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。     

棉花黄萎病抗性遗传研究

不同棉花品种配成杂交组合,采用苗期沾根接种法,对棉花黄萎病(Verticillium dahlae)病原菌有代表性的单菌株VD-2、VD-5、VD-312的抗性遗传进行研究,都分别得出显性单基因遗传的结论,并且这三个单基因互不相同。T586品种对VD-2菌株的抗性基因和红叶基因呈独立遗传。棉花对黄萎病的抗性遗传具有垂直抗性的特点。致病力弱的VD-5菌株对致病力强的VD-8菌株的致病力有干扰作用。当用混合菌株接种时,杂种F_1的抗性表现极其复杂。     

我国棉花抗黄萎病育种现状、问题及对策

回顾了我国从50年代至今选育出的主要抗黄萎病品种。分析了抗黄萎病育种成效不够显著的主要原因;抗源缺乏,育种方法单一,抗性鉴定方法不规范和抗性遗传规律不清等。提出了解决这些问题的对策和建议。     

花铃期棉花黄萎病抗病与感病品种对 土壤细菌群落结构的影响

【目的】研究花铃期棉花黄萎病抗/感品种土壤细菌群落结构,了解抗/感品种土壤细菌群落结构与土壤理化性质之间的关系,为棉花黄萎病的监测与绿色生态防控打下理论基础。【方法】通过田间小区试验,以感病品种（鄂荆1号,EJ）和抗病品种（冀863,J863）为试验材料,采用实时荧光定量PCR（real-time PCR）和高通量测序（Illumina MiSeq）技术分别测定花铃期不同阶段（盛花期、开花后期和结铃期）土壤中大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）数量和土壤细菌群落结构,结合冗余分析（RDA）明确细菌群落结构与土壤理化性质的相关性。【结果】棉花黄萎病的发生与土壤中大丽轮枝菌ITS基因拷贝数量存在不同程度的相关性,其中感病品种EJ的发病率和病情指数与土壤中病原菌数量呈正相关,而抗病品种J863的发病率和病情指数与病原菌数量相关性不大。除盛花期外,棉花开花后期和结铃期抗病品种J863土壤中的病原菌数量低于感病品种EJ。高通量测序分析表明,除开花后期,抗病品种J863在盛花期和结铃期的细菌丰富度Chao1和ACE指数均高于感病品种EJ。主成分分析表明,抗/感品种之间及其在花铃期不同阶段的土壤细菌群落结构存在差异。群落组成方面,在门水平上,感病品种EJ的部分优势菌群平均相对丰度低于抗病品种J863,如放线菌门（Actinobacteria）、芽单胞菌门（Gemmatimonadetes）、绿弯菌门（Chloroflexi）、拟杆菌门（Bacteroidetes）、硝化螺菌门（Nitrospirae）、Patescibacteria和装甲菌门（Armatimonadetes）,降低幅度分别为16.38%、4.05%、2.25%、6.58%、7.10%、20.60%和35.78%;在属水平上,感病品种EJ的部分优势菌群平均相对丰度低于抗病品种J863,包括鞘氨醇单胞菌属（Sphingomonas）、芽单胞菌属（Gemmatimonas）、Bryobacter、Iamia、Pseudarthrobacter、芽球菌属（Blastococcus）、红色杆菌属（Rubrobacter）、类诺卡氏属（Nocardioides）、Pontibacter、链霉菌属（Streptomyces）、Gemmatirosa、微单孢菌属（Micromonospora）和Solirubrobacter,下降幅度分别为5.09%、19.41%、13.79%、2.36%、10.78%、34.47%、46.76%、61.84%、52.75%、48.61%、74.79%、9.13%和26.42%。冗余分析（RDA）表明,土壤细菌群落结构受硝态氮（NO₃ ^--N）、速效磷（AP）、铵态氮（NH₄ ⁺-N）、无机磷（IP）、pH和有机质（OM）指标影响。【结论】土壤中大丽轮枝菌的数量与棉花抗/感品种黄萎病发生的相关性存在差异,感病品种黄萎病的发生程度与土壤中病原菌数量呈正相关。抗病品种在盛花期、开花后期和结铃期土壤的细菌群落结构优于感病品种,并且不同生育时期的优势菌群存在一定程度的差异。土壤中细菌多样性、相对丰度和组成受有机质、pH、氮素类型、速效磷等指标影响。同时,棉花不同生育时期对土壤中细菌群落结构有明显影响。     

大丽轮枝菌和拮抗细菌消耗营养物质的动态研究

在察氏培养基的基础上,通过配制不同碳氮源,设计了3种培养基,比较大丽轮枝菌VD-11和拮抗细菌C-0消耗碳源和氮源的动态过程。结果表明,拮抗细菌C-0在3种培养基中,消耗葡萄糖速度较大丽轮枝菌VD-11均有明显优势,在2号培养基中,优势集中在48 h之内,在1、3号培养基中,72 h之内均有明显优势,3号培养基中更为明显。拮抗细菌C-0在3种培养基中,72 h之内消耗不同氮源速度较大丽轮枝菌VD-11均没有优势,但不同形态的氮源对两种菌消耗碳源速度均存在影响,VD-11和C-0最适宜氮源分别为硝酸钠和蛋白胨。     

利用棉花不同生育期的拮抗内生菌协同控制棉黄萎病研究

[目的]探讨棉花不同生育期的生防菌组合防治棉花黄萎病效果,以期为植物其他土传病害的生物防治提供新的策略。[方法]分别筛选棉花苗期、现蕾期和结铃期的高抗黄萎病内生菌,测定其16S rDNA序列并进行比对分析,鉴定筛选出的3个菌株,探讨了该3个菌株在棉株内的定殖规律,并进行室内和田间防效测定。[结果]根据16S rDNA序列同源性,3个菌株分别鉴定为Paenibacillus poly-myxa YUPP-8、Paenibacillus xylanilyticus YUPP-1和Bacillus subtilis YUPP-2。定殖评价试验结果显示3个菌株均能顺利定殖于棉花体内,施用剂量与其在棉株内的定殖量具有正效应关系,在棉花苗期定殖量最高的菌株为YUPP-8,在棉花现蕾期定殖量最高的菌株为YUPP-1,在棉花结铃期定殖量最高的菌株为YUPP-2。室内盆栽抗病结果显示3个菌株联合处理的棉株在开花期未发病,单菌处理的棉株在苗期发病率分别为:6.7%(YUPP-8)、6.7%(YUPP-1)和13.3%(YUPP-2);而此时对照的发病率高达80%。2010～2011年2年的小区防治试验结果表明3菌联合灌根处理效果优于单菌株施用效果,其中2,010年3菌联合灌根处理区棉花结铃期黄萎病发病率和病指分别为9.4%和6.5,对照分别为47.5%和32.82,011年的结果趋势与2010年类似,但病害严重度更高一些。上述结果表明联合棉花各生育期的内生菌来防治棉花黄萎病具有巨大的应用潜力。[结论]该研究结果初步克服了目前生防菌开发中的缺陷,对其他植物土传病害的防治具有借鉴意义。