减少,菌丝分支呈螺旋状,对棉花的致病力明显下降。与侵染钉形成相关基因（VdCrz1、VdNoxB、VdPls1）、分泌蛋白释放相关基因（VdSep5）及分生孢子产生相关基因（Vdpf、VdSge1、VGB、VdPLP、VdCYC8、VdNLP1、VdNLP2）在VdHP1基因敲除体中的相对表达量显著下调,在过表达菌株中上调;而与黑色素合成相关基因（VdCmr1、VdSho1、VdLAC、VdPKS1）在VdHP1基因敲除突变体中则显著上调,在过表达菌株中下调。【结论】VdHP1与大丽轮枝菌分生孢子和产孢梗的产生有关,参与大丽轮枝菌致病;VdHP1对与侵染钉形成、分泌蛋白释放及分生孢子产生相关基因的表达具有正调控作用,对黑色素合成相关基因的表达具有负调控作用。     

大丽轮枝菌木糖苷酶基因的鉴定及基于HIGS技术的功能分析

【目的】 从大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）中鉴定木糖苷酶基因,研究其与大丽轮枝菌致病力的关系,为解析大丽轮枝菌致病分子机制提供理论依据,同时为制定更好的棉花黄萎病防治策略提供科学依据。【方法】 利用生物信息学方法从大丽轮枝菌基因组数据库中鉴定全部木糖苷酶基因,并对基因编码蛋白的结构域、基因的染色体定位及进化关系等进行分析。利用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）技术检测木糖苷酶基因在不同抗/感棉花品种根系分泌物培养0、6、12、24和48 h大丽轮枝菌中的表达量。利用寄主诱导的基因沉默（host-induced gene silencing,HIGS）技术对木糖苷酶基因VdxyL3在大丽轮枝菌侵染过程中的功能进行初步分析。将VdxyL3的目标片段转化棉花,采用伤根法接种大丽轮枝菌Vd991,观察转化植株的表型,调查病情指数,同时利用qRT-PCR技术对植株中真菌生物量和VdxyL3的表达量进行检测。【结果】 利用生物信息学方法从大丽轮枝菌中查找出13个木糖苷酶基因（VdxyL1—VdxyL13）,其编码序列长度介于1 461—2 544 bp,蛋白质分子量介于38.78—90.97 kD,理论等电点介于4.67—5.89。结构域和进化树分析发现13个木糖苷酶基因中包括9个糖苷水解酶43家族成员、1个3家族成员和3个31家族成员。染色体定位分析发现13个基因分布在6条染色体上,未形成基因簇。qRT-PCR结果发现选取的6个基因均受到根系分泌物的诱导,在一种或多种根系分泌物中培养6 h或12 h后,表达量均明显升高,然后降低。其中VdxyL3受海岛棉根系分泌物诱导后表达量明显升高,表明该基因的表达明显受海岛棉根系分泌物的诱导。HIGS研究结果表明,接菌14 d和21 d后转化VdxyL3基因干扰片段的棉花发病明显较重,其病情指数（33.3和83.9）明显高于空载体对照（21.7和66.1）。qRT-PCR分析发现转化VdxyL3基因干扰片段的棉花植株茎中VdxyL3的表达量明显低于空载体对照,真菌生物量显著多于对照。【结论】 利用HIGS技术将VdxyL3基因沉默后,棉株的抗病性明显降低,表明VdxyL3在大丽轮枝菌致病及宿主-病原体互作过程中可能发挥着重要的作用。     

拮抗细菌KRS022的鉴定及对大丽轮枝菌的抑制效果

【目的】明确拮抗细菌KRS022的分类地位及对多种病原真菌的抑制作用,重点研究对作物黄萎病的防治效果及其对病原大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）的抑制效果,为抗大丽轮枝菌生防制剂的研发提供资源。【方法】通过形态学、生理生化试验及16S rDNA与gyrB基因序列串联分析确定KRS022的分类地位;采用对峙培养法和对扣熏蒸法测试KRS022对多种真菌的抑制作用;采用发酵菌液平板法、涂布法以及对扣熏蒸法明确KRS022对大丽轮枝菌的平板抑制效果;通过无细胞上清共培养法与对扣熏蒸法明确KRS022对大丽轮枝菌孢子萌发及菌丝形态的影响;通过盆栽试验及大丽轮枝菌生物量测定明确KRS022对棉花和烟草黄萎病的防治效果;利用RT-qPCR法检测KRS022激发植物免疫相关基因的表达特性。【结果】拮抗菌株KRS022为革兰氏阴性细菌,鉴定为产碱假单胞菌（Pseudomonas alcaligenes）。该菌株具有解磷、解钾、固氮功能,可产生嗜铁素,具有蛋白酶、淀粉酶、过氧化氢酶活性,属于好氧产碱型细菌,100μg·mL-1氨苄青霉素可作为该菌株的天然抗性筛选条件。KRS022对多种...     

