禾谷镰孢复合种对常用杀菌剂抗性研究进展

近年来,受秸秆粗放还田、气候变化等因素影响,由禾谷镰孢复合种(Fusarium graminearum species complex)引起的小麦赤霉病在我国频繁暴发流行,成为长江中下游和黄淮海等小麦主产区的主要病害,严重影响小麦稳产丰收。病菌产生的脱氧雪腐镰刀菌烯醇和玉米赤霉烯酮等真菌毒素也严重威胁小麦质量安全。当前,由于缺乏高抗小麦品种,化学防治仍然是赤霉病防控的重要措施,但随着单一作用方式药剂的长期使用,病菌抗药性问题也逐渐加重。本文综述了禾谷镰孢复合种对苯并咪唑类杀菌剂、甾醇脱甲基抑制剂、肌球蛋白抑制剂、琥珀酸脱氢酶抑制剂等几类常用药剂的抗性现状和抗性机制。在此基础上,探讨禾谷镰孢复合种的抗药性治理对策。

基于气相色谱-质谱法检测禾谷镰孢菌丝胞内外的脱氧雪腐镰刀菌烯醇和15-乙酰基脱氧雪腐镰刀菌烯醇

禾谷镰孢(Fusarium graminearum)是引起小麦赤霉病的主要病原真菌,不仅会造成严重的作物减产,还会产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)等真菌毒素污染谷物,威胁人畜健康。为探究禾谷镰孢产毒菌丝胞内外的毒素含量,本文建立了气相色谱-质谱联用法同时检测DON和15-乙酰基脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-ADON)。通过质谱特征扫描,DON和15-ADON均获得了较高离子化效应的离子。在单离子检测(SIM)模式下,利用m/z295、235和193离子定性分析DON,m/z 392、235和193离子定性分析15-ADON。选择其中响应强度最高的m/z 235离子定量分析DON,m/z 193离子定量分析15-ADON。利用该方法检测禾谷镰孢野生型PH-1和DON合成缺陷突变体tri5胞内外的DON和15-ADON含量,PH-1胞内的DON和15-ADON含量分别为(149.13±9.15)μg/g和(1833.31±185.33)μg/g,胞外含量分别为(5910.35±468.23)μg/g和(45222.12±2726.81)μg/g;tri5突变体的胞内外均未检测到DON和15-ADON。该方法可用于菌丝胞内外DON和15-ADON的同时分析。

高温胁迫对禾谷镰孢生长和致病力的影响

为探究高温胁迫对禾谷镰孢生长和致病力的影响,本研究测定了禾谷镰孢5株耐高温菌株和4株温度敏感型菌株在25℃和30℃下的菌丝生长速率、产孢量、孢子萌发率以及不同胁迫压力下的生长速率、致病力和DON毒素含量等。结果表明,不论耐高温菌株还是温度敏感型菌株,30℃高温对其菌丝生长均有抑制作用,但对产孢量和孢子萌发有促进作用;30℃高温能减轻NaCl和CaCl2胁迫对禾谷镰孢生长的抑制,但是不影响KCl、刚果红,SDS和H2O2对病原菌的抑制作用;在30℃下,大部分耐高温菌株的致病力不变或降低,而大部分温度敏感型菌株的致病力反而增加,30℃对大部分菌株的DON毒素产量有一定促进作用。研究结果可为研究气候变化下小麦赤霉病的流行和预测提供理论基础。

