15%苯乙锡·井可湿性粉剂防治稻曲病和稻瘟病试验与研究

近几年来,稻曲病和稻瘟病有流行加剧趋势,长期使用稻瘟灵、三环唑等常规药剂防治药效有所下降。江苏金凤凰农化有限公司研制的15%苯乙锡·井可湿性粉剂(瘟曲必克)经试验能有效地控制穗期稻曲病和稻瘟病的危害。     

利用绿色荧光蛋白GFP研究稻瘟病菌与水稻的互作

稻瘟病菌Magnaporthe oryzae严重威胁水稻的产量与质量,明确稻瘟病菌与水稻互作过程及机理,对防治稻瘟病具有重要意义。本研究利用稻瘟病菌常用致病菌株GUY11和ZB25,构建了绿色荧光蛋白GFP的过量表达菌株,并通过荧光显微观察菌株侵染寄主水稻过程中侵染结构的形成与发育,包括孢子萌发、附着胞形成、侵染钉形成、侵染菌丝增殖、坏死斑形成及产孢。另外,通过比较过量表达菌株对稻瘟病高抗水稻和易感水稻的侵染过程,发现侵染过程的差异主要集中于侵染钉的穿透和侵染菌丝的定殖。本研究为分析稻瘟病菌对寄主水稻的定殖规律提供了一种有效工具。     

水杨酸诱导水稻幼苗抗瘟性的生化机制

 以0.01mM水杨酸(SA)喷雾处理或稻瘟菌孢子悬浮液接种稻苗后,叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)和定位于细胞不同部位的过氧化物酶(POD),特别是与细胞壁结合的POD和细胞间隙POD的活性迅速升高,但没有明显的新POD同功酶带出现。同时叶片中木质素含量迅速增加。在SA处理后的稻叶中提取到能抑制稻瘟菌分生孢子萌发、含有Momilactone A的抑菌物质,并检测到分子量分别为48、52、59、106.5KDa的碱性病程相关蛋白(PRs)。这些生化指标的时序变化与SA诱导抗瘟性的表现相吻合。对SA诱导水稻幼苗抗瘟性的可能生化机理作了归纳。     

用免疫分离法检测稻种上的白叶枯病菌

 免疫分离法是一种新型的、高度灵敏和准确的种菌带菌检验法,它结合了利用专化性抗血清的选择法吸附作用和活细菌可形成菌落的两方面的优点,从种苗材料中分离到目标细菌,用纯菌测试它的回收率为50~70%,最低检出率为50~100个菌/ml,人工喷接种和病田收获的病种带菌率达87%,平均每粒自然病种上的细菌数在100个左右。免疫分离所得菌落经致病性测定,大多数为白叶枯菌。     

白叶枯病菌效应子XopN在拥有OsSWEET11同源基因的水稻品种上发挥毒性作用

【目的】黄单胞菌细胞外泌蛋白质(Xanthomonas outer proteins, Xops)是植物病原黄单胞菌高度保守的毒性效应子或毒性辅助组分,通过细菌Ⅲ型分泌系统分泌到细菌细胞外部,然后转入植物细胞而发挥病理作用。水稻黄单胞菌水稻致病变种即水稻白叶枯病菌的标准菌株PXO99^A分泌的XopN是一种毒性效应子,通过影响寄主免疫反应而使水稻发病。但是,XopN对病菌毒性的影响是否因水稻品种的不同而异,还有待研究。【方法】利用同源双交换技术,先敲除了PXO99^A的XopN基因,获得了∆XopN突变体,又经过遗传互补,得到了回补菌株∆XopN/XopN。通过营养肉汤液体培养,测定了XopN对病菌繁殖能力的影响;根据文献选用14个水稻品种,通过接种实验,测定了PXO99^A对这些品种的毒性与XopN敲除或回补的影响;在XopN发挥毒性作用的水稻品种上,测定了隐性抗病基因OsSWEET11/xa13与显性感病基因OsSWEET11/Xa13受病菌侵染而表达的情况,分析了XopN敲除或回补的影响。【结果】在营养肉汤液体培养过程中,病菌突变体菌株∆XopN的繁殖速度明显低于野生型PXO99^A。PXO99^A、∆XopN和∆XopN/XopN接种水稻后,根据其在水稻叶片组织内的繁殖量及随后产生的白叶枯病症状的严重程度,将供试的14个水稻品种分为两种情况。一是感病程度与病菌XopN是否敲除或回补无关,这有10个水稻品种（IRBB1、IRBB3、IRBB8、IRBB10、IRBB14、IR24、IRBB203、IRBB204、IRBB205和IRBB211）,PXO99^A、∆XopN和∆XopN/XopN对它们的毒性无明显差别。二是XopN对病菌毒性发挥作用的水稻品种,包括高度感病的3个品种（IRBB208、Asominori和日本晴）和低感品种IRBB13。与PXO99^A或∆XopN/XopN相比,∆XopN对这4个水稻品种的毒性大为降低。在IRBB13上,病菌侵染对隐性抗病基因OsSWEET11/xa13在叶片内的表达发生抑制作用,这一效应与XopN的毒性功能相关。相反,日本晴显性感病基因OsSWEET11/Xa13却受病菌侵染的诱导,在叶片内的表达水平大幅度提高。IRBB208和Asominori携带OsSWEET11/Xa13同源基因,该同源基因在叶片内的表达水平也因病菌侵染而大幅提高。在这4个水稻品种上,PXO99^A和∆XopN/XopN能够诱导OsSWEET11/Xa13或其同源基因表达,但∆XopN无此作用。另外,XopN对病菌在非寄主植物烟草上诱发过敏反应有量变贡献,相比PXO99^A或∆XopN/XopN,∆XopN引起过敏反应的程度有所降低。【结论】XopN是一个有限广谱性效应子,在拥有OsSWEET11同源基因的水稻品种上发挥毒性作用。XopN也是病菌繁殖所需要的,对病菌在非寄主植物上诱导过敏反应有一定贡献。     

