贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis YL2021嗜铁素合成基因dhbC的功能研究

贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis YL2021是一株对多种病原细菌均有良好防治效果的生防菌,基因组中含有完整的儿茶酚型（2,3-Dihydroxybenzoate,DHB）嗜铁素合成基因簇。为了探明贝莱斯芽胞杆菌YL2021嗜铁素的功能,本研究以嗜铁素合成基因dhbC为对象,构建重组质粒pMD19-dhbc（cm）,利用同源重组技术获得突变株ΔdhbC。生防相关性状研究结果表明,与野生型菌株YL2021相比,突变株ΔdhbC泳动能力和生物膜形成能力明显下降,但是群集运动能力未发生改变。在营养丰富的LB培养基中,野生型菌株YL2021和突变株ΔdhbC均不产生嗜铁素,生长能力未发生改变,室内抑菌能力相当;但在缺铁M9培养基中,野生型菌株YL2021能产生儿茶酚型嗜铁素,生长缓慢,对供试细菌有较强的抑菌作用,突变株ΔdhbC不能产生嗜铁素,生长能力明显下降,完全丧失抑菌能力。本文结果表明,缺铁条件下,dhbC基因是贝莱斯芽胞杆菌YL2021嗜铁素生物合成的关键基因,嗜铁素是菌株YL2021发挥生防作用的重要抑菌物质。     

BP神经网络和支持向量机在积温插值中的应用

积温插值是分布式积温获取的重要途径。为了提高积温插值的精度,应用BP(Back Propagation Learning Algorithm)神经网络模型和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型建立甘肃省及周边地区的积温插值模型。结果显示:1)从积温插值的空间分布来看,SVM模型比BP神经网络模型能够体现出更多的细节;2)SVM模型的插值精度总体上显著高于BP神经网络模型;3)在平均相对误差(MRE)最大的西区,相比BP神经网络模型的7.19%,SVM模型将误差降低到了5.47%;4)东区两种模型的MRE最小,BP神经网络模型为2.97%,SVM模型为2.03%;5)与分区建模前相比,分区后的插值精度有所提高,BP神经网络模型将MRE降低了0.04%,SVM模型降低了0.11%。     

贝莱斯芽胞杆菌YL2021高产嗜铁素的摇瓶发酵工艺优化

贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis YL2021是一株对多种植物病原菌具有良好防治效果的生防菌,其基因组中含有完整的儿茶酚型嗜铁素合成基因簇,在缺铁条件下能产生具有抑菌作用的嗜铁素。为了提高贝莱斯芽胞杆菌YL2021嗜铁素的产量,采用摇瓶培养发酵,通过Plackett-Burman(PB)试验、中心组合试验(central composite design,CCD)和响应曲面法(response surface methodology,RSM)分析,优化菌株YL2021高产嗜铁素的发酵培养基成分和培养条件。结果表明,菌株YL2021高产嗜铁素的最优培养基配方：葡萄糖19.43 g/L、NH₄Cl 1.93 g/L、KH₂PO₄ 9.02 g/L、谷氨酸钠6.00 g/L、Mg SO₄ 1.75 g/L和Ca Cl₂0.08 g/L;最优培养条件为：温度30℃、初始p H值7.0、接种量5%、培养时间36.5 h、转速200 r/min和装液量75 m L(25...     

稻曲病菌致病机制研究进展

 稻曲病是一种水稻穗部病害,在世界各水稻主产区均有发生,已成为世界性病害,在我国也属于水稻主要病害之一。稻曲病的发生严重影响水稻产量和稻米品质。研究其病原菌致病机制,对找寻防治药物的特异性靶标具有重要作用,可为抗病分子育种提供新的思路,为稻曲病菌防治药剂研发提供新的靶标。本文综述了稻曲病菌侵染过程、致病相关基因功能研究、水稻响应稻曲病菌侵染等方面的研究进展,提出进一步研究的策略。现有研究表明,稻曲病菌能成功侵染水稻孕穗期雄蕊的花丝引起发病。病原菌可通过抑制多个水稻免疫途径实现成功侵染;还可模仿胚珠受精激活水稻灌浆、糖代谢等途径为稻曲球的形成提供营养物质;全基因组测序完成和基因编辑技术在基因敲除中的成功应用,为稻曲病菌功能基因研究提供了很好的基础。稻曲病菌独特的侵染过程和营养利用机制是未来研究的重要方向。     