自噬相关基因FpAtg3参与假禾谷镰孢的生长和致病

【背景】假禾谷镰孢(Fusarium pseudograminearum)引起的小麦茎基腐病是我国小麦生产上的新病害。自噬是真核生物中普遍发生的细胞过程,调控多种植物病原真菌的生长发育和侵染,但其在假禾谷镰孢中的作用还不明确。【目的】明确假禾谷镰孢自噬相关基因FpAtg3在该病菌生长和致病中的作用,解析假禾谷镰孢致病机理,为小麦茎基腐病科学防控提供理论依据。【方法】从NCBI数据库中下载主要真菌的Atg3氨基酸序列,利用MEGA5.05构建系统进化树。利用Split-PCR策略构建FpAtg3基因敲除盒,经PEG介导的原生质体转化导入假禾谷镰孢野生型菌株中。利用潮霉素抗性筛选阳性转化子,并经PCR检测获得FpAtg3基因缺失突变体(ΔFpAtg3)。构建pKNTG-FpAtg3重组载体,导入ΔFpAtg3菌株,利用FpAtg3自身启动子启动FpAtg3的转录,以获得FpAtg3缺失突变体的回补菌株。利用假禾谷镰孢营养生长的培养基PDA、CM和MM测定菌丝生长速率和菌落形态;PDA培养基上测定菌丝形态和菌丝融合率;CMC培养液中测定分生孢子的产量及形态;皮氏培养基上测定孢子融合芽管调控的融合率。将假禾谷镰孢的菌丝块接种小麦胚芽鞘和大麦叶片测定病原菌的致病力,采用盆栽试验测定假禾谷镰孢引起的小麦茎基腐病。在PDA培养基中分别加入刚果红、SDS和过氧化氢测定假禾谷镰孢对细胞壁、细胞膜和氧化胁迫的耐受性。【结果】细胞自噬相关蛋白Atg3在真菌中非常保守,且与生物进化的方向一致,假禾谷镰孢FpAtg3与禾谷镰孢和尖镰孢的Atg3同源性最高。获得了FpAtg3基因缺失突变体和回补菌株,表型测定结果显示,与假禾谷镰孢野生型和回补菌株相比,ΔFpAtg3在营养培养基上的菌丝生长明显减慢,气生菌丝减少,菌丝呈波纹状卷曲,分生孢子产量减少,孢子变短,分生孢子分隔减少;野生型和回补菌株菌丝融合发生非常普遍,在相同条件下ΔFpAtg3的菌丝融合率和孢子融合芽管调控的融合率均明显降低;ΔFpAtg3侵染大麦叶片和小麦胚芽鞘造成的病斑较野生型和回补菌株侵染的病斑明显减小,盆栽试验进一步验证ΔFpAtg3的致病力降低;与野生型和回补菌株相比,ΔFpAtg3在刚果红、SDS和过氧化氢胁迫中的耐受性降低。【结论】自噬相关基因FpAtg3参与假禾谷镰孢的菌丝生长、分生孢子产生、菌丝融合、致病力以及对非生物胁迫的耐受性.

灭菌唑及其复配剂对河南省禾谷镰孢菌的抑制活性及对小麦赤霉病的室内防效

由禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)引起的赤霉病是小麦生产上的重要病害之一。为明确三唑类杀菌剂灭菌唑对禾谷镰孢菌的抑制活性,室内测定了禾谷镰孢菌不同发育阶段对灭菌唑的敏感性,发现其敏感性由低到高依次为:孢子萌发<芽管伸长<菌丝生长,EC_(50)值分别为18.16、1.332和0.4613μg/mL。采用菌丝生长速率法测定了从河南省9个地市采集分离的101株禾谷镰孢菌对灭菌唑的敏感性,结果显示:EC_(50)值范围在0.0586~0.9183μg/mL之间,平均值为(0.3866±0.1969)μg/mL,且敏感性频率分布呈连续单峰曲线,该平均EC_(50)值可作为河南省禾谷镰孢菌对灭菌唑的敏感性基线。灭菌唑分别与氟唑菌酰羟胺、多菌灵、咯菌腈、氰烯菌酯、咪鲜胺5种杀菌剂复配后,对禾谷镰孢菌的联合毒力测定结果表明:增效系数(SR)在0.53~3.76之间,不同组合、不同比例的复配剂均表现为相加或增效作用,其中咪鲜胺与灭菌唑按质量比1:3复配时,增效作用最明显(SR=3.76)。室内离体防治效果测定显示,在有效成分400μg/mL剂量下,咪鲜胺与灭菌唑质量比1:3复配剂的治疗作用防效最高,为82.63%。研究结果有助于指导灭菌唑的科学合理使用,并为小麦赤霉病的综合防控提供理论依据和数据支持。

