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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

束红球菌(Rhodococcus fascians)是一种能引起植物病害的革兰氏阳性放线菌,寄主范围广泛。其致病菌株能导致植物形成叶瘿、丛簇、扁茎等异常组织,危害植物生长,甚至导致植物丧失经济价值。该菌属鉴定分类复杂,其引起的病症又与其他病原菌相似,导致国内相关研究甚少。本文综述了束红球菌的分类学地位、生物学特性、致病机制、病害症状、分离鉴定方法、传播途径和防治措施,以期为植物叶瘿病原束红球菌相关研究及精准防控提供参考。

马铃薯早疫病(Potato Early Blight,PEB)是马铃薯生长期叶部重要病害,在世界范围内马铃薯各主产区普遍发生,目前没有特效防治药剂或完全抗性的马铃薯品种。本实验利用马铃薯早疫病病原菌Alternaria solani接种云南省主栽品种‘合作88’(Cooperation-88)叶片上,通过AUDPC对比易感早疫病品种‘Désirée’,发现‘合作88’为抗性品种。以‘合作88’接种后不同发病阶段,分别进行早期(A. so_e,0-72 h)、中期(A. so_m,73-120 h)、晚期(A. so_l,>120 h)转录组测序和差异分析。分析发现A. so_e共有13 083个基因差异表达,其中上调表达7 438个,下调表达5 645个;A. so_m共有12 121个基因差异表达,其中上调表达3 299个,下调表达8 822个;A. so_l共有10 530个基因差异表达,其中上调表达1 686个,下调表达8 844。分析3个时期基因差异表达,有2 720个相同基因,A. so_e特有基因4 997个,A. so_m特有基因3 975个,A. so_l特有基因3 230个。通过电镜观察,结合转录组分析和qRT-PCR验证结果,推测在A. solani侵染‘C88’早期,果胶裂解酶和纤维素合成酶合成的增加参与细胞壁重塑,侵染中期‘C88’中谷胱甘肽S-转移酶、细胞色素P450明显上调表达参与解毒途径,晚期合成大量抗氧化物,激发防御机制。3个时期中bHLH、ZIP、MYB、ERF等与抗病相关的转录因子高度表达,广泛参与泛素化途径。该结果可为研究马铃薯抗早疫病提供理论基础,加速抗病育种。

卵菌引起的病害对农业生产危害严重,是农林业重点研究和防控对象。为探索卵菌研究现状和发展态势,本研究以Web of Science为数据源,对1985—2023年收录的卵菌相关文献进行计量学分析,并利用CiteSpace绘制知识图谱对结果进行可视化展示。发文量统计分析显示,美、中、德等国家在卵菌研究中占主导地位,近5年中国发文量呈快速增长态势,并于2022年跃居全球第一;在研究机构排名中,美国农业部、南京农业大学和加州大学系统的发文量位列前三,且研究成果具有较高影响力。进一步对研究热点进行分析,该领域被关注的主要病菌包括腐霉属(Pythium spp.)、致病疫霉(Phytophthora infestans)、辣椒疫霉(Ph. capsici)等10种常见致病卵菌,研究内容主要包括系统获得抗性、气候变化、抗菌活性等。文献共被引聚类分析表明,卵菌领域已逐步形成以RXLR效应蛋白、趋同进化、毒力因子等为代表的重要研究方向。此外,高被引文献分类分析揭示了效应子致病机制、病害防治方法、生物防治、免疫信号调控等正受到高度关注。这些工作有利于新的卵菌研究者快速了解该领域的研究现状和前沿热点,同时对预判卵菌潜在的研究方向提供一定的参考。

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。

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。

由柑橘黄单胞柑橘亚种(Xanthomonas citri subsp. citri,Xcci)引起的柑橘溃疡病是我国柑橘生产上的一种重要病害。我们在前期研究中发现,Xcci广西菌株N8中有一个与306菌株的XAC3126同源的基因,可能参与调控病原菌的致病性。预测该基因编码一个单功能反应调控蛋白。为明确该基因的生物学功能,本研究对该基因进行缺失突变和功能互补,获得了相应的缺失突变体和互补菌株。致病性测定发现,该基因缺失导致Xcci在柑橘上的致病性显著下降,并且其胞外多糖产量、运动性,以及生物膜形成能力均显著降低,而互补菌株的这些表型恢复至野生型水平。进一步通过RT-qPCR分析该基因缺失对Xcci运动性相关基因及胞外多糖相关基因转录的影响,发现相比野生型菌株,缺失突变体在丰富培养基NB中培养时,这些基因的表达均下降,表明该基因的产物是通过调控多种致病因子的表达来影响病原菌在柑橘上的致病性。据此,我们将该基因命名为embR (Extracellular polysaccharide, motility and biofilm formation related regulator)。

