玉米大斑病菌HT-毒素对玉米细胞VC氧化酶活性的影响

玉米大斑病菌在体外培养可以产生对寄主玉米具有致毒活性的代谢产物———ＨＴ－毒素,它对玉米叶片细胞ＶＣ氧化酶的活性具有一定的抑制作用。表现为：ＨＴ－毒素处理后,供试的ＯＨ４３和ＯＨ４３Ｈｔ１２个玉米自交系的ＶＣ氧化酶活性虽然与ＣＫ处理的变化趋势一样,即在０～１２ｈ上升和在１２～４８ｈ下降,但比ＣＫ上升慢,下降快;而且,这种抑制作用还表现了一定的寄主选择活性。ＨＴ－毒素中加入强氧化剂Ｈ２Ｏ２后,对ＶＣ氧化酶的活性没有明显的提高和降低作用。     

转录因子ZmMYB153与TPL/TPRs蛋白的互作研究

转录因子MYB44通过EAR基序与TPL/TPRs蛋白直接互作,参与植物抵抗生物和非生物胁迫过程,其同源蛋白ZmMYB153的功能和调控机制尚未明确。本研究利用酵母双杂交(Yeast two-hybrid, Y2H)技术,对ZmMYB153与TPL/TPRs(TOPLESS/TOPLESS-related proteins)蛋白之间的互作关系进行研究,结果发现,共同转化ZmMYB153与TPR2组合(AD-ZmMYB153+BD-TPR2、BD-ZmMYB153+AD-TPR2)的酵母菌落在-Leu/-Trp、-Leu/-Trp/-His和-Leu/-Trp/-His+3-AT培养基上均能正常生长;而其他组合以及阴性对照组合的酵母菌落均不能在-Leu/-Trp/-His+3-AT培养基上正常生长,表明ZmMYB153与TPR2蛋白在酵母细胞中能够直接互作;与阳性对照相比,共转化EAR基序突变的ZmMYB153-mEAR与TPR2组合(AD-ZmMYB153-mEAR+BD-TPR2、BD-ZmMYB153-mEAR+AD-TPR2)的酵母不能在-Leu/-Trp/-His+3-AT培养基上生长,表明EAR基序是ZmMYB153与TPR2蛋白在酵母中互作的关键位点。研究结果为阐明ZmMYB153在玉米生长发育和抵抗生物/非生物胁迫中的功能及其调控机制奠定了基础。     

玉米大斑病菌2号小种毒素的生物测定与组分分析

试验用３种有机溶剂按极性大小的顺对玉米大斑病菌菌２号小种毒素进行了萃取，并对各萃取物进行生物测定，结果表明，乙酸乙酯相和水相对玉米叶片及根冠细胞的毒性最大，故推测特异性组分的极性很大，介于乙酸乙酯和水之间，且该组分在乙酸乙酯和水中溶解度最大，进而将培养滤液用乙酸乙酯进行萃取，并对粗提物进行组分分析,。得到了含有５种组分和ＨＰＬＣ谱图。     

高渗胁迫对玉米大斑病菌生长发育及STK1表达的影响

【目的】观测高渗胁迫对玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）生长发育的影响,探讨甘油是否为病菌细胞中的渗透调节物质,分析STK1在高渗胁迫下的表达规律。【方法】采用2种高渗胁迫条件处理玉米大斑病菌,分析高渗胁迫对病菌生长发育的影响;检测高渗胁迫下菌丝细胞中甘油含量的变化,明确甘油是否为病菌中的渗透调节物质;利用半定量RT-PCR方法,分析高渗胁迫条件下STK1表达规律。【结果】玉米大斑病菌菌丝细胞的等渗液浓度为0.78 mol•L-1;在高渗胁迫条件下,菌落颜色均发生显著变化。1 mol•L-1 NaCl处理后菌落呈红褐色,菌落的生长速率也受到到明显的抑制;在1 mol•L-1NaCl胁迫下菌丝细胞中原生质体浓缩,出现明显的浓缩颗粒;随胁迫时间的延长和渗透胁迫物质浓度的增加,细胞中甘油含量显著增加;STK1在高渗胁迫48 h内表达量稳定增加。【结论】高渗胁迫抑制玉米大斑病菌菌落生长,改变菌落颜色,使菌丝细胞中原生质体高度浓缩,部分菌丝膨大呈球状;甘油是病菌细胞中的一种渗透调节物质;STK1参与调控病菌的渗透胁迫反应。     

