聚孢霉属真菌是一类具有丰富形态学和生态学特征的生物类群,广泛分布于多种环境条件中,尤其是在土壤中。聚孢霉属真菌有着巨大的生防潜力,可通过拮抗、重寄生、促生以及诱导植物抗性等多种机制防控植物病害,因而受到广泛关注。本文概述了聚孢霉属真菌的系统分类学进展,并对聚孢霉-植物病原菌以及聚孢霉-植物寄主之间的互作机制进行了综述。随后对聚孢霉的应用现状进行了总结,并对其应用前景进行了展望。从聚孢霉属真菌中挖掘具有优良生防特性的菌株,将推动其在农业应用上的商品化。

为明确内蒙古大豆种子内部和表面携带的病原菌种类和分离频率,探究大豆种子是否携带检疫性病原菌大豆疫霉(Phytophthora sojae),采用洗涤检验法和培养基培养法,分别从供试大豆种子内部获得218株真菌分离物,种子表面获得196株真菌分离物,但未分离获得P. sojae。结合菌落形态观察和ITS-rDNA序列分析对分离物进行鉴定,种子内部真菌分离物分属16个属,种子表面真菌分离物分属17个属。结合文献报道从中挑选了9个属的24株疑似病原菌进行致病力测定,发现其均可在大豆黄化苗上引起病斑。通过特异性引物检测法进一步确认了供试的大豆种子未携带大豆疫霉。上述结果为大豆种子带菌所引起病害的科学防治提供了重要参考。

为了查明引起金银花(Lonicera japonica)根腐病的病原,本研究从表现根腐病症状的金银花根系中分离病菌。经致病性测定,结合形态特征和分子生物学鉴定结果,确定引起金银花根腐病的病原菌为茄腐皮镰刀菌(Fusarium solani)和变红镰刀菌(Fusarium incarnatum),且这两种镰刀菌复合侵染时根腐病发生更严重。对这两种病原菌进行生物学特性分析,结果表明其菌丝生长最适温度均为28 ℃,在低于4 ℃和高于50 ℃条件下停止生长; F. incarnatum孢子萌发最适温度为28 ℃,F. solani孢子萌发最适温度为25~28 ℃;二者对于pH值的变化不敏感,在pH值为5~11条件下均能生长;F. incarnatum适宜在12 h光照/12 h黑暗光周期条件下生长,而F. solani适宜在全黑暗条件下生长;F. incarnatum和F. solani菌丝生长的致死温度分别为50 ℃和55℃(处理10 min);孢子萌发的致死温度均为50 ℃(水浴10 min);两种病原菌最适生长碳源同为果胶,但最适生长氮源有差异,F. incarnatum为胰蛋白胨,对其它氮源的利用效率较低,而F. solani为蛋白胨,且具有广谱碳、氮源适应性。进一步分离和筛选能抑制金银花根腐病菌的高效生防菌株,从发生根腐病的金银花田块采集健康植株周围土壤,通过菌株分离、平板对峙培养、酶活测定、温室促生防病试验最终筛选到2株能促进金银花生长并且能高效防治金银花根腐病的生防菌株。经鉴定BG1为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa),其防效为59.41%,BS37为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),其防效为52.47%。研究结果为金银花根腐病的防治提供了十分有潜力的生防资源,具有实际应用价值。

Sho1和Msb2分别为四跨膜蛋白和单链跨膜蛋白,现有研究表明其普遍存在于真菌中,两者结构保守,都具有胞外结构域、跨膜结构以及胞质结构域,且Sho1蛋白主要定位于细胞质膜,Msb2蛋白主要定位于在细胞质膜上,通过质膜的内吞作用将其转运至液泡内。此外,Sho1和Msb2蛋白的不同结构域可与多种信号蛋白结合,参与MAPK信号通路中的不同途径,调节真菌的生长发育和逆境响应。目前在酿酒酵母、白念珠菌、烟曲霉、黄萎病菌、尖孢镰刀菌、禾谷镰刀菌、玉米黑粉菌、稻瘟病菌、灰霉菌、新生隐球菌、荚膜组织胞浆菌等真菌中开展了大量Sho1和Msb2蛋白功能的研究,发现Sho1和Msb2蛋白主要参与真菌的丝状生长、渗透胁迫、氧化应激、细胞壁完整性、温度响应和毒力调控,但其具体功能具有真菌进化特异性。本文综述了Sho1和Msb2的结构特征,对Sho1和Msb2在不同真菌中的功能及其作用途径进行了总结分析,以期为相关研究提供参考。

