罹病棕尾别麻蝇体上蜡蚧轮枝菌的生物学特性与致病性研究

[目的]为找到适合蝇类生物防治的病原微生物,对罹病棕尾别麻蝇Boettcherisca peregrine体上的病原物进行分离纯化。[方法]利用光学显微镜镜检菌丝和分生孢子的形态,根据病原菌的培养性状、菌丝和分生孢子的形态进行鉴定,并对其生物学特性和致病性进行初步研究。[结果]棕尾别麻蝇体上的病原物为蜡蚧轮枝菌Verticillium lecanii,将该菌株编号为KMZW-1。该菌株菌落生长最适培养基为PDA培养基,最适温度为29℃,最适pH值为6.0。其孢子悬浮液对棕尾别麻蝇、丝光绿蝇、家蝇、酪蝇、黑腹果蝇成虫的致死中浓度（LC50）分别为9.50×10^5、4.58×10^7、4.06×10^7、4.10×10^3和1.05×10^7分生孢子/ml,致死中时间（LT50）分别为6.86、8.17、8.16、8.12和3.22d。[结论]蜡蚧轮枝菌KMZW-1是一种对5种蝇类成虫具有活性的病原菌。     

棉花黄萎病菌T-DNA插入突变体表型特征和侧翼序列分析

【目的】为鉴定棉花黄萎病菌随机插入突变体的表型特征,构建黄萎病菌遗传转化和功能基因研究的技术平台。【方法】采用农杆菌介导的T-DNA插入和高效TAIL-PCR方法。【结果】获得了2628个棉花黄萎病菌VD991的T-DNA随机插入的突变体和15个突变体插入位点的侧翼序列。部分突变体的表型特征和插入位点侧翼序列分析表明,①突变体的菌落形态分为菌丝型、菌核型和中间型3类,菌核型约占7.3%;②在摇瓶培养条件下,突变体产孢高峰在接种后第5—6天,菌核型突变体的产孢能力普遍高于菌丝型;③棉花黄萎病菌VD991可以产生胞外蛋白酶、淀粉酶、纤维素酶和果胶酶。筛选获得蛋白酶分泌缺失的突变体3个,淀粉酶分泌缺失的突变体1个,果胶酶分泌降低的突变体6个;④菌核型突变体的致病力普遍高于野生型。获得了6个致病力减弱的突变体;⑤突变体侧翼序列与同种的大丽轮枝菌菌株VDLs.17基因组的序列一致性在95%—100%之间,与不同种的黑白轮枝菌VaMs.102序列的一致性为87%—94%。【结论】农杆菌介导的T-DNA随机插入可用于棉花黄萎病菌突变体的构建,突变体微菌核的产生与其产孢能力、致病性存在相关关系。美国大丽轮枝菌菌株VDLs.17基因组可用作黄萎病菌VD991功能基因研究的参考序列。     

棉花黄萎病拮抗细菌7-30菌株的筛选与鉴定

[目的]筛选大丽轮枝菌的拮抗芽孢细菌,并对其进行生理生化鉴定。[方法]以棉花黄萎病痛原菌大丽轮枝菌（Verticillium dahliag）V-190为测试菌,筛选对其具有拮抗作用的芽孢细菌。通过初筛及复筛,得到1株具有较强抑菌活性的拮抗细菌7-30菌株,并对该菌株进行了形态特征观察和生理生化鉴定。[结果]通过初筛从各地的土样中分离到84株拮抗细菌菌株,再对其中拮抗能力较好的18株进行了复筛,得到抑菌圈达18．9mm的强抑菌活性的拮抗细菌7-30菌株,结合其形态特征和生理生化特征综合考察,初步判断其为枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）。[结论]获得了大丽轮枝菌的拮抗芽孢细菌7-30菌株。     

