植物在生长过程中常遭受多种病虫害的侵袭,为应对病原体入侵,植物进化出了精密复杂的防御体系,可通过信号传递触发特定转录因子进行有效免疫应答。AP2/ERF (APETALA2/ethylene response factor)基因家族作为植物特有的转录因子在植物生长发育、应答生物和非生物胁迫等方面发挥着重要作用。本文结合国内外相关研究进展,简要综述了AP2/ERF转录因子的分类、结构特征、序列识别和功能,重点阐述了近年来AP2/ERF转录因子在参与植物抗病过程中涉及转录调控、磷酸化翻译后修饰调控、次生代谢物合成以及激素信号传导等方面的研究进展,为深入解析AP2/ERF相关的植物抗病机制提供了理论参考。最后对AP2/ERF研究和应用前景进行了展望。

马铃薯Y病毒属(Potyvirus)和马铃薯卷叶病毒属(Polerovirus)病毒在蔬菜作物上的发生较普遍,严重影响其品质和产量,为了更有针对性的研发绿色高效的植物病毒抑制剂,本研究利用属通用引物,通过RT-PCR对采自洛阳地区种植较多的蔬菜作物辣椒、番茄、南瓜、西葫芦、菜豆和豇豆疑似病毒病样品进行了检测和分析。结果表明,辣椒上的主要病毒为辣椒脉黄化病毒(pepper vein yellows virus,PeVYV),番茄上的病毒为马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY);南瓜和西葫芦上的主要病毒为小西葫芦黄花叶病毒(zucchini yellow mosaic virus,ZYMV)和南瓜蚜传黄化病毒(cucurbit aphid-borne yellows virus, CABYV),且ZYMV+CABYV复合侵染现象普遍;菜豆上的病毒为甜瓜蚜传黄化病毒(melon aphid-borne yellows virus,MABYV);豇豆上尚未检测到该两个属病毒。其中南瓜和西葫芦上ZYMV的发生较严重,且首次发现菜豆为MABYV的新自然寄主。系统进化分析表明,本研究所获得的PVY-LYFQ分离物与其他PVY分离物亲缘关系较远,且PVY基因组序列的变异进化与地域及寄主相关性较小;PeVYV基因组序列的变异进化与地域无直接相关性,但与寄主有一定的相关性;ZYMV基因组序列的变异进化与地域和寄主均有一定的相关性;CABYV和MABYV基因组序列的变异进化均与地域有一定的相关性。本研究为洛阳地区蔬菜上马铃薯Y病毒属和马铃薯卷叶病毒属病毒病的预防监测、防控措施的实施及防控药物的研发提供了重要的理论依据。

2024年3月在内蒙古自治区赤峰市发现了大量疑似感染番茄褐色皱果病毒(tomato brown rugose fruit virus, ToBRFV)的叶片和果实,本研究利用ToBRFV的特异性引物ToBRFV-MP-F/R进行RT-PCR扩增,获得了798 bp的目的条带。根据测序结果进一步设计了4对特异性引物并克隆得到了ToBRFV的全长基因组序列。通过NCBI blast比对发现获得的ToBRFV全长序列与番茄褐色皱果病毒山东分离物(ToBRFV-SD)的基因组核苷酸序列一致率最高(99.86%)。经系统进化分析发现内蒙古ToBRFV(ToBRFV-NMG)与山东分离物(ToBRFV-SD)聚在同一分支上,亲缘关系较近,且与烟草花叶病毒属的其他病毒也具有较近的亲缘关系。致病性分析表明感染病毒的番茄叶片汁液能侵染本氏烟、辣椒和番茄,产生与番茄田间发病一致的皱缩、花叶和坏死等症状,且经检测与ToBRFV-NMG的基因序列一致。以上研究结果表明内蒙古番茄叶片和果实受到了ToBRFV侵染,这是关于内蒙古地区番茄被ToBRFV侵染的首次报道,为当地病毒病的监测和防控提供了依据。

为明确引起云杉(Picea asperata Mast.)叶枯病的病原,在辽宁省大连市采集云杉针叶病样,采用组织分离法进行病原分离,应用柯赫氏法则验证病菌的致病性。进一步通过形态学观察以及多基因(ITS-RPB2-TUB2-LSU)联合系统发育分析,确定其病原菌为Nothophoma quercina。测定N. quercina在不同培养基、碳源、氮源、温度、光照、pH值条件下的生长情况,结果表明以可溶性淀粉为碳源、尿素为氮源的SDA培养基,25 ℃、pH 7.0、光暗交替条件(12 h光照/12 h黑暗)最适合该菌菌丝生长。选取10种药剂对N. quercina进行室内毒力测定,发现98%吡唑醚菌酯原药(TC)对N. quercina的抑菌效果最好,EC₅₀值为0.0196 μg·mL^-1。在室内药效测定基础上筛选出5种抑制效果较好的药剂进行进一步的田间防效试验,结果表明,250 g·L^-1吡唑醚菌酯乳油(EC)的防效最好,7月份和9月份的防效均达到65%以上。研究结果为进一步揭示云杉叶枯病的发生规律以及化学防控奠定了基础。

本研究从小麦‘水源11’与小麦条锈菌(Puccinia striiformis West. f. sp. tritici Eriks.＆Henn., Pst)互作的cDNA文库,克隆得到一个I型类半胱氨酸蛋白酶基因,命名为TaMCA3。通过瞬时过表达试验,本试验发现TaMCA3基因能够有效抑制由细胞坏死诱导因子BAX触发的细胞坏死反应。小麦原生质体定位实验揭示,TaMCA3蛋白主要分布在细胞质中,这可能与其功能执行位置密切相关。在小麦与Pst亲和互作过程,显示TaMCA3参与小麦与Pst的感病过程。利用VIGS(Virus-induced gene silence)技术瞬时沉默TaMCA3,与对照植株相比,沉默后植株叶片上出现明显坏死斑,且Pst CYR31的菌落夏孢子堆数量显著减少,表明沉默TaMCA3可显著提高小麦对Pst CYR31的抗性。通过酵母双杂交筛选,本试验鉴定出TaMCA3的互作靶标为TaASP(左旋天冬酰胺酶)。本试验进行了体内和体外试验,均证实了蛋白TaASP与蛋白TaMCA3之间存在相互作用。这一发现为深入理解TaMCA3在小麦与Pst互作中的具体功能和作用机制提供了新的线索。

有性生殖是稻曲病菌病害循环和生活史中的重要环节,稻曲病菌(Villosiclava virens)为异宗配合真菌,交配型群体分布直接关系着V. virens田间有性态发生的频率,对稻曲病的流行预警和防控具有重要的指导意义。本研究以2023年和2024年在江苏省采集并分离的255株V. virens单孢菌株为对象,开展病原菌群体的交配型检测,明确江苏省V. virens的交配型群体分布。通过PCR技术检测结果显示,江苏省10个不同地区的V. virens群体均以MAT1-1型为优势交配型群体,MAT1-1型和MAT1-2型交配型菌株比例为1.71,遗传中出现了交配型偏离现象。进一步对不同交配型群体致病力分析发现,MAT1-1型致病力明显高于MAT1-2型;随后使用Wilcoxon分析显示,致病力和交配型类型之间存在显著相关性,表明V. virens中不同交配型群体间可能存在致病力分化。对比2023年和2024年江苏省不同地区交配型群体分布特点发现,除了有性生殖和致病力,V. virens交配型群体结构可能还受无性繁殖影响。本研究首次明确了江苏省V. virens交配型群体分布特征及不同交配型群体间致病力分化差异,并间接揭示了有性生殖和无性繁殖在V. virens交配型群体变化和稻曲病侵染循环中均具有重要作用。

