梨果生刺盘孢的2种致病型菌株FJ-85(产生黑点症状)和菌株FJ-11-2(产生坏死斑症状)的子囊孢子单孢培养均可产生正、负2种类型的单孢菌系。正型单孢菌系菌落浅白色,其上形成的子囊孢子再培养,可形成正、负2种类型的单孢菌系;负型单孢菌系菌落深灰色,其上形成的子囊孢子再培养,只形成负型一种单孢菌系。2个菌株的单孢菌系中,负型的比例明显多于正型。2种类型的单孢菌系对峙培养,在菌落内及菌落交界处均可形成子囊壳,而同种类型的单孢菌系对峙培养仅在菌落内产生子囊壳。结果表明同种类型的单孢菌系可同宗配合,而正、负2种类型的单孢菌系还可异宗配合。正型单孢菌系的致病力与原始菌株相近,而负型单孢菌系较原始菌株弱。2个菌株的单孢菌系在翠冠梨上引起的症状差异与其原始菌株相同。研究结果为解析梨果生刺盘孢的有性生殖与致病的关系提供了新的有用信息。

为明确引起宁夏马铃薯黄萎病病原菌种类,本试验通过常规组织分离法对采自宁夏马铃薯主栽地区固原和西吉的27株马铃薯黄萎病标样进行了分离,共获得11株分离物。采用形态学并结合肌动蛋白(ACT)、延伸因子-1α(EF1α)、3-磷酸甘油醛脱氢酶(GPD)、色氨酸合成酶(TS)的多基因系统发育分析方法,11株分离物均被鉴定为非苜蓿轮枝菌(Verticillium nonalfalfae)。致病性测定结果表明,该轮枝菌能够侵染马铃薯植株幼苗并引致典型的黄萎病症状。非苜蓿轮枝菌对茄科、菊科、豆科、十字花科、葫芦科和锦葵科等6科13种双子叶作物的致病性测定结果表明,其对西葫芦、黄瓜、茄子、烟草、豇豆、棉花和向日葵的致病性强,对番茄、辣椒、生菜和白菜致病力弱且发病缓慢,对西蓝花和苜蓿无致病性。

采用RT-PCR法从感染齿兰环斑病毒(Odontoglossum ringspot virus, ORSV)贵州分离物的苋色藜叶片中扩增出病毒的依赖RNA的RNA聚合酶(RNA-dependent RNA polymerase, RdRp)基因保守序列。测序结果显示,该保守片段长516 bp,编码171个氨基酸残基。构建了该片段的原核表达载体pET32a-ORSV RdRp并转化BL21(DE3)菌株,在25℃以0.4 mmol·L^-1 IPTG诱导表达重组蛋白。SDS-PAGE分析表明,重组蛋白分子量约为36 kDa,与预测相符合。将该重组蛋白作为抗原免疫BABL/C小鼠,制备的多克隆抗体效价达1∶102 400。间接ELISA结果表明,该多抗具有较强的特异性,能检测到ORSV感染的病叶汁液中的RdRp,而与其它感染4种同属或不同属病毒的病叶汁液不发生血清学交叉反应,本实验为进一步研究RdRp的结构和功能以及从分子水平上探讨该病毒的致病机制奠定基础。

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。

核盘菌是一类寄主范围广泛的植物病原真菌。MADS-box蛋白家族基因广泛存在于生物体中,参与调控细胞识别、新陈代谢、细胞周期等。核盘菌转录因子SsMCM1调控其子实体形成与致病性。为进一步揭示SsMCM1的作用机制,本研究以核盘菌野生型菌株uf-70的cDNA为模板,扩增得到SsMCM1基因,并与原核表达载体pET-28a(+)连接,构建成重组质粒转化到大肠杆菌BL21(pLysS)表达菌株中,通过IPTG的诱导和亲和层析,纯化得到SsMCM1蛋白,并以此为抗原获得抗血清,完成效价测定。利用特异性抗血清,与核盘菌不同组织蛋白进行特异性的免疫结合,发现其与核盘菌总蛋白、核盘菌细胞质总蛋白均特异性结合,而核盘菌细胞壁蛋白未发现特异性反应,表明SsMCM1不定位于核盘菌细胞壁上。此外,构建其亚细胞定位载体pCG-1301::SsMCM1,并将重组质粒转化到农杆菌中,通过农杆菌的侵染作用进行瞬时表达,发现SsMCM1定位于细胞核中,作为转录因子调控核盘菌的子实体发育与致病性。

利用分子标记或对特异位点的碱基序列进行分析是植物病原物分子检测的基础,可以在属和种的水平上对物种进行区分和鉴定。对疫霉属的不同种已有一系列的分子检测方法。SNARE蛋白相关基因YKT6拥有保守的侧翼编码区,适于设计疫霉属特异性的PCR引物,同时其内含子所具有的多态性可开发出几乎所有疫霉种的分子标记。利用疫霉属特异性引物对P-YKT6-F/P-YKT6-R可在31个疫霉种中特异地扩增出一条约600 bp的条带,而在腐霉或其他真菌中不能扩增出该条带。利用大豆疫霉的引物对Ps-YKT6-F/ Ps-YKT6-R和辣椒疫霉的引物对Pc-YKT6-F/Pc-YKT6-R,能分别从大豆疫霉菌株和辣椒疫霉菌株中扩增出一条399 bp和282 bp的条带,常规PCR和巢式PCR的灵敏度分别达到100 pg和10 fg。利用这些引物也可从土壤和病组织中检测到目标病原菌。此外,利用上述特异性引物开发出了大豆疫霉和辣椒疫霉的实时定量PCR检测方法。基于YKT6基因的分子标记和检测方法可用于疫霉种的调查检测和法定定量检测。