为明确引起西瓜黄萎病的大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)种群结构类型、致病性差异以及对不同作物的潜在风险,通过PCR扩增技术对20株来源于西瓜的V. dahliae生理型、生理小种和交配型进行了测定,利用伤根接种法对其致病性分化进行研究,同时测定了6种其他作物来源的V. dahliae对西瓜的致病性以及西瓜来源V. dahliae对4种作物的致病性。结果表明,供试的20株V. dahliae菌株经鉴定均为非落叶型、2号生理小种和MAT1-2-1交配型。该20株V. dahliae对西瓜的致病性菌株间存在一定的差异,AUDPC值从238.92到606.81之间,其中菌株WM05和WM14的AUDPC分别为606.81和514.72,显著高于其他18株V. dahliae,致病性相对较强;而菌株WM01、WM20、WM24和WM19的AUDPC仅为238.92、249.15、256.11和257.45,致病性相对较弱。来源于棉花、茄子等6种作物的V. dahliae均能侵染西瓜,且对西瓜的致病性存在显著差异。来源于西瓜的V. dahliae能够侵染供试的4种作物,对茄子的致病性最强,对棉花的致病性最弱,对马铃薯和向日葵的致病性与对西瓜的致病性相当。研究结果将为西瓜黄萎病的防治提供技术支撑。

采用组织分离法,对采自辽宁抚顺新宾的细辛叶枯病株进行病原分离和纯化。根据柯赫氏法则,对分离菌株进行致病性测定。通过形态学观察,结合rDNA-ITS序列分析,以及BenA与RPB2多基因位点序列对比分析,对病原菌进行鉴定。结果表明:经回接验证,明确分离所获菌株是细辛叶枯病的致病菌;代表性菌株XXY-2的形态特征以及在OA、MEA、DG18、YES、CYA和CREA等6种培养基上的菌落培养特征与Talaromyces brevis一致;基于ITS-BenA-RPB2多基因序列系统发育分析结果显示,XXY-2与T. brevis 的模式菌株DTO 307^T和CBS 141833^T处于同一分支,自展值为100,表明XXY-2为T. brevis。采用菌丝生长速率法,测定8种杀菌剂对T. brevis生长的抑制效果,其中吡唑醚菌酯和氟啶胺的室内抑菌效果最好,EC₅₀值分别为0.0096和0.0056 μg·mL^-1。这是T. brevis作为细辛叶枯病病原的首次报道,为后续开展细辛叶枯病综合防治奠定了理论基础。

桃潜隐花叶类病毒(peach latent mosaic viroid, PLMVd)是桃树上的重要类病毒。PLMVd侵染桃树后会引起花叶、黄化和白化等不同的叶片症状。目前,PLMVd侵染引发花叶的机制不明。本文克隆了来自我国田间油桃样品的花叶(M)分离物和无症状(N)分离物的86条PLMVd全长序列,大小为336~338 nt。用DnaSP 5.0对克隆的序列进行分析,获得31条单体型(变体)序列,来自M分离物的单体型多样性(Haplotype diversity)较低为0.79,N分离物较高为0.90。与无症状的N分离物序列相比,M分离物序列变异主要发生在全序列的五个核苷酸区,来自M分离物的MY1单体型序列为优势序列,与少数其他序列变体聚在系统发育树的Group I,并与已报道的典型白化P1.148分离物序列相似性为89.4%。通过PLMVd侵染性克隆和基因合成的构建、接种方法的比较,构建了有侵染性的PLMVd二倍体和有效接种技术。构建的PLMVd MY1二倍体cDNA质粒,通过强化茎切接种法接种,能系统侵染山毛桃并表现典型的花叶症状。研究结果为进一步研究PLMVd引发花叶的分子机制奠定了基础。

条锈病是小麦上最重要的病害之一,严重影响小麦安全生产。该病害的严重度准确评估对病害预测和病害管理措施制定至关重要。为了实现小麦条锈病严重度的准确评估,本研究基于图像处理技术建立了小麦条锈病严重度自动评估方法,构建了小麦条锈病严重度自动分级系统。借助图像处理软件对获取的小麦条锈病各个严重度级别的发病单叶图像进行了手动分割,获取叶片区域图像和病斑区域图像,并统计获得每一发病单叶的叶片区域和病斑区域的像素数量,计算获得了每一发病单叶的病斑面积占发病叶片总面积的实际百分率。基于图像处理技术,利用4种图像分割方法对发病单叶图像进行叶片区域和病斑区域自动分割,与利用图像处理软件对病害图像进行手动分割所获取结果进行比较,获得了最优的病害图像自动分割方法。利用最优病害图像自动分割方法情况下获得的每一发病单叶的病斑面积占发病叶片总面积的百分率,分别依据每一个严重度级别的基于平均值中间值的实际百分率参考范围和病斑面积实际百分率的99%参考值范围,对每一发病单叶进行严重度评估,评估结果表明,基于病斑面积实际百分率的99%参考值范围的严重度评估方法最优,其严重度评估平均准确率为88.19%。利用最优的病斑图像自动分割方法和最优的严重度评估方法,结合PyQt5库、Qt Designer和PyUIC5设计工具,使用Python语言编程构建了小麦条锈病严重度自动分级系统。本研究为基于图像处理技术的小麦条锈病严重度自动评估提供了基础,并为其他植物病害的严重度评估提供了方法和思路参考。