植保素是植物受病原菌诱导产生的次生代谢物,具有广谱抗病性和物种特异性,在增强作物产量和保障作物品质方面扮演中着不可或缺的作用。其中,萜类植保素包括倍半萜、二萜、三萜等,它们大部分的生物合成途径已被解析,存在基因簇或基因串负责萜类植保素生物合成的现象,并且基因簇上的基因具有共调控和共响应的特性;多个萜类植保素的调控因子已被报道。本综述旨在归纳整理萜类植保素的代谢调控研究进展,提出萜类植保素的应用展望,为抗性育种和绿色防控提供理论依据。

为明确黄淮烟区烟草根结线虫病的发生分布,2018—2023年对我国黄淮烟区4省12个重点植烟市120个烟区的烟草根结线虫病进行普查。采用形态学结合分子生物学方法对根结线虫进行种类鉴定,阐明了黄淮烟区烟草根结线虫的最新种群分布。结果表明,根结线虫在黄淮烟区发生普遍,其中南方根结线虫(Meloidogyne incognita)为优势种群,花生根结线虫(M. arenaria)、北方根结线虫(M. hapla)和爪哇根结线虫(M. javanica)在局部地区小规模发生。在120个烟区中,109个检测出M. incognita、32个检测出M. arenaria、8个检测出M. hapla、3个检测出M. javanica;检出率分别为90.83%、检26.67%、6.67%和2.50%。部分烟区发生不同根结线虫种的复合侵染,其中18个烟区为M. incognita和M. arenaria复合侵染(15.00%),5个烟区为M. incognita和M. hapla复合侵染(4.17%),3个烟区为M. incognita和M. javanica复合侵染(2.50%),3个烟区为M. incognita、M. arenaria和M. hapla复合侵染(2.50%)。对土壤中根结线虫二龄幼虫(J2)进行分离,结果发现平顶山地区烟田土壤J2数量最多,平均高达465.74头/100 mL土;其次为南阳地区的和洛阳地区,J2数量分别为398.17和276.79头/100 mL土。同时发现烟草根结线虫病重发地区,根茎类病害发生同步加重。本研究明确了烟草根结线虫病已成为黄淮烟区严重威胁烟草生产的重要病害,阐明了黄淮烟区烟草根结线虫病的发生分布和为害损失,更新了我国作物根结线虫的种群发生动态。研究结果为我国根结线虫的监测预警和烟草根结线虫病的防控,奠定了重要的理论基础和数据支撑。

为探明青海省小麦条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici,Pst)群体的遗传规律,本研究采集了青海省不同地区、不同侵染时期的小麦条锈病病叶,重点关注发病初期的植株。通过毒性表型分析,明确了菌系之间的毒性多样性。同时,基于SSR和SNP分子标记的群体遗传多样性分析,探讨了不同区域内Pst群体的遗传结构及其群体间的分化程度。研究结果表明,青海地区春季、夏季和秋季的菌源复杂多样,具有丰富的毒性表型和高度的毒性多样性,并且其致病能力较强。各县区Pst菌系间存在显著的菌源交流现象,其中贵德、大通、循化和尖扎的Pst群体表现出独特且丰富的菌源类型。化隆群体中可能存在有性群体,可能是Pst毒性变异的潜在原因。本研究阐明了青海省Pst群体的遗传特征,为当地小麦条锈病的综合防控提供了理论支持。

为明确山西省玉米镰孢穗腐病的病原菌种群组成与致病特性,本研究于2022—2024年在山西省4个地理区域(晋北、晋中、晋南和晋东南)的51个市/县/区共采集穗腐病样本1 238份,分离获得1 430株单孢菌株。采用形态学与分子生物学相结合的方法进行鉴定,结果显示镰孢菌为优势菌群,共1 229株,占总菌株数的85.94%。鉴定出的镰孢菌涵盖11个种,分别为拟轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)、层出镰孢(F. proliferatum)、亚黏团镰孢(F. subglutinans)、禾谷镰孢(F. graminearum)、布氏镰孢(F. boothii)、尖孢镰孢(F. oxysporum)、变红镰孢(F. incarnatum)、木贼镰孢(F. equiseti)、梨孢镰孢(F. poae)、拟枝孢镰孢(F. sporotrichioides)和锐顶镰孢(F. acuminatum),其分离频率依次为52.73%、20.34%、8.62%、6.02%、5.53%、4.39%、1.06%、0.98%、0.16%、0.08%和0.08%。不同地区和年份间镰孢菌组成及分离频率存在差异,其中拟轮枝镰孢在全省范围内广泛分布,且在各年份中分离频率均显著高于其他镰孢菌。致病力测定结果表明,禾谷镰孢致病力最强,接种后果穗平均病级和病情指数分别高达7.39和82.07;而拟轮枝镰孢和亚黏团镰孢的致病力相对较弱,平均病级分别为2.55和1.93,病情指数分别为28.30和21.38。本研究结果为山西省玉米穗腐病的抗性品种选育与综合防控策略制定提供了重要理论依据。

由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)引起的棉花黄萎病常对棉花生产造成毁灭性破坏。为挖掘全新的棉花黄萎病生防资源,本研究从健康棉田土壤中分离得到213株放线菌,通过平板对峙法和抑菌圈法筛选得到22株对V. dahliae强致病力菌株Vd592具有拮抗作用的放线菌。从中选择3株拮抗效果较好的菌株,通过形态学特征及16S rDNA序列分析等对其进行鉴定,并测定3株放线菌对棉花的防病和促生效果。研究结果表明:菌株126和2-59为Streptomyces rectiviolaceus;菌株2-59的防病效果最好,在盆栽试验中相对防效达到62.72%;菌株73为Streptomyces amritsarensis,对棉株株高、鲜质量和干质量的促进作用最为明显,促生效应分别达到8.38%、16.99%和36.82%。3株生防放线菌对棉花黄萎病均具有生防效果,具有开发为生防菌剂的潜力。

杜鹃花枯萎病菌(Ovulinia azaleae Weiss)是我国进境植物检疫性有害生物,病菌引起的杜鹃花枯萎病对我国杜鹃花产业可造成较大危害。为快速检测该病菌,根据O. azaleae ITS序列,基于酶介导双重指数扩增技术,设计并筛选到引物和探针组合。灵敏度测试结果表明,其最低检测限量为20 μL反应体系中总DNA含量1.00 pg。样品检测结果表明,该方法操作简便、耗时较短、特异性强,适用于口岸进出境植物材料中O. azaleae的检测。

吉林省部分地区谷子线虫病大面积发生,为害严重。对吉林省不同地区采集10个谷穗样本进行检测,其中9个样本分离获得同一种病原线虫,其雌虫、雄虫形态特征及测计值与Subbotin等(2021)重描述的水稻滑刃线虫Aphelenchoides oryzae基本一致,雌虫后阴子宫囊占肛阴距的 19.3%~25.5%,侧线4条,尾末端具3~4小尖突。通过对核糖体 28S rDNA D2-D3 片段序列和线粒体中细胞色素c 氧化亚基I(COI)基因序列的比对以及系统发育树分析,揭示9个谷子线虫群体均与A. oryzae聚类在一个分支,与贝西滑刃线虫(A. besseyi)分支互为姐妹关系。本研究从吉林省病谷穗中分离获得的线虫种群为水稻滑刃线虫(A. oryzae),明确了谷子线虫病的病原及其危害症状,为谷子线虫病有针对性的防治工作奠定了基础。

