植物病理学报

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何苏琴, 文朝慧, 白滨, 张广荣, 孙述俊

植物病理学报. 2022, 52(3): 301-309. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000761

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近年来,甘肃省白银市靖远县的一些砂田西瓜中出现了严重的叶疫病,严重田块病株率超过70%。2018年7月,从靖远县高湾乡罹病西瓜叶片上分离得到拟多隔孢属Stagonosporopsis真菌,病叶检出率达100%。采用离体叶片和植株接种法评价单孢分离菌株XG-3对西瓜和甜瓜的致病性,所有接种处理在24 h内均发病显症而对照未发病,其中发病叶片原接种菌的检出率为100%。菌株XG-3在PDA和OA平板培养基上20和25 ℃培养20 d,未见产孢。在自然感病的西瓜叶片上观察到少量分生孢子器,在人工接种发病的西瓜和甜瓜茎、叶上产生大量分生孢子器和分生孢子:分生孢子器球形至亚球形,大小为(82.4~243.3) μm×(82.4~188.4)μm,分生孢子器具1~2个孔口,孔口直径15.7~27.5 μm;分生孢子无色,0~3个隔膜,杆状、柱状、长椭圆形、花生形及不规则形,直或稍弯曲,分隔处不缢缩或缢缩,大小为(5.2~28.3)μm×(2.2~6.0)μm,分生孢子形态和大小依基质和环境条件的不同而有较大差异。BLASTn分析结果显示,菌株XG-3(GenBank登录号:MW282128)的rDNA-ITS序列与瓜拟多隔孢Sta. cucurbitacearum分离物287ITS(GenBank登录号:AY293804.1)的序列相似性达99.80%。在基于rDNA-ITS构建的系统发育树中,菌株XG-3与Sta. cucurbitacearum聚为一组,与西瓜拟多隔孢Sta. citrulli和木瓜拟多隔孢Sta. caricae区分开来。依据病菌形态学和分子生物学特征,将菌株XG-3鉴定为瓜拟多隔孢Sta. cucurbitacearum [Basionym: Sphaeria cucurbitacearum]。

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荔枝霜疫霉自噬相关基因的鉴定与表达分析

王荣波, 陈姝樽, 郭朦朦, 李文强, 刘裴清, 李本金, 翁启勇, 陈庆河

植物病理学报. 2022, 52(3): 310-320. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000582

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细胞自噬(Autophagy)是一种真核生物中高度保守的胞内物质降解和循环再利用的生理过程,其调控细胞动态平衡、压力适应和细胞程序性死亡,与植物病原真菌生长发育、孢子形成、侵染等一系列过程密切相关。荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)侵染引起的荔枝霜疫病严重危害荔枝生产及采后贮藏。本研究利用模式物种中已知的自噬相关蛋白,采用同源比对的方法在荔枝霜疫霉基因组数据库中鉴定到19个同源蛋白,分属16种蛋白类型。分析基因结构和蛋白保守功能域,发现荔枝霜疫霉自噬相关基因均具有内含子,且数目差异明显;所鉴定候选蛋白都具有相应分组的保守功能域,而PlATG1a在C端具有2个额外的ATG11功能域,PlATG11则在其N端包含1个APG17功能域。进一步对具有核心功能且多成员的自噬相关蛋白ATG1、ATG6、ATG8和ATG18进行系统进化和序列模块分析发现,这些蛋白在不同物种之间十分保守,但是其同源蛋白间存在分化。通过转录组数据分析和qRT-PCR验证结果显示,荔枝霜疫霉中自噬相关基因在生长发育和侵染阶段均有表达,与菌丝阶段相比,PlATG1a、 PlATG2、PlATG3、PlATG6a、PlATG8、PlATG18a基因在游动孢子阶段特异上调表达,其中PlATG8最为显著;PlVPS34在孢子囊阶段特异诱导表达,PlATG1b、PlATG12、PlATG17在孢子囊与游动孢子阶段上调表达但是在侵染阶段下调表达;PlATG6b、PlATG9、PlATG10、PlATG13、PlATG14及PlVPS15基因在生长发育和侵染阶段均表现出不同程度的上调表达,PlATG7、PlATG11、PlATG18b 则在侵染阶段显著下调表达。结果表明,细胞自噬可能参与调控荔枝霜疫霉的生长发育及致病过程。

