玉米大斑病菌Velvet基因家族生物信息学分析

采用生物信息学方法对玉米大斑病菌Velvet基因家族成员进行序列鉴定,并从理化性质、保守结构域、二级及三级结构以及功能域等方面进行预测和分析。结果表明,该家族各成员无信号肽结构。玉米大斑病菌Velvet家族基因与其他植物病原真菌Velvet家族基因具有较高同源性。该家族成员具有典型的Velvet超家族保守结构域。二级结构分析结果显示,该家族各成员蛋白质的结构元件均主要由无规则卷曲构成。家族成员可能通过可逆磷酸化在植物病原真菌的次生代谢中发挥作用。上述结果为进一步研究Velvet基因家族在植物病原真菌次生代谢中的作用打下了基础。     

一株产紫杉醇真菌PM-1菌株的原生质体制备条件研究

在探明小孢拟盘多毛孢(Pestalotiopsis microspora)PM-1菌株产生紫杉醇的基础上,本试验系统研究了菌龄、孢壁降解酶、稳渗剂、酶解时间及温度和培养基初始pH值对小孢拟盘多毛孢PM-1菌株原生质体制备和再生的影响,以期建立稳定高效的原生质体制备和再生体系。研究发现,小孢拟盘多毛孢PM-1菌株原生质体制备受多种因素影响,其中主要因素为混合酶系中各种酶的浓度配比及酶解时间,综合各项试验结果,明确PM-1菌株原生质体制备适宜的条件为分生孢子悬浮液接种Fries液体培养基(pH5.5)振荡培养18h,Lywallzyme(7.5g/L)、Drislase(7.5g/L)、Snailase(7.5g/L)3种酶的混合溶液,在36℃下酶解3h,以0.7mol/L NaCl作为稳渗剂制备的原生质体产量最高。研究结果为菌株的遗传改良和提高菌株的紫杉醇产生率奠定了基础。     

玉米内生菌L10的分离、鉴定及拮抗活性

为获得对玉米茎腐病主要病原菌禾谷镰孢Fusarium graminearum有明显拮抗作用的玉米内生菌,采用平板对峙法从成熟健康玉米茎秆中筛选禾谷镰孢拮抗菌株,并分析其抗菌谱;通过形态特征、生理生化特性及16S rDNA序列分析进行菌种鉴定;利用盆栽生防试验检测其对玉米茎腐病的防治效果。结果表明,共分离获得了164株玉米内生细菌菌株,其中L10菌株对禾谷镰孢具有较好的抑制效果,抑菌圈半径达1.68 cm;该菌对玉米大斑病菌Setosphaeria turcica、层出镰孢F. proliferatum、禾谷镰孢F. graminearum、拟轮枝镰孢F. verticilliodes、玉米弯孢叶斑病菌Curvularia lunata、玉米小斑病菌Bipolaris maydis、立枯丝核菌Rhizoctonia solani、茄链格孢Alternaria solani共8种植物病原菌均有拮抗作用,尤其对禾谷镰孢抑制效果最佳;结合形态特征、生理生化性质及16S rDNA序列分析,将L10菌株鉴定为多粘类芽胞杆菌Paenibacillus polymyxa。L10菌株脂肽类物质对禾谷镰孢菌具有较好的抑制活性,且盆栽生防试验结果显示该菌株对玉米茎腐病具有一定的防治效果。表明菌株L10对玉米镰孢茎腐病的防治具有一定潜力。     

玉米内生芽胞杆菌的抗菌活性物质及其拮抗玉米大斑病菌机理的初步研究

为了研究生防菌株对玉米大斑病菌的抑菌作用,深化对生防菌抗菌机制的认识,本研究从玉米(Zea mays)植株体内分离拮抗玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的内生细菌,对其抗菌物质及其抑菌机理进行初步研究。结果表明,所分离的内生菌株YY1经形态学观察、生理生化测定及16SrDNA序列分析,鉴定为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)。菌株YY1发酵液的硫酸铵沉淀物具有抑菌活性,且在硫酸铵50%饱和度时抑菌活性最强,说明YY1菌株产生的抗菌活性物质可能是蛋白类物质。该菌株及其蛋白粗提液均对禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)、苹果轮纹病菌(Botryosphaeria dothidea)、灰霉病菌(Botrytis cinerea)、玉米弯孢霉叶斑病菌(Curvularia lunata)等7种植物病原真菌有较强的拮抗作用。用蛋白粗提液处理菌丝、分生孢子、原生质体后经显微观察发现,大斑病菌的基内菌丝由丝状畸变为串珠状,当蛋白粗提液浓度为0.78μg/μL时,可完全抑制分生孢子萌发,并导致原生质体裂解。通过抑制孢子萌发过程中信号途径相关基因的半定量RT-PCR分析和玉米大斑病菌不同信号途径相关基因突变体的抑制率统计,初步判定该抑菌过程主要通过cAMP信号转导途径发挥作用。本研究为寻找玉米大斑病菌新的防治方法和途径提供基础资料。     

适于SPOC线上线下混合教学模式的微课制作

SPOC(Small Private Online Course,小规模限制性在线课程)是一种新型的线上线下混合教学模式,其授课基础即为知识点碎片化的微课视频。微课是以视频为载体,配合精心设计的场景、文字、旁白、图片,以多样化、灵活、实用的方法来展示教学内容。本文以一个《植物学》课程的微课视频为例,展示微课的设计思路、制作方法和经验心得。希望能够对高校教师进行信息化教学改革,制作生动精彩的微课作品,以至于建设高水平的线上线下混合教学精品课起到帮助。     

蝴蝶兰的染色体数目分析

用常规压片法对蝴蝶兰进行了染色体数目的分析鉴定.结果表明,6株红花系蝴蝶兰染色体数目分散,分布范围大致在19～131条之间,染色体类型大约有67种,其中频率较高的细胞染色体数目相对集中在三倍体2n=3x=57和四倍体2n=4x=76;1株白花系蝴蝶兰的染色体数目分布也存在分散现象.蝴蝶兰商业杂交品种染色体数目为不固定的数值,具有非整倍性,且染色体整倍体与非整倍体共处于同一植株内,属于细胞嵌合体.     