本研究采用平板对峙培养、鉴别寄主灌根接种和微卫星分子标记等方法,对2019和2020年采集自重庆市的66株辣椒疫霉(Phytophthora capsici)进行交配型、生理小种组成和群体遗传多样性分析。交配型检测结果显示A1交配型有13株,A2交配型有53株。生理小种鉴定结果显示42株P. capsici中有11株race1、28株race2、1株race3和2株race6(超级毒性小种)。利用6个已报道的微卫星分子标记位点对所有P. capsici菌株进行群体变异分析,共计获得59个不同的基因型;来自重庆地区11个P. capsici地理群体的有效等位基因数Ne为1.786~2.881,期望杂合度He为0.352~0.577,Shannon-Wiener指数H为1.242~2.079,多态标记百分率为83.33%~100%,群体之间的基因交流频繁(Nm=0.133~7.680),总群体的遗传分化处于中等水平(F_ST=0.113)。以上结果表明P. capsici在重庆各区县的遗传变异程度不同,总群体内杂合子过剩,具有丰富的遗传多样性。各地理群体的交配型组成、固定系数以及Hardy-Weinberg平衡和连锁不平衡检验提示重庆地区P. capsici可能同时存在无性和有性繁殖。AMOVA分析结果显示遗传变异主要来自群体内部。主成分分析(DAPC)表明重庆地区P. capsici菌株间存在明显差异,可划分为2个类群。Structure分析显示重庆地区P. capsici可能来自两个不同的祖先群体。上述有关重庆地区P. capsici有性生殖、生理小种组成和群体遗传结构等方面的研究结果为该地区辣椒疫病的防控奠定了基础。

草莓角斑病是云南近几年发生的重要细菌病害之一,本实验通过从病斑处分离得到的细菌进行形态学、生理生化、致病性检测、16S rDNA、hrpB基因分子鉴定,鉴定其中1株分离菌为草莓黄单胞菌(Xanthomonas fragariae)。生理生化指标检测表明,致病菌能利用D-麦芽糖、D-海藻糖、D-纤维二糖、蔗糖、D-松二糖等碳源26种,能与萘啶酮酸、林肯霉素等7种化学敏感物质反应,致病菌盐耐受性弱,对酸敏感,能利用L-乳酸、柠檬酸等有机酸。不同草莓品种对草莓黄单胞菌的抗性鉴定结果表明,‘红颜’和‘甜查理’为高抗品种,病情指数分别为5.95和4.76,高抗品种占比为14.28%;中抗品种为‘波特拉’、‘全明星’、‘越秀’、‘白雪公主’、‘京藏香’、‘香野’,中抗品种占比为42.85%。本研究明确了草莓角斑病病原菌,提供了部分草莓品种抗性信息,以期为深入研究该病害发生规律、防治提供理论依据。

早春西瓜是云南热区的特色水果,近年来病毒病发生危害日益严重。为明确侵染早春西瓜的主要病毒,本研究采集了云南省西双版纳州勐海县的早春西瓜植株与果实病毒病样品,应用透射电子显微镜制样观察、间接酶联免疫吸附测定(ID-ELISA)和RT-PCR扩增克隆与测序分析进行检测鉴定。结果表明:侵染早春西瓜的病毒为西瓜银色斑驳病毒(WSMoV)和黄瓜花叶病毒(CMV);ID-ELISA对叶部样品WSMoV和CMV的检出率分别为70%和20%,复合侵染率为15%,RT-PCR对这两种病毒的检出率分别为100%和65%,复合侵染率为65%;并且,实验对发病果实种子进行RT-PCR扩增克隆和测序分析发现上述2种病毒复合侵染率达100%;系统发育树分析表明,云南西瓜WSMoV分离株21YV-40(GenBank登录号:OP617563)、21YV-43(GenBank登录号:OP867047)与云南分离株Banna-2011(GenBank登录号:KM242056)相似性最高,达到99.00%,云南西瓜CMV分离株CMVYN40(GenBank登录号:OP617565)、CMVYN46(GenBank登录号:OP617566)与泰国分离株A27(GenBank登录号:FN552545)相似性最高,达到98.00%。本研究明确了勐海县早春西瓜主要受到WSMoV和CMV的侵染且存在复合侵染,首次发现WSMoV和CMV复合侵染西瓜发病果实种子,为早春西瓜病毒病的防控提供了依据。

In this study, 155 isolates of Fusarium were isolated from the diseased roots of strawberry with the symptom of root rot, which were collected from thirteen provinces, municipalities, and autonomous regions across China from 2021 to 2022. The obtained 155 Fusarium isolates were identified to be eight species (namely F. acuminatum, F. asiaticum, F. commune, F. equiseti, F. fujikuroi, F. oxysporum, F. proliferatum, and F. solani) based on morphological characteristics and sequence analyses of internal transcribed spacer of ribosomal DNA (rDNA-ITS) and translation elongation factor-1 alpha (TEF-1α), with F. oxysporum (108 isolates, 69.68%) being predominant. Results of pathogenicity test confirmed that thirty-one representative isolates belonging to these eight species of Fusarium could induce the symptom of root rot on strawberry roots, showing that they were pathogenic on strawberry roots. The average disease incidence (98.62%) and disease index (79.87) of strawberry roots caused by F. oxysporum were higher than those of the seven other species of Fusarium. To the best of our knowledge, this is the first report of F. asiaticum, F. commune, F. fujikuroi, and F. proliferatum causing strawberry root rot in China.