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香蕉枯萎病菌myosin-1基因的功能分析及外施dsRNA介导的抗性评估

曾凡云, 刘远征, 王艳玮, 漆艳香, 张欣, 谢艺贤, 彭军

植物病理学报. 2022, 52(3): 321-333. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000585

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香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. cubense,Foc)引起的香蕉毁灭性土传病害,其中 4号生理小种(Foc4)能感染几乎所有的香蕉品系,危害最严重。SMART在线软件分析myosin-1基因具有肌球蛋白马达蛋白(myosin motor domain, MMD),肌动蛋白尾结构TH1(myosin tail)和 Src家族同源结构域SH3(src homology domain 3),与禾谷镰刀菌中氰烯菌酯靶标基因myosin-5具高度的蛋白同源性,相似性高达83%。利用Split-marker基因重组技术获得Foc4的myosin-1基因敲除突变体,Δmyosin-1突变株丧失了对氰烯菌酯的敏感性,菌丝生长缓慢,产孢量减少且孢子畸形,对香蕉致病力严重下降,证实myosin-1是氰烯菌酯在Foc4中的作用靶标基因。外施靶向myosin-1体外转录的dsRNA,能抑制菌丝的生长,降低菌丝活性;菌丝膨胀扭曲分枝增多,出现典型的球状结构,与氰烯菌酯处理后的表型一致。在盆栽活体人工接种实验中,体外施用dsRNA可以明显抑制枯萎病外部症状的发展,推迟发病时间,赋予寄主抗性,结果说明体外施用dsRNA可以作为新型杀菌剂防治香蕉枯萎病。综上,myosin-1基因作为氰烯菌酯在Foc4中的靶标基因具有高度的序列保守,在调控菌丝生长发育,产孢以及致病力等方面发挥重要作用,而外施dsRNA具有防治香蕉枯萎菌的巨大潜力。

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丁香假单胞菌III型分泌系统组分HrpH酶学功能解析

王若娜, 马毅楠, 李俊州, 王远宏, 魏海雷

植物病理学报. 2022, 52(3): 334-340. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000745

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III型分泌系统(T3SS)是植物病原细菌的主要致病系统,负责分泌和转运效应蛋白。T3SS结构的形成需要跨越由肽聚糖包被的细菌细胞壁周质层。HrpH是丁香假单胞菌T3SS特化的裂解性转糖基酶。本研究通过原核表达纯化了HrpH及其相关结构域蛋白,发现HrpH具有结合肽聚糖的能力,其中SLT结构域是肽聚糖结合的关键功能域,第148位的谷氨酸是结合的关键位点。进一步研究发现HrpH能够抑制丁香假单胞菌番茄致病变种DC3000(Pst DC3000)的生长,透射电镜显示,HrpH蛋白处理Pst DC3000使其细胞壁的完整性受损。以上研究结果表明HrpH通过裂解细胞壁、结合肽聚糖从而协助T3SS穿透细菌细胞壁形成超分子复合体。

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假禾谷镰孢中三角状五肽重复蛋白的全基因组鉴定与表达分析

王利民, 孟家兴, 庄训宇, 张媛, 李海洋, 陈琳琳, 汪敏, 丁胜利, 李洪连

植物病理学报. 2022, 52(3): 341-351. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000586

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假禾谷镰孢(Fusarium pseudograminearum, Fp)是引起小麦茎基腐病的优势病原菌,但关于该病原菌致病机理的研究报道很少。三角状五肽重复蛋白(Pentatricopeptide repeat protein,Ppr)为一类核编码的RNA结合蛋白,通过结合特定的RNA序列调控靶标基因RNA的成熟过程,参与线粒体基因组转录和翻译。Ppr蛋白在植物、动物(包括人)及酵母中有一些研究报道,但在丝状真菌特别是植物病原真菌中鲜见报道。为了明确假禾谷镰孢中PPR基因家族的特征,本研究通过全基因组Blastp分析,共鉴定出8个PPR候选基因序列FpPPR1~FpPPR8,主要分布在1号、3号、4号染色体上,基本不含有内含子。理化性质与功能预测显示,Ppr为亲水性蛋白,氨基酸长度510~1 353 aa,分子量59.09~152.23 kDa,等电点为5.23~9.69,其中FpPpr3和FpPpr7为稳定蛋白,其他6个蛋白为不稳定蛋白。亚细胞定位预测显示,Ppr蛋白主要位于线粒体。FpPpr1、FpPpr3、FpPpr5、FpPpr6和FpPpr7的3D结构预测形成明显的超螺旋结构。在假禾谷镰孢营养阶段和侵染过程的转录组数据中分析了8个基因表达模式,通过qRT-PCR进行验证,FpPPR1、FpPPR3、FpPPR5在菌丝阶段高表达,FpPPR1、FpPPR5在侵染后期显著下调。本研究结果为进一步研究假禾谷镰孢中PPRs基因的生物学功能奠定基础。