构建感染草莓镶脉病毒(SVBV)森林草莓的酵母cDNA文库,利用酵母双杂交系统,筛选出与SVBV P1蛋白互作的15种寄主因子。生物信息学分析发现,这15种寄主因子参与茉莉酸途径、泛素化、光合作用、抗病抗逆、蛋白修饰、蛋白运输和氧化还原等多种生物过程。另外,这些寄主因子还具有其他分子功能,包括氧化还原酶活性、蛋白二硫化物异构酶活性和金属离子结合活性等。本研究初步探讨了P1与寄主因子的互作机理,为揭示SVBV侵染森林草莓以及SVBV在寄主中扩展的分子机制提供理论依据。

利用菌丝生长法、ISSR分子标记和分生孢子悬浮液喷雾接种法,探讨了福建省玉米小斑病菌对丙环唑的敏感性以及不同敏感性病菌群体的遗传多样性和致病性。敏感性测定结果表明,福建省玉米小斑病菌对丙环唑产生了抗药性,抗药性菌株的抗性倍数达到2.1~9.4倍。筛选获得的10条ISSR引物对55个菌株共检测出153个位点,其中多态性位点百分比高达93.46%。在敏感型、中间型和抗药型群体中多态性位点百分比分别为77.12%、69.93%和81.70%,在抗药型群体中,等位基因观测值、等位基因有效值、Nei’s遗传多样性指数和Shannon’s信息指数均高于敏感型群体,表明玉米小斑病菌抗药型群体的遗传多样性最丰富。聚类分析结果表明,病菌群体遗传多样性与抗药性水平和地理来源均有较高的相关性。致病性测定表明,丙环唑不同敏感性病菌群体对11个鲜食玉米品种均具有较强的致病性,但是,在9个玉米品种上,敏感型群体中强致病力菌株出现频率明显低于抗药型群体。研究结果为深入研究玉米小斑病菌群体遗传结构及其田间抗药性监测提供了理论基础。

由麦根腐平脐蠕胞菌引起的叶斑病在世界各大麦种植区均有发生,严重影响大麦的产量和品质。选育和应用抗性品种是防控该病害最有效的策略,然而可利用的抗源非常有限。在本研究中对中国233份具有代表性的大麦种质资源进行成株期抗叶斑病田间人工接种鉴定,发现只有垦啤麦5号等10份材料对3个供试菌株都表现抗病,仅占供试材料的4.3%。另外对37份国内外重要的叶斑病抗源材料进行苗期及成株期抗叶斑病鉴定,结果显示成株期抗叶斑病材料所占比例为41%~46%,苗期抗性材料所占比例为50%~64%,其中ND17293等11份材料在苗期和成株期对3个菌株均表现为抗病,可作为抗源继续加以利用;基于上述鉴定结果,进一步分析发现供试大麦苗期对三个菌株的抗病比例均高于成株期抗病比例,说明大麦在不同生育期对叶斑病的抗性存在较大差异。另外发现大麦对B. sorokiniana不同致病类型的抗性也存在明显的专化性。

大赖草作为小麦野生近缘植物,对赤霉病表现较好的抗性, 将其赤霉病抗性基因转入普通小麦, 对创新小麦赤霉病抗性种质有重要意义。本研究在获得抗赤霉病普通小麦-大赖草异附加系基础上, 采用1200R ⁶⁰Co-γ射线处理小麦-大赖草二体附加系 DA5Lr花粉, 授予已去雄的普通小麦中国春,对其后代(M1)种子根尖细胞有丝分裂中期染色体进行GISH分析,获得了1株具有1条普通小麦-大赖草易位染色体的植株,让其自交,对自交后代中具有2条易位染色体植株的花粉母细胞减数分裂中期I进行观察,发现2条易位染色体形成了稳定的环状二价体,表明该植株为纯合体。利用顺序GISH-双色FISH分析,结合小麦D组专化探针Oligo-pAs1-2和B组专化探针Oligo-pSc119.2-2,进一步鉴定出该普通小麦-大赖草易位系为T5AS/5LrL,且筛选出了可追踪该易位系的3个EST-STS分子标记BE591127 、BQ168298和BE591737。赤霉病抗性鉴定结果表明,易位系T5AS/5LrL连续3年的病小穗率分别为7.69%、10.29%和8.66%,显著低于感病品种中国春和绵阳85-45。该易位系的育成为小麦赤霉病抗病性遗改良提供了新种质。

