苹果树腐烂病菌高效基因敲除受体菌株ΔVmKu80的构建

为验证苹果树腐烂病菌VmKu80的基因功能,构建高效率基因敲除的受体菌株。通过基因敲除技术获得介导非同源末端连接(NHEJ)途径的VmKu80基因缺失突变体,并对其生长速率、皿内菌落形态、致病力、分生孢子器的形成和基因敲除效率等进行分析。结果表明,该突变体的生长速率、皿内菌落形态、对苹果的致病力和分生孢子器产生等均与03-8菌株无显著差异,且以VmKu80缺失突变体为受体菌株的基因敲除效率是03-8菌株的12倍。说明,VmKu80缺失突变体的获得可以实现苹果树腐烂病菌基因敲除工作的高通量化,有助于苹果树腐烂病菌的基因功能研究。     

2011年烟台苹果产区腐烂病发病情况调查与原因分析(英文)

[目的]为了解2011年烟台苹果产区腐烂病的发生情况,研究病害的发生规律。[方法]2011年5月,在腐烂病发病较重的栖霞、海阳等地选择21个农户的果园,对腐烂病的发生情况进行了调查。[结果]结果表明,21个果园中具有新病疤的病株率为68.20%,死株率为2.76%,平均受害枝量为23.98%,死枝量10.74%,病株率超过50%的果园占25%~30%,总体发病情况比一般年份严重。调查共发现967块新病疤,平均每株2.32块,其中源自剪锯口的病疤占80.04%,从旧病疤复发的病疤占60.29%。[结论]2010年秋季的连续阴雨、冬季低温和2011年春季干旱可能是导致烟台苹果产区2011年春季腐烂病大发生的主要原因。剪锯口是腐烂病菌侵染的主要途径,旧病疤复发是春季腐烂病发病的主体。     

苹果树腐烂病菌Zn(Ⅱ)2Cys6类转录因子Vmzctf-07的鉴定及其功能分析

转录因子是真菌生命过程中重要的调控因子,探究转录因子在苹果树腐烂病菌Valsa mali致病过程中的作用,能够为解析病菌致病机理奠定基础。通过构建Vmzctf-07基因的酵母单杂交和亚细胞定位表达载体,进行转录激活域验证和亚细胞定位分析;通过创制Vmzctf-07基因缺失突变体和回补菌株,进行生长速率、非生物胁迫和致病力测定。结果表明,Vmzctf-07具有转录激活功能,转录激活域可能存在于down区段（aa 1 455~aa 1 644）。Vmzctf-07定位于细胞核中,符合转录因子典型特征。Vmzctf-07敲除突变体的生长速率和致病力均显著下降,同时该基因参与病菌响应渗透胁迫和氧化胁迫。综上,Vmzctf-07具有转录激活功能和核定位信号,且参与调节V.mali的生长发育、非生物胁迫和致病过程。     

苹果树腐烂病菌Argonaute基因鉴定及功能初步分析

Argonaute(AGO)蛋白作为沉默复合体RISC的重要组成部分,直接影响小RNA分子的调控功能。为了明确苹果树腐烂病菌(Valsa mali)AGO蛋白的生物学功能,以揭示苹果树腐烂病菌小RNA分子作用机制奠定基础。本研究从苹果树腐烂病菌基因组中比对出2个AGO蛋白的编码基因VMAGO1和VMAGO3,序列分析发现其均具有Argonaute的标志性功能结构域PAZ和PIWI,并与粗糙脉孢菌和构巢曲霉的AGO蛋白具有高度的同源性。基于同源重组原理成功获得了VMAGO1和VMAGO3的基因单缺失突变体,其菌落、菌丝形态及菌落生长速率与野生型03-8相比没有明显变化。此外,VMAGO1和VMAGO3的缺失不影响病菌对盐离子胁迫的响应,而VMAGO3能够参与病菌对pH、H2O2胁迫的响应,且VMAGO3的缺失能够影响病菌的致病力,其具体调控机理还需进一步验证。     

双交换同源重组法构建Thermus thermophilus基因无痕敲除突变体

为在噬热栖热菌(Thermusthermophilus)中开収无需筛选标记的基于双交换同源重组的基因无痕敲除手段,以大质粒及染色体上的TTP0042与TTC0340_0341为靶基因,构建含有其两侧同源臂的基因敲除载体幵转化T.thermophilusHB27细胞,将转化混合物涂布于不含筛选物质的培养基上,通过PCR及Southern杂交检验转化子的基因型。结果表明,采用线状的TTP0042基因敲除载体迚行转化,获取表观Δ0042突变体的概率为10–4,而使用闭合环状载体,该概率可达10–3;基因型及表现型分析显示,这些表观Δ0042均为TTP0042无痕敲除型突变体。该敲除手段在染色体上的基因TTC0340_0341中得到验证,从300个单菌落中成功鉴定出了1个Δ0340_0341突变株。     