Turfgrass is an essential component of urban greening, sports, and relaxation, whose health directly affects the aesthetics of cities and the quality of residents’ life. The leaf spot caused by Alternaria leads to the leaf yellowing of turfgrass and thus finally dying away, which threatens its health of turf and reduces the value of ornamental application. In this study, nine isolates of Alternaria were isolated from the diseased leaves of turfgrass, which were collected from turf of urban green space, golf course, and soccer field. Based on morphological characteristics and molecular method, the nine isolates were assigned to two species, namely A. alternata (four strains) and A. tenuissima (five strains). All the nine isolates could infect the leaves of Poa pratensis, causing leaf spot disease, with the average disease incidence and disease index of 100% and 14.32, respectively. This is the first report about Alternaria causing leaf spot disease on turfgrass.

The Orah mandarin, a thick-skinned citrus variety originating from Israel, has been introduced to several citrus-producing regions in southern China in recent years. In March 2022, black rot symptoms were observed on approximately 10% of Orah mandarin fruits in a storage facility in Wuhan City, Hubei Province, China. The fungus was isolated from the diseased tissue and identified based on morphological characteristics and multi-gene sequence analyses, including the large subunit (LSU), the nuclear ribosomal internal transcribed spacer (ITS), beta-tubulin (β-tubulin), and RNA polymerase II (rpb2) genes. The causal organism was identified as Stagonosporopsis pogostemonis, a fungal species not previously reported on Orah mandarin. Pathogenicity tests fulfilled Koch’s postulates, confirming S. pogostemonis as the pathogen responsible for the black rot symptoms. This is the first report of S. pogostemonis causing black rot disease in citrus fruits worldwide.

番茄溃疡病是由密执安棒杆菌密执安亚种(Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis, CMM)引起的一种细菌性维管束病害,该病害在番茄生产中常严重发生且难防难控。本研究以筛选具有高效抑菌作用的生防微生物为目的,从番茄根际土壤中分离得到了一株对CMM具有显著抑制效果的细菌菌株ZF516。经形态学观察、生理生化特性测定及多基因系统发育分析,将该菌株鉴定为贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)。ZF516菌株含有编码表面活性素(Surfactin)、大环内酯菌素(Macrolactin)、丰原素(Fengycin)、艰难梭菌素(Difficidin)、枯草芽胞杆菌素(Bacillibactin)、芽胞杆菌烯(Bacillaene)、杆菌溶素(Bacilysin)和伊枯草菌素(Iturin)抗生素合成基因。其他生防性状分析结果表明,ZF516具有溶磷能力,还可产生蛋白酶及嗜铁素。抑菌谱分析结果显示, ZF516能够显著抑制6种病原真菌和6种病原细菌的生长。盆栽试验结果表明菌株ZF516对番茄溃疡病防效可达78.70%,优于对照化学药剂噻唑锌悬浮剂(Thiazole zinc, SC)的防效。综上,菌株ZF516是目前首次报道的对番茄细菌性溃疡病具有良好生防效果的贝莱斯芽胞杆菌。

玉米黄花叶病毒(maize yellow mosaic virus, MAYMV)是马铃薯卷叶病毒属成员,为正义单链RNA病毒,其主要危害玉米等禾本科作物,造成玉米红叶、植株矮小畸形等症状。玉米是安徽省重要的粮食作物,玉米黄花叶病毒的发生导致玉米产量下降。2023年度,研究者在安徽省16个玉米种植区进行了取样调查,通过RT-PCR检测各取样地区玉米MAYMV发病情况,扩增CP (coat protein, CP)与MP (movement protein, MP) 全长序列,进一步分析各取样地区CP和MP蛋白的变异率、并用MEGA 6对CP基因和MP基因进行系统发育树构建,以此对安徽省MAYMV的发生情况以及遗传多样性进行了分析。研究结果表明,安徽省MAYMV在玉米上普遍发生危害,在16个取样地区中有13个地区样本携带MAYMV,样本带毒率在20%~100%。同时各地区间MAYMV的CP和MP相对保守,CP氨基酸变异率在0~0.01,MP氨基酸变异率在0~0.05间。进化分析也显示安徽地区的MAYMV病毒之间亲缘关系较近。

细菌可通过群体感应系统调控其代谢活动以适应外部环境,其中ComQXPA是芽胞杆菌的主要群体感应系统。贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis)B31菌株在防治番茄和瓜类枯萎病方面表现出显著效果,本研究旨在探讨群体感应ComX信号分子对B. velezensis B31菌株生防性状的影响。通过对B. velezensis B31菌株中ComX信号分子合成基因进行缺失突变,获得突变体ΔcomX,同时构建其互补菌株CPΔcomX,在此基础上比较野生型B31菌株、突变体及其互补菌株在生防性状等方面的差异。结果表明,comX缺失突变对于B31菌株的生长无明显影响,但显著影响了其菌落形态、生物膜形成和游动性,且显著降低了其胞外酶活性、芽胞形成率以及对番茄枯萎病菌的抑菌活性。该研究明确了ComX对B31菌株生防性状的影响,为进一步利用该菌株进行生物防治提供了理论依据。

马铃薯(Solanum tuberosum L.)为粮菜兼用作物,是我国四大主粮之一。近年,由Ralstonia solanacearum引起的植株青枯及块茎腐烂,在我国西南马铃薯主产区普遍发生,严重影响马铃薯的产量及品质。病原菌的早期诊断是建立病害综合防控体系的重要环节。因此,亟需建立一种快速、准确和灵敏度高的田间检测方法。本研究根据GenBank中fliC全长基因序列,设计特异性重组酶聚合酶扩增(Recombinase polymerase amplification, RPA)引物和CRISPR-Cas12a crRNA,建立RPA与CRISPR-Cas12a相结合的等温扩增方法,并通过荧光和试纸条两种可视化方法进行结果判定。研究通过优化RPA/CRISPR-Cas12a 的反应条件,发现在 37 ℃恒温条件下,以R. solanacearum侵染后处于潜育期的种薯为研究对象,分别进行荧光检测及试纸条检测,两种方法均可特异性检测出R. solanacearum,而对其他马铃薯主要病原及土壤常见菌株均无有效扩增。此外,研究发现荧光法检测极限可达10 fg·μL^-1,试纸条检测极限为100 fg·μL^-1。研究进一步利用试纸条法开展现场快速检测,发现该方法操作简便且无需昂贵的实验设备,适合田间即时诊断。通过对不同批次种薯的现场检测, RPA/CRISPR-Cas12a试纸条法能够准确检测出被R. solanacearum潜伏侵染的种薯。本研究所开发的RPA/CRISPR-Cas12a方法可用于种薯感染R. solanacearum的早期检测, 有利于马铃薯病害的早期预防及病害诊断。