2A型蛋白磷酸酶对玉米大斑病菌菌体发育的调控作用

【目的】明确2A型蛋白磷酸酶（PP2A）在玉米大斑病菌致病过程中的作用,为研发新型杀真菌制剂和探讨植物病害防治新策略奠定理论基础。【方法】利用不同浓度的PP2A特异性抑制剂——斑蝥素（cantharidin）处理玉米大斑病菌,研究在该抑制剂作用下玉米大斑病菌的菌落生长、分生孢子产量、孢子萌发、附着胞发育、黑色素合成及HT-毒素活性。【结果】随着斑蝥素浓度的增加,其对菌丝体生长的抑制作用也逐渐增强,当达到160 μmol•L-1时,培养8 d的菌落平均直径仅为对照的41.7%;同时,处理组产孢量均高于对照组,160 μmol•L-1斑蝥素处理组产孢量达到了对照组的15.5倍。分析斑蝥素对病菌分生孢子的萌发、附着胞形成及侵染的影响表明,上述3个阶段对斑蝥素的敏感性由强到弱依次为附着胞形成>分生孢子萌发>附着胞侵染;此外,对照组的胞内黑色素含量为0.13 g•L-1,处理组的胞内黑色素含量均高于对照组,且随着斑蝥素浓度的增加不断升高。【结论】PP2A特异性抑制剂斑蝥素对玉米大斑病菌菌落生长、附着胞发育具有抑制作用,而对分生孢子产生及胞内黑色素的合成具有一定的促进作用。     

玉米大斑病菌环腺苷酸磷酸二酯酶基因克隆及表达分析

【目的】获得玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)环腺苷酸磷酸二酯酶(c AMP phosphodiesterase,PDE)基因,并分析其在病菌侵染结构发育过程及侵染寄主早期阶段中的表达,为深入探索c AMP信号途径调控病菌致病性的作用机制打下基础。【方法】根据酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)、白色念珠菌(Candida albicans)、灰霉病菌(Botrytis cinerea)、稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)、绿僵菌(Metarhizium anisopliae)和黑曲霉(Aspergillus niger)6种真菌PDE基因的保守序列,利用简并引物PCR对基因保守片段进行扩增,结合RACE和Genome Walking技术获得基因全长及其侧翼序列;利用MEGA 5.0软件对PDE蛋白预测编码产物进行多重序列比对,并采用邻近法构建系统发育树;利用GSDS分析基因结构,Prot Param分析理化性质,SOMPA预测二级结构,SMART数据库在线分析保守结构域;收集人造疏水介质诱导下侵染结构发育不同时期以及侵染感病寄主叶片不同时间的玉米大斑病菌材料,利用q RT-PCR技术研究StPDE在病菌侵染结构形成过程中不同阶段的转录水平。【结果】玉米大斑病菌基因组中存在1个高亲和力磷酸二酯酶基因(StH-PDE)和1个低亲和力磷酸二酯酶基因(StL-PDE)。其中,StH-PDE全长3 208 bp,包含5个内含子和6个外显子,ORF为2 898 bp。StL-PDE全长5054 bp,包含4个内含子和5个外显子,ORF为3 090 bp。StH-PDE和StL-PDE分别含有保守的Ⅰ型和Ⅱ型c AMP磷酸二酯酶催化结构域。不同的植物病原真菌中PDE同源基因分别呈现出高度的相似性,其中,StH-PDE与Magnaporthe grisea、Cordyceps militaris、Metarhizium acridum等病原真菌的高亲和力磷酸二酯酶基因聚于同一进化支,StL-PDE与Ascochyta rabiri、Scedosporium apiospermum、Fusarium oxysporum、Metarhizium album等病原真菌的低亲和力磷酸二酯酶基因聚于相同进化支。人造疏水介质诱导下,与菌丝相比,StH-PDE和StL-PDE在分生孢子中的表达水平均显著上调,其中StH-PDE和StL-PDE分别上调了约2倍和52倍。孢子萌发初期两个基因表达水平显著下调,随着萌发的进行,表达水平缓慢回升,至附着胞形成阶段,基因表达出现了第2次高峰,随后表达水平再次下调。在整个过程中,StH-PDE的最高表达水平则出现在附着胞形成时期,达到了菌丝体中的近7倍、分生孢子中的近2倍,而StL-PDE的表达水平始终低于其在分生孢子中的表达水平。StH-PDE和StL-PDE在病菌侵染寄主过程中的表达水平变化趋势与其在人工疏水介质诱导下的表现基本一致。在孢子萌发早期表达显著下调,随着时间延长,缓慢回升,至接种后18和24 h StH-PDE表达水平上调,超过萌发初期。【结论】在病菌侵染结构发育过程中,StH-PDE和StL-PDE均呈现下调-上调-下调的表达水平变化趋势。StH-PDE在附着胞时期表达水平最高,StL-PDE在分生孢子中的相对表达水平最高。