苹果树腐烂病菌根皮苷水解酶基因Vmlph1的功能

为明确根皮苷降解酶在苹果树腐烂病菌侵染过程中的作用,从苹果树腐烂病菌基因组序列中鉴定出候选根皮苷降解酶基因Vmlph1,利用Double-joint PCR和PEG介导的原生质体转化技术构建Vmlph1敲除突变体,观察突变体营养生长状况、产孢情况以及致病力的变化;利用HPLC方法检测基因敲除对根皮苷降解速率的影响。结果发现,经PCR及Southern blot验证后获得Vmlph1基因的敲除突变体;与野生型菌株相比,突变体菌落颜色变白,生长速率和产孢能力显著降低;接种到叶片和枝条上,突变体致病力显著降低;突变体根皮苷降解能力与野生型没有显著差异;在根皮苷诱导下,野生型菌株黑色素合成调控转录因子Cmr1基因的表达量显著上调,但突变体Cmr1基因的上调倍数显著低于野生型菌株。表明,根皮苷降解酶基因Vmlph1与苹果树腐烂病菌营养生长、致病力、分生孢子的产生及黑色素合成有关。     

PEG介导的Botryosphaeria dothidea突变体库表型分析及致病突变体筛选

对已建立的PEG突变体库中随机挑选的320株突变体菌株进行表型和致病性筛选,获得表型或致病性显著变化的菌株。将突变菌株及野生菌株接种至PDA培养基,观察生长3d和7d时菌落颜色及形态,测量菌落直径。将表型变化菌株及野生菌株接种于离体富士叶片,测量接种5d后病斑直径。生长速率检测显示有40株生长速率加快,有3株生长速率显著下降。14株突变体菌落颜色发生明显变化,菌落呈黑色或纯白色;15株突变体菌落形状不规则且气生菌丝稀疏;其中7株同时具有两种表型特征。致病性测定获得致病性增强突变体s104和致病性减弱突变体s172。所筛选的320株突变体中,表型异常菌株占6.8%,同时获得两株致病性变化菌株,对进一步揭示Botryosphaeria dothidea的致病机理具有重要价值。     

苹果黑腐皮壳菌侵染苹果枝干过程的转录组分析

苹果黑腐皮壳菌(Valsa mali var. mali)引起的苹果树腐烂病是我国苹果产区发生严重的病害之一,了解病原菌侵染寄主不同时期的基因表达有助于揭示病菌的致病机制和苹果抗病机制。本实验应用Illumina平台对苹果黑腐皮壳菌侵染不同时期的寄主枝干发病过程进行转录组测序,同时通过与未侵染的病原菌和寄主组织进行比较。在病原菌侵染过程中,病原菌中发现4092个差异表达基因,寄主中发现16966个差异基因,通过对三个时期的上调差异表达基因进行GO和KEGG分析,结果表明病原菌侵染导致了寄主细胞壁降解、毒素物质合成、寄主抗毒物质分解和自身营养调节等过程;寄主主要通过膜脂过氧化作用、活性氧清除酶和防御酶抵抗病原菌的入侵。上述研究明确了苹果黑腐皮壳菌与寄主互作的生物学过程,为探讨病菌与寄主的分子互作机制奠定基础。     

苹果树腐烂病菌分隔蛋白基因VmImp2的功能研究

旨在研究苹果树腐烂病菌(Valsamali) VmImp2基因的功能,以期揭示腐烂病菌的生长发育及致病机理。利用生物信息学软件对 VmImp2进行蛋白序列及进化分析;利用Double-joint PCR和PEG介导原生质转化的方法,获得腐烂病菌 VmImp2的缺失突变体和回补菌株;利用十字交叉法以及伤口接种法,研究 VmImp2对病菌营养生长,繁殖体产生以及致病力的影响。生物信息学分析显示, VmImp2编码1 487个氨基酸,编码蛋白属于PCH(Pombe Cdc15 homology)家族,含有典型的FCH(Fes/CIP homology, F-BAR)和SH3(Src Homology 3)结构域,与梨树腐烂病菌(V.pyri)的Imp2蛋白亲缘最近。对基因进行敲除后,共获得5个缺失突变体菌株。表型分析显示,缺失突变体的营养生长受到明显影响,表现为菌丝更加稀疏,生长速率明显减缓。同时,突变体的繁殖体产生能力以及对枝条的侵染能力基本丧失。5个突变体的表型一致。将基因回补之后,共获得3个回补菌株,突变体表型缺陷基本恢复到野生型水平。说明 VmImp2基因参与苹果树腐烂病菌的营养生长、繁殖体形成以及致病过程。     

