广西甘蔗鞭黑粉菌遗传多样性分析

【目的】分析广西甘蔗主产区甘蔗鞭黑粉菌遗传多样性水平,为研究病菌毒力变化及甘蔗病害综合治理提供新思路。【方法】从广西各甘蔗主要产区采集甘蔗鞭黑粉菌样品,提取其中70份单倍体菌株基因组DNA,使用优化的随机扩增多态性DNA标记(RAPD)反应体系和经筛选获得的RAPD引物进行PCR扩增,电泳谱带使用NTSYS 2.1进行聚类分析,并构建系统发育进化树。【结果】使用筛选出的10个RAPD引物进行扩增,获得77条条带,每个引物扩增得到的条带数为4~11条,大小为150~3000 bp,包含6个多态性位点,群体多态位点百分率为7.79%。70个甘蔗鞭黑粉菌的相似系数为0.96~1.00,在0.96的遗传系数上菌株可分为两大类,其中类群1聚集了来自横县校椅镇的两个菌株,其余68个菌株分布在类群Ⅱ中。【结论】广西甘蔗鞭黑粉菌遗传分化度较低,片段多态性和菌株地理来源、寄主和交配型无显著相关性。     

甘蔗鞭黑粉菌ISSR-PCR反应体系的优化

以甘蔗鞭黑粉菌交配型分离物为试验材料,采用CTAB法提取基因组DNA,并对影响甘蔗鞭黑粉菌ISSR-PCR反应体系中的一些重要参数进行摸索和优化试验,建立起适合甘蔗鞭黑粉菌基因组DNA的ISSR-PCR反应体系。优化的反应体系为:在25μL体系中,rTaq DNA聚合酶1.5 U、Mg2+浓度为2.0 mmol/L、dNTP浓度为0.2 mmol/L、引物浓度为0.2μmol/L、DNA模板10～20 ng、10×PCR buffer 1μL、用重蒸水补足25μL。     

萝卜蚜有翅型和无翅型转录组差异分析

采用Illumina测序平台获得了萝卜蚜转录组数据,有翅蚜和无翅蚜混合样本共得到107 992 806条Cleaning Reads,组装得到69 588条Unigene序列,平均长度为716 bp。有翅蚜测序结果共得到44 620 184条Cleaning Reads;无翅萝卜蚜测序结果共得到47 113 716条Cleaning Reads。2组样品差异表达基因的分析表明共有显著性差异表达基因104个,其中表达上调基因有74个,表达下调基因有30个。对差异表达基因进行GO注释及KEGG富集分析显示,Hippo信号通路、甲状腺激素信号通路和催产素信号通路与翅型分化及与之紧密联系的生殖率差异相关性较强。     

广西北仑河口红树林底泥放线菌多样性及其抑制甘蔗鞭黑粉菌活性分析

[目的]分析广西北仑河口红树林底泥放线菌多样性及其次级代谢产物抑制甘蔗鞭黑粉菌活性,为挖掘放线菌新物种及其新型农用杀菌剂打下基础.[方法]选取6种分离培养基,采用稀释涂布法对广西北仑河口红树林底泥样品进行分离培养,ISP2培养基纯化菌株,基于16S rRNA序列分析样品中放线菌多样性,并以牛津杯法对分离得到的菌株进行抑制甘蔗鞭黑粉菌活性测定.[结果]经排重合并和16S rRNA序列比对分析,从广西北仑河口红树林底泥中共分离得到36株放线菌,隶属于6目9科12属,链霉菌属(Streptomyces)为优势菌属,共有5株菌株的16S rRNA序列与标准菌株的相似性低于98.00%,可能为潜在新物种.抑菌活性测定结果表明,36株放线菌中有22株菌对甘蔗鞭黑粉菌有抑制作用,占所分离放线菌总数的61.11%.[结论]广西北仑河口红树林底泥中蕴藏着丰富的海洋放线菌资源,具有开发成新型农用生防杀菌剂的潜力.     