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L-半胱氨酸对稻曲病菌菌丝生长的抑制作用及其转录组分析

张璐, 赵心雨, 郭宇燕, 胡东维, 梁五生

植物病理学报. 2022, 52(3): 352-363. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000581

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分别应用3个稻曲病菌菌株ZJ09、XS14、XS1214,以及马铃薯蔗糖琼脂(potato sucrose agar,PSA)固体培养基、马铃薯葡萄糖琼脂(potato dextrose agar,PDA)固体培养基、TB₃固体培养基和马铃薯蔗糖(potato sucrose,PS)液体培养基,进行固体或液体培养,实验结果表明补充0.250~0.500 g·L^-1 L-半胱氨酸对稻曲病菌菌丝生长具有明显的抑制作用,作用强度随L-半胱氨酸浓度提高而增加。分别采集未补充L-半胱氨酸和补充0.250 g·L^-1 L-半胱氨酸的PSA固体培养基平板上培养6 d的两组ZJ09菌丝进行转录组测序,得到2 138个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中985个被L-半胱氨酸上调表达,1 153个被L-半胱氨酸下调表达。针对转录组测序结果获得的6个DEGs进行了RT-qPCR验证。GO富集结果显示,DEGs在细胞组分、分子功能和生物过程3个类别中均有富集,说明L-半胱氨酸抑制菌丝生长机制复杂。KEGG通路注释结果表明,L-半胱氨酸抑制菌丝生长可能主要与其影响内质网中蛋白质的加工有关。分析DEGs功能后还发现,L-半胱氨酸显著削弱菌丝中几丁质合酶D、细胞分裂控制蛋白6(cell division control protein,CDC6)及细胞分裂控制蛋白48(CDC48)编码基因的表达,推测可能与其对稻曲病菌菌丝生长的抑制作用有关。

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西芹腐根二次酮层物对黄瓜枯萎病的诱导抗性及其转录组学分析

郭嘉华, 武兆昕, 李蕾, 云兴福

植物病理学报. 2022, 52(3): 364-376. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000495

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黄瓜枯萎病(Cucumber Fusarium wilt)是黄瓜生产上发生最普遍的病害之一,严重时甚至造成绝产,目前仍没有有效环保的防治方法。本试验利用西芹腐根丙酮两次层析物作用于黄瓜枯萎病菌,通过化感作用效果筛选出4个最佳流分,将最佳流分作为诱导剂灌根诱导处理黄瓜幼苗,并人工接种黄瓜枯萎病菌,观测比较不同处理对黄瓜枯萎病的诱导抗性;之后选取最强诱导剂诱导处理后且未接病菌的黄瓜幼苗进行转录组学分析。结果表明,4个最佳流分为RRA32、RRA38、RRA101和RRA102,对黄瓜枯萎病的诱导抗性效果分别为65.85%~78.95%、68.29%~81.58%、77.5%~86.84%和82.5%~89.47%,与对照差异极显著,比较确定RRA102为最强诱导剂。对流分RRA102诱导处理后的黄瓜幼苗进行转录组学分析,共获得差异基因322个,其中上调表达152个,下调表达170个。差异基因中228个获得GO数据库功能注释,在Level 1 水平上发现,差异基因主要富集在过氧化氢的反应和碳酸盐脱水酶活性条目上,在Level 2水平上分析发现,差异基因主要富集在免疫系统过程、抗氧化活性和电子载体活性等条目上;KEGG数据库富集分析发现,共103个基因被注释到63个通路中,显著富集在氮代谢、抗坏血酸和醛酸代谢、氨基酸的生物合成、氨基糖和核苷酸糖代谢和植物激素信号转导代谢通路中,以上通路均与植物抗病性有关,说明黄瓜幼苗在诱导处理后激发了自身的防御系统,进而有效抑制黄瓜枯萎病的发生,为进一步更绿色有效的防控黄瓜枯萎病,挖掘抗病基因提供理论基础。

