稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8的特性分析

 有性生殖在真菌的生活史和进化过程中具有重要作用,而交配型基因是控制有性生殖的关键因子。前期研究发现稻曲病菌(Villosiclava virens)MAT1-2型菌株中包含MAT1-2-1和MAT1-2-8两个交配型基因,但是它们如何调控稻曲病菌有性生殖依然不清楚。本文研究了它们在不同侵染和生长发育时期的表达模式和编码的蛋白结构特性。研究表明MAT1-2-1在侵染不同阶段一直下调表达;而MAT1-2-8在侵染早期(5 dpi)上调表达,在侵染后期下调表达。与营养菌丝阶段比较,MAT1-2-1和MAT1-2-8在有性发育过程菌核形成、菌核萌发、子座原基形成和子座成熟4个阶段的表达量都是下降的,在菌核形成阶段表达量最低。生物信息学分析显示MAT1-2-1和MAT1-2-8具有磷酸化位点,为非分泌蛋白,无明显的跨膜结构域。蛋白同源比对分析表明MAT1-2-1与香柱菌(Epichloë typhina)的MAT1-2-1同源性最高,而MAT1-2-8与绿僵菌(Metarhizium)的MBR_08192蛋白同源性最高。进一步研究发现MAT1-2-1和MAT1-2-8能够互作,并分别主要定位在细胞核和细胞基质中。通过质谱技术鉴定到MAT1-2-1的一些候选互作蛋白,如假定Ran交换因子Prp20/Pim1(KDB12229.1)、假定rRNA处理蛋白Ebp2(KDB12923.1)及组蛋白H1(KDB12711.1)等。因此,以上结果为研究稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8调控有性生殖的生物学功能奠定了基础。     

基于RAPD标记的福建省稻曲病菌遗传多样性分析

为了解福建省稻曲病菌群体的遗传多样性和遗传组成,应用随机扩增多态性RAPD (random amplified polymorphic DNA)技术分析了来自福建省不同水稻种植区的102个稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)的遗传多样性.从100条随机引物中筛选出10条扩增带清晰、重复性好的引物进行稻曲病菌多态性扩增,共扩增出157条带,多态性条带比率为82.17％,遗传距离变化范围为0.02～0.67.遗传多样性分析表明,福建省稻曲病菌具有丰富的遗传多样性,相对于其它地区而言,福建闽西地区分离的菌株遗传多样性水平最高PPB=76.43,H=0.2212,I=0.3383),晚稻分离的菌株群体遗传多样性(PPB=91.08,H=0.2402,I=0.3655)高于早稻群体(PPB=63.06,H=0.1892,I=0.2870).聚类分析显示,在遗传距离0.349水平上,供试的所有菌株可被划分成7个遗传聚类组(R1～R7),聚类组R1为优势聚类组,包含有80个菌株,其内又存有一些亚组.这些菌株的聚类与菌株的地理来源及水稻品种无明显相关性.但是在遗传距离0.330水平上,来自宁化的10个菌株可被明显划分成早稻群体和晚稻群体.初步分析认为菌株的地理来源、水稻品种及其生长季节是影响福建省稻曲病菌遗传多样性的主要因素,在稻曲病菌的遗传变异以及该病的发生和流行中可能起重要的作用.     

一株产胶霉菌素菌株的ARTP诱变及筛选

试验旨在选育出胶霉菌素高产菌株,以胶霉菌素产生菌TY-009为初始菌株,利用常压室温等离子体(ARTP)诱变技术对产胶霉菌素的绿色木霉菌株进行诱变处理,并设置时间梯度,检测不同处理时间样品的胶霉菌素产量。通过平板筛选以及摇瓶复筛选出8株正突变菌株,其中产率最高达到0.86 mg/m L,较初始菌株的产率提高了45.76%。ARTP诱变方法快速、高效,对绿色木霉菌株的诱变效果良好,在提高胶霉菌素产量方面有很好的应用前景。     