海黄瓜共附生细菌多样性及其对甘蔗鞭黑粉菌的抑制作用

[目的]研究海黄瓜(Pseudocnus echinatus)共附生细菌多样性及其发酵产物对甘蔗鞭黑粉菌的抑制作用,为甘蔗黑穗病的防治及新型生物农药的研发提供新途径.[方法]利用微生物纯培养技术分离纯化海黄瓜的表皮、肠、胃和肠内容物等组织的共附生细菌,并通过16S rDNA序列分析共附生细菌种类多样性及其在海黄瓜不同部位组织的分布特征;采用牛津杯法测定共附生细菌发酵产物对甘蔗鞭黑粉菌的抑制作用.[结果]从海黄瓜各部位组织共分离得到79株共附生细菌,归属于4门26科35属46种;优势菌属为:芽孢杆菌属(Bacillus,16.5%)、鞘氨醇盒菌属(Sphin-gopyxis,8.9%)、小单孢菌属(Micromonospora,6.3%)和柠檬酸杆菌属(Citrobacter,6.3%).分别以甘蔗鞭黑粉菌的"+"型担孢子、"-"型担孢子和菌丝为靶标,采用牛津杯法筛选得到19株活性菌,其中以芽孢杆菌属的BGMRC03005对甘蔗鞭黑粉菌菌丝、"+"型担孢子和"-"型担孢子的抑制作用最强,抑菌圈直径分别为25.40、19.90和14.25 mm.[结论]海黄瓜中可培养细菌种类丰富,且富含对甘蔗鞭黑粉菌有抑制作用的菌株.筛选获得的芽孢杆菌属细菌BGM-RC03005对3种鞭黑粉菌形态均有抑制作用,具有开发成为微生物农药的潜力.     

骆驼斯氏副柔线虫雌虫和雄虫比较转录组学分析

为探明骆驼斯氏副柔线虫雌虫和雄虫的转录组差异,挖掘出与性别决定相关的功能基因,采用Illumina HiSeqTM2000分别对其雌虫和雄虫样本进行转录组测序,构建cDNA文库,通过建库质量评估和组装效率评估后对其进行功能注释及相关生物信息学分析。结果显示,比较雌虫和雄虫的转录本,获得6 430个差异表达基因,其中2 131个基因上调;4 299个基因下调。对差异表达基因进行GO功能分类,有341 328和714个Unigenes分别注释到生物学过程、细胞组成和分子功能三大类41个分支中。KEGG数据库分析,有1 116个差异表达基因参与到198条KEGG通路中,显著富集在机体免疫调节,卵母细胞成熟等通路。功能聚类分析中,雌虫样本在生殖发育、产卵、生殖行为中高表达;雄虫在主要精子蛋白、丝氨酸/苏氨酸特异性蛋白磷酸酶中高表达。此外,在雄虫和雌虫中筛选出Tab-3,Tab-5、Fem-1和Mog-3等10种线虫性别决定相关基因,以及8种雄性性别特异表达基因和4种雌性性别特异表达基因,这些基因在虫体性别决定和性别特异性表达中发挥重要作用。本研究利用生物信息学技术预测出雌虫和雄虫差异表达基因在功能分类和代谢通路等方面的生物学特征,挖掘出性别决定基因和性别特异性表达相关基因,为进一步开展斯氏副柔线虫的功能基因组学研究、药物靶点预测和疫苗候选基因筛选提供有价值的数据资源。     