稻瘟病菌在田间具有丰富的多态性。在辽宁省5个粳稻主产区采集并分离了336株稻瘟菌单孢菌株,并对其交配型分布和育性能力差异进行了检测,分析稻瘟病菌的变异机制。通过PCR技术检测交配型,发现所有供试菌株均属于单一交配型MAT1-2,群体遗传中出现了显著的交配型偏离现象。采用对峙培养杂交法,与标准菌株P9(MAT1-1)配对检测育性能力,发现所有供试菌株的平均可育性菌株比例为37.50%,平均形成子囊壳38.8个,可育菌株比例整体偏低,存在地域性分布规律,稻瘟病菌群体育性可能受积温影响。本研究首次明确了辽宁省稻瘟菌交配型分布和育性能力地域性差异。鉴于交配型的单一和可育菌株的缺乏,辽宁省粳稻主产区田间流行的稻瘟菌多是无性繁殖构成群体。

由多堆柄锈菌Puccinia polysora Underw.引起的玉米南方锈病是一种暴发性和气传性的大区流行性病害,流行年份可造成严重的产量损失。病害流行主要是由病原菌毒性优势小种所致,但我国目前尚缺乏玉米南方锈菌生理小种的研究,给该病害的预测预报及防治带来许多困难。本研究在温室对采自不同地区玉米南方锈菌的分离物在含已知抗性基因的自交系及骨干自交系上进行了苗期抗性鉴定,根据基于生物间遗传学方法计算的不同玉米自交系毒力频率,筛选出具有鉴别能力的‘CML470’、‘齐319’、‘F939’、‘W2D’、‘P138’、‘昌-470’、‘X178’和‘黄早四’8个自交系,构建了一套玉米南方锈菌鉴别寄主谱,并对我国玉米南方锈菌致病型进行了研究,共发现14种致病型,其中1号致病型(只能侵染黄早四)的频率最高,为0.58,其在2016年和2017年均被发现,且分布区域广,在海南,广西,广东,山东等7个省份均存在,是目前我国玉米南方锈菌的主要流行致病型,由此确定为我国玉米南方锈菌的一个新的生理小种,命名为南中1号生理小种(NZ1),这也是我国大陆第一个正式命名的玉米南方锈菌生理小种。

Myb转录因子广泛参与调控植物生长发育以及应对环境胁迫,但有关其对晚疫病抗性调控机制的研究较少。本研究从本氏烟草中克隆获得一个含Myb-like结构域的蛋白编码基因,命名为NbMybl。该基因开放阅读框全长为753 bp,编码250 aa。实时荧光定量PCR(qPCR)结果显示NbMybl受致病疫霉(Phytophthora infestans)侵染诱导表达。亚细胞定位表明NbMybl定位在植物细胞核和细胞质中。利用病毒诱导的基因沉默技术,发现沉默NbMybl能够明显降低本氏烟草对致病疫霉的抗性。分析比较NbMybl沉默和非沉默对照烟草株系应对P. infestans侵染的转录组数据,发现差异表达基因(Differentially expressed genes, DEGs)8486个,其中上调基因4202个,下调基因4284个。使用KEGG(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes)数据库进行基因富集分析,发现鉴定得到的DEGs中共有373个参与植物-病原菌互作,308个参与植物激素信号转导,216个参与植物MAPK信号途径。推测这些DEGs可能与沉默NbMybl降低本氏烟草抗病性有密切关联。qPCR检测部分DEGs的表达,发现其表达趋势与转录组数据一致。本研究为阐明NbMybl参与对抗致病疫霉侵染提供了理论依据。

由稻黄单胞菌稻生致病变种(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)引起的水稻条斑病是水稻的主要细菌性病害之一,严重影响水稻的产量和质量。开发安全、高效的生防资源对该病害的防控至关重要。本研究利用点接法和牛津杯法,筛选获得了1个对Xoc拮抗效果较好的水稻内生菌菌株XP-1,其发酵液抑菌圈直径为 (56.1±0.1) mm。XP-1对烟草青枯病菌(Ralstonia solanacearum)、水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)、烟草青枯病菌(Ralstonia solanacearum)、白菜软腐病菌(Pectobacterium carotovorum subsp. carotovorum)、草莓角斑病菌(Xanthomonas fragariae)和甘蓝黑腐病菌(Xanthomonas campestris pv. campestris)等5种常见植物病原细菌均有较好的抑制作用。XP-1菌株具有产IAA、铁载体和解无机磷的能力,无固氮和解钾能力。室内浸种和盆栽试验结果表明:XP-1菌株的稀释发酵液能够促进水稻种子萌发及幼苗生长,对3个水稻品种(日本晴、IR24、滇禾优615)的病斑抑制率高达 63.72%~94.47%。根据形态特征、生理生化特性和分子生物学鉴定结果,XP-1菌株为菠萝泛菌(Pantoea ananatis)。XP-1菌株抑菌谱较广,是一株有益的水稻内生菌,对水稻具有较好的防病促生效果。本研究为水稻细菌性条斑病生防资源的开发奠定了基础。