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西瓜噬酸菌铜代谢相关基因copZ功能分析

刘堰凤, 关巍, 王铁霖, 李展鸿, 杨玉文, 刘慧芹, 赵廷昌

植物病理学报. 2022, 52(3): 377-387. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000584

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瓜类细菌性果斑病(Bacterial fruit blotch,BFB)病原菌为西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli,Ac),主要为害西瓜、甜瓜等葫芦科作物,是瓜类生产上主要细菌性病害。目前生产上对该病害的防治手段主要以化学防治为主,其中铜制剂的防治效果较为显著。本研究以西瓜噬酸菌野生型菌株Aac-5中铜代谢相关基因copZ为对象,探究copZ基因缺失对西瓜噬酸菌抗铜性、生长能力等表型的影响;采用RT-qPCR技术测定在不添加和添加外源铜离子条件下,基因copZ缺失后对其他铜代谢相关基因表达量的影响。成功构建了西瓜噬酸菌copZ基因缺失突变菌株ΔcopZ和互补菌株ΔcopZ-comp。结果表明,野生型菌株Aac-5与ΔcopZ-comp菌株在添加1.25 mmol·L^-1 CuSO₄的生长能力与不添加CuSO₄相似,而ΔcopZ菌株的生长能力减弱;当添加CuSO₄至2.50 mmol·L^-1时,野生型菌株Aac-5、ΔcopZ菌株和ΔcopZ-comp菌株的生长能力均减弱。基因copZ缺失在不含铜和含铜条件下均能使西瓜噬酸菌生物膜形成能力减弱;在不含铜条件下基因copZ不影响西瓜噬酸菌的运动能力,在含有1.25 mmol·L^-1 CuSO₄的运动性培养基中各菌株运动能力丧失。ΔcopZ菌株在西瓜子叶内的生长能力相较于野生型菌株Aac-5显著增强,但在西瓜幼苗上的致病力差异不显著,仍具有引起烟草过敏性反应的能力。在不同铜浓度处理后,铜代谢相关基因cueR、copA表达量在野生型菌株中的变化趋势与ΔcopZ菌株存在差异;基因cusA、hylD在野生型菌株中表达量变化趋势与ΔcopZ菌株一致。这表明基因copZ在西瓜噬酸菌铜代谢过程中具有重要作用。

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南瓜蚜传黄化病毒甜瓜分离物的侵染性克隆构建

任倩, 刘莉铭, 彭斌, 康保珊, 吴会杰, 古勤生

植物病理学报. 2022, 52(3): 388-395. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000579

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南瓜蚜传黄化病毒(cucurbit aphid-borne yellows virus,CABYV)近年来发生普遍,严重威胁甜瓜的生产。前期构建了一个CABYV丝瓜分离物(CABYV-QY)的侵染性克隆,但其在甜瓜中的侵染率偏低,不宜用于甜瓜接种。本研究以CABYV甜瓜分离物CABYV-WS为研究对象,通过RT-PCR扩增、拼接获得全基因组序列,通过构建全长基因组cDNA克隆,分析其侵染性。结果显示,该分离物基因组全长为5682 nt,与CABYV-QY(MT943520)的核苷酸序列一致性为88.61%~100.00%,氨基酸为84.94%~100.00%。将cDNA克隆接种分析,发现所用的8个甜瓜品种均能被系统侵染并引起典型的黄化症状,侵染率为70%~100%。其中,甜瓜品种‘新密杂11号’和‘新密25号’感病性较强,接种CABYV后发病周期短且侵染率可达100%。CABYV侵染性克隆的成功构建有助于该病毒的分子致病性和寄主的抗病性等研究。

