农杆菌介导转化大丽轮枝茵的体系优化

为了揭示大丽轮枝菌的遗传变异和致病机理,以含潮霉素为抗性筛选标记、绿色荧光蛋白GFP为报告基因载体,优化了农杆菌介导转化大丽轮枝菌的遗传转化体系,获得了大丽轮枝菌菌株V991和BP2含绿色荧光蛋白GFP的转化子,转化率达到100×10-6～550×10-6.优化的转化条件为:农杆菌以IM液体培养基调节浓度至OD600=...     

江苏省大丽轮枝菌(Verticillum dahliae)营养体亲和性研究

用硝酸还原酶缺陷型(Nit)突变体技术,对来自江苏省80年代及1991年不同菌株进行了营养体亲和性研究。80年代的65个大丽轮枝菌菌株经含氯酸钾培养基诱导,表型鉴定获得突变体A型(Nit 1)73株,B型(Nit M)77株,C型27株,其它类型4株。亲和性测定表明,仅一株(VD8)与国外落叶型群相亲和,属同一亲和群,其余菌株为非落叶型群。对1991年的35个菌株诱导获得78个A型突变体,19个B型突变体。有5个菌株与国外落叶型群相一致,呈强亲和性反应,其中JC1B及SY12两菌株获得A、B两型突变体,可成为我国的落叶型的标准菌株。     

大丽轮枝菌侵染棉花幼苗过程中内源水杨酸响应的初步分析

大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)会引起棉花黄萎病,是棉花可持续发展的主要障碍之一。为了揭示棉花幼苗对真菌病原的免疫反应途径,本研究利用带有增强型绿色荧记s GFP的大丽轮枝菌Vd592-G对5个不同品种棉花进行侵染,并对侵染发生后不同时间不同部位的棉花组织进行内源水杨酸含量的测定。结果表明：(1)不同棉花品种、不同取样部位对植株内源性水杨酸含量存在极显著(P<0.01)的影响,但两者的交互性不显著。(2)相同部位的不同棉种间水杨酸含量不存在显著差异,相同棉种间不同部位的水杨酸含量不存在显著差异,两者的交互作用不显著;但是同一棉种间的根、茎、叶接种后内源水杨酸含量变化呈现极显著相关(P<0.01)。(3)属抗黄萎病类型的棉花植株水杨酸含量显著小于属耐黄萎病类型的棉花植株(P=0.033)。(4)不同抗病性品种的植株水杨酸含量的差异性主要体现在根部。(5)同一抗病类型的棉花植株中根、茎、叶的水杨酸含量变化呈现极显著相关,不同抗病类型的棉花植株中只有茎部位的水杨酸含量存在显著相关。(6)‘海7124’茎部和‘新海14号’茎部的水杨酸含量变化存在极显著相关、‘...     

大丽轮枝菌酵母双杂交cDNA文库的构建

为了分离克隆与植物互作的大丽轮枝菌致病相关蛋白基因,利用SMART技术构建了大丽轮枝菌酵母双杂交c DNA文库。结果表明,构建的文库滴度为5.2×107cfu/m L,库容为3.9×107cfu;文库c DNA插入片段长度主要分布在0.5~2.0 kb,平均为1 kb;文库重组率为96%。表明文库质量较好,为筛选与植物互作的大丽轮枝菌致病蛋白基因奠定了基础。     

我国棉花大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)电泳图谱分析

对24株来自不同地区、作物的不同致病类型的大丽轮枝菌,进行了同工酶和可溶性蛋白电泳图谱分析。结果表明,24株大丽轮枝菌苹果酸脱氢酶酶谱具有种的特异性,酯酶酶谱具有属的特异性。谷氨酸脱氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶和可溶性蛋白电泳图谱与病菌的致病类型有关,可将24株大丽轮枝菌分为2群,群Ⅰ包括20个菌株,均属于中等致病力或弱致病力的非落叶型菌系;群Ⅱ包括4株菌,均属于强致病力的落叶型菌系。     