玉米ZmBT2b基因在抵抗禾谷镰孢侵染中的功能研究

为探究玉米BTB-TAZ蛋白ZmBT2b在玉米抵抗病原菌侵染过程中的功能,本研究利用生物信息学技术对ZmBT2b基因进行了系统分析,确定了ZmBT2b具有BTB和TAZ结构域,具有明显的组织表达特性,在生物和非生物胁迫下呈现不同的表达规律。通过构建ZmBT2b基因过表达的拟南芥植株ZmBT2b-OE,对该基因在植物抗病过程中的功能进行研究,结果发现ZmBT2b-OE对灰葡萄孢和Pst.DC3000的抗性显著增强,确定了ZmBT2b基因在植物抗病过程中具有重要功能。为明确ZmBT2b基因在玉米抵抗禾谷镰孢侵染过程中的功能,本研究获得了该基因的玉米突变体Zmbt2b-1和Zmbt2b-2,对突变体的抗病性进行检测发现,突变体Zmbt2b-1和Zmbt2b-2对禾谷镰孢的抗性敏感性显著高于野生型,且突变体中JA合成途径关键合成基因ZmLOXs和病程相关基因ZmPRs在禾谷镰孢侵染过程中显著下调,表明ZmBT2b在玉米抗禾谷镰孢侵染过程中具有正调控功能。研究结果为阐明玉米BTB-TAZ蛋白在玉米抗病过程中的功能及其调控机制奠定了基础,为玉米抗病育种提供了基因资源。

假禾谷镰孢GATA转录因子的鉴定及FpGATA5的功能分析

GATA转录因子在调控植物病原真菌菌丝生长、产孢、孢子萌发和致病性等过程中具有重要作用。为探究GATA转录因子在假禾谷镰孢致病过程中的功能,基于同源检索和蛋白质结构域鉴定方法,在假禾谷镰孢基因组中鉴定到7个GATA转录因子编码基因,分别命名为FpGATA1~FpGATA7。FpGATA基因长度为614~3155 bp,含有1~3个内含子。FpGATA蛋白均含有保守的GATA结构域,等电点显示FpGATA多为碱性。采用实时荧光定量PCR分析FpGATA在假禾谷镰孢不同侵染阶段的相对表达量,发现FpGATA1、FpGATA4、FpGATA5、FpGATA6和FpGATA7在侵染早期诱导表达,FpGATA2在侵染后期表达量升高。利用真菌遗传转化方法获得假禾谷镰孢FpGATA5缺失的突变体,表型分析发现,与野生型相比,FpGATA5缺失突变体的菌丝生长速率和分生孢子产量均明显下降,接种大麦叶片和小麦胚芽鞘的致病力显著降低。综合上述结果,多个FpGATA基因的表达响应假禾谷镰孢的致病过程,且FpGATA5参与病原菌的生长、产孢和致病。

拮抗假禾谷镰孢菌的LZ-7菌株筛选、 鉴定及其生防潜能

【目的】从土壤中分离和筛选能够拮抗小麦茎基腐病病原菌假禾谷镰孢菌的细菌菌株,鉴定其种类,分析其生防潜能。【方法】将采自西藏林芝自然生境树木根围的土壤,用无菌水溶解后取上清液,采用稀释涂布平板法分离细菌;细菌纯化后在PDA平板上与假禾谷镰孢菌进行对峙培养,筛选拮抗假禾谷镰孢菌的菌株;根据菌株的形态特征、生理生化特性及16S rDNA的系统进化分析鉴定生防菌株的种类;利用土壤接种方法,测定生防菌株发酵液对小麦苗期小麦茎基腐病的生防潜能;采用平板对峙法测定生防菌株对其他病原真菌的抑菌谱。【结果】分离筛选获得一株拮抗假禾谷镰孢菌菌丝生长的细菌LZ-7,该菌株对假禾谷镰孢菌菌落的抑制率为52.3%。LZ-7菌株具有产淀粉酶、纤维素酶、脲酶和明胶酶的能力,能利用多种碳源,其16S rDNA序列与娄彻氏链霉菌聚在同一分支,被鉴定为娄彻氏链霉菌。LZ-7菌株的发酵液处理小麦种子后,苗期茎基腐病的病情指数降低了58.4%。此外,菌株LZ-7对禾谷镰孢菌和麦根腐平脐蠕孢等植物病原真菌也具有明显的拮抗活性。【结论】在青藏高原土壤中筛选到一株娄彻氏链霉菌LZ-7,拮抗假禾谷镰孢菌的生长,对小麦茎基腐病具有良好防治潜能,具备作为小麦茎基腐病生防资源开发利用的潜力。

