生防链霉菌Men-myco-93-63遗传转化体系的建立和优化*

玫瑰黄链霉菌(Streptomyces roseoflavus)Men-myco-93-63是分离自马铃薯疮痂病(S.scabies)自然衰退土壤中的一株拮抗菌.该菌株及其发酵液对棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)、瓜类白粉病菌(Sphaerotheca fuziginea Poll.)等多种重要的植物病原菌具有很强的抑制作用,有良好的生防应用潜力.为了对玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63中一些功能基因进行研究,得到高产抗生素的工程菌株,首先应对该菌的遗传转化条件进行优化.作者分别以基因整合型质粒pSET152和基因破坏型质pKC1139为出发质粒,ET12567(PUZ8002,pSET152/pKC1139)为供体,Men-myco-93-63孢子和菌丝体为受体,选取MS、PDA、TSB琼脂培养基、燕麦培养基为不同的培养基进行接合转移试验.结果表明MS培养基为接合转移的最适培养基,经验证,已成功地将质粒pSET152/pKC1139转入到了Men-myco-93-63中.以孢子为受体时,孢子预萌发条件为50℃热激10 min,37℃温育2.5 h,转化效率是10-7～10-6.以菌丝体为受体时,转化效率是10-7～10-6,但菌丝培养过程中容易出现污染.另外,抗生素的覆盖时间对接合转移效率的影响较明显,16～18 h覆盖效果最好.     

玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63负调控基因nsdAmgh的克隆及序列分析

nsdA (Negative regulator of Streptomyces differentiation)基因是天蓝色链霉菌中发现的与抗生素合成相关的负调控基因.根据天蓝色链霉菌 A3(2)的序列设计引物扩增玫瑰黄链霉菌 Men-myco-93-63 菌株中的该基因,经测序和序列分析表明,由保守序列引物nsdA-2R和nsdA-2L克隆到的Men-myco-93-63 菌株中的该基因 800 bp片段与已知nsdA基因核苷酸保守区域序列同源性达到99%,由全长序列扩增引物nsdA WZ-R和nsdA WZ-L克隆到的该基因包含一个完整的开放阅读框,共编码 369 个氨基酸,与变铅青链霉菌和天蓝色链霉菌A3(2)中的nsdA 基因的核苷酸序列同源性达到100%,氨基酸序列同源性达到99%.该全长基因命名为nsdA_(mgh),其在玫瑰黄链霉菌 Men-myco-93-63 中的发现为阻断该负调控基因以期获得抗生素高产工程菌株提供了重要依据.     

玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63有效成分的初步提取与纯化

为了解玫瑰黄链霉菌Men-myco-93-63的代谢产物和其生物活性,对该菌株进行摇瓶培养,从菌丝中提取到一种对棉花黄萎病菌有明显抑制作用的有效成分。经过XAD-1600型大孔吸附树脂,ODS C18硅胶中压柱分离得到黄白色粉末。HPLC检测后,初步断定该物质是一类非常相似的物质组成的混合物,并且极有可能具备互变异构的特性。     

小麦抗叶锈病Lr35基因同源序列RGA1侧翼序列的扩增与分析

利用小麦抗叶锈病近等基因系材料TcLr35,根据已扩增出的Lr35相关基因组DNA片段RGA1设计3对特异性引物,通过热不对称交错PCR技术获得2个有效扩增片段,将目的片段回收纯化,连接到pGEM-TEasy载体,转化EcoliDH5α感受态细胞中,经EcoRⅠ酶切,验证插入片段,选择合适菌液测序。获得了2条侧翼序列,长度分别为511bp和614bp,与RGA1重叠区分别为293bp和509bp,分别向3'端和5'端延长了208bp和100bp,拼接后序列为915bp。经BLASTn同源性比较与小麦抗叶锈病基因Lr21同源性为93%(score值为674,E值为0.0),与含有Lr10基因的450Kb大片段重叠群同源性为90%(score值为260,E值为7e-66),该研究为克隆Lr35目的基因奠定了基础。     