江苏省稻瘟病菌致病力分化及无毒基因组成分析

针对2013-2017年从江苏省采集标样并分离得到的共计621个稻瘟病菌[Magnaporthe oryzae (Hebert)Barr]单孢菌株,利用10对稻瘟病菌无毒基因(ACE1、PWL1、Avr-Pita、Avr1-CO39、Avr-Pizt、Avr-Pib、Avr-Pia、Avr-Pii、Avr-Pik、Avr-Pi9)特异性引物进行扩增,分析江苏省稻瘟病菌无毒基因的分布及频率。结果表明:上述10个无毒基因在江苏省均有分布,但出现频率不同,其中平均扩增频率最高的为Avr-Pib,达到74. 56%,最低的是Avr-Pia,只有9. 34%。Avr-Pib、Avr-Pik、Avr-Pizt连续5年扩增频率较高且稳定遗传。此外,采用日本清泽鉴别品种对稻瘟病菌供试菌株进行致病力测定,结果表明供试菌株对Pi-zt、Pi-z、Pi-ta、Pi-ta2、Pi-i表现为弱毒力。综上所述,江苏省稻瘟病菌群体组成较为复杂,且存在较大易变性;无毒基因的分布存在较大差异,且与地理区域密切相关。     

水稻稻瘟病菌拮抗细菌的筛选与鉴定

采用平板测定法和盆栽试验结合筛选对稻瘟病菌具有高效抑菌活性的拮抗细菌,结果表明：从江苏省南京市、丰县、泗阳县等地的50份稻田水稻根际土壤样品中,得到1 015个细菌分离物,共获得45株对稻瘟病菌具有高效抑菌活性的拮抗细菌,其中10株对稻瘟病菌、水稻纹枯病菌和水稻稻曲病菌、水稻细菌性条斑病菌及水稻白叶枯病菌均表现出较强的广谱抗菌活性(对5种水稻病原菌平均抑制率在45％以上)。水稻苗瘟的盆栽防治效果表明：拮抗细菌T429和T392具有较好的防治效果,分别达到69.4％和61.1％。结合理化特性和16S rDNA鉴定,T429为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),T392隶属伯克霍尔德菌属(Burkholderia)。     

稻曲病菌T-DNA插入突变菌株B1241侧翼基因克隆

【目的】分析稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)致病力减弱的T-DNA插入突变菌株B1241的生物学性状和致病力,并结合分子生物学手段研究其T-DNA插入位点的侧翼基因,以解析突变基因在稻曲病菌生长和致病过程中的作用,从而为阐明稻曲病菌致病机制提供理论基础。【方法】以野生菌株P1作为对照,观察并检测突变菌株B1241的菌落形态、生长速率、孢子形态、产孢量等生物学性状;采用注射接种的方法将菌丝和孢子的混合液接种于水稻穗苞中,统计每穗发病的病粒数,分析B1241的致病性变化;突变菌株B1241在不含有潮霉素的PSA平板上转接5代之后,PCR检测T-DNA插入的稳定性并通过Southern杂交分析B1241中T-DNA插入的拷贝数;利用HiTail-PCR获得T-DNA插入位点的侧翼序列,经NCBI比对得到侧翼基因;运用RACE-PCR克隆插入位点侧翼基因全长;qRT-PCR分析侧翼基因的表达情况。【结果】经生物学特性观察及田间接种发现,与野生菌株P1相比,突变菌株B1241在固体培养基MM、PSA和TB3上的菌落和孢子形态以及生长速率无显著差异,其致病力、产孢能力均呈极显著下降。B1241在不含潮霉素的PSA平板上转接5代之后,仍能扩增到GFP和HPH基因,说明T-DNA已经稳定地插入到其基因组中。Southern杂交结果显示T-DNA在该突变菌株中以单拷贝的形式插入。经扩增并比对侧翼序列,T-DNA的插入位点处少了28 bp的稻曲序列,有37 bp在T-DNA及稻曲病菌基因组中都没有比对到。NCBI比对发现,侧翼基因Uvt-1241与UV-8b菌株的UV8b-7878基因同源,开放阅读框长2 317 bp,包含81和106 bp的2个内含子,编码709个氨基酸。经RACE-PCR获得基因全长2 650 bp,5'非编码区长度为14 bp,3'非编码区长度为319 bp。T-DNA插入在基因Uvt-1241的启动子区域,位于起始密码子之前516 bp处。qRT-PCR分析结果表明,Uvt-1241在该突变体中表达量下降。该基因编码一个糖基水解酶18家族的蛋白,同时含有一个保守结构域D××D×D×E。【结论】稻曲病菌突变菌株B1241中,T-DNA插入到基因Uvt-1241的启动子区域,从而导致该启动子功能部分缺失,基因表达量下降,使得突变菌株的生长、产孢等生物学特性及致病力发生改变,由此推测该基因可能在稻曲病菌生长及致病过程中起着重要的作用。     