棉花黄萎病菌VdHP1的克隆及功能分析

【目的】明确棉花黄萎病菌(大丽轮枝菌Verticillium dahliae)中一个新基因(VdHP1)的功能,为解析棉花黄萎病菌的致病机制以及棉花黄萎病的防治提供依据。【方法】以大丽轮枝菌野生型菌株V592的基因组DNA和cDNA为模板,对VdHP1全长进行克隆并测序;利用逆转录实时荧光定量PCR(RT-qPCR)分别对棉花根系诱导不同时间VdHP1的表达量及V592菌株不同组织中VdHP1的表达量进行测定;构建针对VdHP1的敲除载体、互补载体和过表达载体,通过农杆菌介导的遗传转化筛选VdHP1基因敲除突变体、互补菌株和过表达菌株;以野生型菌株V592为对照,对VdHP1基因敲除突变体及互补菌株的菌落及菌丝形态进行观察,并对微菌核量、产孢量及致病力进行测定;通过RT-qPCR测定其他致病力相关的基因在VdHP1基因敲除突变体及过表达体菌株中的表达情况。【结果】VdHP1全长为862 bp,预测编码蛋白含268个氨基酸,与GenBank中已注释的基因没有任何的序列相似性。野生型菌株V592受棉花根系诱导6—12 h时VdHP1表达水平显著上调,表明VdHP1在大丽轮枝菌侵染早期发挥作用。VdHP1在分生孢子中的表达量显著高于在菌丝和微菌核中的表达量,表明VdHP1在大丽轮枝菌不同组织中的表达具有差异性。与野生型菌株V592相比,VdHP1基因敲除突变体产孢量和产孢梗显著减少,菌丝分支呈螺旋状,对棉花的致病力明显下降。与侵染钉形成相关基因(VdCrz1、VdNoxB、VdPls1)、分泌蛋白释放相关基因(VdSep5)及分生孢子产生相关基因(Vdpf、VdSge1、VGB、VdPLP、VdCYC8、VdNLP1、VdNLP2)在VdHP1基因敲除体中的相对表达量显著下调,在过表达菌株中上调;而与黑色素合成相关基因(VdCmr1、VdSho1、VdLAC、VdPKS1)在VdHP1基因敲除突变体中则显著上调,在过表达菌株中下调。【结论】VdHP1与大丽轮枝菌分生孢子和产孢梗的产生有关,参与大丽轮枝菌致病;VdHP1对与侵染钉形成、分泌蛋白释放及分生孢子产生相关基因的表达具有正调控作用,对黑色素合成相关基因的表达具有负调控作用。     

5种植物提取物及残体对棉花黄萎病菌的抑制作用

【目的】研究5种植物提取物和残体对大丽轮枝菌的抑制作用,为利用生物熏蒸技术防治棉花黄萎病提供依据。【方法】以棉花黄萎病主要致病菌大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)XJ2008菌株为试材,测定韭菜、葱、薄荷、藿香和薰衣草5种植物的甲醇、水提取物,对大丽轮枝菌菌丝生长和孢子萌发的抑制作用,并将植物残体以质量分数2%添加到600g基质与田园土的混合样中混匀后,测定植物残体对大丽轮枝菌微菌核萌发的影响。【结果】5种植物提取物均对大丽轮枝菌的菌丝生长和孢子萌发有明显的抑制作用,随着植物提取物质量浓度的增加,抑制作用增强,甲醇提取物的抑菌作用略强于水提取物;韭菜提取物的抑制作用最强,藿香次之。植物残体对大丽轮枝菌微菌核的萌发有明显抑制作用,其中藿香残体的抑制作用最强,薄荷、韭菜次之,薰衣草最弱。【结论】韭菜、藿香对大丽轮枝菌的抑制作用十分明显,有作为生物熏蒸材料的潜力和应用前景。     