快速检测小麦叶片是否有条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici,Pst)潜伏侵染,可为小麦条锈病预测和防治提供依据,对控制条锈病危害保障粮食安全具有重要意义。本研究通过普通PCR技术,利用已发表的引物组合betaf/betar对苗期不同接种时间、小麦叶片内Pst进行分子标记检测。结果表明,接菌后26 h即可检测到Pst扩增产物。同时,对采自陕西、湖北、安徽、河南、山东、山西等6个省份268份田间小麦叶片样品进行PCR扩增,结果表明,共有45份叶片样品可能存在Pst潜伏侵染,占总样品的16.79%。其中,河南、山西、陕西、湖北、山东分别有29、10、3、2和1份样品检测出Pst,安徽未检测到处于潜育期的Pst样品。

轮枝孢属(Verticillium)真菌与植物维管束病害密切相关,该属中的大丽轮枝孢(Verticillium dahliae)、黑白轮枝孢(V. albo-atrum)、长孢轮枝孢(V. longisporum)等是重要的植物病原菌。V. longisporum是一种近年来新发且严重危害十字花科植物的病原菌,为异源多倍体杂交种。与其他轮枝孢属真菌不同,V. longisporum具有较长的分生孢子和微菌核。本研究系统综述了V. longisporum的分类地位、地理分布、寄主范围、形态特征及其危害植物的症状,探讨了该病菌在检测和防控相关技术方面的研究进展。目前,V. longisporum的防控较为困难,常规化学防治效果有限,因此需严格实施检疫措施。

辣椒白绢病由齐整小核菌(Agroathelia rolfsii)引起,该菌通过侵染茎基部及根颈部,导致植株萎蔫、软腐甚至死亡,严重影响辣椒的产量和品质。效应蛋白在其他病原菌致病机制中的作用已被广泛研究,但A. rolfsii分泌的效应蛋白如何调控宿主免疫反应以促进侵染的分子机制仍不明确。本研究基于A. rolfsii全基因组测序数据,通过生物信息学工具(SignalP 6.0、ProtComp 9.0、TMHMM 2.0及EffectorP 3.0)筛选出618个经典分泌蛋白和84个潜在效应蛋白,其中19个效应蛋白含有与致病性相关的保守结构域;通过农杆菌介导的植物瞬时表达系统,发现效应蛋白EVM0004138能够直接诱导烟草细胞坏死,EVM0010618可抑制BAX (BCL2-associated X ) 介导的程序性细胞死亡(Programmed cell death,PCD);RT-qPCR分析表明,2个编码基因在A. rolfsii侵染辣椒过程中显著上调表达,表达水平与病害进展呈正相关。信号肽分泌实验进一步证实其分泌特性符合效应蛋白特征。本研究首次预测了A. rolfsii的分泌蛋白及候选效应蛋白,为深入解析A. rolfsii与植物互作机制提供了重要的理论依据。

单组分双生病毒V2蛋白在病毒侵染过程中有着重要作用,而双组分双生病毒AV2蛋白功能研究相对较少。本研究分析了双组分新竹番茄曲叶病毒(tomato leaf curl Hsinchu virus,ToLCHsV)AV2蛋白与本氏烟Ran结合蛋白1-2b(NbRanBP1-2b)的互作及其对病毒致病性的影响。利用双分子荧光互补(bimolecular fluorescence complementation,BiFC)、GST pull-down、亚细胞共定位技术验证了ToLCHsV AV2与NbRanBP1-2b之间的互作;同时发现NbRanBP1-2b主要定位在细胞膜/细胞质,ToLCHsV AV2与NbRanBP1-2b共定位时可改变它们原本的定位。ToLCHsV接种的本氏烟叶片皱缩,生长发育迟缓,NbRanBP1-2b的相对表达量上调;ToLCHsV接种沉默表达和过表达NbRanBP1-2b的本氏烟后,病毒积累量都相对较少。结果说明ToLCHsV在侵染寄主过程中可能通过其AV2蛋白与NbRanBP1-2b互作来有效利用NbRanBP1-2b促进病毒侵染。

由丁香假单胞猕猴桃致病变种(Pseudomonas syringae pv. actinidiae,Psa)引起的溃疡病已发展为安徽省猕猴桃生产的重要限制因素。本研究于2022—2023年从安徽省5个猕猴桃主产区采集具有细菌性溃疡病症状的植株病样,并通过稀释平板法分离获得124株Psa菌株。采用重复序列PCR基因指纹(Repetitive-element PCR genomic fingerprinting,rep-PCR)技术对124株菌株进行分析,发现3对rep-PCR引物可扩增出34条清晰的条带,其中26个为多态性条带。按采集地区将菌株划分为5个种群,在物种水平上,有效等位基因数、Nei’s基因多样性指数和Shannon信息指数分别为1.19、0.13和0.21,其中来自金寨的Psa种群多样性最高,霍邱的Psa种群多样性最低。聚类分析表明,当遗传相似系数为0.80时,124株Psa菌株可被划分为3个类群,但类群划分与菌株地理来源无明显相关性。致病性试验结果表明,72株测试菌株可分为强、中、弱和无致病力4个类型,分别占59.72%、25%、5.56%和9.72%。相同来源(地理、寄主品种或分离部位)的不同菌株间存在致病力分化现象,但其与菌株来源无显著相关性。此外,本研究发现4株无致病力菌株均存在转座子ISPsy36插入hrpR基因事件,推断转座子插入破坏Psa的T3SS功能可能是田间病菌丧失致病力的主要原因之一。

Sugar beet is one of the important sugar crops, providing significant value on agricultural production in China. The seedling stage healthiness guarantees the productivity of sugar beets. During May 2020 and 2021, a new leaf spot disease was observed in sugar beet seedlings of paper-pot nursery seedling cultivation area in Ulanqab, Inner Mongolia Autonomous Region. A fungal strain and four bacterial strains were isolated and purified from the symptomatic seedling samples and the pathogenicity were verified by Koch′s postulate. The morphologic characters and phylogenetic reconstruction indicated that the novel seedling disease was caused by the co-infection of Pseudomonas syringae and Fusarium oxysporum. In this study, we identified the causal agents of the seedlings stage disease in Ulanqab, which provides theoretical guidance for prevention and control of seedling diseases and reducing the loss of sugar beet.

During a survey in 2020, cucumber plants in Shandong province displayed yellowing and chlorotic symptoms on leaves. In order to identify the pathogen, eight samples were collected, and PCR was used to test for virus species. The full-length genomic sequences of DNA-A and DNA-B of SLCCNV (squash leaf curl China virus) were cloned, and their phylogenetic relationships were also analyzed. The analysis confirmed the presence of both CCYV(cucurbit chlorotic yellows virus) and SLCCNV in the collected samples. The DNA-A of the SLCCNV genome was 2 735 nt in length, while the DNA-B of SLCCNV was 2 717 nt (GenBank accession no. OM258181 and OM258182). Further results showed that the DNA-A and DNA-B formed an independent cluster and were mostly related to the SLCCNV isolates that reported in China. This is the first systematic report of SLCCNV infecting cucumber in China.

Root rot disease has become increasingly severe on cowpea plants in Hainan Province, China in recent years due to the hot and humid climate conditions. To identify the causal agent of the disease, cowpea plants with typical symptoms of root rot were collected from Sanya City, Hainan Province in June 2023. A total of 20 single-spore fungal isolates with similar morphology were obtained, and their pathogenicity was confirmed by artificial inoculation test. Based on morphological characteristics and phylogenetic relationship inferred from rDNA-ITS, TEF1-α and RPB2 sequences, these isolates were identified as Corynespora cassiicola. This is the first report of cowpea root rot caused by C. cassiicola in China.