由致病疫霉(Phytophthora infestans)引起的晚疫病严重危害番茄的产量和品质。番茄对晚疫病存在阶段性抗性,但具体抗性机制尚不清楚。本研究以番茄品种“小汤姆”为供试材料,发现该品种幼苗期(株龄4周)比成株期(株龄8周)更抗晚疫病。利用RNA测序和实时荧光定量PCR技术富集并验证了幼苗期番茄茉莉酸(Jasmonic acid, JA)生物合成途径中AOS1、AOS2和AOC等基因的转录水平显著高于成株期植株。植物激素检测结果也显示,番茄叶片中JA含量在幼苗期显著高于成株期。在本生烟叶片中瞬时表达AOS1、AOS2、AOC等基因均增强了烟草对晚疫病的抗性,表明这些JA合成相关基因的表达水平和植物对晚疫病的抗性水平之间呈正相关。体外喷施茉莉酸甲酯(Methyl Jasmonate,MeJA)能提高番茄植株对晚疫病的抗性,而喷施JA合成抑制剂DIECA则使番茄更感晚疫病,进一步证明了JA正向调控番茄对晚疫病的抗性。上述结果表明,JA合成相关基因的差异表达在番茄对晚疫病的阶段性抗性中发挥着重要作用。本研究为利用阶段性抗性防治番茄晚疫病提供了重要依据。

Fungal disease is an important factor restricting the high and stable yield of soybean. In order to clarify the taxonomic status of pathogenic isolates SoyITS1 and SoyITS12 isolated from the diseased soybean roots with the symptoms of root rot, the two isolates were identified on the basis of morphological traits and sequence analyses of translation elongation factor 1-α (EF1-α) and RNA polymerase II beta subunit (RPB2). The results showed that the colonies of isolates SoyITS1 and SoyITS12 were milky white when they were cultured on PDA medium. After 7 d of culture on CLA medium, the conidia were falciform with blunt apical cells and slightly crooked base cells, with 3 - 4 septa, the size of which was (20 - 40) μm× (3.5 - 6.8) μm (n = 50). BLAST sequence comparison showed that the consistency between strains SoyITS1 and SoyITS12 and Fusarium falciforme was 86.7% - 98.8%. In the two monogenic and polygenic phylogenetic trees, SoyITS1 and SoyITS12 strain was clustered in the same evolutionary branch as F. falciforme. Strain SoyITS1 and SoyITS12 were identified as F. falciforme based on morphological characteristics, homology analysis and phylogenetic tree analysis.

南方菜豆花叶一品红病毒科(Solemoviridae)的马铃薯卷叶病毒属(Polerovirus)病毒种类繁多,寄主范围广,能侵染豆科、茄科、葫芦科、十字花科等多个科的植物,在全世界造成极大的经济损失,且常与番茄丛矮病毒科(Tombusviridae)的幽影病毒属(Umbravirus)病毒复合侵染引起严重的植物病害。为了探明马铃薯卷叶病毒属病毒(poleroviruses)在云南的发生分布情况,以及poleroviruses与幽影病毒属病毒(umbraviruses)复合侵染可能引发的爆发风险,本研究采用RT-PCR检测方法,对云南的蔬菜、水果等经济作物和作物周边的杂草开展了poleroviruses发生情况调查及病毒种类的检测鉴定。从云南省昆明市、玉溪市、保山市、大理州、楚雄州、西双版纳州和红河州7个州市采集的6科25种的669份蔬菜、烟草、马铃薯、鸡蛋果等经济作物和作物周边杂草样品中,在11种经济作物中检测到6种poleroviruses,分别为马铃薯卷叶病毒(potato leafroll virus,PLRV)、南瓜蚜传黄化病毒(cucurbit aphid-borne yellows virus,CABYV)、丝瓜蚜传黄化病毒(suakwa aphid-borne yellows virus,SABYV)、辣椒脉黄化病毒1号(pepper vein yellows virus 1,PeVYV-1)、辣椒脉黄化病毒3号(pepper vein yellows virus 3,PeVYV-3)和芸薹黄化病毒(brassica yellows virus,BrYV)。其中PeVYV-3的平均检出率最高,为6.73%,是为害云南省蔬菜、水果中poleroviruses的优势种。BrYV侵染豌豆、PeVYV-3侵染茄子、PeVYV-1侵染豌豆和蚕豆、CABYV侵染烟草和豌豆均为国内外首次报道,并且云南首次发现了SABYV的感染。Poleroviruses的寄主范围在逐渐扩大,尤其是在云南各地分布范围较广,这表明poleroviruses对作物的危害风险在逐渐增加。研究结果有助于深入了解云南主要poleroviruses的种类、分布情况以及它们的发生趋势,为综合防控poleroviruses侵染引起的植物病害提供了参考。