四川不同寄主禾谷镰孢菌复合种的群体遗传多样性及相互侵染关系

【目的】探明四川地区小麦、玉米和大豆3种寄主禾谷镰孢菌复合种(Fusarium graminearum species complex,FGSC)的群体遗传多样性及相互侵染关系。【方法】采用多重PCR和PCR-VNTR分子标记技术分析不同寄主来源菌株的毒素类型和群体遗传多样性,并通过高粱粒接种法检测菌株在不同寄主间的相互侵染作用。【结果】来源于3种寄主的禾谷镰孢菌复合种菌株被鉴定为禾谷镰孢菌(F. graminearum)和亚洲镰孢菌(F. asiaticum),其中禾谷镰孢菌的毒素化学型为3-乙酰基脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-ADON)和15-乙酰脱氧雪腐镰刀菌烯醇(15-ADON),而亚洲镰孢菌的毒素化学型为雪腐镰刀菌烯醇(NIV);各寄主菌株的群体遗传多样性存在差异,以小麦菌株群体遗传多样性最高,且与大豆菌株遗传距离较远;同时,各寄主菌株间能够相互侵染,但致病力存在差异。【结论】来源于四川小麦、玉米和大豆3种寄主的禾谷镰孢菌复合种遗传多样性存在差异,但可相互侵染致病,具有加重其所致病害在该地区发生的风险。

己唑醇及其复配剂对河南省禾谷镰孢菌的抑制活性及对小麦赤霉病的室内防效

禾谷镰孢菌Fusarium graminearum是河南省小麦赤霉病的优势致病菌。为明确己唑醇对禾谷镰孢菌的抑制活性,测定了己唑醇对禾谷镰孢菌不同发育阶段的毒力,并采用菌丝生长速率法测定了己唑醇对采自河南省6个地区的205株禾谷镰孢菌的抑制活性,最后采用胚芽鞘接种法测定了己唑醇对小麦赤霉病的室内防效。结果表明:己唑醇对禾谷镰孢菌不同发育阶段的抑制活性存在较大差异,EC_(50)值(μg/mL)从大到小依次为孢子萌发(22.5750)>分生孢子产量(2.1686)>芽管伸长(0.8922)>菌丝生长(0.3862)。己唑醇对205株禾谷镰孢菌的EC_(50)值在0.0345~0.9439μg/mL之间,平均EC_(50)值为(0.3578±0.1928)μg/mL;敏感性频率分布均呈连续单峰曲线,表明田间不存在对己唑醇敏感性下降的抗性亚群体。己唑醇与多菌灵、咯菌腈、氰烯菌酯、咪鲜胺及氟唑菌酰羟胺复配,表现出不同程度的相加或增效作用,增效系数(SR)范围在0.5042~3.7293之间。其中,己唑醇与氟唑菌酰羟胺按质量比1:5复配时,SR最大,为3.7293,实际EC_(50)值为0.0133μg/mL。室内防效测定结果显示,复配剂的防治效果显著高于单一药剂多菌灵、己唑醇和氟唑菌酰羟胺。己唑醇与氟唑菌酰羟胺按质量比1:5复配后在9μg/mL下,对小麦胚芽鞘的防效为93.93%。生产中可将己唑醇与氟唑菌酰羟胺或咯菌腈进行复配或轮换使用,以延缓田间抗药性的产生。该研究结果可为己唑醇的科学使用以及小麦赤霉病的综合防治提供理论依据与数据支持。

叶菌唑及其复配剂对河南省假禾谷镰孢菌的抑制活性及对小麦茎基腐病的室内防效

主要由假禾谷镰孢菌Fusarium pseudograminearum引起的小麦茎基腐病是严重影响小麦产量的真菌病害。为明确叶菌唑对河南省小麦茎基腐病菌的抑制活性,测定了叶菌唑对从供试的219株菌株中随机选取的3株菌株(JY2208、HB2201和XC2116)不同发育阶段的毒力,以及叶菌唑分别与咪鲜胺、氰烯菌酯、氟啶胺和咯菌腈按质量比5:1、3:1、1:1、1:3和1:5复配对菌株JY2208的联合毒力;采用胚芽鞘接种法测定了叶菌唑及其复配剂对小麦茎基腐病的室内防效。结果显示:叶菌唑对3株假禾谷镰孢菌JY2208、HB2201和XC2116菌株菌丝生长、分生孢子产生、孢子萌发及芽管伸长的EC50值分别为(0.0397±0.0035)、(0.9549±0.1152)、(0.6114±0.0393)及(0.0235±0.0015)μg/mL;叶菌唑对219株假禾谷镰孢菌菌丝生长的EC50值范围为0.0207~0.0839μg/mL,平均EC50值为(0.0406±0.0114)μg/mL,敏感性频率分布呈连续单峰曲线,可作为河南省假禾谷镰孢菌对叶菌唑的敏感性基线。叶菌唑与咪鲜胺、氰烯菌酯、氟啶胺以及咯菌腈复配的增效系数(SR)范围为0.51~2.32,不同组合、不同配比的复配剂均表现为相加作用或增效作用,表明叶菌唑可以与咪鲜胺、氰烯菌酯、氟啶胺、咯菌腈复配使用。其中,当叶菌唑与氟啶胺按质量比5:1复配时,增效作用最强,SR为2.32。8%叶菌唑悬浮剂与50%氟啶胺悬浮剂按有效成分质量比5:1复配,在80μg/mL剂量下,对小麦茎基腐病的室内防治效果达100%。该研究结果可为小麦茎基腐病的防控提供依据。

