壳寡糖抑制辣椒疫霉的生长发育和侵染

色菌界的疫霉菌所引发的作物疫病是农业生产上的毁灭性病害,严重威胁粮食安全和农业可持续发展。为探明壳寡糖是否可用于作物疫病的绿色防控,分析壳寡糖对辣椒疫霉的抑菌活性及作用机制。在壳寡糖终浓度为0、10、30、50、100、300、500 mg/L的PDA平板上接种辣椒疫霉、恶疫霉、瓜类疫霉、寄生疫霉和荔枝霜疫霉,测定菌丝生长情况;在壳寡糖终浓度为0、10、30、50、100 mg/L的10%V8培养液中培养辣椒疫霉菌丝,观察菌丝形态变化;添加0、10、30、50、100 mg/L壳寡糖,观察对辣椒疫霉游动孢子囊的产生,以及游动孢子释放、游动和萌发的影响;对本氏烟喷施浓度为0、10、30、50、100、1000 mg/L的壳寡糖后接种辣椒疫霉,观察病害发生情况。结果表明,壳寡糖能直接抑制辣椒疫霉和其他4种卵菌(恶疫霉、瓜类疫霉、寄生疫霉和荔枝霜疫霉)的菌丝生长,但抑菌效果在种间存在差异,当浓度为100 mg/L时对辣椒疫霉的生长抑制率达到了52.50%。自50 mg/L浓度起,壳寡糖对辣椒疫霉的菌丝形态,游动孢子囊形成,以及游动孢子的释放、游动和萌发均有强烈的抑制作用,当浓度升高时抑制效果更加显著。经1000 mg/L壳寡糖喷施处理过的本氏烟叶片上产生的病斑面积明显小于对照叶片,显示壳寡糖可以保护本氏烟免遭辣椒疫霉的侵染。本研究综合表明,壳寡糖可抑制辣椒疫霉的营养生长、生长发育和侵染致病,具有防控作物疫病的生防潜力。

重组酶聚合酶扩增技术及其在生命科学领域的应用

重组酶聚合酶扩增技术(RPA)是近年来兴起的一种等温核酸扩增技术,与传统的聚合酶链式反应(PCR)相比具有反应时间短、操作简单、灵敏度高、特异性强的优点。为促进人们对RPA技术的深入了解,并探索更加成熟的应用方法,本文综合已有文献,介绍了该技术的反应原理、产物检测方法、应用情况、技术特点,并对其进行了展望,以期为RPA技术的完善提高和推广应用提供参考。

环介导等温扩增技术的应用进展

环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)是一种新式核酸扩增技术,它依靠一种具有链置换活性的DNA聚合酶与2对特殊设计的引物,在等温条件下即可高效快速地完成扩增反应。相较于传统扩增检测方法,LAMP技术具有特异性强、灵敏度高、操作简单快速等优点,更能在现场快速检测和基层应用中广泛推广,目前LAMP技术已广泛应用于植物病害检测、动物病害检测、食品安全检测等领域。基于此,简要介绍了LAMP技术的基本原理、反应产物的检测方法,重点阐述了LAMP技术的改进与发展,综述了近年来其在科研生产中的应用进展,并对其发展前景进行了展望,以期为LAMP技术的进一步发展提供合理的研究方向。

作物疫病的绿色防控措施及其未来发展

由色菌界(Chromista)卵菌门(Oomycota)疫霉属(Phytophthora)真菌侵染引起的作物疫病是一类典型的土传病害,具有发病快、毁灭性强、分布广泛等特点,严重危害多种农作物的正常生长,每年都会给我国农业生产造成重大的经济损失。一直以来,作物疫病的防控以化学农药防治为主,但高毒、高残留的化学农药污染环境,破坏生态平衡并威胁食品安全;且长期施用化学农药也会导致病原菌产生抗药性,因而防治效果不佳。目前,随着我国农作物种植规模不断扩大,农业实现现代化需要“量”和“质”两方面的可持续性发展,因而如何实现作物疫病的绿色防控是目前农业生产工作中的重中之重。基于近年来国内外采取的作物疫病绿色防控措施及其研究成果,从预报预测技术、抗病品种、农业措施、植物免疫诱抗剂、生物防治、其他防治手段等6个方面概括总结目前作物疫病绿色防控措施的内涵、特点、技术手段及其研究进展,并对防控措施的发展前景进行展望,以期为作物疫病绿色防控措施的进一步发展提供研究方向。

辣椒疫霉中一个具有转录因子序列特征的外泌蛋白的分析鉴定

植物病原细菌分泌核调控蛋白进入寄主细胞核调控其基因表达以利于自身的侵染,但目前对卵菌中该类蛋白知之甚少。前期生物信息学分析从辣椒疫霉中获得一个具有DNA结合域的外泌蛋白PcSEP9,利用qRT-PCR检测其在辣椒疫霉侵染前期(菌丝、游动孢子囊、游动孢子、休止孢萌发)和侵染阶段[灌根接种本氏烟(Nicotiana benthamiana)后1.5、3、6、12、24、36、72 h]的基因转录水平,发现该基因在辣椒疫霉的生长发育和侵染阶段均表达上调;对该基因进行TA克隆测序,对其编码的蛋白质进行结构域预测,发现其含有信号肽、核定位信号、DNA结合域和锌指RBZ结构域;将其信号肽的核苷酸编码序列克隆至酵母信号肽诱捕载体pSUC2T7M13ORI上,并转化到酵母蔗糖酶缺陷菌株YTK12中,发现重组菌株能成功分泌蔗糖酶,促使棉籽糖分解成单糖,且在YPRAA培养基上可正常生长,同时生成的单糖能与2,3,5-triphenyltetrazolium chloride反应产生红色不溶于水的氯化三苯基四氮唑,明确了该蛋白质的信号肽具有分泌活性;在本氏烟中进行瞬时表达,发现该蛋白质全长和成熟肽均能稳定表达,但对辣椒疫霉的毒力无明显影响。这一研究拓宽了对卵菌外泌蛋白质的认识,为进一步探索该类蛋白质的生物学功能及其作用机制提供了重要的试验数据。

健康草莓体内可分离培养微生物的多样性

研究草莓体内能够分离培养的微生物的群落组成和结构,对健康草莓稳态菌群的构建和保持具有重要意义。以健康草莓为研究样本,对其根、茎、叶内的真菌和细菌进行分离培养,分别利用真菌rDNA-ITS引物和细菌16S rRNA引物进行PCR扩增,然后基于测序及其生物信息学分析鉴定微生物种类。结果表明,从健康草莓根、茎、叶部获得了真菌1个门4个属中的14株菌株和细菌3个门6个属中的14株菌株,其中细菌内生菌的多样性高于真菌类群;3个器官中根部内生菌的多样性程度最高;芽孢杆菌(Bacillus)和葡萄孢属(Botrytis)是丰度较高的2个内生菌属。本研究初步明确了草莓不同部位可培养内生菌的分布特点和规律,为探索利用这些内生菌以促进草莓健康生长奠定了基础。