苹果树腐烂病菌T-DNA插入突变体的筛选及Vmzfp3基因的功能分析

本研究采用接种离体枝条的方法,对150个苹果树腐烂病菌的T-DNA插入突变体库中的突变体进行了致病性的筛选,经过多次试验得到了3个致病力明显减弱的突变体,编号为X4379,X4368,X4468。基因组重测序结果显示,突变体X4379有2个T-DNA插入位点,分别是锌指蛋白3(Vmzfp3)和跨膜蛋白42(Vmtme42)。以苹果树腐烂病菌的全基因组序列为依托,设计引物,构建敲除载体以及互补表达载体。运用PEG的方法转化苹果树腐烂病菌,分别获得Vmzfp3和Vmtme42的敲除转化子和互补转化子。对Vmzfp3和Vmtme42基因敲除转化子、互补转化子以及野生型苹果树腐烂病菌菌丝形态和致病力进行分析。与野生型菌株03-8相比,Vmzfp3的敲除转化子的菌丝生长速率明显减慢,致病力也明显下降,其互补转化子使得这些功能缺陷均得以恢复。Vmtme42的敲除转化子无明显区别。由此证明基因Vmzfp3对病菌的菌丝生长,病菌的致病力具有调控作用。     

10种生物源杀菌剂对苹果树腐烂病菌的室内活性评价

为筛选出对苹果树腐烂病防治高效的生物源杀菌剂,采用菌丝生长速率法、分生孢子萌发法和离体枝条接种法,测定了10种生物源杀菌剂对苹果树腐烂病菌(Valsa mali)菌丝生长和分生孢子萌发的抑制效果及其在苹果离体枝条上的保护作用。结果表明,10种供试生物源药剂对腐烂病菌均有一定的抑制效果,除3%中生菌素WP外,其他9种药剂对分生孢子萌发的抑制效果均优于对菌丝生长的抑制效果。其中,300亿·g^-1解淀粉芽孢杆菌WP、1 000亿·g^-1枯草芽孢杆菌WP和复合微生物菌剂3种药剂的室内毒力最强,对菌丝生长和分生孢子萌发的EC₅₀分别为0.69、0.89、1.88、0.19、0.039μg·mL^-1和0.064μg·mL^-1。其次为0.5%氨基寡糖素AS、3%中生菌素WP、5%香芹酚AS、0.5%小檗碱AS和0.4%蛇床子素SL 5种药剂,对菌丝生长的EC₅₀为26.06～290.7μg·mL^-1,分生孢子萌发的EC₅₀为8.29～136.0μg·mL^-1。而0.3%苦参碱EC和2%农抗120AS对菌丝生长的EC₅₀均>2 000μg·mL^-1,显著>其他几种药剂,室内毒力最差。离体枝条保护试验结果表明,300亿·g^-1解淀粉芽孢杆菌WP、1 000亿·g^-1枯草芽孢杆菌WP、0.5%氨基寡糖素AS和复合微生物菌剂对离体枝条保护作用最强,其室内防效均>85%,而0.3%苦参碱EC和2%农抗120AS保护作用最差,其室内防效与其他药剂之间存在显著差异,这与室内毒力测定结果相一致。综上所述,300亿·g^-1解淀粉芽孢杆菌WP、1 000亿·g^-1枯草芽孢杆菌WP、复合微生物菌剂和0.5%氨基寡糖素AS 4种药剂可作为防治苹果树腐烂病的替代生物源杀菌剂。     

苹果腐烂病菌原生质体制备与再生条件优化

大量高质量且能再生的原生质体是真菌遗传转化、基因修饰的重要保证。本试验选用苹果腐烂病菌强致病力菌株SDAU11-175,从酶种类、菌丝年龄、酶解时间、渗透压稳定剂及再生培养基五个方面对原生质体制备及再生条件进行了优化。结果显示:获得苹果腐烂病菌原生质体最大产量的条件是菌丝年龄54 h、3%崩溃酶和3%裂解酶组合、0.7 mol/L NaCl作为渗透压稳定剂、28℃酶解3 h,所得原生质体在YPS培养基上再生效果最好,再生率可达42.21%。     

苹果黑腐皮壳菌CAP超家族蛋白基因鉴定及毒性功能分析

[目的]CAP(Cysteine-rich secretory protein,Antigen 5 and Pathogenesis related protein 1)超家族蛋白广泛存在于真菌、细菌、动植物等物种,并且参与病原菌的致病过程.本研究旨在鉴定苹果树腐烂病致病菌——苹果黑腐皮壳菌(Valsa mali)的C...     