大丽轮枝菌与陆地棉互作过程中棉花次生代谢产物分析

【目的】分析大丽轮枝菌与棉花互作过程中的差异代谢产物,发现棉花对大丽轮枝菌防御机制的新线索。【方法】以中棉所24为供试棉花品种,在棉苗2片真叶期伤根接种大丽轮枝菌或无菌水,获得病原菌处理和健康对照的根、茎、叶组织样本材料,采用超高效液相色谱电喷雾质谱(UPLC-ESI-MS)技术对样本材料的70%(体积分数)甲醇水溶液提取物进行分离与检测,经在线XCMS软件处理获得代谢组数据,经多元统计和t检验,获得处理间差异代谢产物,基于相对分子质量实验值与棉花代谢产物准确值比较确定代谢产物的种类。【结果】UPLC-ESI-MS分析棉花代谢组时,负离子检测模式比正离子检测模式效率更高。在棉苗根、茎、叶组织中发现,大丽轮枝菌处理与健康对照有重要差异的代谢产物为576个,主要存在于棉花根部,其中77个鉴定为倍半萜类、二萜类、黄酮类、碳水化合物、脂肪族和酚类物质。除倍半萜物质外,咖啡酸、紫云英苷、异紫云英苷、五桠果素、儿茶素、棉花素-8-鼠李糖苷、棉籽菁、草质素-7-葡萄糖苷、白矢车菊素、槲皮素-3’-葡萄糖苷、槲皮素-3-葡萄糖苷、槲皮素-7-葡萄糖苷、α,2’,3,3’,4,4’,6-庚羟基查耳酮2’...     

大丽轮枝菌混合侵染棉花的研究

利用绒毛型变异体 (B型 )的形态特征 ,采用不同形态类型的菌株混合接种、再分离后分别进行致病力和营养体亲和性测定的方法 ,证明不同致病力的大丽轮枝菌菌株可以共同侵染同一株植物 ,在菌株间不同浓度混合比例的接种中 ,混合侵染率约占总侵染率的 1 /1 5至 1 /3。是一种研究不同致病力的菌株在寄主体内互作动态和分布情况的简便方法。由此提出在黄萎病研究中为防止不同致病力菌株对研究结果的干扰 ,应以使用单孢菌株为宜 ;由于形态变异体容易识别 ,在研究棉花黄萎病的交叉保护现象中可加以利用     

荧光标记基因转化棉花黄萎病菌及标记菌系选育

为了研究黄萎病菌的侵染机制,通过农杆菌介导的转化方法,将绿色荧光蛋白基因sGFP导入落叶型黄萎病菌VD07038,将红色荧光蛋白基因mCherryRFP导入非落叶型黄萎病菌Bp2中,分别获得了具有绿色、红色荧光信号的阳性转化子。经过分子验证和连续继代培养,证明了这些转化子具有遗传稳定的对潮霉素的抗性。通过对转化子的菌落形态、生长速度和致病力进行检测,发现大部分转化子与野生型基本一致,少量转化子发生变异,其中转化子Bp2R-30不能产生微菌核,致病力显著下降。利用荧光显微镜观察了转化子VD07038G-10在感病棉花品种苏棉22幼苗根部的侵染情况。结果表明,在接菌12 h后VD07038G-10的孢子可吸附在根表面;接种7~9 d后,菌丝入侵到棉花根部的维管组织。本研究获得的荧光蛋白标记的棉花黄萎病菌VD07038G-10可用于实时观测黄萎病菌侵染棉花根系的过程,并且可以定量鉴定不同棉花品种对该菌系的抗性,为棉花黄萎病菌抗性鉴定提供一种新方法。     

