加拿大一枝黄花白绢病(Sclerotium rolfsii)菌株SC64的生物学特性研究

在实验室条件下初步研究了加拿大一枝黄花白绢病菌株SC64的形态特征、致病性和生物学特性。结果表明:引起加拿大一枝黄花白绢病的病原物是罗氏白绢小菌核菌(Sclerotium rolfsii Sacc.);病菌最适生长培养基为Richard固体培养基和PDA,菌丝生长温度为15～40℃,最适30℃;在偏酸性条件下生长较好,生长适宜pH值为4.0～6.0,最适为5.0;在所测试的碳源中,对蔗糖的利用最好,对乳糖和半乳糖利用最差;氮源测试结果显示对蛋白胨和硝酸钾利用最好,对尿素的利用最差。菌核萌发温度为15～40℃,最适为30℃;菌核在含水量≥50%的麸皮基质上萌发较好;适宜萌发的pH值范围为3.0～9.0。菌丝的致死温度为45℃10 min,菌核的抑制萌发温度为50℃10 min。

齐整小核菌和禾长蠕孢菌稗草专化型复配防除直播稻田杂草的试验研究

由齐整小核菌Sclerotium rolfsii SC64和禾长蠕孢菌稗草专化型Helminthosporium gramineum f.sp.echinochloae（Hge）开发的生物除草剂菌克阔和克稗霉,分别防除阔叶草、莎草和稗草,将其复配可能一次性控制直播稻田稗草、阔叶草和莎草等主要杂草。因此在南京江浦农场进行了大田试验,设置了9种不同处理以评价其防除效果。结果表明,菌克阔对水苋菜和鳢肠7 d的株防效随浓度由低到高分别为25.7%-67.8%和21.9%-66.3%,21 d的鲜重防效为26.8%-59.0%和52.4%-82.0%,最优防效高于化学除草剂,其中该菌对马松子的防效差于前两者;对异型莎草7 d的株防效随浓度由低到高为38.7%-63.8%,21 d的鲜重防效为58.5%-87.7%,最优防效高于化学除草剂,因此该菌能有效防除水苋菜、鳢肠等阔叶杂草和异型莎草,防效随着用量的增加而增大;克稗霉对稗草7 d的株防效随浓度由低到高为40.7%-70.6%,21 d的鲜重防效为37.4%-80.5%,最优防效高于化学除草剂,因此该菌能够有效防除稗草,防效随着用量的增加而增大。与单用菌克阔或克稗霉仅分别对阔叶和莎草或稗草有效不同,复配明显提高了总草防效,7 d总草株防效从38.0%-71.0%,21 d的鲜重防效从40.2%-78.0%,防效随着复配剂量的增加而增大。其中,最优防效显著高于化学除草剂处理,说明菌克阔和克稗霉复配能有效防除主要杂草,可以替代化学除草剂应用于直播稻田。

MPK4甲基化调控水杨酸信号介导的拟南芥对齐整小核菌菌株SC64的抗性机制

为提升齐整小核菌Sclerotium rolfsii菌株SC64作为生物除草剂的应用潜力,解析植物对其的防御机制,通过比较6种生态型拟南芥Arabidopsis thaliana(Col-0、Ms-0、Gr-1、Se-0、Tu-0和Wa-1)被菌株SC64侵染后病理特征、茎秆木质素水平以及抗病相关基因表达的差异,筛选出抗性最高和抗性最弱的典型生态型拟南芥,通过施加0.1 mmol/L外源水杨酸来验证其在拟南芥防御菌株SC64侵染过程中对木质素代谢及病理的调节作用,并比较分析6种生态型拟南芥水杨酸上游调控通路基因MPK4启动子区域的甲基化差异。结果显示,6种生态拟南芥中Col-0的木质素化程度最高,被菌株SC64侵染时木质素代谢通路基因CAD4和PAL3表达上调最显著,与其抗病能力最强相吻合,而Ms-0的病理表型和抗病能力最弱。外源水杨酸预处理使具典型抗性的生态型拟南芥Col-0受菌株SC64侵染后发病程度加重,木质素化程度减弱,同时木质素代谢通路基因MYB46、LAC17、PAL3和CAD4被菌株SC64侵染后的表达上调程度均显著减弱。另外,6种生态型拟南芥MPK4基因启动子区域CHH甲基化位点数与该基因相对表达量和茎秆木质素水平均呈极显著正相关,而与EDS1基因相对表达量和病斑面积均呈显著负相关。表明拟南芥通过MPK4基因启动子区域CHH甲基化位点数正调控MPK4基因的表达量,从而负调控水杨酸代谢,使得木质素代谢水平提高,最终增强植株对齐整小核菌菌株SC64的抗性。