灰葡萄孢菌核形成缺陷突变体的遗传分析

本研究通过筛选灰葡萄孢的ATMT突变体库,获得了1株不形成菌核,孢子产量明显减少,对番茄叶片的致病力明显增强的菌株BCt41。通过对该菌株进行PCR、Southern杂交鉴定,证明该菌株为遗传稳定的单拷贝T-DNA插入突变体。通过TAIL-PCR技术获得了T-DNA插入位点的侧翼序列,与灰葡萄孢数据库比对表明:T-DNA插入位点位于基因BC1G_02176.1的外显子2中。该基因编码区长1 206bp,含1个54bp内含子,编码383个氨基酸,基因功能未知。本研究结果为进一步研究该基因在灰葡萄孢分生孢子发育、菌核形成及致病过程中的作用奠定了基础。     

2A型蛋白磷酸酶对玉米大斑病菌菌体发育的调控作用

【目的】明确2A型蛋白磷酸酶（PP2A）在玉米大斑病菌致病过程中的作用,为研发新型杀真菌制剂和探讨植物病害防治新策略奠定理论基础。【方法】利用不同浓度的PP2A特异性抑制剂——斑蝥素（cantharidin）处理玉米大斑病菌,研究在该抑制剂作用下玉米大斑病菌的菌落生长、分生孢子产量、孢子萌发、附着胞发育、黑色素合成及HT-毒素活性。【结果】随着斑蝥素浓度的增加,其对菌丝体生长的抑制作用也逐渐增强,当达到160 μmol•L-1时,培养8 d的菌落平均直径仅为对照的41.7%;同时,处理组产孢量均高于对照组,160 μmol•L-1斑蝥素处理组产孢量达到了对照组的15.5倍。分析斑蝥素对病菌分生孢子的萌发、附着胞形成及侵染的影响表明,上述3个阶段对斑蝥素的敏感性由强到弱依次为附着胞形成>分生孢子萌发>附着胞侵染;此外,对照组的胞内黑色素含量为0.13 g•L-1,处理组的胞内黑色素含量均高于对照组,且随着斑蝥素浓度的增加不断升高。【结论】PP2A特异性抑制剂斑蝥素对玉米大斑病菌菌落生长、附着胞发育具有抑制作用,而对分生孢子产生及胞内黑色素的合成具有一定的促进作用。     

玉米大斑病菌Ht－毒素在玉米品种抗病性鉴定中的应用

玉米大斑病菌在活体外产生的致病毒素（Ｈｔ－毒素）不仅能抑制玉米幼苗根和芽的生长，而且对玉米离体根冠细胞也有明显的致死作用。试验发现，玉米大斑菌菌株的致病力与其培养滤液对玉米幼苗根生长的抑制率呈正相关（ｒ＝０．８４），玉米品种的感病性也与毒素处理后根冠细胞的死亡率呈正相关（ｒ＝０．８２）。结论指出，用玉米大班菌Ｈｉ－毒素鉴定玉米品种的抗病性是可行的。     