TcLr19PR1、TcLr19PR2和TaLr19TLP1的酵母双杂交诱饵载体的构建及鉴定

在前期研究的基础上,将成功克隆得到3个病程相关蛋白PR1、PR2和PR5的序列,分别命名为TcLr19PR1、TcLr19PR2和TaLr19TLP1。将这3个基因分别连接到酵母双杂交诱饵载体pGBKT-7上,并转化到感受态菌株Y2HGold中,检测其毒性和自激活性。结果显示,成功构建了包含目的基因的诱饵重组载体pGBKT-7-TcLr19PR1、pGBKT-7-TcLr19PR2和pGBKT-7-TaLr19TLP1;将转化产物涂布于SD/-Trp/X平板上,生长良好,并出现阳性克隆;毒性检测中,将3个诱饵重组载体与空载体在SD/-Trp液体培养基中的生长情况进行对比,发现诱饵无毒性;自激活检测试验中,重组载体无法在二缺、三缺和四缺培养基中正常生长,证明诱饵无自激活性。因此,本研究成功构建的3个诱饵重组载体可用于3个PR蛋白互作蛋白的筛选,为进一步研究其在小麦与叶锈菌互作中的分子机理奠定基础。     

四川、山东小麦叶锈菌毒性与DNA多态性分析

本研究利用SSR标记对来自四川和山东两省的60个小麦叶锈菌株进行DNA多态性分析,同时利用小麦抗叶锈近等(单)基因系和已知所含抗叶锈基因的品系对这些菌株进行毒性分析。结果表明,菌株间相似系数较高且差异不大,为0.78～1.00,表明小麦叶锈菌所含毒性基因差异不大,菌株间亲缘关系较近。两省间/内小麦叶锈菌株的DNA多态性和毒性多态性丰富。小麦叶锈菌株的地理来源与毒性多态性有一定的相关性,而其地理来源、毒性多态性与DNA多态性不存在相关性。相同致病类型存在毒性差异,同一致病类型内遗传多态性丰富。     

河北省张北地区马铃薯疮痂病的病菌鉴定

为确定河北省张北地区马铃薯疮痂病的病原,从该地区疮痂病薯病斑上分离并经温室盆栽接种,确定了6株病原菌菌株,结合菌株生物学特性和16S rDNA序列特征方法进行鉴定,结果表明,经16S rDNA序列聚类分析,菌株ZJK-851与Streptomyces scabies相似性为99.65%,菌株ZJK-855与S.diastatochromogenes相似性为99.15%,菌株ZJK-854、06-D、M1-2、M1-5与S.europaeiscabiei相似性分别为99.73%、99.44%、99.56%、98.50%;经生物学测试发现,ZJK-851、06-D、M1-2、M1-5不能利用阿拉伯糖、果糖、木糖为单一碳源。张北地区马铃薯疮痂病的病原至少有3种。     

微型薯蛭石基质中疮痂病原鉴定及菌药协同防治探索

为探索微型薯繁育过程中马铃薯疮痂病的有效防治方法,利用16S rRNA基因序列鉴定了发病蛭石基质中的疮痂病原菌,并进行了生防菌ZWQ-1水剂+化学药剂的协同防治试验。结果表明,辽宁本溪微型薯苗床的疮痂病原菌为普通疮痂链霉菌(Streptomyces scabies)。在29种测试药剂中筛选到了8种对S.scabies有抑菌效果的药剂,其中适乐时0.1 g/L处理的抑菌圈直径最大,为41 mm。微型薯苗床防治试验的结果表明,化学药剂适乐时+ZWQ-1水剂、福美双+ZWQ-1水剂2个组合对微型薯疮痂病的防治效果最好,分别为72.60%和57.92%,且福美双+ZWQ-1水剂处理可显著促进植株生长。说明利用菌药协同防治疮痂病有较好的发展潜力。     

白术疫霉拮抗链霉菌的筛选、鉴定及其抑菌效果

本文从河北省安国市白术疫病发生地块的健康白术植株的根际土壤中,分离筛选对白术疫霉Phytophthora sansomeana有拮抗作用的链霉菌菌株,旨在为白术疫霉病害的绿色防控提供有效的生防资源。采用稀释涂布法和平板对峙法,分离、筛选得到3株对白术疫霉拮抗效果较好的链霉菌菌株BZX-23、BZX-31、BZX-104。经16S rDNA序列分析,结合菌落形态特征、生理生化特征,将这3株拮抗链霉菌菌株分别鉴定为加利利链霉菌Streptomyces galilaeus、包比链霉菌S. bobili、苜蓿链霉菌S. alfalfae,其对白术疫霉的抑制作用均在60%以上。     

马铃薯疮痂病菌毒素及其致病性的研究

 本文对分离自我国不同地区的马铃薯疮痂病菌产生的毒素进行了研究。通过对不同菌株进行毒素提取、纯化和产毒分析发现各致病菌株均能产生同一类毒素,而非致病菌株均未见毒素产生。毒素的活性检测结果表明,毒素能使马铃薯薯片和萝卜幼苗产生与病菌作用相同的症状,说明毒素是疮痂病菌侵染过程中的主要致病因子。