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陕西省小麦白粉菌群体毒性结构及遗传多样性

李莹, 马康杰, 宫丹丹, 吴蕾, 李强, 王保通

植物病理学报. 2022, 52(3): 396-403. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000755

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为明确陕西省小麦白粉菌群体的毒性频率和遗传多样性,利用34个含有已知抗白粉病基因的小麦品种(系)和5对多态性ISSR分子标记,分别对2016年渭南、西安、咸阳、宝鸡、汉中和安康等6市的15个乡镇160个小麦白粉菌单孢子堆菌株进行毒性频率分析。结果显示:供试小麦白粉菌群体对Pm1、Pm2、Pm3b、Pm3c、Pm3e、Pm3f、Pm6、Pm7、Pm8、Pm19和Pm1+2+19的毒性频率在60%~100%之间,表明这些抗性基因已丧失抗性,在生产上已经丧失利用价值,对Pm4b、Pm24、Pm2+6、Pm2+Mld、Pm2+6+?、Pm4b+Mli、Pm"Era"、Pm"XBD"和Pm21的毒性频率低于20%,表明这些抗性基因抗性良好,可在生产中利用。选取其中93个单孢子堆菌株进行遗传多样性分析,结果表明白粉菌地理群体间遗传距离在0.020 4~0.103 7之间,其中宝鸡和渭南群体的遗传距离最近,汉中和咸阳群体的遗传距离最远。群体间遗传变异占总体变异的12.82%,群体内遗传变异占87.12%,表明遗传变异主要来自于群体内。Mantel Test分析表明,小麦白粉菌群体间遗传距离与地理距离相关性不大。

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吉林省主栽水稻品种抗瘟性评价及抗瘟基因型鉴定

杨林浩, 王瀚, 赵丹, 李泽豪, 林品轩, 李大勇, 孙文献

植物病理学报. 2022, 52(3): 404-415. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000620

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为明确吉林省主栽水稻品种的抗瘟性和抗瘟基因型,选用了一套已明确其无毒基因组成的稻瘟病菌标准菌株对吉林省68个主栽水稻品种进行喷雾和离体划伤接种试验。结果表明,68个品种的抗瘟能力存在较大差异,中抗以上抗病品种达到44个,占供试品种的64.7％;抗瘟基因推导结果结合特异性分子标记检测表明,Pita、Pia、Pish、Pita2、Pib和Pi9等6个基因为吉林省主栽水稻品种中主要的抗瘟基因,并且品种中含有的抗瘟基因数量与抗瘟能力呈正相关;根据结果推测,测试的所有品种中可能不含有Pi2、Pikh、Pikm、Pi11和Pi12基因。本研究揭示了吉林省近年主栽水稻品种的抗瘟能力和抗瘟基因组成,明确了吉林稻区主效抗瘟基因和基因聚合对稻瘟病的抗性贡献,为进一步培育广谱持久抗瘟品种和合理布局抗病品种提供了重要参考。

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江苏省稻瘟病菌对稻瘟灵的抗药性监测及特性分析

潘夏艳, 朱凤, 齐中强, 郭雨洁, 于俊杰, 张荣胜, 刘永锋

植物病理学报. 2022, 52(3): 416-424. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000751

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近几年我国山东省、黑龙江省、辽宁省等多地稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)已对稻瘟灵杀菌剂产生了抗药性。江苏省是我国水稻生产大省,为明确江苏省稻瘟病菌对稻瘟灵的敏感性,本研究分离了2019年采自江苏省6个地区的稻瘟病菌单孢菌株101株,监测到13株稻瘟病菌为稻瘟灵的抗药性菌株,全省稻瘟病菌对稻瘟灵的抗性频率为12.9%。除仪征市未监测到抗药性菌株外,其他5个地区徐州市、淮安市、连云港市、东台市以及宜兴市稻瘟病菌对稻瘟灵的抗性频率分别为40.0%、33.3%、11.5%、5.0%和5.9%。利用菌丝生长速率法对其进行了敏感性测定,结果表明,这13株抗药性菌株的EC₅₀值为15.0~20.6 mg·L^-1,其抗性水平在3.6~5.0之间,均表现为低抗水平。进一步对筛选到的稻瘟灵抗性菌株适合度分析发现,只有2株抗性菌株2019-33和2019-45适合度降低,其余抗性菌株均无明显变化。这13株抗性菌株与嘧菌酯、咪鲜胺以及稻瘟酰胺均不存在交互抗性,且抗性相关基因MoIRR未发生任何位点突变。