热激蛋白广泛存在于各种生物中,响应多种生物胁迫和非生物胁迫。前期研究结果显示,在水稻中超量表达小热激蛋白OsHsp18.0-CI基因,能通过增强水稻的基础防卫反应提高对水稻细菌性条斑病的抗性。本研究发现,OsHsp18.0-CI基因也能够受到白叶枯病菌的诱导表达,超量表达OsHsp18.0-CI的转基因水稻也增强了对多个白叶枯病致病菌株的抗性。转录组测序分析发现,OsHsp18.0-CI基因介导的水稻对白叶枯病的抗病信号途径有部分类似于其介导的对细菌性条斑病的抗性路径,同时也有大量新的未知功能基因的参与。以上结果表明,OsHsp18.0-CI基因受到病原菌的侵染时,也能通过增强水稻的基础防卫反应来提高对白叶枯病的抗性。

对云南药用野生稻7个不同居群的稻瘟病、纹枯病、白叶枯病和细菌性条斑病抗型表型进行鉴定,筛选抗源,并检测已克隆的抗稻瘟病、抗白叶枯病基因在它们中的存在情况。结果表明:用云南稻瘟病菌毒性菌株16t接种云南药用野生稻7个居群,除勐海药野(7)表型为感病外,其他6个居群均为抗病;勐遮药用野生稻(4)和景纳上沟药用野生稻(1)分别不含Pib和Pi2基因片段,其他5个居群都含有Pib、Pi2、Pi9、Pid2、Pikp、Pis和Pi56等基因片段;所有的参试药用野生稻高抗纹枯病;除勐往药野(13)和澜沧孟矿药野(14)对细菌性条斑病菌菌株RS105表现为感病和勐遮药野(5)对菌株RS1-20表现为感病外,其他材料对菌株RS105和RS1-20都表现为抗病;云南白叶枯病菌强致病性菌株CX30-1、菲律宾菌株PXO99和PXO86对景纳上沟药用野生稻(1)和澜沧孟矿药用野生稻(14)具有强致病性,其他居群表现为抗病至中抗;7个居群都含有Xa5、Xa13、Xa21基因片段。本文首次报道了云南药用野生稻多个居群类型对4种主要病害的抗性,这些结果为深度挖掘利用云南药用野生稻资源的有效抗病基因奠定了基础。

一些真菌病毒严重影响寄主生长、产孢量、致病力。本研究对来源于湖北梨轮纹病菌携带真菌病毒情况进行分析,旨在挖掘具有生防潜能的真菌病毒资源。随机采集湖北省梨树发病枝干,分离、鉴定获得13个梨轮纹病菌株,其生长速率、致病性存在差异。提取dsRNA检测,发现12个菌株均携带不同大小的dsRNA片段。观察其dsRNA带型,HBWH-14 dsRNA含有1~7 kb 9条带,其他菌株携带的dsRNA条带位置均位于HBWH-14所含dsRNA带型中的某1条或多条对应的条带位置。RT-PCR检测发现部分菌株携带产黄青霉病毒BdCV1、双分体病毒BdPV1、单分体病毒BdTV1以及未分类的BdRV1。本研究未发现梨轮纹菌株所含病毒种类与致病力存在直接的相关性。HBWH-14原生质体脱毒获得后代100%携带的dsRNAs稳定遗传。

美澳型核果链核盘菌(Monilinia fructicola)引起的褐腐病是严重威胁桃生产的重要真菌性病害。为揭示该病原菌的抗药性机制和发掘新的药剂靶标,本研究利用同源重组分割标记法对MfSre1基因进行了敲除,并研究了该基因的生物学功能。与亲本甾醇14-α-脱甲基化酶抑制剂(DMI)抗性菌株Bmpc7相比,敲除转化子的菌落形态、菌丝生长速率、产孢能力和致病力没有显著变化(P>0.5),对DMIs杀菌剂的敏感性、过氧化氢和高浓度甘油渗透胁迫也没有显著性区别。但对金属离子、糖类、细胞壁/细胞膜破坏剂的敏感性明显降低,对二甲酰亚胺类杀菌剂(DCFs)的抗性水平显著上升。这些结果表明,MfSre1参与调控对部分外源渗透的胁迫和对DCFs杀菌剂的敏感性。

Grey mould, caused by Botrytis cinerea, is one of the most important diseases of vegetables, flowers, and fruits in the greenhouse-grown crops, but the germination conditions and features of sclerotium of B. cinerea have not been reported previously. To control the preliminary infection of B. cinerea, the sclerotium germination on different environmental conditions was measured in this study. The result showed that the germination rate was not decreased when sclerotium were cultured at 50℃ for 12 h or at 55℃ for 4 h. The highest level of germination was detected when inoculated at 57% of the relative water content, while lower germination when waterlogged or less water incubation. The highest value of germination rate was observed at pH 6 in all treatments, while no germination at pH less than 3. In addition, the common fertilizers had no significant effect on the germination of sclerotium. Therefore, high soil temperature treatment and modulation of soil pH value might be the effective ways to reduce the preliminary infection in the greenhouse.