棉花黄萎病菌T-DNA插入突变体表型特征和侧翼序列分析

【目的】为鉴定棉花黄萎病菌随机插入突变体的表型特征,构建黄萎病菌遗传转化和功能基因研究的技术平台。【方法】采用农杆菌介导的T-DNA插入和高效TAIL-PCR方法。【结果】获得了2628个棉花黄萎病菌VD991的T-DNA随机插入的突变体和15个突变体插入位点的侧翼序列。部分突变体的表型特征和插入位点侧翼序列分析表明,①突变体的菌落形态分为菌丝型、菌核型和中间型3类,菌核型约占7.3%;②在摇瓶培养条件下,突变体产孢高峰在接种后第5—6天,菌核型突变体的产孢能力普遍高于菌丝型;③棉花黄萎病菌VD991可以产生胞外蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和果胶酶。筛选获得蛋白酶分泌缺失的突变体3个,淀粉酶分泌缺失的突变体1个,果胶酶分泌降低的突变体6个;④菌核型突变体的致病力普遍高于野生型。获得了6个致病力减弱的突变体;⑤突变体侧翼序列与同种的大丽轮枝菌菌株VDLs.17基因组的序列一致性在95%—100%之间,与不同种的黑白轮枝菌VaMs.102序列的一致性为87%—94%。【结论】农杆菌介导的T-DNA随机插入可用于棉花黄萎病菌突变体的构建,突变体微菌核的产生与其产孢能力、致病性存在相关关系。美国大丽轮枝菌菌株VDLs.17基因组可用作黄萎病菌VD991功能基因研究的参考序列。     

棉花植株内黄萎病菌致病类型的快速检测

[目的]建立一种能从棉花植株中快速检测黄萎病菌致病类型的方法,为黄萎病菌致病类型的大面积普查打下基础.[方法]利用Dneasy Plant Mini Kit试剂盒对落叶型标准菌株592和非落叶型标准菌株511及病圃中显症前后不同时期棉花植株DNA进行提取,然后用落叶型引物DB19/DB22、DB19/espdef01和非落叶型引物NDf/ NDr、InND2f/InND2r对所提DNA进行巢式PCR扩增.[结果]使用落叶型引物只在592菌株和落叶型病圃的病株中检测到目标条带,使用非落叶型引物只在511菌株和非落叶型病圃的病株中检测到目标条带.[结论]该试剂盒可以有效地提取棉花植株中的DNA,供试的两套引物对检测植株中棉花黄萎病菌致病类型具有高度特异性,该法可直接检测棉花植株中黄萎病菌的致病类型.     

新疆棉花黄萎病菌生物学特性及致病性分化研究

[目的]明确新疆主要植棉地区棉花黄萎病菌株的生物学特性及致病力分化情况.[方法]纯化培养采集的菌株,观察其生物学特性;利用鉴别寄主法测定棉花黄萎病菌的致病力.[结果]棉花黄萎病菌菌落形态各异,供试菌系大部分可产生微菌核;供试菌株的最适生长温度为25℃,部分菌株对高温具有一定的耐受性;新疆棉花黄萎病菌可分为强、中、弱3种致病型,其中以中等致病类型为主.[结论]新疆棉区棉花黄萎病菌具有明显的生理分化现象,博乐地区采集的VX27菌株致病力最强.     

棉花内生蜡状芽孢杆菌YUPP-10对棉花黄萎病的防治作用及机制

【目的】棉花黄萎病(Verticillium wilt)是世界性难以防治的病害,筛选有效的生防微生物资源成为解决棉花黄萎病的重要途径之一,本研究旨在分离一株高效拮抗细菌,并明确其防治机理,为生物防治棉花黄萎病提供技术支持。【方法】用葡甘聚糖作为碳源筛选一株能够降解β-1,4糖苷键的棉花内生细菌YUPP-10,通过平板对峙培养、平板对扣培养和悬滴法等测定YUPP-10对大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)菌丝生长和孢子萌发的抑制效果;用YUPP-10无菌滤液培养大丽轮枝菌微菌核,检测其对微菌核萌发的影响;利用基质接种法进行盆栽试验探究其对棉花黄萎病的防治效果;通过胚根、叶片接种病原菌,木质化和活性氧爆发研究YUPP-10诱导抗病能力;采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法检测防御相关基因的表达。【结果】成功获取一株蜡状芽孢杆菌(Bacillus cereus)YUPP-10,其整体代谢产物在7 d时对大丽轮枝菌的抑菌带宽为0.73 cm,挥发性代谢产物在10 d时对大丽轮枝菌菌落的抑制率为77.03%;YUPP-10无菌培养液对大丽轮枝菌孢子和菌核萌发的抑制率分别为17.22%—71.25%和10.69%—26.62%,且抑制率与无菌滤液的浓度呈正相关。在用YUPP-10玉米蛭石培养物拌土处理的盆栽试验中,其对棉花黄萎病的最高防效达到80.60%。诱导抗性试验发现YUPP-10诱导了胚根和叶片抗大丽轮枝菌的侵染,诱导了细胞木质化和活性氧的爆发。qRT-PCR检测结果显示YUPP-10成功激活了苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、几丁质酶(CHI)和病程相关基因(PR10)的表达,对大丽轮枝菌在棉花体内的扩散和生长起到了抑制作用。【结论】YUPP-10通过直接抑制病原菌的生长,同时诱导植物防御反应来抵抗病原菌的侵染和扩展,其具有良好的应用前景。     

