苹果树腐烂病菌GTP-环化水解酶II基因敲除载体构建及其突变体的表型分析

【目的】利用反向遗传学方法构建苹果树腐烂病菌（Valsa mali）中表达GTP-环化水解酶II基因Vmgtp1的敲除载体,通过同源重组的方法进行基因敲除分析目标基因的功能,为全面解析苹果树腐烂病菌致病的分子机制奠定基础,并为有效控制苹果树腐烂病的方法技术和药剂研制提供理论依据。【方法】通过对笔者实验室苹果树腐烂病菌转录组数据的分析比对得到GTP-环化水解酶II基因Vmgtp1（暂命名）,该基因在接种5 d后,在病组织中表现出一定的上调表达,推测该基因可能与苹果树腐烂病菌致病相关。采用Double-joint PCR方法,将目标基因Vmgtp1的上游片段UP、下游片段DOWN及筛选标记潮霉素磷酸转移酶基因（hph）进行片段融合。对得到的PCR产物及质粒pHIG2RHPH2-GFP-GUS进行双酶切,通过T4连接酶,将片段UP-HPH-DOWN连接到质粒pHIG2RHPH2-GFP-GUS上,转化到JM109菌株中,挑取阳性克隆,提取质粒,得到含有hph的Vmgtp1敲除载体,再利用PEG介导的遗传转化获得抗潮霉素的突变体,然后用4对引物对突变体进行PCR检测及Southern Blot验证得到敲除突变体,最后对敲除突变体及野生型菌株03-8进行菌落颜色、菌落大小、繁殖体产生情况等表型分析和接种在离体苹果烫伤枝条上观察病斑大小的致病性检测,对检测数据用SPSS软件进行差异显著性分析。【结果】通过上述方法成功构建了表达GTP-环化水解酶II基因的Vmgtp1敲除载体,并利用PEG介导的遗传转化方法在苹果树腐烂病菌中进行了转化,共获得101个能够在含潮霉素PDA培养基上生长的突变菌株,经过PCR及Southern Blot对101个突变菌株进行分析验证,得到1个敲除突变体,编号为ΔVmgtp1-90。在PDA培养基上,敲除突变体ΔVmgtp1-90与野生型菌株03-8相比,ΔVmgtp1-90菌落平均生长速率为11.33 mm?d-1,03-8平均生长速率为24.67 mm?d-1,突变体菌落生长速率明显变慢,颜色变浅,气生菌丝稀疏;ΔVmgtp1-90光照培养40 d仍无繁殖体的产生,而03-8光照条件下培养15 d后就能产生繁殖体,30 d后有分生孢子从繁殖体上溢出。致病性检测试验发现,接种ΔVmgtp1-90菌株7 d后,富士苹果枝条上病斑的平均直径为9.3 mm,与之相比,接种03-8的苹果枝条病斑平均直径为24.8 mm,ΔVmgtp1-90致病性显著减弱。【结论】通过基因敲除和遗传转化获得苹果树腐烂病菌中表达GTP环化水解酶II Vmgtp1的敲除突变体ΔVmgtp1-90,比较Vmgtp1突变体与野生型菌株的表型及致病性差异,发现Vmgtp1可能参与调控苹果树腐烂病菌菌丝生长和繁殖体的产生过程,并且可能在苹果树腐烂病菌致病过程中起作用,但是是否起主要作用还有待进一步研究。     

陕西省油菜菌核病菌遗传多样性的SRAP分析

利用SRAP分子标记技术对陕西省的144株油菜菌核病菌（Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary）和18株不同寄主来源的菌核病菌进行遗传多样性分析。从150对SRAP引物中筛选得到9对多态性高、稳定性好的引物组合,对不同地区的144株菌株进行PCR扩增共得到76条多态性条带,多态性比例为88.4%,相似系数为0.346~0.936。对不同寄主的18株菌株扩增后得到多态性条带62条,占总数的84.9%;相似系数为0.358~0.976。UPGMA聚类分析显示,不同地区的144株菌在相似系数0.658处被划分为4个类群,第Ⅰ类为汉中类群,主要菌株来源为陕南汉中各县,第Ⅳ类为安康类群,主要菌株来源为陕南安康2县,第Ⅱ与Ⅲ类为混合类群;不同寄主的18株菌在相似系数0.788时被聚为3个类群,其中83.3%的菌株聚在同一类群中但来自不同供试寄主;已知致病力的38株菌在相似系数0.730处被分为3个类群,A类群主要由相对较弱的致病力菌株组成,而B与C类群为致病力混合类群。以上研究结果表明,陕西省油菜菌核病菌存在丰富的SRAP多态性,其遗传多样性与地理来源为总体相关性不明显,与寄主种类及致病力差异也无显著相 关性。     

寡糖诱导向日葵抗锈病超微结构

 【目的】利用电子显微镜技术研究寡糖处理向日葵植株后对锈菌侵染的抑制作用,以揭示寡糖诱发子在细胞学水平的作用机理。【方法】通过寡糖喷雾处理向日葵叶片,2 d后接种锈菌,利用扫描和透射电镜对寄主及病原菌超微结构进行了研究。【结果】诱导处理后有部分夏胞子向内凹陷,萌发受到抑制。寄主细胞对于病原菌的侵入产生了防卫反应结构和物质。表现为寄主细胞壁加厚,染色加深,寄主细胞壁下产生黑色物质沉积;吸器壁加厚,吸器外间质变宽,部分吸器畸形坏死;细胞器变形、空泡化,最终寄主细胞解体、坏死。【结论】寡糖处理对病原菌有一定的抑制作用并可诱导向日葵产生对锈病的抗病性。     