由枣疯病植原体(Candidatus Phytoplasma ziziphi)侵染引起的枣疯病严重威胁枣产业健康发展。病害诊断和病原检测是枣疯病科学防控的关键环节,其实施依赖于高效灵敏的枣疯病植原体分子检测技术。本研究基于环介导等温扩增(LAMP)技术及其产物不同检测方式,建立了LAMP-凝胶电泳、LAMP-HNB/SYBR染料显色以及环介导等温扩增联合横向流动试纸条(LAMP-LFD)等三种Ca. Phytoplasma ziziphi可视化检测方法。结果显示,建立的LAMP检测方法对Ca. Phytoplasma ziziphi具有高度特异性,能够检测出Ca. Phytoplasma ziziphi DNA最低浓度为20 pg·μL^-1,较常规PCR灵敏100倍。三种检测方法适应于常规实验室、基层植保站等不同应用场景的Ca. Phytoplasma ziziphi可视化检测,对供试14份田间枣树样品中枣植原体的检出率为100%,明显高于常规PCR。本研究建立的LAMP 方法能够快速、特异、灵敏地检测Ca. Phytoplasma ziziphi,同时可免除高昂的仪器投入,适合田间推广使用,对枣疯病的早期诊断和监测预警具有重要意义。

为快速检测烟草轻型绿花叶病毒(tobacco mild green mosaic virus, TMGMV),本文根据TMGMV外壳蛋白(coat protein,CP)基因的保守序列设计了3组RT-LAMP引物进行筛选确定最佳引物组合;采用单一变量法对反应温度和反应时间进行优化,并将RT-PCR和RT-LAMP进行对比实验,验证优化后特异性检测、灵敏度比较及田间应用的实际性,建立了TMGMV RT-LAMP快速检测技术体系。结果表明:RT-LAMP最适反应条件为在65 ℃恒温扩增60 min,优化后的RT-LAMP灵敏度是常规RT-PCR的1 000倍,可检测到模板的最低浓度为1.65×10^-2拷贝·μL^-1,检测过程中与其他相关病毒无交叉反应。对60份地黄样品的检测结果表明,RT-LAMP方法的检出率(100%)高于RT-PCR检出率(83.3%)。因此本研究建立的RT-LAMP检测技术可用于TMGMV的快速检测。

本研究测定苯醚甲环唑对杨棒盘孢菌(Coryneum populinum)菌丝生长和产孢量的室内抑制活性;通过转录组分析探究苯醚甲环唑的抑菌机理和病菌对其胁迫应答机制。结果表明,随着处理药剂浓度的增加,苯醚甲环唑对C. populinum菌落生长和产孢量的抑制作用明显增强;通过转录组学,筛选出C. populinum受苯醚甲环唑胁迫后差异表达基因618个;GO富集分析表明,差异表达基因在细胞解剖实体、膜的必需组成成分、膜的固有组成成分和碳水化合物代谢中数量较多;KEGG富集分析发现,前20条基因富集上调和下调通路中均有丙氨酸、天冬氨酸和谷氨酸代谢、MAPK(丝裂原活化蛋白激酶)信号、核糖体生物合成代谢等通路。MAPK信号中注释到26个上调关键基因和9个下调关键基因,其中Fus3/Kss1信号途径上Ste2、Cdc42、Ste18和Mcm1显著下调(P＜0.05),HOG信号途径Cdc42显著下调(P＜0.05),而CWI信号途径Wsc1、Slt2和Fks2则显著上调(P＜0.05)。研究结果为揭示C. populinum对苯醚甲环唑胁迫的应答机制提供数据支持,为进一步开发三唑类杀菌剂的协同增效药剂提供研究思路。

甘蔗梢腐病是影响甘蔗产量的重要真菌性病害之一,在我国其主要病原菌为甘蔗镰孢菌(Fusarium sacchari)。存活因子Svf1最早在酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)中被报道,在真菌的生长、发育和致病过程中发挥着重要作用。F. sacchari基因组中存在一个Svf1同源基因FsSvf1,二者编码蛋白的氨基酸序列具有46.4%相似性。FsSvf1转录水平在F. sacchari侵染甘蔗72 h时显著上调。同野生型菌株相比,FsSvf1敲除突变体(ΔFsSvf1)菌丝生长减慢,菌落边缘菌丝生长更加致密,分生孢子产量增加;在胡萝卜培养基上子囊壳的形成数量减少,成熟时间延缓;对NaCl胁迫的敏感性提高,对刚果红、SDS和H₂O₂的敏感性降低;对甘蔗的致病力显著下降。这些结果表明,FsSvf1是一个对F. sacchari生长、发育和致病都具有重要作用的因子,具有成为病害防治靶标的潜力。

田间稻瘟病菌菌群具有复杂的遗传结构,特别是其无毒基因变异快,是造成抗病水稻品种在种植数年后抗病性减弱的主要原因。因此,监测稻瘟菌无毒基因变异情况对于水稻抗病品种的合理布局具有重要的指导意义。本研究利用聚合酶链式反应(Polymerase chain reaction,PCR)、Sanger测序(Sanger sequencing)等技术分析了来自广西壮族自治区不同水稻种植区的84株稻瘟菌中无毒基因AVR-Pita的分布和变异情况。结果表明,在这84株稻瘟菌中,有66株能够扩增得到AVR-Pita基因区段。将所得AVR-Pita基因序列与NCBI中公布的AVR-Pita序列进行对比,发现这66个菌株含有6种AVR-Pita变异类型(AVR-Pita H1~H6)。进一步将这6种AVR-Pita变异类型的稻瘟菌菌株进行活体水稻喷雾接种、离体叶片划伤接种,以检测其致病性,结果显示这6种变异类型的菌株均能侵染携带Pi-ta基因的丽江新团黑谷(Pi-ta-LTH),表明这6种变异型不能被抗病基因Pi-ta识别。本研究揭示了广西壮族自治区稻瘟菌中AVR-Pita基因的变异情况,以及定期对该无毒基因变异情况进行监测的重要性。这一发现不仅为广西壮族自治区合理布局含抗病基因Pi-ta的水稻品种提供了科学依据,也为制定有效的稻瘟病防控策略奠定了基础。

实生链核盘菌(Monilinia fructicola)引起的桃褐腐病常年威胁我国桃生产并造成巨大损失,解析桃褐腐病菌关键致病因子对于有针对性地防治桃褐腐病十分重要。本研究利用分割标记法构建桃褐腐病菌MfHOX1基因敲除突变体及回补菌株,解析了MfHOX1的生物学功能。研究表明,同野生型菌株相比,MfHOX1敲除突变体菌丝生长速率显著下降,产孢量增多,对外源胁迫诱导剂H₂O₂、SDS、CR、CaCl₂、NaCl的敏感性降低,而对甘油、山梨醇、葡萄糖的敏感性升高;此外,MfHOX1敲除突变体的致病力显著降低,致病相关基因MfAP1、MfPG1、MfCUT1、MfPmk1、MfSSP和MfHsbA1的表达量显著升高。上述结果表明MfHOX1基因参与调控桃褐腐病菌生长、产孢、对外源胁迫的应答以及致病过程。