陆地棉品种对多个大丽轮枝菌菌株的抗性分析

对几个陆地棉黄萎病抗源用多个菌株分别接种鉴定。结果表明，它们对不同菌株的抗性可能是由不同基因决定的。例如Ｒ０１中有多个抗不同大丽轮枝菌菌株的抗病基因；Ｒ１８能抗４个落叶型菌株，且表现一致，这说明Ｒ１８的抗病基因与Ｒ０１的抗病基因在本质上可能不同。Ｒ０１和Ｒ０３中的２个株行能抗或耐所有试验用菌株尤其是落叶型菌系。Ｒ１８的选择过程为选育棉花高抗黄萎病品种提供了可能参考的实例。抗源材料的分析结果表明，一个品种或株行的抗性鉴定必须进行两次以上，在感病株行中分离出来的抗病单株，是新品种、新材料的希望所在，也是不能遗传的假抗病材料（诱导性抗病）的最大怀疑对象。     

大丽轮枝菌侵染陆地棉早期的转录组分析

【目的】旨在深入挖掘大丽轮枝菌致病相关基因。【方法】运用转录组测序技术比较分析了强致病力大丽轮枝菌Vd991在侵染陆地棉品种Coker 312早期阶段的基因表达情况。【结果】对Vd991侵染前后的转录组数据进行差异表达分析,共筛选到979个差异表达基因(Differentially expressed genes,DEGs),其中376个上调,603个下调。通过基因注释和功能分类发现,这些DEGs涉及细胞增殖与生长、产孢、碳水化合物结合、蛋白激酶活性调节、裂解酶活性、水解酶活性等功能。对上调DEGs进行基因本体(Gene ontology,GO)功能富集分析,发现共有277个GO词条达到显著富集水平(P0.05),涉及生长速率正向调控、核苷酸合成、解旋酶活性等功能;京都基因与基因组百科全书(Kyoto encyclopedia of genes and genomes,KEGG)通路分析表明,上调DEGs参与53个代谢通路,包括嘧啶代谢、嘌呤代谢等。【结论】在早期侵染过程中,大丽轮枝菌细胞增殖相关基因表现活跃。上述分析为进一步揭示大丽轮枝菌的致病机理提供了有价值的参考。     

棉花黄萎病菌致病类型研究

以研究手段为主线,从形态学特征、凝胶电泳、血清学反应、营养体亲和性及几项分子生物学技术等方面讨论了目前国内外在划分棉花黄萎病菌种内致病类型上的研究进展状况,并在本文基础上作了总结。     

棉花黄萎病拮抗细菌LC-04菌株的抗菌蛋白产生条件研究

LC-04菌株是从棉花叶部组织中分离出的一株类芽孢杆菌,其发酵液上清液的硫酸铵沉淀物对大丽轮枝菌V-190菌株的生长具有明显的拮抗作用,实验证明发酵液中含有蛋白质类抗菌物质。LC-04菌株的适宜发酵条件为:在pH7的LBG培养基中于30℃,180 r.min-1摇床振荡培养48 h,用70%硫酸铵对LC-04菌株发酵液上清液进行盐析,可以沉淀最多的抗菌蛋白。     

几种氨基酸铜对大丽轮枝菌产生毒素蛋白的影响

用几种氨基酸铜溶液处理大丽轮枝菌,阴离子交换层析分离培养液中的毒素蛋白,并进行棉苗的致萎实验,比较了各氨基酸铜制剂对大丽轮枝菌毒素蛋白产生的影响。实验表明,丙氨酸铜、甘氨酸铜、谷氨酸铜和复合氨基酸铜都在一定程度上抑制了大丽轮枝菌微菌核的形成和毒素蛋白的分泌,而苏氨酸铜促进了毒素蛋白的分泌。说明复合氨基酸铜的抑菌作用是各成分协同作用的结果。     

