油茶苗圃炭疽病原菌鉴定及抗药性

【目的】探讨中国油茶苗圃炭疽病原菌种类,揭示油茶苗圃炭疽病菌抗药性,为其防治提供依据和指导。【方法】分离油茶苗圃炭疽病菌,并对分离菌株的ApMat基因进行PCR扩增和测序,通过对序列系统发育分析鉴定炭疽病原菌种类;采用区分剂量法测定所有菌株对杀菌剂多菌灵、乙霉威、戊唑醇和咪鲜胺的抗药性。【结果】湖南、江西、海南和广东4个省份分离的95株的油茶苗圃炭疽病病原菌主要是果生炭疽菌(Colletotrichum fructicola)、暹罗炭疽菌(C.siamense)、山茶炭疽菌(C.camelliae)和胶胞炭疽菌(C.gloeosporioides)4个种,其中炭疽病菌分布范围最广、分离数量最多(83株,占总分离菌株的87.4%)。抗药性测定结果表明,对多菌灵产生抗性的菌株有31个,占总分离菌株的32.6%;对戊唑醇产生了抗性的菌株有31株,占总分离菌株的32.6%。其中对多菌灵和戊唑醇这2种杀菌剂均具有抗性的菌株有6株,占总分离菌株的6.3%;对多菌灵、乙霉威和戊唑醇3种杀菌剂均有抗性的菌株有2株,占所有分离菌株的2.1%。但所有95个菌株对咪鲜胺敏感,说明目前苗圃油茶炭疽病菌尚未对咪鲜胺产生抗药性。29个高抗多菌灵而对乙霉威敏感菌株第198位氨基酸由谷氨酸(Glu)突变为丙氨酸(Ala),2株对多菌灵和乙霉威具有双重抗药性的菌株第200位氨基酸由苯丙氨酸(Phe)突变为酪氨酸(Tyr)。【结论】我国油茶苗圃炭疽病菌已对多菌灵/乙霉威和戊唑醇产生严重的抗药性,但对咪鲜胺尚未检测到抗药性。

果生炭疽菌转录因子CfHac1的BRLZ结构域生物学功能研究

【目的】炭疽病是油茶的主要病害,导致巨大的经济损失。果生炭疽菌是油茶炭疽病优势致病菌。对果生炭疽菌的转录因子CfHac1的结构域进行分析,为进一步解析转录因子CfHac1调控病菌致病的分子机制奠定基础,对挖掘油茶炭疽病防控新途径具有重要的理论意义。【方法】采用点突变技术构建转录因子CfHac1结构域缺失载体,通过PEG介导法将该回补载体转化至CfHAC1基因完全缺失突变体的原生质体中,通过博来霉素抗性和荧光筛选获得结构域缺失回补菌株,进一步研究BRLZ结构域在果生炭疽菌中的生物学功能。【结果】结果发现转录因子CfHac1含有一个碱性亮氨酸拉链结构域(BRLZ),该结构域包含58个氨基酸残基;与野生型菌株和完全互补菌株相比,BRLZ结构域缺失突变株ΔCfhac1^(ΔBRLZ)生长速率显著降低,分生孢子产量显著减少,不能形成附着胞,对内质网压力胁迫更敏感,丧失对油茶叶的致病力,其表型与ΔCfhac1突变体一致。【结论】上述结果表明,BRLZ是转录因子CfHac1重要的结构域,对CfHac1在果生炭疽菌中行使正常的生物学功能具有重要的调控作用。