植物病原真菌分泌的核定位效应蛋白能够进入宿主植物细胞核,干扰细胞核的生物学功能。解析核定位效应蛋白在山田胶锈菌(Gymnosporangium yamadae)侵染苹果(Malus domestica)过程中调控寄主免疫反应的分子机制对于揭示G. yamadae-苹果互作机制具有重要意义。在前期我们获得了2个G. yamadae候选核定位效应蛋白GyBarwin55和GyRlpA22,通过农杆菌介导的烟草瞬时转化系统进行亚细胞定位分析,发现GyBarwin55特异性定位在细胞核上,GyRlpA22在细胞质和细胞核上都有分布。实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR, qPCR)分析结果表明,这2个效应蛋白在G. yamadae侵染苹果的性孢子发育阶段显著上调表达。农杆菌介导的本氏烟中异源表达、苹果叶片中的原位表达结果显示:这2个核定位效应蛋白均具有激发子活性,但定点突变GyBarwin55和GyRlpA22的核定位信号(Nuclear localization signal, NLS)序列后,它们的荧光信号均不在细胞核中分布,激发子活性也随之丧失。上述结果表明GyBarwin55和GyRlpA22的细胞核定位与激发子活性离不开NLS序列,二者在G. yamadae-苹果互作过程中发挥了重要作用。

大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)可引起马铃薯黄萎病,严重制约马铃薯的产量和品质。为发掘该病害的新型生防资源,本研究从玉米根际土壤中分离并筛选到一株对大丽轮枝菌具有显著拮抗作用的细菌Z-7。经形态学观察和系统发育分析,将该菌株鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。Z-7菌株产生的挥发性有机物(Volatile organic compounds, VOCs)对大丽轮枝菌具有较强的抑菌活性:可导致菌丝生物量显著减少、菌丝形态异常(表现为膨大、表面粗糙及塌陷)、分生孢子萌发率下降;同时抑制微菌核形成和黑色素合成,并显著下调相关基因的表达水平。利用气相色谱-质谱联用技术(Gas chromatography-Mass spectrometry)对其VOCs成分进行分析,共鉴定出11种化合物,其中以胺类和2,5-二甲基吡嗪(2,5-DMP)为主。对2,5-DMP的室内毒力测定结果显示,该化合物可引起大丽轮枝菌菌丝畸变断裂;盆栽接种试验表明,该化合物能有效降低马铃薯黄萎病的病情指数,且对植株株高无不良影响。综上,菌株Z-7及其挥发性产物2,5-DMP对马铃薯黄萎病具有良好的生防潜力,本研究为该病害的生物防治提供了新的菌种资源和理论依据。

A leaf blight disease seriously affecting the quality and yield of Alpinia katsumadai Hayata was discovered at the Academy of Tropical Agricultural Sciences Nursery Agriculture Base, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Danzhou City, Hainan Province. The pathogen AH-1, which caused the disease, was isolated from the disease lesion of Alpinia katsumadai Hayata. Based on both morphological characteristics and phylogenetic analysis of multiple gene sequences, including β - tubulin (TUB2), internal transcriptional spacer (ITS), and ribosomal subunit (LSU), this pathogen was further identified as the species Neoscirrhia mateuciicola. The study of this pathogen provides a basis for the prevention and control of Alpinia katsumadai Hayata leaf blight.

橡胶树白粉菌(Oidium heveae)利用分泌到植物细胞内的效应蛋白帮助其完成生活世代。O. heveae候选效应蛋白基因CSEP03399 (candidate secreted effector proteins) 编码N端分泌信号肽,并且在O. heveae侵染过程中诱导表达。通过在Col-0背景下过表达CSEP03399基因,并未产生可见的细胞死亡,推测候选效应蛋白CSEP03399在植物体内不作为一个无毒基因发挥功能。接种O. heveae,CSEP03399可以明显促进O. heveae早期菌丝生长及后期分生孢子形成,以及显著降低O. heveae激发的活性氧产生,细胞死亡和PR1(pathogenesis related 1)基因表达,暗示CSEP03399在寄主体内是一个毒性效应蛋白。然而,CSEP03399并不抑制拟南芥抗白粉病基因WRR4B(white rust resistance 4B)以及丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae) DC 3000 avrB和DC 3000 avrRpt2激发的超敏反应。分别利用鞭毛蛋白和几丁质处理空载体以及CSEP03399转基因植物后,通过qPCR发现,CSEP03399可以特异抑制几丁质激发的FRK1(FLG22-induced receptor-like kinase 1)和WRKY22基因表达,增强P. syringae DC 3000和DC 3000 hrcC^-在几丁质处理后植物上的致病性。综上结果表明,候选效应蛋白CSEP03399可能通过抑制几丁质激发的免疫信号通路发挥其毒性功能。

山药种植过程中普遍受到多种病毒的复合侵染,严重影响其产量和品质。为了实现对多种山药病毒的高效、快速检测,本研究建立了一种可以同时检测油菜花叶病毒(youcai mosaic virus, YoMV)、日本山药花叶病毒(Japanese yam mosaic virus, JYMV)、蚕豆萎蔫病毒-2(broad bean wilt virus-2,BBWV-2)、山药潜隐病毒(yam latent virus, YLV)和山药黄斑花叶病毒(yam yellow spot mosaic virus, YYSMV)的多重RT-PCR检测方法,5种病毒扩增目的条带大小分别为:504、614、750、1 030和1 207 bp,最佳的退火温度为55 ℃,各病毒多重PCR添加特引物浓度分别为YoMV F/R 0.08 μmol·L^-1、JYMV F/R 0.04 μmol·L^-1、BBWV-2 F/R 0.16 μmol·L^-1、YLV F/R 0.32 μmol·L^-1、YYSMV F/R 0.24 μmol·L^-1,检测灵敏度为8.11×10⁵个拷贝·μL^-1。本检测方法可以高效、准确地检测山药上的5种病毒,极大的提高了检测效率,为山药病毒病的检测提供了技术支撑。

为明确福建南平地区的百合疑似病样是否受到百合斑驳病毒(lily mottle virus, LMoV)感染,本研究利用RT-PCR技术对采集的疑似病毒感染的48份百合样品逐一进行检测鉴定,对阳性样品进行cp基因的扩增、克隆、序列测定,并结合已报道的所有LMoV分离物进行遗传变异、系统发育等系统分析。RT-PCR扩增结果显示,48份样品中共有32份检出了LMoV,阳性检出率为66.7%,表明LMoV在福建南平地区发生较为普遍。使用特异性引物对LMoV-F/LMoV-R对随机抽取的14个阳性样品进行扩增,均成功扩增出LMoV的cp基因,这些基因的核苷酸序列与已报道的LMoV分离物的一致性为86.34%~99.88%。系统发育分析结果显示,所有LMoV分离物可以聚为三个大组(Group I、Group II和Group III),本研究测定的14个LMoV分离物以高置信值聚在Group I中。系统发育分析与性状关联分析结果显示,部分相同地区来源的LMoV分离物倾向于相聚成簇,表明LMoV与地理来源之间存在部分相关性。贝叶斯天际线绘图(bayesian skyline plot, BSP)结果显示,LMoV中国群体在2010年之前保持了长期稳定状态,随后经历显著扩张期,虽然近期略有轻微下降,但其在生产上的潜在流行风险仍需要持续关注。本研究查明了福建南平地区LMoV的发生情况与cp基因的分子特征,并推断了LMoV福建群体的历史动态,研究结果可为该病毒的发生流行及防控奠定基础。

