小麦根腐离蠕孢菌诱导小麦β-1,3-葡聚糖酶基因的克隆及其表达

为了明确小麦受小麦根腐离蠕孢侵染后β-1,3-葡聚糖酶基因的表达情况,采用RT-PCR方法在受小麦根腐离蠕孢菌侵染后的小麦叶片中扩增β-1,3-葡聚糖酶基因,然后对侵染后的小麦叶片总RNA进行Northern斑点杂交。结果表明,克隆到了β-1,3-葡聚糖酶基因,该基因在小麦被侵染12 h时开始表达,在48 h后未见表达。对照中未见表达。可推断出此β-1,3-葡聚糖酶基因是被小麦根腐离蠕孢菌(Bipolaris sorokinianum)侵染后诱导表达的。

小麦β-1,3-葡聚糖酶性质及其对小麦根腐离蠕孢菌的抑菌作用

为了明确小麦根腐离蠕孢菌(Bipolaris sorokinianum)侵染小麦后被诱导表达的β-1,3-葡聚糖酶基因所编码的β-1,3-葡聚糖酶的性质及其与抗病性的关系,采用生物信息学的方法对β-1,3-葡聚糖酶的一级结构、信号肽和跨膜结构进行了预测分析。结果表明β-1,3-葡聚糖酶是一种分泌型碱性蛋白酶,主要存在于胞外。将克隆到的β-1,3-葡聚糖酶基因构建成重组质粒并转化大肠杆菌BL21,经IPTG诱导后,分离纯化得到了原核表达的β-1,3-葡聚糖酶,对其在体外对小麦根腐离蠕孢菌生长的抑制作用的研究发现,β-1,3-葡聚糖酶对小麦根腐离蠕孢具较强抑菌活性。

两种同时提取小麦根腐离蠕孢菌DNA和RNA的方法比较

获得足够数量和高质量的RNA和DNA是进行分子生物学研究工作的基础。以小麦根腐离蠕孢菌为原料,分别采用溶菌酶法和液氮研磨法破碎真菌细胞壁提取DNA,用琼脂糖凝胶电泳、紫外吸收及聚合酶链式反应(PCR)技术进行核酸完整性和纯度检测。结果表明:2种方法在提取DNA时都同时得到了高质量的RNA;PCR检测结果表明DNA完整性比较高,2种方法得到的DNA质量相当;溶菌酶法中得到的RNA质量优于液氮法。利用溶菌酶破壁法提取小麦根腐离蠕孢菌DNA的提取体系可用于RNA的提取,为小麦根腐离蠕孢菌核酸的DNA和RNA的同时提取提供了一种简便、安全、可行的方法。

小麦茎基腐病原菌定量检测方法构建及应用

为进一步明确天津地区小麦茎基腐病发病状况并开展防控预测,针对小麦茎基腐两大主要病原菌假禾谷镰刀菌和小麦根腐离蠕孢菌,建立病原菌实时荧光定量检测体系。基于病原菌ITS序列设计并筛选出特异性引物Fpg-qrt-F/R和Bs-qrt-F/R,扩增片段大小分别为298 bp和116 bp。以病原菌基因组为标准品构建实时荧光定量标准曲线,建立了病原菌含量检测方法,并对天津地区小麦茎基腐发病田小麦根际土壤及麦种中携带假禾谷镰刀菌和小麦根腐离蠕孢菌的含量进行了定量检测。试验结果表明:天津地区发病田块小麦根际土壤中假禾谷镰刀菌基因组含量为0.3438~77.6867 pg.g^(-1),小麦根腐离蠕孢基因组含量为1.6853~844.2290 pg.g^(-1)。此外对15个不同地区的小麦种子进行检测,其中假禾谷镰刀菌检出率为40%,麦种带菌量为0.2617~0.2690 pg.g^(-1),未检出小麦根腐离蠕孢。本研究建立了病原菌荧光定量检测体系,摸清了天津地区小麦茎基腐的发病情况,确定了病田土壤中小麦茎基腐病原菌菌量的最低阈值,为相关土传病害的发生提供早期预警。

3种杀菌剂对小麦黑胚病菌的毒力测定及病害防治作用

采用分生孢子萌发率和菌落直径比较了3种杀菌剂对小麦黑胚病主要致病菌小麦根腐离蠕孢(B ip olaris sorok injana)和链格孢霉(A lternaria a lterna ta)的毒力作用,并在温室盆载和田间小区试验条件下进行了防治效果研究。结果表明,不同杀菌剂、同种杀菌剂不同浓度之间存在明显毒力差异。从分生孢子萌发率看,敌力脱浓度为0.250μL/mL时对小麦黑胚病2种病原菌分生孢子萌发抑制率高达99%以上,代森锰锌浓度为350μg/mL时的抑制率达94.5%以上,而多菌灵浓度为500μg/mL时的抑制率不到40%,远远低于以上两种药剂。从菌落直径看,敌力脱的致死中浓度(EC50)值最小,对小麦黑胚病菌菌丝生长的抑制作用最强。在小麦灌浆初期对温室盆栽和田间小区种植的感病品种丰舞981于人工接种前2 d和接种后4 d分别喷施3种杀菌剂,小麦黑胚率调查结果与室内抑菌实验结果相似,敌力脱和代森猛锌对小麦黑胚率有较好的控制作用,而多菌灵效果较差。接种病原菌后4 d喷药处理的防病效果明显优于接种前2 d的喷药处理。