杨树响应腐皮镰刀菌侵染的转录组学分析

[目的]基于RNA-Seq测序技术,初步探究了杨树-腐皮镰刀菌互作过程中相关基因的表达、主要信号通路和代谢途径,筛选了杨树防御腐皮镰刀菌侵染的关键基因,为进一步揭示此类病害的分子机制奠定基础。[方法]以生长2个月的银腺杨84K为材料,用1×10^(7)个·mL^(-1)的腐皮镰刀菌孢子液侵染根系,于侵染0h(对照组)、48 h和72 h(接菌组)后取根组织进行转录组测序,挖掘杨树响应腐皮镰刀菌侵染的相关基因。[结果](1)与对照组0 h相比,侵染48 h和72 h分别检测到8 939个和8 246个DEGs(Differentially Expressed Genes)。(2)GO分析发现,差异表达基因主要富集在单一生物体过程、对刺激反应、碳水化合物代谢、生物调节和对激素响应等过程。(3)KEGG分析表明,糖酵解/糖异生、碳代谢、植物激素信号转导和苯丙烷生物合成等途径在病原菌侵染后发生显著变化。(4)杨树糖转运蛋白SWEETs家族中21个成员的表达受腐皮镰刀菌侵染诱导。乙烯受体ETR、乙烯信号通路主要基因EIN3、ERF1、ERF2上调表达,木质素合成关键酶基因CCR、4CL、C3’H、COMT表达量显著升高。[结论]杨树可能通过调节体内糖代谢和转运,激活乙烯信号通路,促进木质素积累、细胞壁增厚等策略,响应腐皮镰刀菌的侵染。

黄芪根腐病菌腐皮镰刀菌的实时荧光定量PCR检测方法建立

本研究成功建立了一种针对黄芪根腐病菌腐皮镰刀菌(Fusarium solani)的实时荧光定量PCR(RT-qPCR)检测方法。该方法基于腐皮镰刀菌翻译延伸因子EF-1α基因序列,设计了特异性引物对FP.F/FP.R,并验证其特异性。建立腐皮镰刀菌的RT-qPCR检测方法;运用所建方法检测黄芪及土壤中腐皮镰刀菌的含量,验证其检测效果。结果表明:设计的引物FP.F/FP.R特异性强,RT-qPCR检测的灵敏度为0.0192 ng/μL,重复性评价显示方法稳定、可靠。应用该RT-qPCR方法,可从黄芪接种发病和疑似发病样本及土壤样本中检测出腐皮镰刀菌。结果表明,3组样本的总阳性检出率均为100%。同时,植株和土壤中腐皮镰刀菌的含量变化与根腐病的严重度基本一致。因此,本研究建立的RT-qPCR方法能够有效地用于黄芪植株及土壤中腐皮镰刀菌的定量检测,为根腐病的早期诊断、预警和病原菌的动态监测提供了重要的技术支持。

腐皮镰刀菌根腐病对砧用南瓜根系形态特征及生理指标的影响

根腐病严重影响瓜类生产,通过比较苗期接种腐皮镰刀菌后抗病和高感砧用南瓜材料根系形态及生理响应,为解析根系响应机理及创制抗根腐病材料提供理论基础。抗病和高感自交系两叶一心时伤根接种法接种,0 d、2 d、4 d、6 d、8 d检测根系总根长、根表面积、平均根系直径、总根体积等形态学指标;同一时期测定根部过氧化氢酶(CAT)活性、过氧化物酶(POD)活性、苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性及丙二醛(MDA)含量。结果表明,在接菌0~8 d,抗病材料总根体积极显著高于高感材料,总根长和根表面积极显著或显著高于高感材料,根构型参数较好。同一时期抗病材料根部的CAT、POD、PAL活性(除0 d)显著高于高感材料,而MDA含量显著低于高感材料。根系吸收功能评价及过氧化物酶系统调节酶的测定可以作为早期抗根腐病砧用南瓜材料的评价指标。