Grapevine leafroll-associated virus 13(GLRaV-13) was reported in Japan in 2016 as a new member of genus Ampelovirus, and have not yet been found in other countries. In this study, we adopted small RNA sequencing to detect potential viruses in an amur grape cultivar “Zuoshan Ⅱ” exhibiting chlorotic mottling. By assembling the obtained small RNAs, 112 contig sequences showed 87.5%-100% nucleotide identity and 64.9% coverage with the Japanese GLRaV-13 isolate a177 (GenBank ID: NC_029783). Two sets of primers, designed from the contig sequences, were used to amplify the cp and hsp70h gene sequences of the GLRaV-13 isolate, and the sequencing results showed the obtained sequences were the specific fragments of GLRaV-13. In addition,thirty amur grapevines and 90 other grapevines were used to detect GLRaV-13 using two pairs of primers, and the results showed that only amur grapevines tested positive for GLRaV-13. This is the first report of GLRaV-13 in China, and the study could help improve the sanitary status of grape cultivars in China.

本文结合国际病毒分类委员会(ICTV)第九次报告和ICTV官方网站公布的2017版分类系统,比较了二者的差异;同时就2017版分类系统的数据进行了全面分析,包括不同核酸类型病毒的种类和比例,植物病毒的种类和比例,以及2017版分类系统中几个值得关注的问题。

为明确河北省夏玉米区玉米穗腐病的发生情况、病原菌组成及地区对病原菌种类的影响,本团队于2016年和2017年在玉米收获前期对玉米穗腐病的发生情况进行调查,并通过生物学方法对随机采回的样本进行分离鉴定。田间调查结果表明,与2016年相比,2017年河北省玉米种植面积有所减少,玉米穗腐病的发病率有所下降。分离鉴定结果表明,引起河北省夏玉米区穗腐病的优势病原菌为拟轮枝镰孢菌(Fusarium verticillioides),分离频率为63.49%,其他病原菌如层出镰孢菌(F. proliferatum)、禾谷镰孢菌(F. graminearum)、变红镰孢菌(F. incarnatum)、黑曲霉(Aspergillus niger)、黄曲霉(A. flavus)、草酸青霉(Penicillium oxalicum)和哈茨木霉(Trichoderma harzianum)的分离频率分别为19.05%、6.35%、1.59%、14.29%、3.17%、9.52%和1.59%。为明确伏马毒素基因在潜在产伏马毒素镰孢菌鉴定中的作用,拟轮枝镰孢菌、层出镰孢菌和藤仓镰孢菌(F. fujikuroi)分别以EF-1α和FUM1基因序列为基础构建系统发育树。结果表明,两个系统发育树拓扑结构相似,伏马毒素基因可用于潜在产伏马毒素镰孢菌种的鉴定,基于FUM1基因的种间遗传距离大于基于EF-1α基因的种间遗传距离,而种内遗传距离的结论则与之相反。

由“Candidatus Liberibacter asiaticus”(CLas)引起的柑橘黄龙病是我国柑橘生产上最严重的病害之一。有研究发现,感染柑橘黄龙病的甜橙植株内可以同时检测到CLas和相关植原体(“Candidatus Phytoplasma asteri”,CPa),但二者关系尚不清楚。本研究利用长春花为实验材料,采用不同嫁接组合探究CLas与CPa的互作关系。研究结果表明:CPa单独接种长春花造成花变叶和节间缩短症状,但不会致长春花死亡;CLas单独接种长春花产生叶片斑驳症状,接种后2个月长春花死亡。CLas和CPa同时接种长春花,出现斑驳伴随花变叶症状,长春花约3个月后死亡,相比CLas单独接种,长春花的存活时间更长。研究结果还表明CLas在长春花植株内的转移速率较CPa快,但增殖速率较CPa慢。本研究通过人工接种CLas和CPa,分析2种接种体在长春花植株上的症状表现,以期为研究CLas与CPa在长春花上的症状表现差异及其互作关系提供理论依据。

柑橘叶斑驳病毒(Citrus leaf blotch virus, CLBV)在陕西省栽培猕猴桃中发生普遍。为监测CLBV发生情况,本研究建立了CLBV的实时荧光定量PCR(Real-time fluorescent quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)检测方法。该方法特异性强,可准确检测目的病毒,标准曲线斜率为-3.378,决定系数R²=0.997 9,扩增效率为97.7%,比普通RT-PCR灵敏度高100倍,可用于猕猴桃植株CLBV的批量检测或低丰度病毒样本(如猕猴桃休眠枝条)的检测。为苗木携带CLBV病毒的早期诊断、果园病毒病预测预报和防控奠定了基础。

大豆斑疹病菌(Xanthomonas axonopodis pv. glycines,Xag)具有强烈的胞外蛋白酶活性,然而编码其羧基蛋白酶前体(xanthomonappepsin precursor,Xpp)的xpp基因是否参与Xag的蛋白酶活性与致病性,并不清楚。为了阐明Xpp的作用,通过同源重组技术获得了Xag的xpp基因缺失突变体(NΔxpp),并对其功能进行研究。研究表明:该突变体在寄主大豆上的生长能力和致病力相对于野生型均显著降低;功能互补恢复NΔxpp的植物表型至野生型水平。蛋白酶实验表明,NΔxpp胞外蛋白酶活性相对于野生型并无变化;而且xpp基因异源表达也不具有蛋白酶活性。qRT-PCR结果显示,DSF(diffusible signal factor)信号通路及Clp(Crp-like protein)显著负调控xpp基因的转录表达;与大豆汁液互作时xpp基因受诱导表达,并受HrpX和HrpG正调控。这些结果说明:xpp基因不参与Xag的蛋白酶活性,但其是病原菌在寄主大豆上具有致病力所需的。