河北省棉花黄萎病菌致病性的研究

在棉花苗期采用塑料营养钵底部定量注菌液法接种，于昼温２５～２６℃，夜温２０～２２℃的人工培养室中测定了自河北省重点植棉县分离的４０个棉花黄萎病菌单孢菌系和外地５个菌系的致病性。以中棉石系亚、海岛棉海７１２４、陆地棉９３抗１２、辽棉５号、冀棉１１号、农大３６５６个品种为鉴别寄主，以病情指数作为划分抗、感类型的标准，根据在鉴别寄主上的反应，４５个供试菌系可被划分为致病力强的Ⅰ型、致病力中等的Ⅱ型和致病力弱的Ⅲ型，分别占５３．５％、２８．９％、１７．８％。Ⅰ型菌系除使中棉表现抗（耐）病外，海岛棉和陆地棉均表现感病。该类菌系遍布冀中南棉区，其中有７个菌系可使部分品种表现落叶，证明河北省已有落叶型菌系存在。试验还表明，海７１２４、９３抗１２、冀棉１１号和农大３６５４个棉花品种对黄萎病鉴别力较强，可作为鉴别寄主加以应用     

大丽轮枝菌致萎毒力指示菌的筛选及拮抗作用初探

为了筛选可指示Verticillium dahliae致萎毒素毒力大小的指示菌,并对致萎毒素抑制指示菌生长的机理进行初步探讨,采用指示菌平板打孔法,对黑曲霉(Aspergillus niger)BF-3758、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)等12种具有微生物种属代表性的菌株进行筛选;采用拮抗试验、致萎试验结合显微观察的方法,初步探索了Verticillium dahliae致萎毒素对指示菌生长的抑制作用。结果表明,Verticillium dahliae粗毒素对Aspergillus niger BF-3758的生长具有较强的抑制作用,且该抑制作用和粗毒素对离体叶片的致萎作用具有一致性,并存在一定的量效关系,Aspergillusniger BF-3758菌株可以作为Verticillium dahliae致萎毒素的毒力指示菌;Verticillium dahliae粗毒素可抑制Aspergillus niger BF-3758的孢子萌发和菌丝生长,对成熟菌丝也有破坏作用。上述研究可为评价Verticillium dahliae的致病力提供一种操作简便、耗时短、费用低的生物学方法。     

棉花黄萎病拮抗蛋白的分离与纯化

从棉花叶组织中分离到的类芽孢杆菌(Paenibacillus)LC105菌株对棉花黄萎病病原菌大丽轮枝菌具有明显的拮抗作用.该菌株发酵液分别用过滤、高压灭菌及有机溶剂处理,初步证明对大丽轮枝菌产生拮抗作用的物质为蛋白质.LC105菌株发酵液经硫酸铵沉淀、DEAE-Sephadex A-50离子交换层析及Sephacryl S-100凝胶层析分离纯化,得到了分子量为27 kDa的抗菌蛋白.     

黄萎病菌侵染对感病棉花品种叶片蛋白质组的影响

为进一步探索黄萎病菌与棉花的相互作用,以感黄萎病棉花品种冀棉11为实验材料,在接种大丽轮枝菌V991 3 d后提取叶片蛋白,运用双向电泳和质谱分析技术研究黄萎病菌侵染后叶片蛋白质组学的变化。分析发现,与对照相比差异表达量在2倍以上的蛋白点有22个,其中上调表达的蛋白点10个,下调表达的蛋白点12个。质谱鉴定发现,上调表达的蛋白包括ATP合成酶β亚基,Ru Bis CO活化酶1,Ru Bis CO活化酶α2以及果糖-1,6-二磷酸醛缩酶,下调表达的蛋白包括质体叶绿素AB结合蛋白,核酮糖二磷酸羧化酶大链以及核酮糖二磷酸羧化酶小链。分别对下调表达的蛋白rubisco小亚基基因(RBCS)和叶绿素AB结合蛋白基因(cab)、上调表达的蛋白Ru Bis CO活化酶1基因(RCA1)进行荧光定量PCR,发现接种黄萎病菌后3个基因在m RNA水平与蛋白水平上的变化是一致的。通过分析推测,黄萎病菌通过与参与光合能量代谢的蛋白相互作用,破坏植物的光合作用,近而引起棉花叶片的萎蔫与凋零。     