果生刺盘孢CfHAC1调控应答二硫苏糖醇胁迫的转录组分析

果生刺盘孢Colletotrichum fructicola是油茶炭疽病优势病原菌。前期研究发现bZIP转录因子CfHac1参与调控该菌的生长发育和致病性。为了揭示转录因子CfHac1调控果生刺盘孢响应内质网压力和致病机理,本研究测定了ΔCfhac1突变体对内质网压力胁迫剂的敏感性,发现突变体对二硫苏糖醇(dithiothreitol,DTT)的耐受性下降,说明CfHAC1基因可能参与调控果生刺盘孢响应内质网压力胁迫过程。进一步利用高通量RNA-seq技术对该病菌野生型菌株和CfHAC1敲除突变体菌株在DTT胁迫下的转录组进行了比较分析,结果表明差异表达基因共有2680个,其中上调表达基因有1181个,下调表达基因有1499个。Gene Ontology功能分析结果显示,差异表达基因主要参与催化活性、结合、代谢过程、细胞过程、细胞成分合成、生物过程调控和应激反应等生物学过程。KEGG功能富集分析表明,上调表达基因主要被富集到核糖体、真核细胞的核糖体生物合成、RNA转运和氰基氨基酸代谢通路中;下调表达基因显著富集在内质网蛋白质加工、N-聚糖生物合成、类固醇合成和蛋白质分泌等通路中。分析发现转录因子CfHac1调控内质网胁迫应答和致病相关基因的表达。本研究提供了在全基因组水平上对CfHAC1基因与内质网压力胁迫应答之间关联的新认识,为阐明果生刺盘孢响应内质网压力胁迫和致病机制奠定了基础。

bZIP转录因子CfHac1参与调控果生刺盘孢菌的生长发育和致病力

油茶炭疽病是油茶Camellia oleifera上最重要病害之一,引起该病害的主要致病菌为果生刺盘孢菌Colletotrichum fructicola。本研究以果生刺盘孢菌bZIP类转录因子CfHac1为研究对象,研究其在果生刺盘孢菌的营养生长、产孢量、附着胞形成、致病力及耐受性等方面的生物学功能,为油茶炭疽病的防控提供理论依据。研究结果表明,果生刺盘孢菌中具有一个与灰色大角间座壳(稻瘟菌)bZIP转录因子MoHac1直系同源的基因,命名为CfHAC1。该基因全长1627bp,编码526个氨基酸,该蛋白含有一个碱性亮氨酸链(bZIP)结构域和3个未知功能结构域。CfHAC1基因敲除突变体的菌丝生长速度显著变慢,分生孢子产量显著减少且不能正常形成附着胞,并对山梨糖醇和KCl渗透压胁迫敏感性增加;致病力测试结果表明,果生刺盘孢菌基因敲除突变体ΔCfhac1对油茶的致病力显著下降。转录因子CfHac1参与调控果生刺盘孢菌的生长、产孢、附着胞的形成、致病力以及响应外界渗透压胁迫过程。

CfNop12参与调控果生刺盘孢生长发育、低温胁迫响应和致病力

果生刺盘孢是油茶炭疽病的主要致病菌。研究果生刺盘孢RNA结合蛋白基因CfNOP12的生物学功能,阐述果生刺盘孢致病的分子机制,为油茶炭疽病的防治提供理论基础。根据同源重组原理,在果生刺盘孢中敲除目标基因CfNOP12,PCR验证获得正确的突变体ΔCfnop12;进一步构建PYF11::CfNOP12回补质粒,导入突变体原生质体中,筛选成功互补菌株ΔCfnop12-C。对这些菌株进行生物学表型测定,发现突变体ΔCfnop12营养生长速率显著下降,分生孢子的产量及附着胞形成率显著降低;在含有细胞壁胁迫剂的PDA培养基上,突变体ΔCfnop12的抑制率相较于野生型和回补菌株显著升高,在低温条件下,突变体的生长速率表现出明显下降;野生型和回补菌株几丁质聚集在菌丝顶端,突变体ΔCfnop12尖端几丁质分布不正常;相比于野生型和回补菌株,突变体致病力显著降低。综上所述,潜在RNA结合蛋白基因CfNOP12参与调控了果生刺盘孢生长发育、低温胁迫响应和致病力。