北疆棉区棉花黄萎病菌培养性状及致病力分化

【目的】 研究新疆北疆棉区棉花黄萎病菌的致病类型、培养特性及致病力分化。【方法】 从北疆主要植棉区采集棉花黄萎病病株,利用大丽轮枝菌特异引物VDS-F/VDS-R、落叶型菌系特异性引物D1/D2、非落叶型菌系特异性引物ND1/ND2对所有分离的菌株进行检测;根据落叶型和非落叶型菌株在单个条田中所占的比例对田间地块进行分析;选取18个代表菌株对其在PDA上的培养特性及对棉花的致病力分析。【结果】 从北疆棉田病株上分离到644个大丽轮枝菌菌株,67.5%的菌株为落叶型菌系,27.8%为非落叶型菌系,4.7%菌株不能归类,供试菌株的致病类型存在分化,其中以落叶型菌系为主要致病类型。对田间地块进行分析,单一落叶型菌株发生的地块最多,其次是落叶型和非落叶型菌株混合发生地块,田间以落叶型菌株为优势菌株的地块占70.1%,落叶型菌系为田间地块的主要致病类型。18个代表性菌株形成菌核型、菌丝型和中间型3种菌落类型,菌核型为主要的培养类型,并进一步分化形成3种不同的类型。对棉花感病品种的致病力进行测定,落叶型菌株引起的病指普遍高于非落叶型菌株引起的病指,非落叶型菌株中也有病指很高的菌株,北疆棉花黄萎病菌的致病力存在明显分化。【结论】 北疆棉田采集的棉花黄萎病菌,其致病类型、培养特性及致病力均存在明显分化。     

嫁接棉花对棉花黄萎病抗性、产量和纤维品质的影响

【目的】研究嫁接棉花对棉花黄萎病抗性、产量和纤维品质的影响,探索通过嫁接来防治棉花黄萎病的可行性。【方法】选用已明确抗黄萎病的海岛棉Gossypium barbadense L.海7124和Pima90为砧木,以陆地棉G.hirsutum品种湘杂棉21和感病品系冀棉11为接穗,完成4个嫁接组合,将其种植在连作棉田,调查嫁接棉花和非嫁接棉花的棉花黄萎病、产量和纤维品质。【结果】嫁接棉花和接穗对照相比,棉花黄萎病明显减轻,有些嫁接组合的抗病性达到高抗水平。和接穗对照相比,多数嫁接组合的株高和果枝数高于对照,嫁接对多数嫁接组合的现蕾期、开花期、吐絮期、衣分、铃重以及纤维品质的大多指标影响不显著。4个嫁接组合的结铃数/m2、籽棉和皮棉产量均高于各自的接穗对照。【结论】选取合适的砧木和接穗嫁接组合,可以有效地防治棉花黄萎病和提高连作棉田的棉花产量。     