我国部分常用玉米种质资源对镰孢菌病害的抗性评价

【目的】玉米穗腐病、茎腐病和鞘腐病是我国玉米产区普遍发生的三大镰孢菌（Fusarium spp.）病害,近年来有严重混和发生的趋势,三大病害主要致病菌分别为拟轮枝镰孢（F. verticillioides）、禾谷镰孢（F. graminearum）和层出镰孢（F. proliferatum）。种植抗病品种是控制该类病害最经济有效的方法,本研究旨在筛选出单抗或兼抗穗腐病、茎腐病和鞘腐病的玉米种质,为玉米品种的科学选育和合理布局提供参考。【方法】选取我国玉米种质B73、B37、郑58、昌7-2、齐319等16个常用育种自交系,将玉米穗腐病主要病原菌拟轮枝镰孢、茎腐病主要病原菌禾谷镰孢及鞘腐病主要病原菌层出镰孢分别接种于玉米果穗、茎秆及叶鞘,具体方法为待整株长到吐丝期用连动注射器将拟轮枝镰孢孢子悬浮液沿花丝通道注射到健康玉米果穗;将健康玉米地上第一节的茎部用针扎孔后向其中注射禾谷镰孢孢子悬浮液;将层出镰孢孢子悬浮液沿健康玉米植株叶基部接种到地上2—5节间的叶鞘内。以上各种接种方式均使用无菌水作为对照。在2016年和2018年度进行人工田间接种试验,通过评价穗腐病、鞘腐病的病情指数以及茎腐病发病面积,评估所选自交系对以上镰孢菌引起的穗腐病、茎腐病和鞘腐病的抗性级别。【结果】供试自交系中吉853、OH43和X178对穗腐病表现为中抗,B73、B37、PH6WC、掖478、郑58、9058、昌7-2、浚928、Mo17、A619、PH4CV、齐319和13-1077共13份材料为感病或高感;齐319、PH4CV、Mo17、9058、B37、B73、昌7-2和13-1077共8份材料对茎腐病表现为中抗或高抗,郑58、掖478、PH6WC、浚928、吉853、A619和OH43共7份材料表现为感病或高感;B73、B37、郑58、掖478、PH6WC、9058、昌7-2、吉853、浚928、Mo17、A619、PH4CV、OH43、齐319和13-1077共15份材料对鞘腐病表现为中抗或抗病。从16个自交系所在种群来看,瑞德群对穗腐病表现为感病,兰卡斯特群和唐四平头群对鞘腐病表现为抗病,其他群对3种镰孢菌病害抗性水平的离散程度较大,无明显规律。【结论】供试自交系吉853和OH43对鞘腐病和穗腐病表现为中抗或抗性,齐319、PH4CV、Mo17、9058、B37、B73、昌7-2和13-1077共8份材料对鞘腐病和茎腐病表现为中抗、抗性或高抗,但尚未筛选到对3种病害均有较好抗性的材料,有待于进一步筛选其他种质资源。     

芸薹链格孢毒素致病机理及钝化初步研究

ＡＢ－毒素是由芸薹链格孢产生的一种寄主选择性毒素,这能导致白菜叶片黄化、坏死和萎蔫,破坏白菜叶片细胞的光合作用,降低叶绿素含量,增大叶叶片细胞膜透性,使细胞内电解质外渗。ＫＭｎＯ４、ＫＩ和Ｋ２Ｇｒ２Ｏ７能够钝化ＡＢ－毒素的生物活性,但是,ＫＭｎＯ４只轻微地抑制芸薹链格孢菌丝的生长。     

玉米大斑病菌黑色素合成酶基因的全基因组定位及表达模式分析

【目的】确定玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）黑色素合成酶基因StPKS、St3HNR、St4HNR、StSCD、StLAC1、StLAC2在基因组中的位置和基因结构,分析黑色素合成途径中6个合成酶基因在玉米大斑病菌侵染过程中从分生孢子萌发至穿透不同时期及菌丝生长时期的表达模式,明确6个基因与病菌发育和致病的关系。【方法】利用玉米大斑病菌基因组数据库,通过Blastp相似性搜索,鉴定6个基因在基因组中的定位,解析在基因组中的串联分布情况;收集玉米大斑病菌从分生孢子萌发到侵染的不同时期及菌丝生长时期的菌体材料,提取总RNA,以β-tubulin作为内参基因,根据黑色素合成6个关键酶基因序列设计引物,采用qRT-PCR技术检测基因的表达模式,对比病菌在营养生长和生殖生长时期的表达情况。【结果】在基因组数据库中,玉米大斑病菌黑色素合成酶基因StPKS、St3HNR分别位于scaffold_12的正链和负链上,St4HNR、StLAC2位于scaffold_11的负链上,StSCD位于scaffold_1正链上,StLAC1位于scaffold_7正链上,且StPKS和St3HNR在基因组中串联分布在26.9 kb范围内;6个基因的相对表达量在分生孢子诱导萌发到穿透过程的5个时期中呈上调-下调-上调或上调-下调-上调-下调两种模式;分生孢子时期,StLAC2表达量最高,明显高于其他基因,差异极显著;菌丝生长时期,St3HNR、StSCD表达量最高,明显高于其他基因,差异极显著。【结论】玉米大斑病菌6个黑色素合成酶基因中StPKS和St3HNR在基因组中位置邻近,串联在26.9 kb范围内;6个基因从分生孢子萌发至侵染的5个时期均有表达,表达量存在显著差异,但各基因的表达模式相似,说明6个基因参与了玉米大斑病菌的侵染过程,在玉米大斑病菌的致病方面具有重要作用;同时在菌丝生长时期St3HNR和StSCD发挥的作用更明显,分生孢子时期StLAC2更活跃。