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两株木霉共培养发酵提高对小麦苗期茎基腐病的防治效果

陈凯, 隋丽娜, 杨凯, 赵忠娟, 扈进冬, 李纪顺

植物病理学报. 2022, 52(3): 425-433. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000759

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通过平板对峙培养法、孢子萌发法和温室盆栽法筛选高效防治小麦苗期茎基腐病的木霉共培养菌株。从17株供试菌株中,筛选出3株平板抑制率较高的木霉菌株:深绿木霉HB20111、哈茨木霉LTR-2和TW21990,并进行两两组合共培养发酵。孢子萌发试验表明,HB20111+TW21990共培养发酵滤液对假禾谷镰孢孢子萌发抑制率最高,达71.83%,较单菌株HB20111和TW21990分别提高了6.13%和19.53%(P＜0.05)。温室条件下,HB20111+TW21990共培养发酵液500×稀释浸种效果最好,对小麦苗期茎基腐病防治效果和幼苗质量增长率分别达78.81%和130.80%,较单菌株HB20111和TW21990的分别提高了17.88%、30.46%和50.05%、61.22%(P＜0.05);荧光定量检测结果表明,与单菌株相比,HB20111+TW21990共培养发酵显著降低假禾谷镰孢在小麦幼苗根围土、根际土、根系和茎基部中的拷贝数(P＜0.05),且假禾谷镰孢拷贝数与病情指数呈正相关,与幼苗鲜质量呈负相关。本研究发现HB20111+TW21990共培养发酵具有增效作用,对小麦苗期茎基腐病的防治效果显著高于单菌株。

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醚菌酯对假禾谷镰孢的抑制作用及对小麦茎基腐病的防效研究

王莉莉, 徐建强 , 朱凯, 孙莹, 郑伟, 侯颖

植物病理学报. 2022, 52(3): 434-442. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000758

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为了明确醚菌酯对假禾谷镰孢的抑制作用,本研究采用菌丝生长速率法和孢子萌发抑制法分别测定了醚菌酯对2019年从河南省13个地市分离的50株假禾谷镰孢的毒力。两种方法结果表明,醚菌酯对供试50株菌株的EC₅₀值范围分别在0.127 3~3.070 9 μg·mL^-1和0.001 3~0.070 9 μg·mL^-1,平均EC₅₀值为(1.304 1±0.804 2)μg·mL^-1和(0.017 4±0.017 0)μg·mL^-1。敏感性频率分布图显示,两种方法分别有80％(40株)和70％(35株)的菌株敏感性频率呈正态分布,其平均EC₅₀值分别为(1.135 2±0.531 2)μg·mL^-1和(0.011 4±0.006 3)μg·mL^-1,可作为假禾谷镰孢对醚菌酯的敏感性基线。方差分析结果表明,同一县市的假禾谷镰孢对醚菌酯的敏感性差异较大,EC₅₀值变化范围为0.545 2~2.156 4 μg·mL^-1和0.001 9~0.036 7 μg·mL^-1。聚类分析结果显示,河南省假禾谷镰孢对醚菌酯敏感性差异与菌株的地理来源无明显关联性。温室防效结果显示,小麦种子与醚菌酯悬浮种衣剂进行拌种处理可以起到一定防治效果,0.42 μL AI/2g处理防效最高,防治效果可达50.33％。本研究结果可为河南省假禾谷镰孢对醚菌酯的敏感性监测提供信息,同时为醚菌酯对小麦茎基腐病的防治提供理论依据。

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烯酰吗啉对葡萄叶际微生物区系影响研究

何涛, 杜鸿燕, 孙家秀, 陈吉越, 邓维萍, 朱书生, 何霞红, 杜飞

植物病理学报. 2022, 52(3): 443-458. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000754