禾谷镰孢犬尿氨酸途径关键酶基因的鉴定与表达分析

为了鉴定禾谷镰孢中KP关键酶基因及其功能,本研究采用生物信息学方法对禾谷镰孢的KP关键酶基因进行了系统分析。研究发现,禾谷镰孢含有KP关键酶IDO(吲哚-2,3-双加氧酶)、AFMID(芳基甲酰胺酶)、KAT(犬尿氨酸氨基转移酶)、KMO(犬尿氨酸单加氧酶)、KYN(犬尿氨酸酶)和HAO(羟基酸氧化酶)。通过分析禾谷镰孢的表达谱数据,发现KP关键酶基因FgIDO、FgAFMID、FgKAT、FgKMO、FgKYN和FgHAO在分生孢子发育、菌丝生长和侵染玉米茎秆的不同阶段表现出较高的表达水平,表明这些基因可能参与分生孢子发育、菌丝生长和侵染过程。整合研究结果和现有文献信息,绘制了禾谷镰孢KP及其关键酶催化反应的模式图,为阐明禾谷镰孢KP调控病菌生长发育和致病力的功能与机制奠定了基础。

禾谷镰孢的致病机制及其与小麦的分子互作

由禾谷镰孢(Fusarium graminearum)引起的小麦赤霉病作为小麦上重要的真菌病害之一,其能够产生脱氧雪腐镰刀菌烯醇(deoxynivalenol,DON)等真菌毒素,不仅影响小麦的品质,造成小麦严重减产,还严重威胁人畜健康。研究表明,在禾谷镰孢侵染小麦早期,效应蛋白以及DON毒素发挥着重要作用。综述总结了禾谷镰孢的致病机制、与小麦互作过程中效应蛋白和DON毒素的分子作用机制等方面的研究进展,并对未来致病基因的有效利用进行了展望,以期为今后禾谷镰孢-小麦的互作机制研究以及小麦赤霉病的防治提供理论参考。

河南省假禾谷镰孢菌引起的小麦茎基腐病发生与防治研究进展

小麦茎基腐病是由多种镰孢菌引起的世界性土传病害,目前已成为中国黄淮麦区的主要病害之一。近年来,随着秸秆还田和免耕少耕模式的推广,同时受到气候变暖、抗茎基腐病品种少、专化型药剂缺乏等因素影响,小麦茎基腐病呈逐年快速加重的趋势,造成小麦减产和毒素积累,极大地威胁了河南省粮食生产安全和人畜健康。本文作者综述了小麦茎基腐病病原菌的生长特点、侵染循环、防治措施等方面的研究进展,以期对小麦茎基腐病高效综合防治提供参考。

玉米禾谷镰孢茎腐病和穗腐病抗性鉴定接种方法的比较

田间采用不同人工接种鉴定方法对92份玉米种质同步进行玉米禾谷镰孢茎腐病和穗腐病抗性评价与筛选,明确了东北春玉米产区玉米禾谷镰孢茎腐病、穗腐病抗性鉴定的最佳接种方法:茎节注射法在玉米禾谷镰孢茎腐病抗性精准鉴定中可更好地评价玉米种质的抗病性,综合考虑接种方法的实用性和可操作性,菌土覆盖法对大体量的规模化种质进行田间抗病性鉴定更具有优势;双牙签法对玉米穗腐病抗性鉴定中在种质接种后发病的严重度、田间进行接种的可操作性和实用性等方面均优于花丝通道法。同时筛选出对玉米禾谷镰孢茎腐病抗性稳定的种质52份,对穗腐病抗性稳定的种质66份,对2种病害均表现稳定抗性的兼抗种质33份。