陆地棉CRK基因家族的鉴定及其表达分析

【目的】富含半胱氨酸类受体激酶（CRK）是植物中最大的类受体激酶家族之一,在植物生长发育、激素信号传导和抗逆境胁迫中发挥重要作用。从全基因组水平鉴定陆地棉CRK基因家族并进行生物信息学和表达模式分析,为研究和利用陆地棉CRK基因家族奠定基础。【方法】从Pfam数据库下载stress-antifung结构域氨基酸序列,应用BLASTp程序搜索棉花基因组数据库,鉴定棉花CRK基因家族;利用Compute pI/Mw tool、SignalP、TMHMM Server V2.0、WoLF POSRT等在线工具预测陆地棉CRK家族蛋白的分子量、信号肽、跨膜结构域和亚细胞定位等;用ClustalX1.8软件对棉花和拟南芥CRK蛋白质进行氨基酸序列比对,MEGA5.0分析棉花和拟南芥CRK蛋白的系统进化关系;使用TBtools制作陆地棉CRK基因家族的染色体定位、基因结构和蛋白质结构域示意图;应用植物顺式调控元件数据库PlantCARE分析棉花启动子序列;通过植物磷酸化位点数据库PlantPhos预测陆地棉CRK家族蛋白的磷酸化位点;从NCBI数据库下载RNA-Seq数据,利用转录组定量工具Kallisto计算TPM值,通过在线工具Morpheus绘制陆地棉CRK家族基因表达热图。【结果】陆地棉基因组中有70个CRK基因,分布于14条染色体,其中52个基因（74.3%）集中串联成簇分布于A6/D6、A9/D9、A10/D10染色体,且在A/D染色体组之间呈现高度共线性关系。编码302-901个氨基酸,58个蛋白质（82.9%）具有跨膜结构域,主要定位于叶绿体、质膜和胞外。磷酸化位点预测结果表明,陆地棉和拟南芥CRK有5个相同的磷酸化位点基序,包括3种丝氨酸磷酸化位点基序和2种苏氨酸磷酸化位点基序。65个陆地棉CRK基因的启动子区（92.9%）至少含有一种逆境激素响应元件,69个基因启动子区（98.6%）至少含有一种生物或非生物胁迫响应元件。根据RNA-Seq数据分析结果,陆地棉CRK基因可分为3种不同的组织表达特征类型;盐、干旱、冷、热胁迫以及接种大丽轮枝菌均可以导致部分陆地棉CRK基因表达水平的改变。GhCRK25在根、茎、叶和胚珠中优势表达,在纤维中几乎不表达,ABA、GA3、SA、PEG-6000、氯化钠和大丽轮枝菌Vd991处理均能刺激GhCRK25迅速上调表达。应用病毒诱导的基因沉默技术（VIGS）沉默GhCRK25可导致棉花对大丽轮枝菌Vd991更为敏感。【结论】陆地棉CRK基因家族有70个成员,具有保守的基因结构和功能结构域,多样化的组织表达特征,大多数基因受激素和逆境调控。     

大丽轮枝菌致病性相关突变体快速筛选体系的建立

【目的】建立适合于大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）致病性相关突变体的快速筛选体系,为突变库中与致病性相关突变体的系统筛选和鉴定提供技术支撑。【方法】棉花幼苗接种于5.0×10⁴、5.0×10⁵、5.0×10⁶、5.0×10⁷和5.0×10⁸孢子/mL的孢子悬浮液30 min,通过病情指数调查明确引起棉花黄萎病发生的病原菌浓度范围;对培养于培养瓶的大丽轮枝菌分别加入15、25、35和45 mL的灭菌水,利用血球计数板检测洗脱的孢子浓度,明确不同体积灭菌水对洗脱孢子悬浮液浓度的影响;以保存于96孔板的突变体为单位,在培养皿上进行单孢分离并挑取单个孢子于培养瓶中扩繁培养,培养后于培养瓶中直接加入适宜体积灭菌水洗脱孢子,并将棉花幼苗直接置于含有孢子悬浮液的培养瓶中处理30 min,接种后继续培养14 d并调查结果;致病性相关突变体的可靠性检验采用定量菌液蘸根接种法,每个突变体接种30株棉花幼苗,3个重复,孢子浓度为5.0×10⁶孢子/mL,每株棉花幼苗按接种5 mL菌液计算,处理30 min,分别在第5、8、11和14天调查病情指数。【结果】明确了适合于大丽轮枝菌致病力快速鉴定的接种孢子浓度为＞5.0×10⁵孢子/mL;建立了大丽轮枝菌培养方法,单孢纯化培养5 d,培养瓶中扩大培养9 d,确定了快速定量制备孢子悬浮液的洗脱体积为25 mL,测试的20个突变体的洗脱孢子浓度范围在（2.55±0.58）×10⁶-（1.72±0.25）×10⁷孢子/mL;优化了单孢分离、扩大培养、孢子悬浮液制备、接种、继续培养和结果统计等环节,建立了大丽轮枝菌致病性快速鉴定流程,进一步统筹设计构建了大丽轮枝菌致病性相关突变体快速筛选体系;测试表明该体系1人1个循环共7个流程可完成1 344个突变体筛选,周期54 d,工作量为21人日;采用定量菌液蘸根法重复验证结果,突变体致病力同样显著下降,与快速筛选体系的鉴定结果一致,表明该体系适用于大丽轮枝菌致病性相关突变体的快速筛选。【结论】通过棉花幼苗种植、突变体单孢分离、扩繁培养、孢子悬浮液制备、接种、结果统计等环节的优化和标准化,构建了适合于大丽轮枝菌致病性相关突变体的快速筛选体系,为后续致病相关基因的分离提供了技术支撑。