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为探究施用烯酰吗啉后不同葡萄叶际微生物群落变化,以田间‘红地球’品种葡萄为研究对象,连续施用农药烯酰吗啉,采集不同组别样品,利用 Illumina Hiseq 高通量测序技术分析葡萄叶际真菌、细菌群落结构变化。基于可操作分类单元(operational taxonomic units, OTUs)的物种分类分析,共得到葡萄叶际微生物真菌群落共计6个门,23个纲,60个目,131个科,212个属,296个种;细菌群落共计42个门,91个纲,222个目,398个科,846个属,1 469个种。在云南农业大学砂壤土质、篱架式栽培的‘红地球’葡萄基地中发现:(1)葡萄叶际优势真菌有枝孢菌属(Cladosporium)、白粉菌属(Erysiphe)、unclassified -k_-Fungi属和Symmetrospora属;优势细菌有乳杆菌属(Lactobacillus)、双歧杆菌属(Bifidobacterium)、拟杆菌属(Bacteroides)、肠球菌属(Enterococcus)、毛螺菌属(unclassified-f-Lachnospiraceae)、norank-f-Muribaculaceae属、芽孢杆属(Bacillus)、Blautia属和肠杆菌属(Kosakonia)。(2)经烯酰吗啉处理后,在健康葡萄叶片中其叶际真菌群落丰富度略降低,多样性显著增加,叶际细菌群落丰富度增加,多样性增加,但零星发病叶片中,叶际真菌、细菌群落丰富度和多样性则显著降低。(3)在零星发病葡萄叶片中,相对健康叶片,葡萄叶际真菌群落之间的差异被增大,而葡萄叶际细菌群落的差异被减小。(4)在健康及发病叶片中,相对丰度均上调的真菌为白粉菌属(Erysiphe)、球腔菌属(Mycosphaerella)、线黑粉酵母属(Filobasidium)、黑孢霉属(Nigrospora)、赤霉属(Gibberella)、被孢霉菌(Mortierella)和镰刀菌属(Fusarium),细菌为巨单胞菌属(Megamonas)、链球菌属(Streptococcus)、葡萄球菌属(Staphylococcus)和弯曲杆菌属(Campylobacter);相对丰度均下调的真菌为枝孢属(Cladosporium)、壳针孢属(Septoria)、链格孢属(Alternaria)和担孢酵母属(Erythrobasidium);细菌为短小杆菌属(Kosakonia)鞘脂单胞菌属(Sphingomonas);推断这些菌对烯酰吗啉较为敏感。(5)施用烯酰吗啉农药对葡萄叶际微生物的影响在健康叶片与零星发病叶片中有差异,且有新的优势菌属出现。

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翠香猕猴桃黑点病与果实矿质元素失调相关性

刘巍, 吴治然, 王丽, 陈霁晖, 秦虎强, 黄丽丽

植物病理学报. 2022, 52(3): 459-464. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000762

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为明确猕猴桃黑点病的发生与果实矿质元素含量的关系,以期为黑点病的防治提供理论依据和指导方法,本研究通过测定病果与健果的果皮中主要矿质元素N、P、K、Ca、B、Mn,分析各矿质元素含量与发病的相关性,进而采取补施病果中显著缺乏的矿质元素,并测定补施后其对黑点病的预防效果。结果表明:2018—2019年,猕猴桃黑点病普遍发生,病园率高达100%。不同年份、不同果园“翠香”猕猴桃黑点病发病程度不同。通过对比病果与健果中矿质元素含量发现,病果皮中的N、B含量显著高于健果,Ca含量显著低于健果,并且病果皮中N/K、N/Ca、P/Ca和K/Ca比值显著大于健果,而Ca/B和Ca/Mn比值显著低于健果。连续两年田间补施Ca肥,对猕猴桃黑点病的预防效果可达到70%以上。猕猴桃黑点病的发生可能与果园管理中N、B过量以及Ca施用不足引起的矿质元素失衡有关。

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镰刀菌酸在尖孢镰刀菌侵染过程中的产生规律及运输过程探究

王瑞瑞, 王敏, 曾吉兴, 朱林星, 郭世伟

植物病理学报. 2022, 52(3): 465-475. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000756

