尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种中Fsr1基因的克隆及生物信息学分析

以尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种为材料,克隆其Fsr1基因的DNA及cDNA全长,并对其进行生物信息学分析。根据镰刀菌中相关基因设计简并引物,结合PCR与RT-PCR技术扩增目的片段,进行氨基酸序列推导后分析。得到结果 FoFsr1基因开放阅读框为2 474 bp,共编码824个氨基酸;FoFsr1基因编码蛋白可能是存在于细胞核中的跨膜亲水蛋白,含有54个蛋白磷酸化位点,不含有信号肽;该蛋白主要含有1个Striatin结构域及7个WD40结构域,二级结构主要由β折叠和无规则卷曲组成,其中不含有亮氨酸拉链结构;同源性分析发现其与丛赤壳菌属中的Fsr1蛋白亲缘关系最近。通过结构分析发现,推测该蛋白可能在细胞周期及细胞凋亡过程中起信号转导与转录调控的作用,从而对病原菌的致病力产生影响。     

巴西香蕉苗静置水培营养液配方的初步筛选

采用静置水培法,使用4种不同的营养液配方,并以清水培养和椰糠基质栽培为对照,对巴西香蕉苗进行生长比较试验。结果表明:在香蕉苗增加的生物量方面,BXM配方(巴西木植物营养液)处理与椰糠栽培的差异不显著,但与日本园试配方、Hoagland植物营养液配方、1/2 MS培养基营养元素配方和清水培养的差异显著;在株高和叶面积方面,均以椰糠栽培的最大,BXM配方处理的居次,接下来依次是Hoagland植物营养液配方、日本园试配方、1/2 MS培养基配方和清水培养。综上所述,在这4种营养液配方中,BXM配方是巴西香蕉苗生长的最适营养液配方。     

香蕉枯萎病菌SIX2基因序列及特异性分析

依据侵染的香蕉品种范围不同,引起香蕉枯萎病的尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,Foc)分为4个生理小种。Foc在寄主植物木质部分泌的SIX(secreted in xylem)蛋白可能与不同生理小种侵染的香蕉品种范围不同存在密切关系,找到Foc 4号生理小种(Foc4)特有的SIX蛋白编码基因将有利于进一步分析Foc4寄主范围更广的原因,从而开展抗病育种工作。采用PCR方法比较分析了国内不同地理区域及来源于澳大利亚与南非的Foc1、Foc2、Foc3、Foc4共56株菌株中的SIX2基因,并以8个以上其他专化型或其他种或属的热带作物病原菌共39株菌株分析了Foc4 SIX2基因序列的特异性,分析了SIX2基因的灵敏度及利用其检测感病植株。仅从供试的Foc4菌株基因组DNA中扩增出SIX2基因序列,检测的DNA灵敏度达5pg/25μL,并可用于检测感病的球茎组织。Foc4中特有的SIX2基因序列为特异性鉴定感病植株病原菌种类提供了快速分子检测技术,为明确该基因是否决定性影响Foc4对寄主差异性的选择研究提供了基础。     

香蕉炭疽菌rDNA ITS区的分子鉴定与检测

 香蕉炭疽病菌(Colletordchum muscat)是一种引起香蕉采后病害的最重要病原,本研究用真菌18S~28S间的内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)通用引物18SF和28SR扩增香蕉炭疽菌和其它外群真菌的基因组DNA,扩增出约510bp的片段;通过克隆测序香蕉炭疽菌的ITS全序列并与GenBank中炭疽菌属其它种的ITS序列比对,设计出香蕉炭疽菌的特异性引物ColM1和ColM2。用此特异引物可以从香蕉炭疽菌株中扩增出382bp的特异性片段,而其余20个参试菌株和香蕉组织的PCR反应结果为阴性,灵敏度实验证明可以检测到目标DNA的浓度为0.1Pg。该方法可用于快速、准确和灵敏地检测香蕉炭疽菌,为快速监测组织中有无香蕉炭疽病菌潜伏侵染与及早采取防治措施提供积极的指导意义。     

香蕉枯萎病菌4号生理小种农杆菌介导遗传转化体系的建立及T—DNA插入突变体的筛选

【目的】通过农杆菌介导的遗传转化（ATMT）方法,建立香蕉枯萎病4号生理小种的高效转化体系,构建病原菌的突变体库并进行筛选,为已突变基因提供分子标记,在分子水平上对香蕉枯萎病菌的功能基因进行深入研究。【方法】通过单因子变量（试验材料、真菌孢子浓度、农杆菌预诱导终浓度、IM诱导培养基pH、共培养介质、共培养时AS浓度、共培养温度）试验,研究影响农杆菌介导的遗传转化效率的关键因素,并通过形态观察与致病性试验筛选突变体。【结果】得到的最佳转化条件为：农杆菌预诱导浓度OD600=0.8,病原菌孢子浓度106 CFU/mL,转化受体材料为分生孢子,共培养培养基pH 5.4,共培养温度25 ℃,共培养培养基中AS浓度200 μmol/L,共培养介质为硝酸纤维素膜。通过条件优化,转化效率可达到800-900个转化子/106个孢子。【结论】通过农杆菌介导的遗传转化成功将GFP基因转入病原菌中并表达,构建了病原菌的T-DNA插入突变体库,并通过筛选得到多个表型和致病性发生变化的突变体,为香蕉枯萎病菌基因组功能注释的研究奠定了基础。     