稻瘟病菌F-box蛋白MoFbr7生物学功能分析

F-box蛋白在泛素-蛋白酶体途径(ubiquitin-proteasome pathway,UPP)中参与调控胞内蛋白降解、受体识别、信号传导等生物学过程。本研究从稻瘟病菌中克隆了F-box基因MoFbr7,序列分析表明,该基因编码产物具有1个F-box结构域(N-端)和8个连续的WD40重复序列(C-端),在丝状真菌中高度保守。利用基因敲除方法,获得4个MoFbr7基因敲除突变体,同时构建了回补菌株。表型分析结果显示,MoFbr7基因缺失突变体在产孢量、附着胞形态、原生质体释放、致病性等方面均无异常。突变体在MM、RDC培养基上生长速率下降;对细胞壁胁迫因子CFW(Calcofluor white)、刚果红敏感。以上结果表明MoFbr7参与稻瘟病菌的营养生长与细胞壁完整性,为进一步揭示其生物学功能奠定基础。     

白叶枯病菌xopXoo基因在致病性中的作用

辣椒斑点病菌(Xanthomonas campestris pv. vesicatoria,Xcv)在非寄主烟草上的过敏反应与xopX基因有关,但在白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)基因组中并未标注xopX同源基因的功能。为研究白叶枯病菌中xopX同源基因在致病性中的作用,对白叶枯病菌的xopXoo基因进行了克隆和突变,并对xopXoo突变体在非寄主烟草上的过敏反应、水稻苗期的水浸症状以及成株期的致病性和病菌生长能力进行了分析。测定结果显示,xopXoo基因突变并不改变白叶枯病菌在烟草上激发过敏反应和在水稻上产生水浸症状能力,但突变菌株在成株期水稻上的致病性和菌体生长能力显著下降。遗传互补能够恢复xopXoo突变体的致病性和菌体生长能力,表明xopXoo是白叶枯病菌的致病性基因。还对白叶枯病菌激发非寄主烟草产生过敏反应的可能基因进行了讨论。     

水稻抗瘟性与雄性不育性之间的遗传关系研究

以两个三系杂交水稻组合来测定水稻对稻瘟病的抗性与野败型雄性不育性的遗传关系,以一个二系杂交水稻组合来测定水稻抗瘟性与光敏不育性的遗传关系。结果表明,水稻抗瘟性（对８８－９菌株,ＺＢ１５小种）与野败不育性是独立遗传的;抗瘟性与光敏不育性是连锁遗传的,交换值接近４０．９０。     

米根霉菌丝球半连续发酵产乳酸的工艺研究

采用单因素试验和正交试验设计,以乳酸质量浓度及菌丝形态为考察指标,对米根霉首批发酵培养基及补料培养基进行优化,得到适于米根霉半连续发酵的培养基,建立了米根霉半连续发酵工艺,并进行米根霉半连续发酵产乳酸的稳定性试验.得到首批培养基参数为葡萄糖120 g/L,(NH_4)2SO_4 2 g/L,NaH_2PO_4 0.16 g/L,KH_2PO_4 0.14g/L,MgSO_4·7H_2O 0.2 g/L,ZnSO_4·7H_2O 0.22 g/L,CaCO_3 60g/L;补料培养基参数为葡萄糖100g/L,(NH_4)_2SO_4 2 g/L,KH_2PO_4 0.1 g/L,ZnSO_4·7H_2O 0.33 g/L,MgSO_4·7H_2O 0.15 g/L,CaCO_3 50 g/L,摇瓶重复稳定发酵30批次,罐发酵重复稳定发酵20批次,葡萄糖转化率最高达到86%.     

水稻白叶枯病菌GX1329基因组文库的构建及含编码TAL效应物基因的克隆的分离

由革兰氏阴性细菌水稻白叶枯病菌引起的水稻白叶枯病是亚洲、北美以及非洲部分地区最严重的水稻病害之一,水稻白叶枯病可使水稻减产高达50％以上。研究表明水稻白叶枯病菌的毒力主要依靠三型分泌系统所分泌的效应物。为了解水稻白叶枯病菌广西菌株GX1329中含有avrBs3／pthA家族基因的情况,本研究应用Alu I部分酶切其基因组DNA,构建了含有736个克隆的菌株GX1329的基因组文库。BamHI酶切分析随机挑取的15个文库克隆表明,克隆的外源DNA随机性良好,克隆的最小片段为27．7kb,最大为58．5kb,平均大小为39．9kb,文库克隆容量约为2．8×10^3Mb,该文库中包含基因组中任一个基因的概率为99．4％。利用来自水稻白叶枯病菌菲律宾菌株PX086的无毒基因avrXa10的第252位～第486位核苷酸序列作为探针,通过菌落原位杂交从GX1329基因组文库中筛选到37个含avrBs3／pthA家族基因的克隆。再通过Southern杂交分析,得到了17个独立克隆。这17个克隆中至少含有13个不同的avrBs3／pthA家族基因。这些基因在GX1329基因组中有的单独存在,有的两个或两个以上串联存在。本工作基本上明确了菌株GX1329基因组中avrBs3／pthA家族基因的数量,为进一步研究菌株GX1329中avrBs3／pthA家族基因的功能奠定了基础。