与大多数丝状真菌一样,禾谷镰刀菌中也存在依赖cAMP信号调节的蛋白激酶A(protein kinase A,PKA)信号通路—cAMP-PKA信号通路。前期研究发现,该信号通路在脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol, DON)的合成中扮演着重要角色。FAC1作为cAMP-PKA信号通路上游基因,它的缺失可导致DON无法合成。本研究发现,FAC1的缺失可严重影响DON合成相关基因TRI1在转录水平和翻译水平上的表达。显微观察发现,Tri1定位在细胞核周围,并且与野生型菌株PH-1相比,fac1突变体在产毒培养基内菌丝膨大结构的形成增多。此外,与未膨大菌丝相比,野生型菌株PH-1菌丝膨大结构处细胞核分裂明显增多,该位点多于4个细胞核的比例达到65.4%,而fac1突变体中菌丝膨大结构处核分裂数仅为0~3个,其中0~2个的占90.7%。研究结果表明,在产毒培养基中特有形成的菌丝膨大结构与DON合成之间并没有必然联系, DON毒素的合成应与菌丝膨大结构处细胞核分裂密切相关。

本文利用Illumina HiSeq测序技术,对在3,4,5-三羟基苯甲酸甲酯(methyl gallate,MG)作用下和对照条件下的茄青枯拉尔氏菌(Ralstonia solanacearum)Rs-T02菌株的转录组进行测序分析,并用GO和KEGG Pathway富集化分析的方法分析差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)的功能和代谢通路,以初步了解MG对R. solanacearum作用的分子机制。结果表明,MG处理组和对照组的差异表达的基因有2 172个,其中1 037个基因上调,1 135个基因下调。随意挑选10个DEGs进行qRT-PCR验证,其基因表达趋势与转录组测序结果一致。通过对差异表达基因的功能和代谢通路分析发现,与细胞结构相关的肽聚糖水解酶、3-磷酸甘油酰基转移酶和UDP-N-乙酰胞壁酰丙氨酸-D-谷氨酸连接酶等蛋白的编码基因上调表达,蛋白YeaQ、外膜蛋白W和外膜蛋白BamE等蛋白的编码基因下调表达;与能量代谢相关的ATP合成酶结构蛋白、辅酶Q亚基和细胞色素等蛋白的编码基因上调表达,甘油醛-3-磷酸脱氢酶、甘油醛脱氢酶和异柠檬酸裂解酶等蛋白的编码基因下调表达;与致病性相关的gspD、gspE和gspF等基因上调表达,hrpY、hrpB和gspG等基因下调表达;与细菌抗药性相关的氨基酸的氨酰-tRNA连接酶、核糖体RNA小亚单位甲基转移酶G基因和多重药物外排泵亚基AcrA等蛋白的编码基因上调表达;与细菌运动性相关的flgB、flgC和flgD等基因上调表达。推测MG对Rs-T02菌株的抑菌机制可能与MG影响病菌的细胞结构和能量代谢相关基因的差异表达有关;同时,MG影响病菌T3SS和T2SS相关基因的差异表达,从而影响细菌的致病力。此外,3-磷酸甘油酰基转移酶基因、核糖体RNA小亚单位甲基转移酶G和多重药物外排泵亚基AcrA基因等上调表达,可能与病菌抵抗MG的机制有关。

本研究是利用异源表达的小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus, WYMV)复制酶Nib蛋白创建了病毒核酸的体外复制系统。将WYMV的Nib编码序列扩增并插入到大肠杆菌表达载体pMAL-C2X中以构建原核表达质粒pMAL-WY-Nib。0.4 mmol·L^-1 IPTG诱导可特异性表达分子量约为100 kDa的MBP-Nib融合蛋白。根据温度梯度测定,20℃下诱导MBP-Nib的可溶性比例较高,约为30％,可满足MBP标签的亲和层析。通过与WYMV的其他蛋白和烟草丛顶病毒的RdRp进行比较,纯化的MBP-Nib融合蛋白可以特异性识别WYMV RNA1和RNA2的3′末端区域并体外合成其互补链,此体外转录体系可用于WYMV复制调控的研究。

通过高通量测序和RT-PCR扩增,克隆并分析蟹爪兰X病毒(Zygocactus virus X,ZyVX)贵州分离物ZyVX-GZ基因组序列。对表现病毒病症状的红肉火龙果植株进行高通量测序,获得4条ZyVX相关contig。RT-PCR扩增并拼接获得ZyVX-GZ基因组,全长为 6 567 nt,5′-UTR和 3′-UTR分别为60 nt和70 nt。含有5个ORF,分别编码复制酶蛋白、TGB1、TGB2、TGB3蛋白和外壳蛋白。ZyVX-GZ与P39和B1分离物基因组序列一致性均为91%。TGB1-3、外壳蛋白基因与大多数分离物核苷酸和推导的氨基酸序列一致性分别为95%～99%和96%～100%;复制酶基因的核苷酸和推导的氨基酸序列一致性分别为80%～89%和92%～97%。系统进化分析表明,ZyVX群体的遗传分化与寄主种类、地理分布不存在相关性。本研究结果丰富了ZyVX群体的基因组序列信息,为ZyVX的监测和防控提供了基础。