玉米禾谷镰孢菌穗腐病抗性基因组选择研究

禾谷镰孢菌穗腐病是玉米种植区普遍发生的重要病害之一,探究基因组选择在禾谷镰孢菌穗腐病抗性遗传改良中的应用潜力,有助于选育抗病品种。以玉米自交系DH4866和T877组配的重组自交系群体,对玉米禾谷镰孢菌穗腐病抗性进行基因组选择研究,分析数据模型、群体大小、标记密度、显著位点和遗传效应对预测准确性的影响。结果表明,在5种数据模型中,gBLUP模型对玉米禾谷镰孢菌穗腐病抗性具有较高的预测能力。预测准确性随着训练群体样本大小的增加而提高,当训练群体占群体总数80%时,预测准确性达到最高。当标记数量达到500时,即可获得相对较高的预测准确性。相对于随机效应模型,将显著位点作为固定效应没有显著提高预测准确性。相对于仅考虑加性效应,当在模型中考虑加加上位性效应时,预测准确性并没有得到显著提高。研究结果可为玉米禾谷镰孢菌穗腐病抗性的遗传改良提供理论参考。

河南省禾谷镰孢菌对丙硫菌唑的敏感性

采用菌丝生长速率法,测定了2019—2021年采自河南省11个市的278株禾谷镰孢菌Fusarium graminearum对丙硫菌唑的敏感性。结果表明:供试278株禾谷镰孢菌对丙硫菌唑的敏感频率呈单峰且近似正态分布,各菌株EC_(50)值的范围在0.609~3.868μg/mL之间,最大值为最小值的6.35倍,平均值为(1.741±0.690)μg/mL。此外,不同年份的禾谷镰孢菌对丙硫菌唑的敏感性水平无显著差别。2020年菌株最不敏感,平均EC_(50)值为(1.894±0.652)μg/mL,2021年菌株最敏感,平均EC_(50)值为(1.643±0.701)μg/mL。不同地区的禾谷镰孢菌对丙硫菌唑的敏感性水平有显著性差异。济源市的菌株最不敏感,平均EC_(50)值为(2.175±0.632)μg/mL;开封市的菌株最敏感,平均EC_(50)值为(1.137±0.419)μg/mL;焦作市菌株间敏感性差异最大,最大值为最小值的6.21倍,平均EC_(50)值为(2.073±0.681)μg/mL,高于2019—2021年菌株敏感性的平均水平;新乡市菌株间敏感性差异最小,最大值仅为最小值的1.75倍,平均EC_(50)值为(1.211±0.349)μg/mL,低于2019—2021年菌株敏感性的平均水平。本研究通过3年敏感性监测,可为今后禾谷镰孢菌对丙硫菌唑的敏感性变化提供理论依据。

抗氰烯菌酯假禾谷镰孢突变体的诱导及其生物学特性

为评估引起小麦茎基腐病的病原菌假禾谷镰孢Fusarium pseudograminearum对氰烯菌酯的抗性风险,对5株敏感菌株进行了室内药剂驯化,获得33株抗性突变体,突变频率为16.5%,其对氰烯菌酯的抗性水平范围为7.39~1665.76倍,3株表现低抗,4株表现中抗,26株表现高抗;发现在myosin-5基因上存在11种抗性突变类型,其中217位的丝氨酸突变为亮氨酸(S217L)、420位的谷氨酸突变为赖氨酸(E420K)和135位的丙氨酸突变为苏氨酸(A135T)为主要突变类型,其比例分别为45.5%、15.2%和9.1%。S217L型抗性突变体的产孢量显著下降,菌丝生长速率和致病力与亲本菌株无显著差异。E420K型抗性突变体的菌丝生长速率和致病力显著下降,产孢量与亲本菌株无显著差异。A135T型抗性突变体的菌丝生长速率和产孢量与亲本菌株无显著差异。研究结果表明假禾谷镰孢在药剂选择压力下易形成氰烯菌酯的抗性群体,对氰烯菌酯存在中到高等的潜在抗性风险,其myosin-5的点突变与其对氰烯菌酯的抗性相关。