2022年5月,在石家庄市农林科学研究院的颠茄试验田中发生了一种由颠茄茎基部腐烂引起整株死亡的新病害。为有效了解和防治该病害,本研究针对该病害开展了病原分离鉴定、病原生物学特性研究和防治药剂室内筛选试验。通过形态特征鉴定和rDNA-ITS序列分析以及柯赫氏法则回接试验,将该病害鉴定为由瓜果腐霉(Pythium aphanidermatum (Eds) Fitzp.)引起的颠茄茎基腐病,为国内首次报道。生物学特性研究表明,该病原菌菌丝生长、孢子囊产生、卵孢子形成的最适温度分别为35 ℃、25~35 ℃和35 ℃;最适pH分别为7.0~9.0、7.0~8.0和10.0;同时明确了其最适光照条件和培养基;瓜果腐霉菌丝生长和孢子囊产生的最适碳源分别为可溶性淀粉和葡萄糖,最适氮源分别为硝酸铵和脲。选用9种常用化学杀菌剂和1种微生物杀菌剂对P. aphanidermatum进行室内毒力测定,结果表明:35%精甲霜灵FS、250 g·L^-1嘧菌酯SC、98%噁霉灵SP和100 g·L^-1氰霜唑SC对瓜果腐霉菌丝的生长具有较明显的抑制作用,EC₅₀值分别为1.619、2.069、37.463和49.484 μg·mL^-1,为指导生产上颠茄茎基腐病合理用药提供了一定的理论依据。

本研究调查了2022年济源市3块西瓜种植地块西瓜病毒病害平均发病率约为97%,并收集20份疑似病毒病样品,包括西瓜14份、甜瓜4份、南瓜1份和杂草反枝苋(Amaranthaceae retroflexus L.) 1份。选取3份西瓜和1份杂草反枝苋病样分别进行小RNA测序共检测出7种病毒。同时采用16种侵染西瓜的病毒特异性引物对所有的20份病样进行RT-PCR检测,与小RNA测序检测结果一致。西瓜花叶病毒(watermelon mosaic virus, WMV)和小西葫芦黄花叶病毒(zucchini yellow mosaic virus, ZYMV)是济源病毒病样中发生率前二的病毒,检出率分别是100%和85%。在一份反枝苋杂草样本中检测出WMV,表明反枝苋可能是WMV的中间寄主。从小RNA测序数据,获得了来自济源的4个WMV分离物的全长基因组。对WMV的全长基因组核苷酸序列进行一致性比较和系统进化分析,发现来自济源的WMV分离物具有较高的遗传多样性,表明该病毒在济源地区可能存在多个初始侵染源。本研究明确了济源地区西瓜病毒病种类,为该地区西瓜病毒病的防控策略制定及进一步的流行学研究奠定了理论基础。

由于绝大多数水稻亲本的稻瘟病抗性基因组成不清楚,等位基因间的高度同源,导致分子标记辅助选择技术在水稻抗病育种中的应用受到限制。本研究首先分析了稻瘟病抗性基因Pik位点11个等位基因编码区的核苷酸序列,筛选出Pikp-1、Pikh-1、Pik-1、Pikm-1和Pi1-1特异的多态性位点,再与水稻资源中心(Rice Resource Center)中155个水稻基因组进行比对分析,在序列特异性最强的位置设计引物,成功地为这5个等位基因开发出了特性的分子标记。以24个抗稻瘟病单基因系为对照,应用这些分子标记,明确了109个水稻亲本中含有Pik-1、Pikh-1、Pikp-1、Pi1-1和Pikm-1基因的材料分别有0、1、5、14和 20个。对‘绵恢365’中的Pi1基因测序,验证了分子标记的有效性及准确性。本研究为Pik位点在水稻抗稻瘟病育种中的应用提供了明确的亲本资源和可靠的分子标记。

以假禾谷镰刀菌(Fusarium pseudograminearum)为主要病原引起的茎基腐病是小麦生产中的一种重要病害。为了建立一种快速、可靠的针对假禾谷镰刀菌的检测方法,本研究基于RPB序列设计了一对特异性PCR引物(Fpg-F1/R2),并通过实时荧光定量PCR(qPCR)验证了该引物的有效性。结果表明,该引物对假禾谷镰刀菌具有较高的特异性,DNA检测灵敏度为100 pg。基于引物Fpg-F1/R2建立的qPCR检测系统可用于假禾谷镰刀菌的早期快速检测,其扩增效率为87.5%,相关系数为0.99。此外,利用该检测系统确定了土壤中假禾谷镰刀菌引致病害发生的含量阈值,发现当该菌在田间土壤中含量大于213 pg·g^-1时可引发小麦茎基腐病。本研究建立的基于qPCR的假禾谷镰刀菌检测方法具有较高的特异性和灵敏度,可用于发病组织和田间土壤中该病菌的早期、快速检测。

马铃薯疮痂病(Potato common scab)是由放线菌中的致病链霉菌(Streptomyces spp.)引起的。马铃薯疮痂病在世界马铃薯产区分布广泛,危害严重。多年来,疮痂病一直制约着马铃薯产业,特别是种薯产业的发展。本文主要从疮痂病发生、病原种类分布、病害检测、致病机制、品种抗性研究及绿色防控技术等方面进行了综述,提出了马铃薯疮痂病研究中亟待解决的问题,以期为疮痂病的深入研究及绿色防控提供新思路。