前体调控对Bacillus sp.108菌株发酵合成抑制甘蔗鞭黑粉菌活性物质产量的影响

[目的]研究前体调控对Bacillus sp.108菌株发酵合成抑制甘蔗鞭黑粉菌活性物质24元大环内酯产量的影响,为Bacillus sp.108菌株发酵工艺规模化放大及甘蔗黑穗病的防治提供新途径.[方法]利用单因素优化方法,考察乙酸钠、丙酸钠、正丙醇、异亮氨酸和缬氨酸对Bacillus sp.108菌株发酵合成24元大环内酯的作用,确定有效前体的最佳添加浓度和添加时间;采用平板对峙法测定Bacillus sp.108菌株发酵产物24元大环内酯对甘蔗鞭黑粉菌的抑制作用.[结果]乙酸钠是Bacillus sp.108菌株发酵合成24元大环内酯的最佳前体,在发酵第96 h时添加1.0%乙酸钠,24元大环内酯的产量达104.45μg/mL,比未添加前体发酵的对照组提高58.74%.Bacillus sp.108菌株发酵粗提物对甘蔗鞭黑粉菌菌丝生长具有较强的抑制作用,半数有效浓度(EC50)0为157.94μg/mL.[结论]乙酸钠是Bacillus sp.108菌株发酵合成24元大环内酯较适宜的前体物质,24元大环内酯对甘蔗鞭黑粉菌菌丝生长具有明显的抑制作用,具有开发成微生物农药的潜力.     

芒果2个不同花芽分化时期转录组分析

[目的]分析芒果不同花芽分化时期的转录组,了解成花过程相关基因的表达情况,为芒果开花时间的分子调控机制研究提供理论参考.[方法]以芒果品种南逗迈4号为材料,采用Illumina高通量测序技术,分别对其新梢停长期(I期)和基部膨大期(II期)2个不同花芽分化时期顶芽进行转录组测序,并利用基因功能注释、差异表达基因筛选等生物信息学方法对测序获得的高质量序列进行分析.通过实时荧光定量PCR(qPCR)检测差异表达基因的表达情况以验证转录组测序结果的可信度.[结果]共获得85691条Unigenes,平均长度为870 bp,N50为1077 bp,与UniProt数据库比对,发现48589条Unigenes有同源信息,注释比例为56.7%,广泛涉及细胞组分、生物过程和分子功能三大类,共55个小类,其中参与生物过程的Unigene数量最多(有21个小类),以参与分子功能的Unigene数量最少(有14个小类).以Fold-Change≥2为条件,筛选出花芽分化Ⅰ和Ⅱ期转录组间的2031个差异表达基因,其中1073个基因表达上调,958个基因表达下调,涉及247条代谢通路,富集的KEGG通路为内质网蛋白加工、次生物质的生物合成和积累、糖代谢和光合作用等,其中注释为内质网蛋白加工的基因数量最多.从2个不同时期顶芽的转录组数据中获得了春化、光周期、赤霉素(GA)、成花抑制、自主和年龄等途径的开花相关基因.将MiSOC1、MiVIN3、MiDof和MiMADS1的qPCR检测结果与其转录组测序结果进行比对,发现这4个基因虽然在II期的表达量比Ⅰ期上调差异倍数上存在一定差异,但表达量变化趋势一致,说明转录组测序结果的可信度较高.[结论]芒果花芽分化过程与内质网蛋白加工、次生代谢生物合成、植物激素信号转导、淀粉和蔗糖代谢等途径密切相关,可为芒果花期人工调控和产期调节提供参考.     

萱草根茎低温胁迫转录组分析

低温胁迫是萱草育种和生产中最严重的非生物胁迫之一.该研究以耐冷型和冷敏感型萱草低温处理前后的根茎为材料,利用转录组测序(RNA-seq)技术,比较了耐冷型和冷敏感型萱草在低温胁迫下的基因表达差异.结果表明,4个样品获得的高质量clean reads均大于35880734条;低温处理后,耐冷型萱草差异表达基因数量多于冷敏...     