2株不同地理来源的苹果树腐烂病菌对甾醇生物合成抑制剂类杀菌剂的交互抗药性及生物适合度分析

测定2株不同地理来源的苹果树腐烂病菌对甾醇生物合成抑制剂（SBIs）类杀菌剂的交互抗药性及生物适合度,为SBIs类杀菌剂在苹果树腐烂病的防控上提供理论依据。采用菌丝生长速率法分别测定2株不同地理来源的苹果树腐烂病菌对3种甾醇生物合成抑制剂类杀菌剂和1种苯并咪唑类杀菌剂的交互抗药性,通过繁殖体数量测定法、生物量测定法、离体枝条接种法测定其生物适合度。结果表明,2株病菌（VM09和VM01）对SBIs类杀菌剂苯醚甲环唑、戊唑醇、抑霉唑的敏感性存在显著差异,苯醚甲环唑、戊唑醇、抑霉唑对VM09的EC₅₀值分别是VM01的10.49、9.03、79.09倍,表明腐烂病菌对检测药剂存在正交互抗药性;而对苯并咪唑类杀菌剂甲基硫菌灵无显著差异,不存在交互抗性。对2株病菌的生物适合度分析发现,其生长速率、繁殖体数量、菌丝干重以及对NaCl的渗透敏感性均存在显著差异,但致病力无显著差异。苹果树腐烂病菌菌株VM09对SBIs类杀菌剂存在正交互抗药性,且对SBIs类杀菌剂敏感性降低的菌株的生物适合度发生了明显变化,在一定程度上增加了其适生性。     

多效灵防治苹果树腐烂病试验

本试验对多效灵防治苹果树腐烂病进行研究．试验结果表明：多效灵５０倍液当年防效为１００％，次年防效为９０．１％；多效灵１００倍液当年防效为８３．５％，次年防效为７９．９％。均显著高于福美砷的防治效果。     

影响苹果树腐烂病菌侵染致病的流行因子

[目的]腐烂病是苹果树的重要枝干病害,主要造成死枝、死树.论文旨在明确低温等环境因子和枝条龄期等寄主因子对腐烂病菌(Valsa mali)侵染致病的影响,分析腐烂病流行成灾的原因,为腐烂病的流行预测和防控提供依据.[方法]通过人工控制环境条件下的接种试验,检测腐烂病菌在苹果枝干各部位的定殖率,观测腐烂病菌在伤口内的定殖...     

苹果树腐烂病菌多聚半乳糖醛酸酶基因Vmpg7和Vmpg8的功能

【目的】前期转录组分析表明苹果树腐烂病菌（Valsa mali）两个多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)基因Vmpg7和Vmpg8在病菌侵染定殖过程中显著上调表达。论文旨在分析Vmpg7和Vmpg8在病菌营养生长、致病力、果胶酶活性、对果胶的利用等方面的作用及基因双敲除对同家族内其他基因表达水平的影响,明确Vmpg7和Vmpg8在病菌致病过程中的生物学功能,为进一步解析苹果树腐烂病菌致病分子机理提供基础。【方法】通过qRT-PCR检测基因在病菌侵染过程中的表达水平及基因双敲除后PG家族内其他PG基因的表达量;利用double-joint PCR构建基因敲除载体并通过PEG介导的原生质体转化技术进行基因敲除,经4对引物PCR检测及Southern blot验证获得基因单敲除和双敲除突变体,并利用gap-repair技术对基因进行回复;利用PDA培养基常规培养法观察突变体营养生长状况;通过离体接种富士苹果叶片及枝条的方法检测基因缺失对病菌致病力的影响;通过3,5-二硝基水杨酸（DNS）比色法检测各突变体胞外果胶酶活性;利用Czapek培养基培养法分析突变体对果胶的利用情况。【结果】qRT-PCR分析表明,Vmpg7和Vmpg8在病菌侵染3 d后分别上调表达27.73和8.19倍。通过基因敲除技术,分别获得3个Vmpg7基因单敲除突变体、1个Vmpg8基因单敲除突变体和3个Vmpg7/Vmpg8基因双敲除突变体,并获得了Vmpg7和Vmpg8单敲除突变体的回复突变体。将突变体接种到PDA培养基上,菌落形态和生长速率均没有发生变化;接种到苹果叶片和枝条上,Vmpg7单敲除突变体及Vmpg7/Vmpg8双敲除突变体在叶片和枝条上的致病力显著降低,而Vmpg8单敲除突变体在叶片上的致病力显著降低;进一步对果胶酶活性及对果胶的利用分析,发现Vmpg8单敲除突变体及Vmpg7/Vmpg8双敲除突变体胞外果胶酶活性均显著降低,且所有突变体在果胶培养基上生长均明显减慢。此外,基因回复后突变体的致病力、果胶酶活性及在果胶上的生长速率均回复到野生型菌株03-8水平。重要的是,Vmpg7/Vmpg8双敲除后影响了PG家族中其他PG基因的表达水平,3个基因显著上调表达。【结论】多聚半乳糖醛酸酶基因Vmpg7和Vmpg8可能与同家族内其他基因协同作用,通过调节果胶酶活性参与苹果树腐烂病菌致病过程。