黄瓜枯萎病由黄瓜专化型尖镰孢菌(Fusarium oxysporum f. sp. cucumerinum, Foc)侵染引起,是黄瓜生产中较难防治的一种土传病害,发病时多造成植株萎蔫枯死,可导致黄瓜大幅减产。本研究从美国农业研究菌种保藏中心(Agricultural Research Service Culture Collection,NRRL)获得了一株可产生抗菌肽的木霉菌株3199,经形态学和分子生物学鉴定确定为苇状木霉(Trichoderma arundinaceum)。平板对峙试验发现菌株3199对Foc抑制效果明显。盆栽试验表明菌株3199孢子悬浮液(浓度1×10⁸ 个孢子·mL^-1)灌根对黄瓜枯萎病的防效为51.3%。进一步对该菌株的抑菌活性物质进行分析,发现其发酵液乙酸乙酯提取物(12 mg·mL^-1)可显著抑制Foc生长。结果表明,T. arundinaceum菌株3199可代谢产生抑制Foc的活性天然产物,在黄瓜枯萎病生物防治方面有较大应用潜力。

青枯雷尔氏菌 (Ralstonia solanacearum)引起的青枯病严重威胁着番茄的产量和品质。冠菌素 (Coronatine,COR)是由丁香假单胞菌 (Pseudomonas syringae)产生的化合物,结构类似于茉莉酸异亮氨酸 (JA-Ile)。本研究通过观察COR处理番茄后接种R. solanacearum的症状表现,发现COR处理的番茄植株比未处理的对照组青枯病发生症状轻。为进一步探究COR如何影响番茄对青枯病的抗性,对COR处理后接种R. solanacearum 24 h的番茄样品进行转录组测序分析,结果发现,COR处理共诱导了2122个差异表达基因,包括998个上调表达基因和1124个下调表达基因。通过对差异表达基因进行GO和KEGG富集,发现COR主要影响植物-病原菌互作通路及植物激素信号转导途径相关基因的表达。此外,COR还诱导JA合成通路相关基因的上调表达,以及抑制光合作用相关基因的表达。研究结果为深入揭示COR在植物-青枯病原菌互作过程中的作用奠定了理论基础。

为了解甘薯褪绿斑病毒(sweet potato chlorotic fleck virus,SPCFV)在山东省的发生及遗传进化情况,分别于2019年和2020年采集了131份甘薯样品,针对SPCFV进行病毒检测、全基因序列扩增、序列分析及遗传进化树构建。结果显示:SPCFV两年的检出率分别为7.1%和5.6%,所有SPCFV感染样品中皆为SPCFV与其他病毒的复合侵染。通过RACE和RT-PCR获得CFV-SD1和CFV-SD2两个全基因组序列,全长均为9 105 bp;与已报道分离物核苷酸序列一致性为72.9%～89.5%。全基因组遗传进化分析显示所有SPCFV分离物聚为两簇。且从不同样品中获得6个SPCFV山东分离物的外壳蛋白(coat protein,CP)序列,基于CP氨基酸序列开展遗传进化分析表明,山东分离物均归于亚洲类群的第一簇(Asian isolates 1)。氨基酸偏好性分析显示,CP氨基酸序列N端前35位同样存在多变区。本研究表明了山东省已成为SPCFV的常发区域,且病毒群体存在多样性,研究结果为指导SPCFV的有效防控提供了理论依据。

南方根结线虫(Meloidogyne incognita)引起的作物根结线虫病分布广泛,危害严重。为了筛选根结线虫病的生防资源,本研究从扬州蔬菜田土壤中分离了两个具有较高杀线虫活性的细菌菌株HJ03和HJ04。综合形态学特征、生理生化特性和分子进化分析结果,将这两株菌分别鉴定为解淀粉芽胞杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)和沙福芽胞杆菌(Bacillus safensis)。HJ03和HJ04培养液处理M. incognita二龄幼虫24 h的校正死亡率分别为77.3%和79.3%,其无细胞培养滤液处理的校正死亡率分别为75.9%和80.1%,两种处理之间差异不显著;培养24 h即可获得较好的杀线虫效果,更长的培养时间不能显著增加致死率;以OD₆₀₀=1.2的1倍菌液为原液,稀释2倍后致死率分别为77.7%和78.6%,和原液相比下降不显著,稀释5倍致死率显著下降。抑制线虫机制的研究结果表明:HJ03和HJ04能抑制卵孵化,相比LB处理的对照相对抑制率分别达到71.1%和64.0%;可显著减少番茄根尖1 cm周围二龄幼虫数量,抑制率分别达到90.9%和87.6%;能显著抑制二龄幼虫侵染,接虫1周后抑制率分别达到85.4%和85.2%;可显著抑制根结形成,接虫40 d后根结指数分别为1.1和1.6,相比LB培养基处理的对照(3.3)明显下降;可抑制卵囊形成,接虫60 d后的抑制率分别为75.7%和73.1%;可显著减少线虫诱导寄主产生的巨细胞的大小。此外,HJ03和HJ04还能促进番茄种子萌发和植株生长。本研究丰富了作物根结线虫病的生防资源,为进一步开发线虫生防菌剂奠定了基础。

