由苹果黑腐皮壳(Valsa mali)侵染引起的苹果树腐烂病是严重威胁我国苹果产业健康发展的重大枝干病害。揭示病菌致病机理有助于制定病害防控新策略。含cupin结构域蛋白是一个大的蛋白家族,广泛参与植物发育和逆境胁迫响应等多种生命活动。有关植物病原真菌中该类蛋白的研究报道很少,其参与菌丝生长和侵染致病的生物学功能尚不明确。基于V. mali与苹果树皮互作的转录组分析,发现一个在病菌侵染过程中显著上调表达的基因。蛋白序列特征分析发现,该蛋白含有1个典型的cupin结构域,且与其他物种含cupin结构域蛋白高度同源,将之命名为Vmcupin1。实时荧光定量分析发现Vmcupin1在病菌侵染过程中显著上调表达。创制了Vmcupin1缺失突变体和回补菌株,发现该基因缺失后,病菌生长速率在一定程度上降低,其致病力和适应H2O2和NaCl胁迫的能力显著降低,表明Vmcupin1在病菌营养生长、侵染致病,以及逆境胁迫中发挥重要功能。研究结果丰富了真菌含cupin结构域蛋白功能的认知,有助于全面解析腐烂病菌致病机理。
条锈病是小麦上重要的真菌病害,严重威胁小麦的生产安全,施用杀菌剂是防治小麦条锈病的重要措施。三唑酮是防治条锈病的主要药剂,但长期单一、大规模使用三唑酮势必导致病原菌抗药性出现,由于小麦条锈菌是严格的专性寄生菌,目前测定条锈菌对杀菌剂的敏感性实验主要在活体小麦上进行,实验结果易受外界环境影响。本研究通过培养皿内离体小麦叶段培养,采取定量接种和软件读数的方法,对2021年西北核心越夏区60个小麦条锈菌菌株进行三唑酮敏感性测定,生测结果表明供试菌株平均EC50值为0.543 μg·mL-1,抗性菌株7株,敏感菌株53株,11.67%的供试菌株对三唑酮具有低至中等水平抗性,分子标记结果与生测结果高度吻合。本研究通过优化三唑酮对条锈病防治效果的室内生测体系,使得结果更加稳定、重复性好,同时基于敏感/抗药菌株靶标基因序列分析开发了高通量的抗药性竞争性等位基因特异性PCR-单核苷酸多态性分子标记(KASP-SNP),旨在为防治小麦条锈病筛选高效杀菌剂,同时开展田间小麦条锈菌抗药性监测,了解抗药性分布及抗性水平,为小麦条锈菌抗药性综合治理提供科学依据。