稻曲菌交配型初探

 稻曲菌（有性态：Villosiclava virens;无性态：Ustilaginoidea virens）有性繁殖产生的子囊孢子是水稻稻曲病可能的初侵染源之一,交配型基因座对真菌有性繁殖中的性别控制起着决定性作用。为进一步揭示稻曲菌的有性繁殖方式,本研究首次克隆了稻曲菌交配型基因mat1-1-1的α-结构域（α-domain）相应核苷酸序列,发现其与麦角菌科真菌Cordyceps militaris、Cor. bassiana和Claviceps purpurea的mat1-1-1基因中α-结构域相应核苷酸序列同源性分别为61%、63%和68%;根据mat1-1-1和mat1-2-1部分基因序列设计特异性引物,并使用PCR方法检测了来源于3个异源子座的240个子囊孢子单孢菌株和50个田间菌株的交配型基因,结果显示稻曲菌mat1-1-1和mat1-2-1基因分别存在于不同菌株中;将具有相同或不同交配型基因的菌株配对接种,发现菌核通常产生在mat1-1-1和mat1-2-1基因型菌株配对接种产生的稻曲球上,其中大部分菌核可萌发产生子座,而菌株单独接种或具有相同交配型基因的菌株配对接种水稻后多数不能形成菌核;根据以上结果初步推断稻曲菌为异宗配合真菌。     

离子注入选育枯草芽孢杆菌生防菌B-916高效菌种

为进一步提高枯草芽孢杆菌 (Bacillussubtilis)生防菌B 916的生长速度和拮抗性能 ,获得生防效果更好的高效菌种 ,利用不同剂量N 对生防菌B 916 ,进行离子注入处理。结果表明 :采用剂量为 1cm2 90× 2 6× 10 13 N 诱变生防菌B 916 ,其存活率最高 ;从诱变效果看 ,离子注入生防菌B 916的最适剂量为 1cm2 15 0× 2 6× 10 13 N ～2 5 0× 2 6× 10 13 N ;生防菌B 916经离子注入获得的突变菌株再次进行离子注入 ,其存活率和诱变效果可明显提高。本研究获得了 13个拮抗能力比生防菌B 916提高 10 %以上且遗传性较稳定的突变菌株     

2013年江苏省水稻区试品种抗细菌性病害的鉴定和评价

对2013年江苏省的445个水稻区试和预试品种进行水稻细菌性条斑病、水稻白叶枯病抗性鉴定。结果表明,粳稻对细菌性条斑病的抗性明显强于籼稻;中粳、迟粳对细菌性条斑细菌的抗性品种比例分别为53.3%、65.5%;中粳、淮南迟播中的抗性品种所占比例多于迟粳、早熟晚粳;江苏省大面积种植的中粳抗性相对较差,抗性品种比例为66.9%。