在对水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)PXO99^A-GX菌株的基因组注释过程中发现了一个非典型趋化受体基因PXO_01024,预测其产物具有2个跨膜结构域(TMD)和1个甲基接收结构域(MA),但缺少配体结合结构域(LBD)。为明确该基因的生物学功能,本研究通过同源双交换的方法构建了PXO_01024的缺失突变体DM01024。该基因缺失导致细菌的游动性几乎丧失,生物被膜减少,而互补菌株CDM01024的这些性状又恢复至野生型水平;在有伤接种条件下,DM01024的毒力与野生型相比并无明显变化,但是在喷雾接种(无伤)条件下,DM01024的病情指数相比野生型显著降低,而CDM01024的毒力又恢复至野生型水平,说明PXO_01024在侵染早期发挥作用;利用毛细管法对野生型及突变体DM01024进行趋化性检测,发现DM01024对甲硫氨酸、丙氨酸、亮氨酸、甘氨酸、天冬酰胺、苯丙氨酸、异亮氨酸、葡萄糖、麦芽糖、木糖、果糖、琥珀酸和酒石酸的趋向性相比野生型显著下降。本研究表明,非典型趋化受体基因PXO_01024与Xoo的趋化性、游动性和早期侵染相关。

橡胶树白粉菌(Oidium heveae)与拟南芥野生型Col-0是一种非亲和相互作用,激发依赖于EDS1(ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY 1)和PAD4(PHYTOALEXIN DEFICIENT 4)的抗病性,推测TIR-NB-LRR(TOLL INTERLEUKIN 1 RECEPTOR NUCLEOTIDE-BINDING LEUCINE-RICH REPEATS)类抗病基因参与对O. heveae的抗病性。本研究通过筛选针对O. heveae的TIR-NB-LRR类差异表达基因,发现WRR4C(white rust resistance 4 C)基因受O. heveae的诱导上调表达。经过表型分析鉴定,O. heveae可以在2个wrr4c单突变体上形成浓密的菌丝网络和少量的分生孢子。同时,O. heveae在wrr4c突变体上激发的细胞死亡、胼胝体沉积和致病相关基因PR1(Pathogenesis related 1)的表达都显著降低,暗示着WRR4C基因正调控拟南芥对橡胶树白粉菌的抗病性。然而,通过白粉菌细胞进入率测定,WRR4C基因并不参与拟南芥对O. heveae的细胞进入抗性。进一步利用荧光定量PCR分析发现,WRR4C基因受O. heveae的诱导,在侵染后的48 h表达量达到最高,推测WRR4C基因主要在白粉菌细胞进入后发挥抗病功能。另外,通过接种豇豆白粉菌,发现WRR4C基因同时正调控拟南芥对豇豆白粉菌的抗病性。

Powdery mildew is a common disease on Coreopsis lanceolata, which affects the growth and deve-lopment of the plant and reduces its ornamental value. From 2022 to 2023, powdery mildew occurred seriously on Coreopsis lanceolate in Beijing. In this study, typical morphological characteristics of the pathogenic isolates were analyzed, and a phylogenetic tree was constructed based on the ITS sequence. The results showed that the isolates were identified as Podospaera fusca. This is the first report of Coreopsis lanceolata powdery mildew in Beijing, which will contribute to the control of powdery mildew on Coreopsis lanceolata.

为探明云南烟草上番茄环纹斑点病毒(tomato zonate spot virus, TZSV)的发病情况及群体遗传多样性特征,本研究使用核壳体蛋白(nucleocapsid protein, NP)基因的特异性引物对采自云南各烟区的560份烟草斑萎病样品进行检测,对部分阳性样本的NP基因进行克隆测序,并对获得的序列进行系统发育、遗传变异、群体多样性等分析。RT-PCR结果显示,560份样品中共有262个检出TZSV,平均阳性检出率为46.8%;重组分析在DX_LJHP_65分离物基因序列中检测到显著的重组信号;系统发育分析显示129个TZSV分离物在进化上可以分为6个组,相同地区来源的分离物倾向于相聚成簇,表明该病毒在进化上具有较强的地理特异性;错配分布分析结果,云南TZSV群体呈多峰分布,表明该群体近期未经历群体扩张事件;种群间遗传分化分析结果表明,滇西和滇东北与其他群体之间基因交流频率很低,其余种群间存在频繁的基因交流。本研究是对云南各烟区TZSV分离物群体遗传变异情况的首次报道,研究结果可为防控TZSV提供重要参考。

Trunk canker disease is one of the most common diseases of Carya cathayensis, causing huge economic losses. In May 2021, typical trunk canker symptoms were observed on hickory in Lin'an City, Zhejiang Province. Three fungal isolates (ZQ3, ZQ5 and ZQ12) were obtained by tissue isolation and purified using single-spore isolation method. Species identification was performed by morphological traits and sequences analyses of internal transcribed spacers (ITS) of rDNA, TEF1-α, and LSU gene, and all the fungal isolates were identified as Fusarium oblongum. To fulfill the Koch's postulations, pathogenicity assay was carried out on phloem of the hickory stems. The all tested isolates were pathogenic to hickory, proving that F. oblongum was a pathogen inciting hickory trunk canker disease. This is the first report of F. oblongum causing trunk canker on Carya cathayensis in China.