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。

假禾谷镰孢(Fusarium pseudograminearum)引起的小麦茎基腐病在我国发生日益严重,已对我国小麦的产量和品质造成了严重影响。Sey1属于RHD3(Root hair defective 3)家族,其编码的类动力蛋白GTPase参与内质网的融合,而内质网参与多种病原真菌脱氧雪腐镰刀菌醇(DON)的合成,但在假禾谷镰孢中还没有相关报道。本研究对假禾谷镰孢Sey1蛋白(FpSey1)进行了亚细胞定位,发现FpSey1定位于内质网上。通过PEG介导原生质体转化和Southern杂交筛选获得了FpSEY1基因敲除突变体ΔFpSey1及其回补菌株。同野生型菌株相比,敲除突变体ΔFpSey1的菌丝生长速率、分生孢子产量以及DON合成相关基因(TRI1、TRI5、TRI10)的表达量均显著下降,在小麦胚芽鞘和大麦叶片上形成的病斑明显变小,且ΔFpSey1突变体对盐胁迫和过氧化氢(H₂O₂)敏感,但对二硫苏糖醇(DTT)耐受。上述结果表明,FpSey1参与菌丝生长、产孢和致病力形成,在假禾谷镰孢生长和侵染阶段发挥着重要作用。

In recent years, apple diaporthe neck and root rot has become one of the most important limiting factors for the development of apple production in Yunnan Province. In this study, the typical disease samples were collected and the fungal isolate M2g7-1 was obtained by tissue separation approach. The purified culture M2g7-1 was preliminary determined belonging to Diaporthe spp. based on the morphological features of colony, pycnidia, cirrus, two forms of conidia. The pathogenicity of M2g7-1 was further validated on apple young branches to fulfill the Koch's law. The taxonomic of pathogen M2g7-1 has been further determined with combining molecular phylogenetics. The phylogenetic tree was created with the data set of sequences from the internal transcribed spacer (ITS) of ribosomal DNA, the histone H3 (HIS) gene, the translation elongation factor 1-alpha (TEF) gene, and the beta-tubulin (TUB) gene. Based on morphological and molecular biology analysis, the pathogen M2g7-1 was finally identified as Diaporthe eres. This is the first report of D. eres as the pathogen of apple diaporthe neck and root rot. The research results provide a theoretical basis for the epidemic research and comprehensive control of this disease.

富含亮氨酸重复序列类受体蛋白激酶 (leucine-rich repeat receptor-like protein kinase, LRR-RLK)在植物抵抗病原菌侵染过程中发挥着重要作用。为了明确谷子LRR-RLK基因家族的基本特征,以及该家族成员在谷子对抗白发病菌(Sclerospora graminicola)中的作用,本研究利用生物信息学方法对谷子LRR-RLK基因家族进行了鉴定和分类,对其进化模式、序列特征、基因结构、启动子序列和表达模式进行了分析。进一步利用谷子抗病和感病品种受S. graminicola侵染后3个不同生育期的转录组数据,采用加权基因共表达网络分析(the weighted gene co-expression network analysis, WGCNA)方法,对抗病基因共表达模块和核心基因进行鉴定。结果表明,LRR-RLK家族基因在谷子9条染色体上呈现不均匀分布;对谷子和拟南芥LRR-RLK类基因进行系统进化分析,发现这些基因主要分为4类;多数基因编码的激酶蛋白的结构域相对保守,其启动子区包含防御和应激反应、分生组织表达相关的多种顺式作用元件,表明这些基因可能受多种因子调控;利用 WGCNA 构建与抗病相关的基因共表达网络,共鉴定到 44个基因共表达模块,其中3 个为抗病相关的特异性模块(Turquoise、Blue 和Yellow) ,从中发掘到12个核心基因,功能注释结果表明这些基因参与植物抗病调控;从中选取6个基因 (Seita.9G413000、Seita.9G296000、Seita.9G557200、Seita.9G493600、Seita.3G241700 和Seita.9G163200),利用RT-qPCR分析其表达量,证实了这些基因在S. graminicola侵染的不同时期被诱导表达,推测这些基因可能在谷子抵抗谷子白发病的过程中起着重要作用。研究结果为揭示谷子抗白发病的分子机制提供了参考。

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。

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。

In 2021, typical leaf samples of Rosa chinensis black spot disease were collected from the South Tropical Garden in Kunming, Yunnan Province, China, and a strains were obtained by tissue isolation method. According to Koch's rule, morphological characteristics and phylogenetic analysis of ITS, TEF1 and TUB gene sequences, the pathogen was identified as Gnomoniopsis rosae. This is the first report that G. rosae caused R. chinensis black spot disease in China.

