蜡蚧轮枝菌液体发酵的代谢动力学

研究蜡蚧轮枝菌菌株在19 L全自动发酵罐发酵培养过程中生物量、产孢量和营养物质等代谢变化,并对其动力学特性进行了分析.结果表明,蜡蚧轮枝菌在发酵过程中菌体生长可分为延迟期、指数生长期、稳定期和衰退期,菌体生长量与葡萄糖消耗量密切相关,同时液生孢子产量的发酵动力学特征为部分生长连动型发酵.     

Induction of Defense Enzymes and Control Effect of Endogenous and Rhizosphere Bacteria on Verticillium Wilt of Cotton

[Objective] The colonization in soil, promoting cotton growth effects, inducing resistance of cotton and controlling effects to cotton Verticillium wilt of Bacillus vanillea SMT-24, B. velezensis BHZ-29, B. subtilis SHT-15 and B. atrophaeus SHZ-24 were studied in this paper, which provides a scientific basis for better control of cotton Verticillium wilt. [Method] The antagonistic resistance of these bacteria to Verticillium dahliae was judged by observing the inhibition zone; the number of colonization in the rhizosphere soil was tested to represent the colonization ability of antagonistic bacteria; the growth promoting effect of strains on cotton was determined by analyzing cotton plant height, root length, root hair number and number of leaves; the effect of antagonistic strains on cotton induced resistance was explored by determining catalase (CAT), superoxide dismutase (SOD), phenylalanine ammonia lyase (PAL), polyphenol oxidase (PPO), and peroxidase (POD) activities in cotton leaves, and investigating the disease index of cotton after inoculation with antagonistic bacteria solutions. [Result] SMT-24, BHZ-29, SHT-15 and SHZ-24 strains significantly inhibited the growth of V. dahliae and formed a clear zone of inhibition. After 2 to 22 days of the third inoculation, these strains of bacteria could survive in the root soil, increase the plant height, leaf number, and root hair number of cotton plants, as well as the activities of cotton CAT, SOD, PAL and POD enzymes, but reduced the disease index. [Conclusion] SMT-24, BHZ-29, SHT-15 and SHZ-24 strains can promote cotton growth, increase the activities of some related defense enzymes, and effectively control cotton Verticillium wilt.     

棉花内生真菌CEF-373菌株对棉花黄萎病的防效及其作用机理

为明确棉花内生真菌CEF-373菌株对棉花黄萎病的防效及其作用机理,利用圆盘滤膜法和平板对扣培养法测定菌株CEF-373对大丽轮枝菌Verticillium dahliae菌丝生长的抑制作用,测定其对棉花黄萎病的温室和田间防效,并通过活性氧含量及防御基因表达情况来分析其作用机理。结果表明,菌株CEF-373的挥发性代谢产物和非挥发性代谢产物对大丽轮枝菌菌丝的生长均有显著抑制作用,抑制率最高分别可达37.75%和100.00%。用1×107CFU/mL的菌株CEF-373分生孢子悬浮液灌根后,对棉花黄萎病的温室防效可达71.12%,用质量比为3%的菌株CEF-373固体菌剂拌土栽培后,对棉花黄萎病的温室防效可达62.74%,防治作用显著。菌株CEF-373的发酵液滴灌和微生物肥料处理40 d后,对棉花黄萎病的田间防效达到最大,分别为36.23%和27.71%,而在后期有所降低。菌株CEF-373可以诱导棉花叶片中细胞活性氧的爆发;且菌株CEF-373成功激活了苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、几丁质酶和病程相关蛋白基因PR10的表达,对大丽轮枝菌的侵染具有抵御作用。表明棉花内生真菌CEF-373菌株通过抑制大丽轮枝菌生长以及诱导寄主系统抗病性来有效防治棉花黄萎病,具有较好的生物防治应用前景。     