为了获取影响大麦黄条点花叶病毒(BYSMV)在灰飞虱体内增殖、积累和传播的相关介体因子,本研究利用分离泛素酵母双杂交膜系统,以BYSMV核衣壳蛋白(N)为诱饵对灰飞虱cDNA文库进行了筛选。 将BYSMV N基因构建到诱饵载体pDHB1上进行表达检测和功能验证,结果表明重组载体pDHB1-N能在酵母内正常表达并行使功能。利用诱饵载体筛选pPR3-N空文库对文库筛选条件进行优化,确定3-氨基-1,2,4-三唑(3-AT)浓度为12 mmol·L^-1的QDO平板为筛选文库培养基条件,去除可能存在的轻微筛库背景。在此筛选条件下以诱饵载体从灰飞虱cDNA文库中筛选得到57个阳性克隆,序列比对结果表明这些阳性克隆编码17种候选蛋白,包括表皮蛋白、泛素B、核糖体膜相关蛋白、细胞色素b5以及海藻糖转运蛋白等。 经酵母双杂交共转验证和β-半乳糖苷酶检测进一步确认了这17个候选蛋白与BYSMV N发生互作。本研究成功从灰飞虱分离泛素酵母双杂交膜系统cDNA文库筛选到与BYSMV N互作的蛋白质,为进一步探索弹状病毒与介体昆虫的分子互作机制奠定了基础。

为了明确黑龙江省小麦品种(系)对中国秆锈菌的抗性水平和了解抗秆锈病基因在该区域的分布情况,本研究选用中国小麦秆锈菌流行小种21C3CTHQM、34MKGQM和34C3RTGQM对从该区域征集到的83份主要小麦品种(系)进行了苗期抗秆锈病的评价,并利用与抗秆锈病基因Sr2、Sr24、Sr25、Sr26、Sr31和Sr38紧密连锁的分子标记分别进行了分子检测,结合苗期表型及系谱,推测这些品种(系)可能含有的抗病基因。结果表明,83份小麦品种(系)对供试秆锈菌小种均表现抗性,对21C3CTHQM、34MKGQM和34C3RTGQM表现免疫或近免疫的分别为57、53和60份,各占供试材料数量的68.68%、63.85%和72.29%,其他剩余材料对3个供试秆锈菌小种表现中抗或高抗。分子标记分析表明,83份主要小麦品种(系)中有12份可能含有Sr2;克旱3号可能含有Sr25;6份小麦品种可能含有Sr31;19份小麦品种可能含有Sr38;没有检测出含有Sr24和Sr26的品种。因此,黑龙江省小麦品种对中国小麦秆锈病抗性水平相对较高,含有抗秆锈病基因Sr2以及对我国小麦秆锈病表现良好抗性的基因Sr31和Sr38,可能含有其他未知抗秆锈病基因,这些优良抗源材料可作为未来小麦生产育种的种质资源。

核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)属于世界性分布的植物病原真菌,可以危害油菜等多种经济作物。研究不同地域核盘菌的遗传多样性对了解核盘菌的遗传演化过程和指导病害防控具有重要意义。实验采用序列相关扩增多态性(sequence-related amplified polymorphism,SRAP)标记对四川省17个不同地理来源的66株核盘菌菌株的遗传多样性进行了分析。10对检测引物共获得129个位点,其中123个为多态位点,占95.35%。UPGMA聚类结果显示,在相似性系数为0.7时,66个核盘菌菌株分为5类(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ),分别包含60、2、2、1和1个菌株。在相似性系数为0.74时,第Ⅰ类又可分为3个亚类(Ⅰ-1、Ⅰ-2、Ⅰ-3),分别包含21、37和2个菌株。聚类及组成分分析结果显示,四川省各地区的核盘菌菌株具有较高的遗传多样性,但其遗传变异与菌株地理来源无明显相关性。

轮纹病是苹果生产中发生严重又难以防治的病害。为探究致病机理,本研究选择葡萄座腔菌的3个候选效应子进行研究。农杆菌介导的烟草瞬时表达显示,Bdo_01520、Bdo_11198、Bdo_11545都能够完全抑制Bax诱导的烟草PCD反应。酵母分泌系统测试表明3个候选效应子的信号肽都具有外泌活性。qRT-PCR测定候选效应子在葡萄座腔菌ZY7有伤接种苹果果实后的相对表达量,结果显示3个基因在病菌侵染36~72 h上调表达。在本生烟中瞬时表达Bdo_11198显著促进了烟草疫霉的侵染,并降低了疫霉菌侵染后本生烟中活性氧的积累。结果表明,葡萄座腔菌候选效应子可以通过影响植物的PCD反应和过氧化氢积累促进病原菌的侵染,研究结果为进一步研究葡萄座腔菌的致病机制提供了基础。

