西瓜专化型尖孢镰刀菌的分离鉴定及水稻根系分泌物对其生长的影响

利用尖孢镰刀菌选择性培养基从西瓜枯萎病发病部位分离出病原菌,通过Booth′s镰刀菌分类鉴定标准和专化型试验,确定该菌株为西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp. niveum)。以该菌株为材料,研究水稻根系分泌物对其生长的影响。结果表明,2个水稻品种ELIO和4007的根系分泌物均能显著抑制其孢子萌发和孢子产生。当根系分泌物的加入量为1.5 mL时,ELIO和4007对孢子萌发的抑制率分别为37.8%和41.0%;当加入20 mL水稻根系分泌物时,ELIO和4007对孢子产生的抑制率达到96.3%和76.4%。水稻根系分泌物对西瓜尖孢镰刀菌孢子产生过程的抑制作用主要发生在孢子萌发阶段和孢子在尖孢镰刀菌瓶状小梗上的生成阶段,而对菌丝营养生长没有影响。西瓜与旱作水稻间作的盆栽试验表明,间作系统中西瓜苗的鲜重和株高分别提高了186.0%和80.5%。单作西瓜枯萎病发病率为66.7%,死亡率为44.4%,而间作处理中西瓜均生长正常。间作条件下,西瓜根际土壤中的尖孢镰刀菌数量显著降低,与单作根际土壤相比减少了91%。表明:水稻根系分泌物能显著抑制西瓜专化型尖孢镰刀菌生长,采用旱作水稻与西瓜间作能有效缓解西瓜枯萎病的发生。

接种尖镰孢菌对枸杞苯丙烷代谢关键酶及产物的影响

为了阐明抗感枸杞与根腐病病原菌互作过程中苯丙烷代谢途径中关键酶和代谢产物的变化差异与抗病性的关系,以枸杞栽培品种宁杞一号（NingqiⅠ）、宁杞二号（NingqiⅡ）,国内野生种中国枸杞、宁夏枸杞,美洲引进野生种L.brevipes、L.exsertum等6种材料为参试材料,采用切根法接种强致病菌尖镰孢菌后统计死亡率,以此筛选出抗病和感病材料,并测定二者0~20d内苯丙氨酸解氨酶（PAL）、肉桂酸羟化酶（C4H）、4-香豆酰-辅酶A连接酶（4CL）等苯丙烷代谢途径关键酶以及总酚和类黄酮等代谢产物的动态变化。结果表明,6种参试材料接种枸杞根腐病强致病菌尖镰孢菌后,野生材料较栽培材料抗病性强,宁杞一号为感病材料,L.exsertum抗根腐病能力最强;抗病材料L.exsertum苯丙烷代谢关键酶苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸羟化酶、4-香豆酰-辅酶A连接酶活性显著高于宁杞一号,初步确定苯丙烷代谢中的苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸羟化酶、4-香豆酰-辅酶A连接酶的活性和类黄酮的含量与枸杞材料抗根腐病呈正相关。因此,苯丙氨酸解氨酶、肉桂酸羟化酶、4-香豆酰-辅酶A连接酶活性和类黄酮含量,初步可以作为筛选抗枸杞尖镰孢菌根腐病的生化指标。

抗感棉花品种根系分泌物及其对枯萎菌的影响

为明确棉花抗感品种根系分泌物及其对枯萎菌的影响,采用室内模拟方法测定抗感棉花品种根系分泌物的成分及其质量浓度;同时,分析棉花根系分泌物对棉花枯萎病菌菌落生长、厚垣孢子形成及萌发的影响。结果表明,抗感棉花品种根系分泌物含9种氨基酸,其中,天门冬氨酸、组氨酸和甲硫氨酸为抗病品种‘抗岱16’的特有氨基酸,丙氨酸、脯氨酸、谷氨酸、赖氨酸和丝氨酸为感病品种‘冀棉11’的特有氨基酸。每株‘冀棉11’根系分泌物中葡萄糖和蔗糖的质量分别是‘抗岱16’的4.5和4.4倍。‘抗岱16’的根系分泌物能够抑制枯萎病菌厚垣孢子的形成和萌发。研究还表明,6月和10月时,棉花根围土壤中枯萎病菌数量达到高峰,且抗病品种‘抗岱16’根围土壤中枯萎病菌的数量始终低于空白对照和感病品种‘冀棉11’。