基质中添加西兰花残体对大丽轮枝菌GFP标记菌株在棉花体内扩展的影响

 由大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病是一种难以防治的土传病害,西兰花残体还对其有一定的防治作用,防效为62.82%。为解析西兰花残体对棉花黄萎病的防治机制,本研究通过土壤杆菌转化的方法构建了大丽轮枝菌的绿色荧光标记菌株,采用共聚焦显微镜观察标记菌株在添加西兰花残体营养基质中和空白对照营养基质种植的棉花体内的侵染和扩展情况。结果表明构建的标记菌株gfp-wx-1与野生菌株wx-1的生物学特性无显著性差异。同时发现大丽轮枝菌在添加西兰花残体营养基质中棉花体内扩展较慢,具体表现为:在空白营养基质种植的棉花体内,大丽轮枝菌在接种第2 d时就可侵染根尖表层及根内部,第3 d到达茎部维管束,第5 d叶片可观察到少量病原菌,第7 d第一片子叶呈现大量病原菌,后期迅速扩展,叶片出现黄萎病斑;而在营养基质中添加西兰花残体种植的棉花体内,大丽轮枝菌在接种第2 d时就可侵染根尖表层,第3 d侵染根尖内部,第5 d侵染茎部维管束,直到第7 d第一片子叶才出现少量病原菌,后期扩展慢,叶片病斑较少。本研究通过荧光定量PCR方法检测了大丽轮枝菌在两个处理棉花根部定殖情况,结果表明西兰花残体能够显著降低大丽轮枝菌在棉花根部定殖的量。该研究初步明确了西兰花残体对棉花黄萎病的防治机制,为棉花黄萎病的绿色防治提供了一条新的途径。     

棉花黄萎病相关基因GhAAT的克隆与功能鉴定

棉花黄萎病(Verticillium dahliae)是一种土传性真菌维管束病害,严重影响棉花的生产。本研究通过转录组数据分析筛选出一个与棉花黄萎病相关的氨基酸转运蛋白GhAAT基因,该基因在棉花根部响应黄萎病菌诱导表达。利用病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing, VIGS)技术研究其在棉花抗黄萎病中的功能。结果显示将该基因在棉花TM-1的叶片和根部沉默后,棉花对黄萎病抗性减弱,证明GhAAT基因参与调控了棉花抗黄萎病功能。发掘棉花抗黄萎病菌重要调控基因并揭示其分子机制对培育棉花抗病品种具有重要意义。     

棉花黄萎病不同抗性品种接菌前后体内酶活性及酚类物质含量的变化

研究了对黄萎病不同抗性棉花品种在接菌前后酶活性与酚类物质含量的变化。结果表明 :棉花对黄萎病的抗性与棉株组织中的过氧化物酶 (POD)、多酚氧化酶 (PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性及酚类物质 (主要为二元酚 )含量密切相关。不同抗感黄萎病棉花品种接种病原菌后 ,4个指标都有不同程度地提高 ,并于接种后 3～ 5d内出现峰值 ,峰值高低与抗性程度呈正相关     

野生抗病茄植株腐解物对茄子黄萎病菌的化感作用研究

研究野生抗病茄植株腐解物对茄子黄萎病菌(Verticillium dahliae)的化感作用,探讨野生茄子的化感作用利用途径。采用生长速率法和悬滴法,测试了托鲁巴姆(Solanum torvum)、刺茄(Solanum surattense,CRP)、赤茄(Solanum integriflium)、刚果茄(Solanum sisymbriiflium)4种野生抗病茄(以下分别简称TL、CI、CH和GG)的根、茎、叶腐解物及叶片浸提物的乙醇提取液对茄子黄萎病菌菌丝生长和孢子萌发的影响。结果表明:供试腐解物提取液对茄子黄萎病菌均具有一定的化感抑制作用。腐解物对菌丝生长的化感抑制作用为叶>根>茎,而对孢子萌发的化感抑制作用叶>茎>根。其中,各试材叶腐解物对菌丝生长的化感作用为GG>TL>CI>CH,对孢子萌发的化感作用为GG>CI>CH>TL。各试材叶片浸提物对菌丝生长的化感作用为TL>CH>CI>GG,这与腐解物的化感作用并不一致。4种常用作嫁接砧木的野生抗病茄叶片腐解物对茄子黄萎病菌均具有较好的抑制作用,可以用于田间防病试验。土壤微生物与植物试材的相互作用是腐解物表现化感抑菌作用的原因之一。     