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。     

稻曲病菌Six1类效应蛋白UvSix1-1的功能研究

 稻曲病菌在侵染过程中会分泌大量的效应蛋白来帮助其侵染。本研究鉴定到一个稻曲病菌效应蛋白UvSix1-1,同源序列比对及系统发育分析发现其具有Six1蛋白保守的氨基酸位点,并与多个病原菌中的Six1蛋白具有同源性。进一步研究发现UvSix1-1可以抑制Bax、XEG1和INF1引起的烟草叶片细胞坏死,并且其预测的信号肽区域具有分泌功能,在烟草上瞬时表达UvSix1-1可以促进辣椒疫霉的定殖。对不同稻曲菌株中的序列进行分析,没有发现序列多态性,说明该基因非常保守。以上研究结果表明,UvSix1-1在病原菌侵染过程中发挥作用,研究结果为稻曲病菌效应蛋白的研究提供参考。     

绿粘帚霉原生质体制备和再生条件的研究

采取单因素实验对绿粘帚霉(Gliocladiu mvirens F051)的原生质体制备和再生条件进行了研究,结果表明,绿粘帚霉(F051)原生质体制备和再生的最佳条件是:用培养基A培养F051分生孢子24h,MgSO40.6mol/L(再生用蔗糖0.6mol/L),磷酸氢二钠-柠檬酸缓冲液为缓冲系统,纤维素酶:蜗牛酶:溶菌酶=4mg/mL∶2mg/mL∶2mg/mL,在32℃水浴中酶解2h。     

采用AFLP技术分析稻曲病菌的遗传多样性Ⅰ:同一块稻田中稻曲病菌的遗传结构

 采用AFLP (Amplified fragment length polymorphism)技术分析了来自北京昌平同一块稻田中不同水稻品种和育种中间材料上稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)的遗传多样性。从256对EcoRⅠ和MseⅠ引物中选择30对扩增40个菌株。结果表明,同一块稻田中稻曲病菌菌株间的相似性系数达0.72以上,来自同一小区的多数菌株能聚成亚类;发现从同一水稻品种分离的菌株没有特异性的AFLP谱带。初步推断稻曲病菌与水稻品种不存在明显的专化性互作。     

水稻幼穗响应稻曲病菌毒素胁迫早期的转录组分析

【目的】由稻曲病菌引起的稻曲病不仅造成水稻减产,而且还会产生对动物和植物有毒的真菌毒素。探明水稻幼穗对稻曲病菌毒素胁迫响应的分子机制,可为发掘水稻抗稻曲病基因以及抗病分子育种开辟新的思路。【方法】用稻曲病菌毒素处理水稻幼穗,采用转录组测序技术对水稻幼穗进行转录组测序,以水稻9311基因组作为参考基因组进行对比,利用TPM法计算基因表达量,设定参数（差异倍数的绝对值不小于2,且q值不大于0.05）筛选差异表达基因。结合基因差异表达分析、富集功能分析,鉴定水稻响应胁迫的关键基因,并利用实时荧光定量PCR技术对差异表达基因进行验证。【结果】在稻曲病菌毒素胁迫12 h后,水稻幼穗出现2526个差异表达基因（DEG）;通过GO富集、KEGG代谢途经和KOG功能分析,将差异基因划分为GO功能下的64个条目、32个代谢途径和KOG功能下23个类别,包括淀粉和蔗糖代谢、苯丙类生物合成、碳代谢、糖酵解/糖异生、氨基糖和核苷酸糖代谢等生物学过程。DEG中有66个植物转录因子,分属7种植物转录因子家族,包括WRKY和Myb两大转录因子。分析二萜类生物合成与淀粉和蔗糖代谢途径相关基因发现,OsCPS2、OsKSL4和细胞色素P450等基因表达量上调,而淀粉酶、β-呋喃果糖苷酶和UDP-焦磷酸化酶等基因表达量下调,推测这些基因在水稻响应稻曲病菌毒素胁迫时发挥重要的作用。【结论】稻曲病菌毒素作为非生物胁迫因素对水稻幼穗具有毒性;通过干扰淀粉和蔗糖代谢等途径而影响种子营养物质的合成,降低水稻抵抗病原菌侵染水稻的能力。     

大叶榕在龙岩市城市绿化中的应用及虫害防治

介绍了大叶榕的生物学特性及其在龙岩市城市绿化中的应用情况,并总结其主要害虫种类及防治对策.     

抗稻曲病水稻品种与材料的筛选与评价

通过田间分期播种自然诱发和温室人工接种试验,对湖北省主栽品种及高代育种材料进行了抗稻曲病鉴定,共筛选出对稻曲病免疫的材料4份,为稻曲病的抗病育种奠定了基础.