芽孢杆菌抑制玉米茎腐病菌禾谷镰孢菌和拟轮枝镰孢菌的研究进展

玉米茎腐病是由一种或多种真菌、细菌单独或共同侵染引起玉米根腐、茎腐、鞘腐以及穗腐等症状的世界性顽疾,部分病原还能产生真菌毒素,严重影响玉米的产量和质量。芽孢杆菌(Bacillus spp.)是已知的最具潜力的生防菌之一,且在自然界中分布十分广泛。深入了解生防芽孢杆菌的抗菌活性物质及抑菌机制,对玉米茎腐病的绿色防控具有重大意义。本文重点阐述对玉米茎腐病具有生防作用的芽孢杆菌种类、防效、防控机制,及相关混合菌剂的应用现状。生防芽孢杆菌菌体悬液、发酵液和无菌发酵液对病原菌均具有一定的抑菌效果。其中,甲基营养型芽孢杆菌TA-1的发酵液防效最佳,且对玉米具有促生长作用;蜡样芽胞杆菌B25菌体悬液浸种后显著降低了鲜玉米粒中伏马菌素的含量;贝莱斯芽孢杆菌BV23对玉米多种病原均有抑制作用;在室内及大田中解淀粉芽孢杆菌B9601-Y2发酵液均较菌体悬液和无菌发酵液的抑制效果好。多数芽孢杆菌产生的脂肽类抗菌物质能破坏细胞膜和细胞壁的完整性,导致禾谷镰孢菌和拟轮枝镰孢菌菌丝畸形、顶端囊泡化,细胞膜通透性增强,细胞质渗漏,从而抑制病原菌菌丝生长、孢子产生以及孢子萌发;此外,脂肽类活性物质还能使病原菌DNA二级结构和形态发生改变,致病基因表达下调。最后,指出使用芽孢杆菌包衣种子结合苗期发酵液灌根的方法可有效防控玉米茎腐病,为芽孢杆菌防控玉米茎腐病提供理论参考及研究思路。

氧酰基载体蛋白还原酶基因FgOAR1对禾谷镰孢生长、发育和致病的影响

【背景】禾谷镰孢(Fusarium graminearum)是引起小麦赤霉病(Fusarium head blight)的主要病原真菌,侵染后导致作物品质和产量下降,同时产生多种真菌毒素,严重危害粮食生产和人类健康。氧酰基载体蛋白还原酶(3-oxoacyl ACP reductase,OAR1)催化羧酰基载体蛋白还原成氧酰基载体蛋白,在脂肪酸的生物合成过程中具有重要作用。【目的】构建FgOAR1基因缺失突变体,研究其表型、显微结构、孢子产量、有性生殖和致病力等的变化,探究FgOAR1的生物学功能,揭示其对禾谷镰孢生长、发育和致病的影响,为新型抑菌作用靶点的筛选及小麦赤霉病的防控提供科学依据。【方法】以禾谷镰孢野生型菌株PH-1为材料,应用Split-Marker基因敲除技术,构建FgOAR1基因缺失突变体(ΔFgOAR1),Gap-repair技术获得缺失基因的回补突变体(ΔFgOAR1-C);将PH-1、ΔFgOAR1和ΔFgOAR1-C菌株分别接种到常规培养基,观察菌落表型变化并测定脂肪酸含量差异;接种到含刚果红(Congo-Red)、SDS、NaCl和H2O2的压力筛选培养基中,观察菌丝在压力培养条件下的生长状况;接种CMC培养基,比较分生孢子产量差异;接种胡萝卜培养基,观察有性生殖及孢子性状;分别进行小麦胚芽鞘和穗部接种,统计发病率和毒素产量,比较突变体与野生型菌株的致病力差异。【结果】与野生型PH-1菌株相比,在PDA、YEG和CM培养基中ΔFgOAR1突变体未呈现明显表型变化,在0.7 mol·L^(-1)NaCl、0.03%H2O2、0.01%SDS和300μg·mL-1 Congo-Red等压力培养条件下,突变体菌落直径显著低于野生型PH-1,表明FgOAR1与禾谷镰孢细胞膜和细胞壁的合成相关;ΔFgOAR1突变体在液体培养基中的分生孢子产量(8.1×10^(5)个/mL)显著低于PH-1(1.26×10^(6)个/mL),接种小麦胚芽鞘和麦穗后,ΔFgOAR1突变体的致病力显著低于野生型菌株PH-1。【结论】禾谷镰孢中FgOAR1参与脂肪酸的生物合成,对细胞膜合成具有重要作用,该基因缺失导致突变体抗逆性降低,分生孢子产量下降,且致病力显著降低,FgOAR1对禾谷镰孢的生长、发育和致病具有重要作用。