Analysis of Cotton Secondary Metabolites under the Interaction between Verticillium dahliae and Upland Cotton

[Objective] The aim of this study is to investigate the cotton differential metabolites in the interaction between Verticillium dahliae and cotton plant, and to explore new clues for the further study on the defense mechanism of cotton against V. dahliae. [Method] To obtain the cotton root, stem and leaf samples of the pathogen treated and healthy controls, the upland cotton cultivar CCRI 24 was selected as tested cotton material in this paper, and inoculated with V. dahliae conidia or sterile water by injuring root at the 2-true-leaf stage. The 70% (volume fraction) methanol extracts of these samples were separated and detected by ultra-performance liquid chromatography-electrospray ionization-mass spectrometry (UPLC-ESI-MS), and the metabolite data were obtained by the online XCMS software. Through multivariate statistics and student’s t-test, the differential metabolites were investigated. The types of metabolites were putatively identified based on the comparison of the experimental molecular mass and the monoisotopic accurate molecular mass of cotton metabolites. [Result] The efficiency of negative ion mode was higher than that of positive ion detection mode in the cotton metabolites in UPLC-ESI-MS analysis. 576 ions mainly distributed in cotton root were found in the cotton seedling tissues including root, stem and leaf, which were the distinguished differential metabolites between V. dahliae treatment and healthy control. Among them, 77 ions were identified as sesquiterpenoids, diterpenoids, flavonoids, carbohydrates, aliphatics and phenols. In addition to sesquiterpenes, 17 compounds, including caffeic acid, astragalin, isoastragalin, dillenetin, ent-catechin, gossypetin 8-rhamnoside, gossypicyanin, herbacetin 7-glucoside, leucocyanidin, quercetin 3'-glucoside, quercetin 3-glucoside, quercetin 7-glycosides, α,2',3,3',4,4',6-heptahydroxychalcone 2'-glucoside, melibiose, sucrose, sucrose 6-phosphate and 1-tetratriacontanol, had not been reported in the literatures on the interaction between V. dahliae and cotton, which may be the novel pathogenesis-related metabolites on cotton Verticillium wilt. [Conclusion] The putative pathogenesis-related metabolites of cotton Verticillium wilt may play an important role in the interaction of cotton defense against V. dahliae, which provides an important clue for exploring the new resistant mechanism of cotton to Verticillium wilt.     

Proteomics Analysis of Gossypium barbadense Leaves with Resistance to Verticillium dahliae under Infection Stress

[Objective] The purpose of this study is to analyze the resistance mechanism of island cotton under Verticillium wilt stress and to find possible resistance genes. [Method] The cotton resistance mechanism under the stress of Verticillium dahliae was studied by protein two-dimensional electrophoresis and mass spectrometry at the protein level. [Result] In the leaves, eleven proteins were down-regulated and 15 proteins were up-regulated after 2 hours of inoculation with Verticillium dahliae. The down-regulated proteins were mainly related to photosynthesis and carbon assimilation, and then we deduce that Verticillium dahliae is mainly broken cotton photosynthetic system to cause cotton susceptibility. The up-regulated proteins were mainly related to photosynthesis and benzoquinone reductase, beta-D-galactosidase, 14-3-3f protein and other disease-resistant protein. [Conclusion] It is speculated that the defense mechanism of island cotton on Verticillium wilt may occur at two levels: one is passive defense, it is manifested that the isoproteins of the down-regulated proteins such as chloroplast II AB binding protein and ribulose diphosphate carboxylase are highly expressed to maintain the stability of the island cotton photosynthetic system, the histone and 14-3-3f protein are highly expressed to keep the cell stability; the second is active defense, it is manifested that the high expressed β-D-galactosidase and benzoquinone reductase may be involved in the resistance of island cotton to Verticillium wilt.