砖红壤微生物总DNA的提取方法比较

针对中国南方砖红土壤的特点,通过比较和优化土壤微生物总DNA的提取方法,获得较高质量的DNA,从而进行土壤细菌16S r DNA基因扩增和真菌I TS r DNA基因扩增。结果表明:方法一提取的土壤微生物DNA受到腐殖质等影响无法进行基因扩增;方法二提取的DNA可以进行土壤微生物基因组16S r DNA基因扩增,提取时间大大减少,但无法进行I TS r DNA基因扩增;方法三提取的DNA质量最好,可以进行细菌16S r DNA和真菌I TS r DNA基因组扩增。     

FoAP1基因在香蕉枯萎病菌致病过程中的功能分析

 为了探究AP1转录因子在尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种(Foc4)中是否参与香蕉枯萎病的致病过程，借助尖孢镰刀菌Fo5176菌株(GenBank序列号:AFQF01001482.1)全基因组序列，通过PCR和RT-PCR技术克隆获得了Foc4中AP1转录因子的基因组DNA和cDNA编码序列.利用PEG介导的原生质体转化法获得AP1基因敲除转化子。利用qRT-PCR分析AP1可能调控的下游基因表达。利用灌根法(直接在根部浇菌)检测了AP1缺失突变体的致病能力。结果表明Foc4的AP1转录因子cDNA编码序列长1770bp，编码63.9kDa(589aa)蛋白，是一个典型的bZIP型转录因子，命名为FoAP1;FoAP1缺失突变体的气生菌丝大量减少，菌丝的入侵生长受到严重限制。对外源氧化胁迫不敏感，但致病能力减弱。     

香蕉枯萎病病原菌Six同源基因的鉴定

为鉴定香蕉枯萎病病原菌Six同源基因，通过BLASTP分析从香蕉枯萎病病原菌1号生理小种菌株N2基因组中鉴定了Six1和Six6同源基因，从4号生理小种B2菌株基因组中鉴定了Six1、Six2、Six6和Six8同源基因。采用PCR扩增从亚热带4号生理小种菌株基因组DNA中扩增到Six7同源基因，并从其它一些1号和4号生理小种菌株基因组DNA中也扩增到了Six2和Six8同源基因。上述结果表明，不同古巴专化型菌株Six基因组成可能不同。该研究结果为进一步研究香蕉枯萎病病原菌Six基因的功能奠定了基础。     

香蕉枯萎病菌pacC基因的克隆与序列分析

采用PCR和RT-PCR方法扩增尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f sp.cubense,FOC)1号和4号生理小种的pacC基因(FOC1-pacC,FOC4-pacC),对FOC1-pacC和FOC4-pacC相似序列进行搜索和比对,以及对基因编码蛋白进行结构预测,发现FOC1-pacC和FOC4-pacC开放阅读框分别为1 863、1 905 bp,编码634、620个氨基酸,2个小种之间基因序列和氨基酸序列差异明显,FOC1-pacC比FOC4-pacC缺少1个基因片段,FOC-pacC与其相似序列有显著差异,比对缺少2个基因片段;初入侵转录组表达分析说明,2生理小种pacC基因在小种侵染不同品种香蕉过程中表达有差异,FOC1-pacC基因只在粉蕉中检测到表达,而FOC4-pacC则在粉蕉和香蕉中都检测到表达,但在粉蕉中的表达量明显高于香蕉。     

香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种菌株侵染和定殖巴西蕉和粉蕉根系的观察

尖孢镰刀菌古巴专化型1号和4号生理小种菌株对巴西蕉和粉蕉的致病性不同,其在巴西蕉和粉蕉根系的侵染和定殖过程是否不同仍未阐明。笔者将绿色荧光蛋白标记的1号（T320）和4号（B2-63）生理小种菌株分别接种巴西蕉和粉蕉,借助激光共聚焦显微镜观察侵染过程。发现这2个生理小种菌株菌丝均可沿巴西蕉和粉蕉根系表层细胞之间的凹槽生长,并进一步侵入维管束;而且B2-63侵入粉蕉根系维管束快于其侵入巴西蕉根系维管束。在接种T320 菌株15 d后,在轻微褐变的巴西蕉球茎组织中未观察到其菌丝体,而在褐变粉蕉球茎中可观察到。推测T320在粉蕉根系维管束中的扩展较其在巴西蕉根系维管束中的扩展容易。结果为进一步研究尖孢镰刀菌古巴专化型生理小种与不同基因型香蕉的互作奠定基础。