象耳豆根结线虫(Meloidogyne enterolobii)具有致病性强、寄主范围广以及扩散迅速等特点,可对作物造成毁灭性危害。为深入解析M. enterolobii的致病机理,本研究以前期转录组数据为基础,以筛选出的番茄根系组织中受M. enterolobii侵染诱导的上调表达基因T106为研究对象,通过RACE技术获得其全长cDNA(423 bp),同源比对和结构模型预测结果显示该基因编码类防御素蛋白。利用TRV病毒诱导的基因沉默技术沉默番茄植株中的T106基因,再对T106沉默和未沉默的植株接种M. enterolobii,观察线虫在番茄根系中的发育情况以及线虫诱导产生的巨型细胞的发育情况,测定根结百分率和线虫产卵量。结果表明,构建的沉默载体能够有效沉默番茄T106基因,沉默效率达85%;沉默植株根结百分率无显著减少,但根结内M. enterolobii的发育受到抑制,产卵量与对照相比减少了79.3%;同时观察到巨型细胞面积相比T106未沉默的对照植株,在各个侵染时期也均有减小。综上所述,T106可能是M. enterolobii靶向的感病基因。挖掘线虫靶向的植物感病基因对于寻找持久抗线虫病的新途径具有重要意义。

近年来,由禾谷镰孢(Fusarium graminearum)侵染引起的小麦赤霉病、玉米茎腐病和穗腐病频繁发生,造成严重的农作物产量损失。为了解禾谷镰孢的遗传多样性以及挖掘其致病相关基因,本研究利用单核苷酸多态性(Single nucleotide polymorphism,SNP)技术,对93份来自世界不同地区的禾谷镰孢进行群体遗传分析和选择消除分析。利用基因组分析工具箱(Genome Analysis Toolkit 4,GATK4)对这些禾谷镰孢的全基因组重测序数据进行处理,获得了3,817,652个SNP标记。基于SNP获得的系统发育树、主成分分析(PCA)及群体遗传结构分析结果,将这些禾谷镰孢分为3个类群。基于选择性降低,对类群1和类群2进行选择消除分析,结果发现类群1受到的选择压力更大。在群体多态性(θπ)和群体分化指数(Fst)两者交集的前5%区域确定了70个受选择区域,依据基因组位置信息获得了76个蛋白编码基因。进一步通过KEGG通路富集分析,以及候选基因在禾谷镰孢-寄主植物互作过程中的转录水平分析,初步确定了其中8个基因(FGSG_05447、FGSG_05610、FGSG_10272、FGSG_10313、FGSG_01353、FGSG_05545、FGSG_10858和FGSG_12745)与禾谷镰孢的致病性密切相关。研究结果为揭示禾谷镰孢致病机理以及小麦和玉米相应抗性品种的选育奠定了基础。

编码马铃薯 Y 病毒(potato virus Y,PVY) CI 蛋白的核酸序列具有多个类似原核生物启动子元件的区域,有可能在原核细胞中翻译出对原核细胞具有毒性的蛋白,因此该序列难以按照常规的试验方法进行载体构建。在不改变CI氨基酸序列的基础上,对编码CI的核酸序列进行改造,成功构建了含有CI开放阅读框(ORF)的表达载体,利用真核无细胞蛋白表达系统成功实现了CI 蛋白的表达。通过亲和层析纯化,将CI蛋白免疫 Balb/c 小鼠,共制备了 6株单克隆抗体。间接 ELISA 和 Western blot 免疫印迹证明,其中4B7_2D6(IgG1)单克隆抗体,灵敏度最高,特异性最强。CI 蛋白的成功表达及单克隆抗体的获得,为后续研究 CI 蛋白的结构与功能提供了前提条件,对进一步探索 CI 与植物蛋白互作机理以及 PVY 的检测技术具有重要意义。

A cosmetic defect on fruits of citrus Orah ((Citrus tangerina × C. sinensis) × C. tangerina) and Shatangju (Citrus reticulata Blanco cv. Shatangju) outbreaks in Southern China recently. As necrosis of outer layer cells in the green pericarp of fruits, the symptoms looked like ringworm or tinea, the name of “white scaled blotch” was given. However, as the etiology of the disease has not been determined, the strategy for prevention and control of this disease was confusion. In this study, field investigation was token and samples were collected from more than 10 orchards in the Guangxi and Guangdong provinces during 2020 to 2022. The pathogen was isolated on the infected pericarp, and its pathogenicity was confirmed with Koch’s postulates. Based on morphology and phylogenetic analysis of thecombined sequence data of LSU, ITS and rpb2, the pathogen was identified as Zasmidium fructicola. The determination of etiology lays a foundation for the study of epidemiology and to guide prevention and control of this disease.