寻找抑制植物病原菌III型分泌系统的植物源活性小分子化合物,是研发生物安全农药的重要途径之一。本研究采用水煮提取法从十字花科黑腐病菌寄主植物满身红萝卜中提取分离活性小分子化合物,利用高效液相-质谱联用解析出活性物质的单体结构。然后用荧光素酶基因luxAB构建融合报告系统以及定量PCR检测活性物质对十字花科黑腐病菌III型分泌系统的抑制效果,最后采用剪叶接种和压渗接种的方法研究活性小分子物质对十字花科黑腐病菌的生防作用。研究表明,植物鞘氨醇和二氢鞘氨醇对十字花科黑腐病菌III型分泌系统基因的转录表达有一定程度的抑制作用,但是对I、II、IV型分泌系统基因的表达没有明显的抑制作用。植物鞘氨醇在XCM1上影响菌的生长,而二氢鞘氨醇不影响菌的生长。同时,还发现这两种物质能显著降低Xcc在寄主植株满身红萝卜上的病害症状以及能够使Xcc在非寄主植物辣椒上引起过敏反应的能力丧失。该研究结果为深入研究小分子化合物对十字花科黑腐病菌III型分泌系统的作用机制及后续开发植物源抑制剂提供了一定的理论依据。

番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus, TYLCV) 及番茄褪绿病毒(Tomato chlorosis virus, ToCV)是危害番茄的主要病毒。2016~2017年,在河北省18个番茄主产区调查番茄病毒病危害情况,采集262份植株矮化、叶片黄化、褪绿、卷曲的番茄样品,利用分子生物学技术对病原进行鉴定。结果表明:2016~2017年河北省番茄病毒病发生普遍,所检样品中TYLCV的侵染率为68.66%,其中与ToCV复合侵染率为19.5%;除栾城、滦南、乐亭、永年4地样品暂未检测到ToCV外,其他14个采样点的样品均检测到ToCV,侵染率为19.5%,且全部表现为与TYLCV复合侵染,河北省番茄主产区暂未发现ToCV单独侵染的样品。

Two fungal isolates were isolated from diseased leaves of Philodendron selloum in Guangxi medicinal garden, Nanning, Guangxi. It indicated that they should belong to Lasiodiplodia based on morphological observation, and they were very similar to Lasiodiplodia theobromae after further comparison in morphology. Meanwhile, the multi-gene phylogenetic tree based on the DNA sequences of ITS, β-tubulin and elogation factor (EF-α) of isolates collected in this study and the ex-type strain of L. theobromae was built up. The results also supported that these two fungi were L. theobromae. The test of Koch′s rule confirmed that L. theobromae was the pathogen of this disease. This is the first report about L. theobromae causing P. selloum disease in China.

Several jujube plants with witches′ broom, little leaf, and big bud symptoms, which were likely infected by jujube witches′ broom (JWB) phytoplasma, were collected in Guangzhou, Guangdong Province. To identify the pathogen, PCR was performed using phytoplasma 16S rDNA universal primer pairs R16mF2/R1 and P1/P7 and SecA gene primer pair SecAfor1/rev3 with total DNA of the symptomatic plants as templates. Specific fragments, 1.4 kb, 1.8 kb, and 0.8 kb in length, were amplified from one of three symptomatic samples. Phylogenetic analysis based on 16S rDNA verified that the pathogen harming jujube plants in Guangzhou was jujube witches′ broom phytoplasma which belonged to 16SrV-B subgroup. Comparison results also showed that the 16S rDNA sequence of Guangzhou JWB phytoplasma shared the highest nucleotide identity (100%) with the reported jujube witches′ broom phytoplasma Japanese strain (AB442218) and JWB strain (AY197661) and shared the nucleotide identity ranging from 99.74% to 99.80% with the other JWB phytoplasma strains. In addition, phylogenetic analysis based on SecA also showed that Guangzhou jujube witches′ broom phytoplasma belonged to 16SrV-B subgroup and shared 99.28%-99.76% similarity with other phytoplasma strains. All these results suggested that jujube witches′ broom phytoplasma has infected jujube plants in Guangdong Province.

Tyrosine 137 is one of key residues in selective binding of DMIs to FgCYP51B(Fusarium graminearum CYP51B), which consists of a drug binding active pocket and plays an important role in the interaction between CYP51 and DMIs. In this study, we investigated the FgCYP51B Y137H biological phenotypes on conidiation, female fertility, colony morphology, growth rate, and pathogenicity. We found that the Y137H mutation of FgCYP51B showed a significantly reduction on conidiation and influences on development of ascospores compared with the wild-type strain. However, colony morphology, growth rate, and pathogenicity of the Y137H mutation of FgCYP51B were consistent with that of the wild-type strain. These results suggest that the FgCYP51B Y137H mutation has influences on conidiation and development of ascospores, but is not associated with colony morphology, growth rate and pathogenicity.