新德里番茄曲叶病毒(tomato leaf curl New Delhi virus,ToLCNDV)和番茄黄化曲叶病毒(tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)均由烟粉虱传播,在自然条件下能复合侵染番茄,危害巨大。因此,建立一种准确、快速、能够同时检测这两种病毒的检测方法,对于快速诊断和田间监测具有重要的意义。本研究基于重组酶聚合酶扩增(recombinase polymerase amplification,RPA)技术,开发了一种靶向ToLCNDV和TYLCV的双重RPA检测方法,其灵敏度为10⁴ copies·mL^-1,反应仅需25 min,可用于植物和烟粉虱中ToLCNDV和TYLCV的检测,是鉴定和监测这两种病毒便捷和灵敏的新方法。

Fagus longipetiolata Seem. is one of the main tree species for afforestation in high-altitude regions of China, possessing significant economic and ecological value. In May 2023, a leaf spot disease was observed at the F. longipetiolata-planting areas in Huangping County, Guizhou Province. The disease was manifested as brown spots with dark brown margins on leaves. To identify the causative agent of the disease, we performed tissue isolation to get potential pathogens and further confirmed their pathogenicity following Koch′s postulates. The isolates were identified as Alternaria alternata based on morphological characteristics and phylogenetic relationship inferred from rDNA-ITS, TEF-1α, and GAPDH sequences. This is the first report of A. alternata causing leaf spot on F. longipetiolata in China. The results provide a basis for the development of effective prevention and control strategies for this disease.

为快速准确检测菜豆细菌性萎蔫病菌(Curtobacterium flaccumfaciens pv. flaccumfaciens, Cff),根据GenBank中Cff的序列设计特异性探针Cff-P,并首次建立了Cff探针法实时荧光定量PCR(TaqMan quantitative real-time PCR,qPCR)检测方法。经验证,探针Cff-P能扩增供试的34株Cff菌株,其他66株供试的非Cff菌株以及空白对照均为阴性,不同稀释度菌体DNA的扩增结果显示,该方法的检测灵敏度为50 fg·μL^-1菌体DNA。140个豆类种子样品的检测结果表明该检测方法可用于豆类种子样品中Cff的快速检测。本研究建立的TaqMan探针法实时荧光定量PCR检测方法,为我国农业部门和进境口岸Cff快速筛查提供了技术支持。

由烟草疫霉(Phytophthora nicotianae)引发的烟草黑胫病是烟草产区发生的一种主要土传病害,近年来常与镰刀菌根腐病复合发生,给黑胫病菌的分离和纯化带来了极大困难。为了从这两种病害复合侵染的烟草样品中高效分离获得烟草黑胫病菌,本研究开发了针对该病菌的新型选择性培养基。选择适当剂量精甲·咯菌晴、恶霉灵、苯醚甲环唑、氟啶胺、抑霉唑和戊唑醇分别加入燕麦琼脂培养基中,测定不同含药培养基对茄病镰刀菌(Fusarium solani)、尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、烟草黑胫病菌的抑制作用以及针对不同病菌复合侵染的烟草样品中黑胫病菌的分离率,发现50 μg·mL^-1抑霉唑、20 μg·mL^-1戊唑醇均能有效抑制茄病镰刀菌和尖孢镰刀菌的菌丝生长,但对烟草黑胫病菌的抑制作用较小。从田间采集黑胫病菌和根腐病菌复合侵染的烟草病样,使用含有抑霉唑或戊唑醇的培养基分离病原菌,结果烟草黑胫病菌的分离率高达80%~90%,而使用普通燕麦琼脂培养基时烟草黑胫病菌的分离率仅为35%。因此,使用含有50 μg·mL^-1抑霉唑或20 μg·mL^-1戊唑醇的选择性培养基均能从黑胫病和根腐病复合发生的烟草病株中高效分离获得烟草黑胫病菌。

本文系统比较了可引起辣椒炭疽病的33株炭疽菌对嘧菌酯、三唑醇、丙环唑、咪鲜胺、异菌脲、甲基硫菌灵和三氟吡啶胺共计7种杀菌剂的敏感性及其交互相关性。结果表明,其中6种杀菌剂(嘧菌酯、三唑醇、丙环唑、咪鲜胺、异菌脲和甲基硫菌灵)对这33株炭疽菌的平均EC₅₀值分别为(147.254±76.028)、(15.900±24.1368)、(1.281±1.664)、(0.217±0.266)、(3.183±2.253)和(61.240±51.893) μg·mL^-1,而三氟吡啶胺对辣椒炭疽菌无抑制作用。这6种杀菌剂中,供试炭疽菌仅对嘧菌酯的敏感性频率符合正态分布,而对其他5种杀菌剂(三唑醇、丙环唑、咪鲜胺、异菌脲和甲基硫菌灵)的敏感性频率均不符合正态分布,提示田间已经出现了对这5种杀菌剂敏感性下降的炭疽菌群体。Spearman相关性分析结果表明,辣椒炭疽菌对三唑醇、丙环唑、咪鲜胺这3种甾醇脱甲基化抑制剂类杀菌剂 (Sterol demethylation inhibitors,DMIs)的敏感性之间均存在显著正相关性;对甲基硫菌灵与对这3种DMIs杀菌剂的敏感性之间呈显著的正相关性;对异菌脲与对这3种DMIs杀菌剂以及甲基硫菌灵的敏感性之间呈显著的负相关性;而对嘧菌酯和其余供试药物的敏感性之间均无相关性。从供试辣椒炭疽菌株中,选取对苯并咪唑类杀菌剂 (Methyl benzimidazole carbamates, MBCs)甲基硫菌灵敏感性表现不同的斯科维尔炭疽菌 (Colletotrichum scovillei)菌株,以β-tubulin基因为靶标进行扩增、测序和比对分析,结果发现对甲基硫菌灵敏感性降低的C. scovillei菌株的β-tubulin基因均未发生位点突变,但在该杀菌剂作用下,敏感性降低的菌株比敏感性较高菌株该基因表达量更高。研究结果对科学选择杀菌剂以及合理交替用药防治辣椒炭疽病具有指导作用,也为MBCs抗性炭疽菌分子检测研究提供了数据支撑。

大豆疫霉(Phytophthora sojae)游动孢子主要通过感知大豆根系分泌的染料木黄酮和大豆苷元等异黄酮类物质,定位寄主并侵染引发根腐病。前期研究已鉴定出该病原菌的染料木黄酮受体PsIRK1和大豆苷元受体PsIRK3,并筛选出一种可特异性干扰PsIRK1介导的趋化反应的拮抗剂秦皮乙素。然而,能够同时干扰两种异黄酮趋化性的化合物仍有待发现。本研究旨在筛选可同时抑制这两种异黄酮趋化效应的天然小分子化合物。通过趋化性干扰试验发现,天然化合物6-羟基香豆素(6-Hydroxycoumarin)在100 μmol·L^-1浓度下可显著干扰大豆疫霉游动孢子对两种异黄酮的趋化性。机制研究表明,其干扰作用依赖于PsIRK3通路,但并非通过直接结合受体实现;实时荧光定量PCR(Quantitative real-time PCR, qPCR)分析显示,经6-羟基香豆素处理后,PsIRK1和PsIRK3基因的表达水平显著下调,分别降至对照的43%和58%。此外,该化合物对大豆疫霉菌丝生长也表现出抑制活性。盆栽试验结果表明,使用100 μmol·L^-1 6-羟基香豆素处理可显著提高大豆幼苗在疫霉侵染条件下的存活率,达到50%。本研究揭示了6-羟基香豆素作为一种新型趋化干扰剂,可通过影响受体基因表达及抑制菌丝生长,有效减轻大豆疫霉根腐病的发生,为基于趋化行为干扰的绿色防控策略提供了新实例。