戊唑醇对小麦赤霉菌侵染影响的细胞学研究

采用电镜技术研究了三唑类杀菌剂戊唑醇(tebuconazole)对赤霉病菌Fusarium gramineaum侵染小麦穗部过程的影响.结果表明:人工接种前2天施药,可推迟外稃内表皮、内稃及子房上分生孢子的萌发,但不能完全抑制其萌发,可引起芽管和菌丝严重畸形,不能形成侵染菌丝侵入寄主.而人工接种后2天施药,戊唑醇则严重抑制了病菌菌丝的生长,使寄主体表和寄主组织内的菌丝形态、结构发生了一系列异常变化,并最终塌陷死亡,使菌丝不能扩展到穗轴部位.接种后4天施药,病菌虽已扩展到穗轴,但戊唑醇仍对穗轴中菌丝生长具有明显的抑制作用.对赤霉毒素的免疫细胞化学标记结果表明,药剂处理与未处理的寄主和菌丝细胞中都存在有毒素,但标记密度在药剂处理的寄主和菌丝细胞中明显低于未处理对照.     

BTH对小麦产生白粉病抗性的诱导作用

用化学诱抗剂BTH(benzothiadiazole)分别处理幼苗期和成株期小麦后,再接种小麦白粉病菌,以研究BTH诱发小麦对白粉病产生系统性抗性的能力。结果表明,用BTH处理幼苗期小麦后,小麦白粉病的病情指数较对照显著降低,BTH诱发小麦幼苗对白粉病产生抗性的最佳浓度为0.20~0.25mmol/L,最佳时间间隔应大于6d。对于成株期小麦,在分蘖中期和后期以0.20mmol/LBTH喷雾,对小麦白粉病的防效为60.82%,较对照增产16.00%。说明BTH可以诱导小麦对白粉病产生系统获得抗性,并可用于田间白粉病防治。     

椹瘿蚊形态特征及生活习性研究初报

椹瘿蚊是本所1986年发现的一种桑树种子害虫。属双翅目，瘿蚊科。在陕西关中地区，一年发生一代。以幼虫寄生于雌花子房内为害。被害桑椹畸形，种子不能正常发育。幼虫老熟后弹跳入土，结茧越复、越冬。     

RAPD技术及其在植物病理学上的应用

分析了RAPD技术的原理与优缺点，并总结了近年来该技术在抗性育种、群体遗传、病原物分类检测等植物病理领域内的运用状况。     

转LTP基因T_0代小麦的获得及抗条锈病鉴定

以小麦生产品种小偃22、科农199和西农1376为受体品种,植物抗菌蛋白基因LTP作为目的基因,构建pAHC25-LTP表达载体,利用基因枪法转化小麦幼胚愈伤组织,获得转LTP基因T0代小麦1247株。经草铵膦(Phosphinothricin,PPT)抗性筛选及PCR分子检测,获得阳性再生植株209株,转化率1.87%。阳性再生植株接种条锈菌CYR29、CYR31和CYR32混合小种后进行抗条锈病鉴定,获得抗性植株74株,其中抗性显著提高的抗病植株11株。本研究初步证明抗菌蛋白基因LTP在小麦抗条锈病菌的侵染中有一定作用,为获得转抗菌蛋白基因的抗条锈病小麦品种奠定基础,以期获得育种中可应用的新型抗源材料。     

内生枯草芽孢杆菌Em7抑菌物质的产生条件及其活性

为研究内生枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)Em7抑菌物质产生条件及其特性,以油菜菌核病菌(Sclerotinia sclerotiorum)为指示菌,采用单因素和正交试验测定不同培养基成分及培养条件对菌株Em7抑菌物质产生的影响。结果显示,菌株Em7的最佳培养基配方为:麸皮20g/L,牛肉膏10g/L,MnSO41.5g/L;当培养基初始pH=7.0,接种量φ=1%,250mL摇瓶装液量为50mL时,在28℃,150r/min培养获得的培养液抑菌活性最强。此外,菌株Em7的抑菌物质能够抑制10多种重要植物病原菌的菌丝生长、孢子萌发,并致使病菌菌丝出现细胞质外渗、膨大,致使病菌孢子出现顶端膨大、不能正常形成芽管等畸形发育。     

杀菌剂Fulicur与Caramba防治小麦条锈病的研究

Fulicur与Caramba对小麦条锈病具有优异的保护和治疗作用 ,用药量省 ,持效期长。温室试验结果表明 ,使用Fulicur 1.15mL/L、Caramba 1.75mL/L对小麦叶片具有很好的保护作用 ,对已发病的小麦叶片能够铲除叶片内的病菌 ,达到治愈的目的。田间试验结果表明 ,孕穗期一次用药可保证整个生育期不被侵染 ,发病后用药 ,防效可达 95%以上 ,效果略高于三唑酮的常规用量