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。     

利用微生物杀菌剂防治马铃薯黄萎病

马铃薯黄萎病是一种重要的世界性土传兼种传维管束病害,危害大且防治困难。利用活体微生物杀菌剂是防治作物土传病害的有效措施之一。本研究通过盆栽试验评价了微生物杀菌剂枯草芽胞杆菌可湿性粉剂对马铃薯出苗和生长的安全性,在河北省马铃薯主产区开展田间小区试验,研究了该制剂有效防治马铃薯黄萎病的使用方法和适宜施用剂量,并在河北省涞源县、围场县和永年区3县区分别开展了田间示范应用。盆栽试验和田间试验结果表明,枯草芽胞杆菌可湿性粉剂15、30和45 kg/hm²拌种处理对马铃薯出苗安全,对马铃薯生长没有不良影响;田间小区试验表明,在围场县试验田中,该制剂30 kg/hm²拌种处理单独使用或30 kg/hm²拌种加15 kg/hm²初花期滴灌使用均能显著减轻马铃薯黄萎病的发生,分别增产15.53%和17.10%;在新乐市试验田,枯草芽胞杆菌可湿性粉剂30 kg/hm²拌种处理显著增加马铃薯产量16.38%。田间示范应用结果表明,枯草芽胞杆菌可湿性粉剂30 kg/hm²拌种处理在涞源县和围场县防治马铃薯黄萎病效果显著,防效分别为84.22%和72.93%,两地分别显著增产24.30%和9.27%;在邯郸市永年区,相比化学药剂对照处理,枯草芽胞杆菌可湿性粉剂30 kg/hm²拌种处理显著增加马铃薯产量19.73%。本研究表明,枯草芽胞杆菌可湿性粉剂对马铃薯黄萎病具有显著的防治效果和显著的增产效果,为该制剂在马铃薯生产中高效应用提供了科学依据。     

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。     

间接ELISA法检测棉子携带黄萎病菌新方法

以棉花黄萎病菌Bp2培养液中毒素蛋白免疫BALB/C小白鼠制备抗血清,建立了可特异性检测棉花黄萎病菌的间接ELISA方法。所制备的毒蛋白抗血清效价为1∶204800,对毒蛋白的最低检测量达7.81μg.L-1。可以与江苏省各地采集到的棉花黄萎病菌的培养液发生特异性反应,而与其它致病菌培养液反应呈阴性。用该方法对81份江苏省抽样的棉子进行检测,12份呈阳性反应。取检测为阳性反应的这些棉子培养液针刺接种棉苗也全都发病。这些结果表明所建立的间接ELISA方法可用于棉子携带黄萎病菌的快速检测。     

陆地棉抗黄萎病种质创新与抗病基因挖掘

抗病种质在抗病育种中的地位不可替代。远缘杂交材料创新是陆地棉黄萎病抗性种质创制的重要基础;基因工程提供了创造变异的新技术,但由于抗病机制复杂,导入一、两个主基因的效果还不明显;采用分子生物学技术揭示棉花对黄萎病的抗性机制,发掘棉花抗病基因和病程相关基因,有助于剖析棉花-黄萎病菌互作机制。本文概述了陆地棉抗黄萎病种质创制、抗病品种选育的成就,介绍了棉花黄萎病抗性机理与功能基因发掘等方面的最新进展,为抗病分子设计育种提供理论支持。     

棉花黄萎病研究进展

由大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病已成为当前我国棉花可持续生产的主要障碍之一。该病害为土传种传维管束病害,具有病原菌寄主范围广,防治困难的特点。本文综述了近年来国内外有关其病原菌的致病力分化、全基因组测序与致病机制、微菌核形成与萌发机制,寄主的抗病分子机制以及病害防治措施等方面的最新研究进展。     

黄萎病菌诱导海岛棉全长cDNA文库构建及EST分析

采用SMART技术构建了海岛棉黄萎病菌诱导下根全长cDNA文库,并进行了质量鉴定和EST序列分析。结果表明,文库的重组率为92.3%,库容量为1.1×106pfu·mL-1,平均插入片段大于1.5 kb。生物信息学分析表明该文库包含大量抗病调节基因和抗病防御基因。COG功能分类发现了多个参与信号转导、防御反应、细胞骨架以及次生代谢产物合成与分解等不同功能类别的基因成员。文库中出现的高丰度表达基因主要有病程相关蛋白(PR蛋白)、谷胱甘肽硫转移酶基因(GST)、亲环素蛋白、短链乙醇脱氢酶、抗坏血酸过氧化物酶及转录因子等。文库的构建为深入研究棉花抗黄萎病分子机制奠定基础。