近年来随着全球蔬菜需求的不断增长,蔬菜种植结构不断调整,种植面积逐年递增,病毒病严重威胁蔬菜产量和品质,因此,建立快速精准诊断多种蔬菜病毒病的检测技术具有重要应用价值。研究针对田间蔬菜中危害严重及检出率高的黄瓜花叶病毒(cucumber mosaic virus,CMV)、芜菁花叶病毒(turnip mosaic virus,TuMV)、蚕豆萎蔫病毒(broad bean wilt virus-2,BBWV-2)以及小西葫芦黄化花叶病毒(zucchini yellow mosaic virus,ZYMV)四种重要病毒,建立可同时检测该4种病毒的多重RT-PCR检测方法。通过优化反应体系,包括设计引物、摸索最优引物浓度以及摸索最佳退火温度。结果显示,设计的引物特异性良好,ZYMV∶TuMV∶BBMV-2∶CMV最佳引物配比为5∶15∶4∶3,反应体系在55 ℃时退火为最佳反应条件,该反应体系的灵敏度为模板量最低为0.2 μg。应用该方法对采集的青岛地区8种蔬菜样本进行检测,结果显示,多重RT-PCR与单重RT-PCR检测结果一致。该多重RT-PCR检测方法稳定、准确、灵敏,极大地提高了田间蔬菜病毒病的检测效率,可被广泛应用于实验室精准、高效检测和田间蔬菜病毒病的检测。

柑橘溃疡病是由柑橘黄单胞菌柑橘亚种(Xanthomonas citri subsp. citri, Xcci)引起的重要柑橘病害,目前主要依赖铜基化合物和抗生素进行防治,但过度使用这些制剂易带来环境污染和健康风险。近年来,基于噬菌体的生物防治策略因具有特异性强、环境友好等优势而受到广泛关注。本研究以Xcci菌株N8为宿主菌,采用双层平板法从土壤样本中分离到一株烈性噬菌体,命名为SAC。全基因组测序结果显示,SAC基因组编码55个基因;序列对比发现,该噬菌体属于有尾噬菌体纲(Caudoviricetes)。透射电子显微镜观察显示,SAC头部直径约为60 nm,分类上属于有尾噬菌体目(Caudovirales)短尾噬菌体科(Podoviridae)。生物学特性研究表明:SAC对14株不同来源的Xcci菌株均能裂解,裂解率达100%;其最佳感染复数为0.001,此时效价可达4.5×10¹¹ PFU·mL^-1;SAC在4~60 ℃和pH 4~11范围内稳定性良好,但对紫外辐射较为敏感;一步生长曲线显示其潜伏期为0~60 min,暴发期为60~160 min,裂解量为430 PFU·cell^-1。在液体培养体系中,添加SAC可显著抑制Xcci N8生长,菌液浓度先短暂上升后持续下降并维持在较低水平;在柑橘植株上,喷洒SAC能有效抑制柑橘植株内Xcci N8的生长与扩展。以上结果表明,噬菌体SAC对Xcci引起的柑橘溃疡病有良好的抑制效果,具备开发为新型生物防治制剂的潜力。

根据烟草轻型绿花叶病毒(tobacco mild green mosaic virus, TMGMV)的外壳蛋白(coat protein,CP)基因设计引物和探针,将重组酶聚合酶扩增技术(recombinase polymerase amplification,RPA)和侧流层析试纸条(lateral flow dipstick,LFD)相结合,建立了一种TMGMV的快速检测方法,对该检测方法中的反应时间、反应温度进行了优化,并检测了该方法的特异性和灵敏度。试验结果表明,RT-RPA-LFD检测体系的最佳反应条件是温度37℃、反应时间30 min。该方法能够特异性检测TMGMV,与其它病毒无交叉反应,对TMGMV CP 的最低检测限度为1.65×10⁰拷贝·μL^-1,比普通 PCR 检测灵敏度高10倍。该方法灵敏度高、特异性强,能够用于田间地黄样品中TMGMV的检测,便于基层科研单位对该病毒的准确检测和诊断。

天麻是我国名贵中药材,昭通是天麻道地产区,但块茎腐烂病严重制约了其天麻产业的稳定发展。本研究对云南省昭通市采集的发病天麻样本进行病原菌分离与纯化,通过形态学与分子生物学鉴定,并结合致病性测定,将引起天麻块茎腐烂病的病原菌鉴定为木生马利亚霉(Mariannaea lignicola)。生物学特性分析表明,M. lignicola菌丝生长的最适条件为燕麦粉琼脂(Oatmeal agar, OA)培养基、pH 7.0、32 ℃及全黑暗环境;而分生孢子产生的最适条件为马铃薯葡萄糖琼脂(Potato dextrose agar, PDA)培养基、pH 6.0、28 ℃及全光照;以察氏培养基为基础培养基,探究不同碳、氮源对M. lignicola生长和产孢的影响,发现以可溶性淀粉为碳源、缺氮条件下菌丝生长最快,而以可溶性淀粉为碳源、酵母膏为氮源时更有利于产孢。此外,该菌可产生羧甲基纤维素酶(Carboxymethyl cellulase, CMCase)、多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonase, PG)和聚甲基半乳糖醛酸酶(Polymethylgalacturonase, PMG)等细胞壁降解酶,且发病天麻组织中这些酶活性显著高于健康组织,说明细胞壁降解酶是M. lignicola侵染天麻并造成块茎腐烂病的关键致病因子之一。本研究首次报道M. lignicola作为天麻块茎腐烂病的病原菌,为该病害的综合防控提供了理论依据。

禾谷镰孢(Fusarium graminearum)是引起小麦赤霉病的主要病原菌。热激蛋白Hsp30作为一种ATP非依赖性分子伴侣,能够与部分变性的蛋白质结合,促进其正确复性并防止不可逆损伤。本研究基于同源重组原理,获得FgHSP30的敲除突变体(ΔFgHsp30)和回补体(ΔFgHsp30-C)。研究结果表明:与野生型PH-1相比,突变体ΔFgHsp30生长速率和菌落形态无明显变化,但其分生孢子产量降低约49%,且分生孢子隔膜数量发生改变。RT-qPCR分析发现FgHSP30基因在F. graminearum侵染小麦的早期阶段上调表达。致病力测定显示,突变体ΔFgHsp30在小麦上的致病力显著低于野生型。毒素检测结果表明,突变体ΔFgHsp30的DON毒素的生物合成受阻,TRIs基因的转录水平显著降低。此外,RT-qPCR结果显示,在高温条件下FgHSP30基因高表达,而突变体ΔFgHsp30表现出严重的抗热休克缺陷。综上所述,热激蛋白FgHsp30在F. graminearum的无性繁殖、高温胁迫、致病力以及产毒过程中发挥重要作用。