自宁波口岸进境日本杜鹃花种苗上,采用常规平板分离法获得1株疑似杜鹃花枯萎病菌的菌株OV5。该菌株可在马铃薯葡萄糖琼脂和玉米粉琼脂培养基上生长,但在麦芽汁培养基上不生长。经培养可产生少量气生菌丝和大量小型分生孢子,小型分生孢子球状,直径 3.0 ~ 3.5 μm,在纺锤体状菌丝的尖端产生,易脱落,有时呈短链状。菌核卵圆形或饼形,明显杯状,凹面光滑,(1.5 ~ 6) mm × (2 ~ 8)mm × (0.5 ~ 1.5) mm,成熟时黑色。经rDNA ITS基因序列比对分析,发现该菌株与来源于CBS的2株杜鹃花枯萎病菌标准菌株的ITS基因序列同源性达99%以上,位于同一个发育分支。致病性测定结果表明,该菌株可侵染杜鹃花,引起典型杜鹃花枯萎病菌症状。上述研究结果表明,所截获病菌为杜鹃花枯萎病菌,这是我国首次截获该种检疫性真菌。

由子囊菌门真菌稻绿核菌Ustilaginoidea virens引起的稻曲病是世界范围内水稻生产上的重要病害之一。但是,对水稻抗稻曲病的抗性机制仍不清楚。为初步探明水稻与稻曲病菌之间互作早期的分子调控机制,本研究采用比较转录组测序技术对稻曲病菌接种抗病品种‘IR28’和感病品种‘两优培九’(LYP9)6 h的测序数据进行了分析,试图初步阐明水稻抗病分子机制。分析发现,在抗病和感病品种中均差异表达基因有1 005个共表达,在这些基因中,抗病品种中表达上调基因(697个)多于感病品种中表达上调的基因(626个),下调的基因(308个)少于感病品种中下调表达的基因(379个);随后通过GO富集和KEGG代谢途径分析,发现苯丙烷类代谢途径和双萜植保素合成途径相关的基因、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、糖基水解酶和过氧化物酶等基因在抗病品种中被显著诱导上调表达,而在感病品种中基因表达低于抗病品种或下调表达,推测这些基因很可能在水稻与稻曲病菌识别早期发挥重要的抗病作用。该研究结果可为水稻抗稻曲病基因克隆及抗稻曲病分子育种提供理论基础。

通过URP(Universal Rice Primers)-PCR分析尖孢镰孢菌苦瓜专化型基因组DNA扩增片段多态性,筛选检测尖孢镰孢菌苦瓜专化型的特异性引物,并建立了基于该引物的PCR检测方法。结果表明,特异性引物为FOMM-SPF/FOMM-SPR, PCR检测体系为25 SymbolmAL,包括2SymboltB Green Taq Master Mix 12.5 SymbolmAL,10 mmol·L^-1 的上下游引物各1 SymbolmAL,模板DNA 1 SymbolmAL,灭菌去离子水补足至25 SymbolmAL;PCR程序为95℃预变性3 min,94℃变性15 s,57℃退火30 s,72℃延伸20 s,共30个循环,循环结束后72℃延伸5 min;特异性扩增片段大小294 bp,检测灵敏度为2 ng·μL^-1 DNA或50个孢子·500 mg^-1土壤。该引物及其检测方法对尖孢镰孢菌苦瓜专化型的检测特异性好、灵敏度高,可以从土壤和植物样品中快速准确地检测出苦瓜枯萎病菌,无需病原菌的分离培养和致病性检测,对苦瓜枯萎病的早期诊断和预警及有效防控具有重要的指导意义。

由葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)引起的苹果轮纹病是影响我国苹果安全生产的重大病害之一。因此,本研究基于受苹果轮纹菌侵染的苹果组织中果胶裂解酶基因Bdpl1表达上调这一现象,通过Split-marker PCR技术构建Bdpl1基因敲除载体,并通过PEG介导的原生质体转化获得转化子,经常规PCR和qRT-PCR对所获得的转化子进行筛选,成功获得1个Bdpl1基因缺失阳性突变子。该转化子在PDA上的培养基性状与野生型没有明显差异,但在果胶培养基上菌落直径明显小于野生型。其胞外果胶酶活相比野生型明显下降,但在离体“早富”苹果枝条上的致病力并没有明显的下降。通过qRT-PCR技术发现在基因Bdpl1敲除后,其家族内有3个基因在病菌侵染过程中相比野生型明显上调表达(>3倍)。这些现象表明果胶裂解酶基因Bdpl1与病原菌的营养生长过程关系不大,但其参与对寄主果胶类物质的降解。Bdpl1基因对轮纹病菌致病力的影响较小,有可能是Bdpl1基因敲除后,该基因家族内其他基因的上调表达补偿了Bdpl1基因的功能。

由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp. tritici,Pst)引起的小麦条锈病是小麦上的重要病害。研究小麦条锈菌在致病过程中分泌的毒性效应蛋白分子的功能,对揭示小麦条锈菌致病机理,进而研发病害防治新方法具有重要意义。前期在小麦条锈菌吸器转录组中筛选到一个高丰度表达的分泌蛋白基因HASP2。HASP2基因全长240 bp,其编码的蛋白质N端包含22_aa的信号肽,无跨膜区,无结构域。qRT-PCR显示HASP2在条锈菌CYR32侵染早期上调表达;农杆菌介导的烟草瞬时表达实验表明HASP2能够抑制由小鼠凋亡蛋白BAX诱导的烟草细胞坏死;利用细菌三型分泌系统(T3SS)将 HASP2在小麦中过表达,发现其可以抑制寄主PTI(PAMP-triggered immunity)相关胼胝质积累;同时对HASP2过表达的小麦接种无毒性菌系CYR23后,发现HASP2可以抑制寄主ETI(Effector-triggered immunity)相关活性氧积累和减少细胞坏死面积,但HASP2过表达对条锈菌的生长发育没有显著影响。