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镰刀菌酸(FSA)是尖孢镰刀菌产生的主要毒素之一,对病害的发展起到主导作用,但是其产生及运输机制尚不清楚,明确镰刀菌酸在寄主体内的产生过程及运输方式对防控作物枯萎病的发生具有重要的理论意义。本研究以黄瓜品种津春4号和尖孢镰刀菌黄瓜专化型菌 (Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum) 为试材,进行温室营养液培养试验,对不同侵染时期植株体内的病原菌及镰刀菌酸进行定量分析,结合韧皮部烫伤及分根根盒装置,探究镰刀菌酸的运输及分配机制。结果表明,病原菌的侵染首先从根尖或者侧根原基侵入根系,随后侵入维管组织并局限在木质部导管中,快速大量繁殖并开始产生毒素镰刀菌酸,镰刀菌酸主要通过木质部运输到叶片,发病期(11 dpi)叶片中镰刀菌酸含量是根系中镰刀菌酸含量的10倍。病原菌主要借助镰刀菌酸加速植物萎蔫死亡,并且镰刀菌酸含量与病原菌数量的相关性关系呈显著正相关。本研究进一步明确了病原菌侵染与镰刀菌酸产生的关系,病原菌在根系定殖成功后快速繁殖进入潜育期,随后产生毒素镰刀菌酸,并通过木质部运往地上部,促进叶片萎蔫,加速病原菌进入腐生阶段。在实际生产中我们可以在病害发生前期,未产生大量镰刀菌酸之前加强田间管理,以抑制或减轻枯萎病的发生。

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利用枯草芽胞杆菌表达系统进行马铃薯抗细菌基因的筛选

郭鹏飞, 张家欣, 王洁玉, 董五辈

植物病理学报. 2022, 52(3): 476-488. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000752

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抗菌肽是植物先天免疫系统的重要组成部分,具有良好的广谱抗菌活性,因此作为抗生素的替代品有较好的应用前景。马铃薯野生种(Solanum demissum)作为重要的种质资源,含有丰富的抗性基因。本研究利用指示菌内置文库抗性基因筛选技术,将马铃薯野生种cDNA文库转入指示菌枯草芽胞杆菌内,筛选出两种具有广谱抗菌活性的抗菌肽SdR2332和SdR2770。课题组分别测定了它们的热稳定性、酶稳定性、紫外线稳定性、最低抑菌浓度(minimum inhibitory concentration, MIC)和溶血性,旨在明确这两种新抗菌肽的实际可应用性;同时通过测定抗菌肽处理后病原菌活性氧(reactive oxygen species, ROS)迸发量、病原菌细胞形态观察和基因表达分析来探究抗菌肽的抑菌机制及防效。结果表明,抗菌肽SdR2332和SdR2770均具有良好的广谱抗细菌活性,且在低浓度下即可致死病原菌;它们还具有较为稳定的理化性质和较低的溶血性。经抗菌肽SdR2332和SdR2770处理后的青枯菌(Ralstonia solancearum)出现了明显的活性氧迸发现象,电镜下观察发现其细胞有一定程度的皱缩和破损,这表明抗菌肽对病原菌有杀伤作用。在qRT-PCR分析中,接种马铃薯的植株中SdR2770表达量明显上调,推测可能与植物抗病相关。本研究结果为新抗菌肽的研发提供了一定的理论基础和参考价值。

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广西苦瓜棒孢叶斑病的病原鉴定

秦健, 刘杏连, 康德贤, 黎炎, 黄如葵, 吴永官

植物病理学报. 2022, 52(3): 489-492. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000580

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引起花生果腐病的新孢镰刀菌及其生物学特性

何弯弯, 冯丽娜, 李振云, 张锴, 张友青, 温晓蕾, 孙伟明

植物病理学报. 2022, 52(3): 493-498. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000494

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香榧根腐病病原菌分离鉴定及绿色药剂筛选

张思琦, 沈黄莹, 庾金武, 苏秀, 周水根, 周旭东, 林海萍

植物病理学报. 2022, 52(3): 499-503. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000787

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首次发现巴西果胶杆菌(Pectobacterium brasiliense)引起甘薯茎腐病

马媛媛, 罗金燕, 王艳丽, 朱洁, 李斌, 安千里

植物病理学报. 2022, 52(3): 504-507. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000583

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山东局地甜瓜细菌性茎软腐病病原菌的分离与鉴定

李磊, 张子玉, 赵昱榕, 谢华, 石延霞, 柴阿丽, 谢学文, 李宝聚

植物病理学报. 2022, 52(3): 508-510. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000578

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