甘蔗黑穗病菌SCoT-PCR反应体系优化与引物筛选

以甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)交配型菌株基因组DNA为模板,在单因素优化试验的基础上,采用L16(45)正交试验设计,对影响甘蔗黑穗病菌SCoT-PCR反应体系的Mg2+、dNTPs、引物、r Taq DNA聚合酶和模板用量5个因素进行优化,建立优化的甘蔗黑穗病菌SCoT-PCR反应体系:DNA模板12.50ng、dNTPs 0.17mmol/L、引物0.46μmol/L、Mg2+1.7 mmol/L、r Taq DNA聚合酶0.85U、1×Buffer(Mg2+free),总体积25μL。应用优化体系从30条SCoT引物中筛选扩增条带清晰且多态性丰富的10条引物,并利用这10条引物对10份地理来源和寄主来源不同的甘蔗黑穗病菌交配型菌株基因组DNA进行SCoT标记,结果共扩增出86条带,多态性比率为58.67%,平均每条引物扩增8.60条。UPGMA聚类分析结果表明:在遗传相似系数为0.75的水平上,可将10个菌株分为3类,聚类结果与菌株的地理来源有一定的相关性。     

甘蔗栽培种WRKY基因家族鉴定及其在黑穗病菌胁迫下的表达分析

从甘蔗栽培种R570基因组数据库中挖掘到60个ShWRKY(ShWRKY1～ShWRKY600)基因,分布于10条染色体上,每条染色体上有3～13个ShWRKY基因.系统进化树分析表明60个ShWRKY蛋白中,属于Ⅰ、Ⅱ和Ⅲ类的分别有10、32和18个.所有ShWRKY家族成员皆为亲水性核定位蛋白,且除ShWRKY13为稳定蛋白外,其余家族成员都不稳定.ShWRKY基因家族的外显子数目为1～5个,保守基序数目为3～7个.启动子区域序列预测显示,ShWRKY基因包含多个与胁迫、生长发育和激素响应相关的顺式作用元件.表达谱分析显示,ShWRKY基因在甘蔗不同组织中差异表达,且参与对黑穗病菌胁迫的响应过程.RT-qPCR检测结果显示,接种黑穗病菌7 d后,ShWRKY37基因在2个甘蔗抗病品种和1个感病品种中上调表达,而在另外1个感病品种中下调表达;ShWRKY51基因则在抗病品种中下调表达,而在感病品种应答早期(1 d)上调表达.     

The autophagy gene ATG8 affects morphogenesis and oxidative stress tolerance in Sporisorium scitamineum

The basidiomycetous fungus Sporisorium scitamineum causes sugarcane smut that leads to severe economic losses in the major sugarcane growing areas in China,India and Brazil,etc.Autophagy is a conserved pathway in eukaryotes for bulk degradation and cellular recycling,and was shown to be important for fungal cell growth,development,and pathogenicity.However,physiological function of autophagy has not been studied in S.scitamineum.In this study,we identified a conserved Atg8 protein,named as SsAtg8 and characterized its function.Our results showed that autophagy was blocked in the ssatg8Δ mutant,in nitrogen starvation.The ssatg8Δ mutant formed pseudohypha frequently and was hypersensitive to oxidative stress.However,mating or filamenation was unaffected in the ssatg8Δ mutant in vitro.Overall we demonstrate that autophagy is dispensable for S.scitamineum mating/filamentation,while critical for oxidative stress tolerance and proper morphology in sporidial stage.     

小麦蠕孢菌叶枯病菌株间致病性差异研究

对采自不同地区的15个小麦蠕孢菌叶枯病菌株在不同抗性小麦品种上进行致病性测定,结果表明,该菌菌株间致病性有明显差异。移植数代后菌落生长明显减慢,菌丝稀疏、细弱,出现较多畸形分生孢子,致病力明显下降。聚类分析表明,该菌致病性分化现象在菌株不同世代间比较显著,但与菌株地理来源关系不大。     