棉花HB红花近等基因系的苗病、枯萎病与黄萎病抗性比较

对回交转育获得的7个遗传背景的HB红花近等基因系以及这7个遗传背景下的39个近等基因姊妹系,在枯萎病与黄萎病混生病圃种植条件下进行了苗病、枯萎病与黄萎病的抗性评价。结果表明,HB红花基因转入陆地棉品种后,不仅对棉花苗病、枯萎病和黄萎病的抗性未带来任何负面影响,而且还在一定程度上提高了棉花的整体抗病水平。比较而言,对提高苗病抗性的效果较为显著,其次是对黄萎病抗性,对枯萎病的抗性几乎没有影响。     

利用寄主诱导的基因沉默技术验证大丽轮枝菌糖代谢相关基因的致病力

【目的】筛选大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)糖代谢相关基因,证实其与大丽轮枝菌的生长发育和致病性相关,为防治由大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病提供理论基础。【方法】利用寄主诱导的基因沉默（host-induced gene silencing,HIGS）技术对大丽轮枝菌糖代谢相关基因进行筛选。将单个或多个含靶标基因的病毒载体注射本氏烟草瞬时表达基因,7-10 d后八氢番茄红素脱氢酶PDS会出现明显的烟草白化症状,蘸根法接种大丽轮枝菌V.d991,对应的大丽轮枝菌靶标基因会被干扰,接菌14 d后,观察转基因烟草表型,统计烟草病情指数,同时利用荧光定量PCR技术检测转基因烟草中大丽轮枝菌V.d991的生物量和靶标基因VDPDF-1、VDEG-1、VDMAN-1和VDPD-1的表达量。【结果】HIGS方法快速筛选获得大丽轮枝菌4个糖代谢相关基因,分别为VDPDF-1、VDEG-1、VDMAN-1和VDPD-1,相比空载体对照,转化这4个靶标基因的烟草病情指数分别降低了35%、30%、20%和10%,混合注射VDEG-1/VDPDF-1、VDPD-1/VDPDF-1/VDMAN-1、VDPD-1/VDMAN-1、VDPD-1/VDPDF-1和VDEG-1/VDPD-1的转基因烟草病情指数分别降低了45%、45%、40%、40%和35%,除VDPD-1转基因烟草外,其余转基因烟草与注射空载体的阴性对照相比病情指数都有显著降低。接种后大丽轮枝菌在寄主体内的生物量和干扰后靶基因表达量也有不同程度降低,混合基因注射比单基因注射干扰效果降低更明显,其中生物量降低最显著的是混合注射的EG/PDF(VDEG-1/VDPDF-1)和EG/PD(VDEG-1/VDPD-1),生物量的降低可达0.94,干扰大丽轮枝菌的靶标基因后,表达量降低最明显的是混合注射PD/PDF(VDPD-1/VDPDF-1)中VDPDF-1,降低了0.91。【结论】HIGS方法快速筛选到大丽轮枝菌糖代谢相关的4个基因VDPDF-1、VDEG-1、VDMAN-1和VDPD-1,当其被干扰后,转基因烟草的病情指数降低,抗病性增强,而且混合注射多个基因载体比单基因注射效果更为明显,证实这些糖代谢相关的基因与大丽轮枝菌的致病性相关。     

棉花黄萎病菌鉴定技术现状及展望

棉花黄萎病是一种危害严重的世界性病害，如何快速有效的鉴定黄萎病菌已成为植物病理界普遍关注的问题。本文综述了国内外有关该病原菌鉴定技术的现状，并对未来新鉴定技术的可行性进行了分析，旨在为从事黄萎病研究的科技工作者提供可供借鉴的技术信息。