群体感应机制在生防细菌筛选中的应用

根据群体感应机制,利用PCR技术,摸索出一套能够高效筛选生防细菌的方法。利用这一方法,从土壤中分离的1 399株细菌中筛出42株,占总分离株的3%,PDA培养基平板拮抗试验发现,其中有39株对香蕉尖孢镰刀菌有抑菌效果,占总筛选株数的95.2%。抑菌效果最好的分离株DFL059在田间试验中对香蕉枯萎病有较强的生防效果。

香蕉枯萎病菌chsV基因片段的克隆与序列分析

为了解chsV基因在尖孢镰刀菌古巴专化型l号生理小种和4号生理小种之间的致病力差异的关系,利用PCR和RT-PCR技术扩增了2个生理小种的chsV基因片段,测序并对其进行生物信息学分析。结果表明,2个生理小种chsV基因片段不存在内含子,核苷酸同源性为99.6%,编码242个氨基酸,氨基酸序列相同。

棉花GhWRKY44基因的克隆与表达分析

该研究以枯萎病菌诱导棉花根部基因表达谱中筛选得到的WRKY基因片段为探针,通过电子克隆结合RT-PCR技术,从高抗枯萎病品种‘中棉所12’中克隆到1个与抗枯萎病相关的WRKY转录因子基因GhWRKY44(GenBank登录号KJ801807)。序列分析表明,GhWRKY44基因开放阅读框1 197bp,编码398个氨基酸,含有2个WRKY结构域及C2H2型锌指结构,属于棉花WRKY转录因子家族第Ⅰ类;系统进化分析显示,GhWRKY44基因与拟南芥AtWRKY44亲缘关系最近。实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测该基因表达特性,结果发现枯萎病菌诱导后,GhWRKY44基因在抗病品种中优势表达,随处理后时间的推移,其表达量呈先增加后降低再增加的变化趋势,处理后3h时GhWRKY44基因表达量达到最大;而在感病品种中,GhWRKY44基因表达水平明显低于抗病品种,对病原菌响应时间也晚于抗病品种,处理后6h时GhWRKY44基因表达量才达到最大。水杨酸和茉莉酸均能诱导GhWRKY44基因的表达,水杨酸诱导后,GhWRKY44基因表达量迅速增加,且其表达量一直维持在一个较高水平;而茉莉酸诱导后,GhWRKY44基因表达量呈先增加后降低的变化趋势,且其表达水平明显低于水杨酸诱导。研究表明,GhWRKY44基因可能参与了棉花对病原菌和激素胁迫的应答反应。

黄瓜枯萎病菌毒力、营养体亲和性及ISSR分析

本研究对来自哈尔滨、长春、沈阳、北京、西宁5个城市的70个尖孢镰刀菌黄瓜专化型菌株进行了毒力、营养体亲和性及ISSR分析。毒力测定结果显示黄瓜枯萎病菌在东农803品种上存在明显的毒力分化。在营养体亲和群的测定中有8个菌株没有产生nit突变体,2个菌株经测定为异核体自身不亲和性菌株,不能进行营养体亲和群的测定;其余60个菌株可分为5个营养体亲和群。利用筛选的7个引物对70个菌株进行了ISSR分子标记,聚类分析可将70个菌株分为3个类群,其中IGⅠ的41个菌株均来自东北三省,IGⅡ的21个菌株均来自北京,IGⅢ的8个菌株全部来自西宁。VCGs和ISSRs与菌株的地理来源及毒力存在一定的相关性。