树木溃疡病菌Botryosphaeria dothidea不同菌株致病力分化与产毒强弱的关系

为了研究溃疡病菌致病力分化与其产毒强弱间的关系,以来源于不同地区、不同寄主上的13个葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea菌株及其毒素原液(培养滤液)对北京杨Populus×beijingensis的30 cm长枝条的致病程度及毒害程度为评价指标,对供试13个溃疡病菌菌株致病力分化、产毒强弱以及致病力分化与产毒强弱间的关系进行了研究.结果表明:供试13个溃疡病菌菌株致病力分化和其产毒强弱差异均极显著,达到0.01显著水平.聚类分析将13个菌株分成强、中、弱等3种不同的致病类群和强、中、弱等3种不同的产毒类群.不同溃疡病菌菌株产毒强弱与其致病力强弱有明显的正相关性,相关系数为0.854.图7表3参13     

树木溃疡病菌Botryosphaeria dothidea不同菌株致病力分化与产毒强弱的关系

为了研究溃疡病菌致病力分化与其产毒强弱间的关系,以来源于不同地区、不同寄主上的13个葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea菌株及其毒素原液（培养滤液）对北京杨Populus × beijingensis的 30 cm长枝条的致病程度及毒害程度为评价指标,对供试13个溃疡病菌菌株致病力分化、产毒强弱以及致病力分化与产毒强弱间的关系进行了研究。结果表明:供试13个溃疡病菌菌株致病力分化和其产毒强弱差异均极显著,达到0.01显著水平。聚类分析将13个菌株分成强、中、弱等3种不同的致病类群和强、中、弱等3种不同的产毒类群。不同溃疡病菌菌株产毒强弱与其致病力强弱有明显的正相关性,相关系数为0.854。图7表3参13     

不同杂草病原真菌的分离及其对野燕麦的致病力

【目的】筛选对野燕麦具有致病作用的生防菌株。【方法】从青海省罹病杂草叶片上分离病原真菌,采用离体生测法和温室盆栽接种法,评价其发酵液对野燕麦的致病性,用盆栽生测法评价其对主栽作物的安全性,并采用形态学结合分子生物学的方法,鉴定其对野燕麦致病力较强的菌株。【结果】分离获得了XN-1、XN-3、XN-4、XN-9和GD-13 5株病原真菌,其中XN-1、XN-3和GD-13的发酵液对野燕麦离体叶片表现出较强的致病力,对种子的萌发抑制作用明显,对野燕麦表现出较强的侵染力,显著抑制植株的生长发育,且对青海省主栽作物中的蚕豆和豌豆相对安全。经鉴定,XN-1、XN-3和GD-13分别为链格孢(Alternariasp.)、黑附球菌(Epicoccum nigium)和短小茎点霉(Phoma exigua)。【结论】XN-1、XN-3和GD-13有望成为防除阔叶田野燕麦的真菌除草剂的候选菌株。     

不同杂草病原真菌的分离及其对野燕麦的致病力

【目的】筛选对野燕麦具有致病作用的生防菌株。【方法】从青海省罹病杂草叶片上分离病原真菌,采用离体生测法和温室盆栽接种法,评价其发酵液对野燕麦的致病性,用盆栽生测法评价其对主栽作物的安全性,并采用形态学结合分子生物学的方法,鉴定其对野燕麦致病力较强的菌株。【结果】分离获得了XN-1、XN-3、XN-4、XN-9和GD13 5株病原真菌,其中XN-1、XN-3和GD-13的发酵液对野燕麦离体叶片表现出较强的致病力,对种子的萌发抑制作用明显,对野燕麦表现出较强的侵染力,显著抑制植株的生长发育,且对青海省主栽作物中的蚕豆和豌豆相对安全。经鉴定,XN-1、XN-3和GD-13分别为链格孢(Alternaria sp.）、黑附球菌(Epicoccum nigium)和短小茎点霉(Phoma exigua)。【结论】XN-1、XN-3和GD-13有望成为防除阔叶田野燕麦的真菌除草剂的候选菌株。