由灰葡萄孢(Botrytis cinerea)引起的灰霉病害可造成农作物严重减产,而分泌蛋白在灰葡萄孢的侵染过程中起着重要作用。但迄今为止,对灰葡萄孢分泌蛋白功能和作用机理的研究仍有待进一步的深入。本研究从灰葡萄孢侵染时期的分泌蛋白组中筛选到1个分泌蛋白BcSGP1,该基因在灰葡萄孢侵染期上调表达。将BcSGP1基因敲除后,基因敲除转化子的致病力降低,但生长速度、产孢量和抗逆性没有变化。通过农杆菌注射法在本氏烟草叶片中瞬时表达BcSGP1后能引起叶片坏死,并且其诱导植物坏死的活性依赖于植物中的类受体激酶BAK1,但不依赖于类受体激酶SOBIR1。此外,BcSGP1还能诱导植物对灰葡萄孢的抗病性。以上结果表明,BcSGP1是一个致病相关分泌蛋白,并参与诱导植物的抗性,在灰葡萄孢与植物互作中起着重要作用。研究结果增强了对灰葡萄孢致病机制的理解,为灰霉病害的有效防治提供理论依据和基因资源。

稻曲病菌(Villosiclava virens)可侵染水稻引发稻曲病,目前对于V. virens是以菌核还是厚垣孢子越冬存在争议。2021和2022年,浙江省杭州市萧山区的一处稻田均发生了较严重的稻曲病。本研究于2021年10月—2022年11月对该稻田中V. virens的菌核和厚垣孢子进行持续监测,并检测了厚垣孢子的萌发能力,以明确V. virens的越冬方式。结果显示,5次采集的稻田土样(每次在田埂和田内分别随机选取9个采样点),除2022年1月和5月从田埂采样点采集的土壤样品中未镜检观察到厚垣孢子外,其余都至少有1个采样点的土样可镜检到厚垣孢子。进一步利用巢式PCR进行分子检测,所有田内和田埂采样点中,都至少有1个采样点的土样可检测到V. virens。23 ℃和4 ℃条件下稻曲球厚垣孢子的存活期分别约为7和13个月。4 ℃条件下保存6个月后,土样中的厚垣孢子仍有萌发能力。2021年10月—2022年10月经田间调查以及对采集的土样进行镜检,均未发现菌核,仅于2022年11月9日从稻曲球上检查到菌核,菌核携带率仅为3.14%。因此,判断本研究采样的稻田2021年V. virens以厚垣孢子形式在土壤中越冬,并作为主要初侵染源引发次年的稻曲病。

Rhus chinensis ,also known as Chinese gallnut tree is an important economic tree species in China. In recent years, anthracnose symptoms were found on the branches and rachises of Rhus chinensis at several planting located in Wufeng Tujia Autonomous County, Hubei Province. Initially the brown spots were discovered on the infected tree. As the spots gradually expanded, irregular in shape, multiple spots could be united together into a big one, and the color of the spots gradually turned dark brown to black. Finally, the diseased branches broke off, the leaves and the galls on branches became wilt. Ten isolates were obtained from branches samples and eight of them were identified as Colletotrichum nymphaeae by morphology and multilocus phylogenies from combined datasets of ITS, Tublin, Actin, Gadph, Chs. The assay of Koch’s postulates confirmed that C. nymphaeae was the causal agent of Rhus chinensis anthracnose. To our knowledge, this is the first report of C. nymphaeae causing Rhus chinensis anthracnose in China.

In recent years, pear anthracnose has become one of the major pear diseases in Dangshan County of Anhui Province and its surrounding areas. In order to identify the pathogens of ‘Dangshan Su’ pear anthracnose, the diseased samples were collected from Dangshan County and the pathogens were isolated, purified, and identified through morphology and molecular biology analysis. In this study, the pathogenicity of the pathogens was assayed by using the fruits and leaves of ‘Dangshan Su’ pear as materials. All these confirmed that the pathogens were mainly Colletotrichum fructicola and C. siamense. The specific detection primers Cf-F/Cf-R were designed according to part of the mRNA sequence of C. fructicola, which could specifically detect C. fructicola from similar strains and diseased tissues.