茶树腐皮镰刀菌拮抗菌株的筛选鉴定及促生防病特性分析

腐皮镰刀菌(Fusariumsolani)是可以引起茶树茎腐和枯萎的致病真菌。为获得对茶树腐皮镰刀菌有拮抗效果的生防菌株,从河南省信阳市新县茶园收集的茶树(Camelliasinensis)健康叶片中采用梯度稀释法分离纯化得到内生细菌56株,通过平板对峙法筛选对腐皮镰刀菌抑制效果较好的菌株,并根据形态特征、生理生化特征和分子生物学技术对其进行鉴定,测定其防病促生指标并进行抑菌谱试验,通过发酵液试验和平板对扣法评估挥发性物质对腐皮镰刀菌菌丝生长的影响。结果显示,筛选得到的菌株YB-1476对腐皮镰刀菌菌丝生长抑制率达到63.31%,拮抗效果最佳,鉴定其为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。该菌株有产铁载体和吲哚乙酸、分泌β-1,3-葡聚糖酶和纤维素酶及溶磷的能力。抑菌谱试验表明,菌株YB-1476对平脐蠕孢菌(Bipolarissorokinana)、禾谷镰刀菌(FusariumgraminearumPH-1)、念珠状镰刀菌(Fusarium moniliforme)、尖孢镰刀菌(Fusariumoxysporumf.sp.niveum)和茄链格孢菌(Alternariasolani)5种病原真菌的菌丝生长抑制率分别达到65.03%、42.32%、51.67%、52.33%和63.22%。发酵液原液、稀释10倍和稀释100倍发酵液对腐皮镰刀菌的菌丝生长抑制率分别为66.67%、51.85%和18.52%。菌株YB-1476产生的挥发性物质对腐皮镰刀菌的菌丝生长抑制率达到53.37%。以上结果表明,菌株YB-1476在防控茶树茎腐和枯萎病方面具有巨大应用潜力。

腐皮镰刀菌侵染甘薯的转录组分析

腐皮镰刀菌(Fusarium solani)是甘薯上的重要病原菌,易引起甘薯根腐病、腐烂溃疡病等。为明确F.solani在侵染甘薯时病原基因变化趋势,对腐烂溃疡病病菌侵染甘薯不同时期取样,通过Illumina Hiseq 4000高通量测序平台测定及分析序列。结果表明,共获得1068861644条有效数据,F.solani侵染后6 h、24 h、3 d、5 d分别筛选出了1056、995、737、935个显著差异表达基因,其中上调基因分别有587、679、430、551个,下调基因分别有469、316、307、384个,GO功能分析差异基因富集在分子功能和细胞组分,KEGG通路富集分析属于代谢和遗传信息过程。其中差异表达倍数2倍以上,且表达量水平前20的差异基因,有15个基因参与碳水化合物、能量、核苷酸以及氨基酸代谢;3个基因参与翻译和蛋白质加工和修饰等遗传信息处理;2个基因参与细胞自噬过程。随机筛选9个差异表达基因进行实时荧光定量PCR验证,结果表明,这9个基因的表达模式与转录组数据分析结果基本一致。本研究结果发现,F.solani在侵染甘薯过程中代谢活跃,这可能是其在侵染甘薯过程中需破除寄主防御并在寄主中定殖,需要自身和寄主提供大量的营养物质并转化为能量以及中间产物等物质所致。

腐皮镰刀菌病原致病性及苜蓿品种抗病性研究

为了探明腐皮镰刀菌对紫花苜蓿种苗的致病性,本研究采用常规组织分离法从苜蓿根部分离纯化真菌,对分离得到的菌株进行形态学结合分子生物学的鉴定,并以菌饼放置种子的方法,分别以水琼脂培养基(water agar,WA)和马铃薯葡萄糖琼脂培养基(potato dextrose agar,PDA)对22个紫花苜蓿品种的种子进行试验,在14 d测定相对根长、相对苗长、相对根苗长度比、相对发芽率和病情指数,并通过隶属函数综合各个指标,对22个苜蓿品种的抗病性进行评价。结果表明:腐皮镰刀菌为导致苜蓿根腐病的病原真菌;在两种培养基质上,腐皮镰刀菌对22个苜蓿品种均有致病性,且在PDA培养基上的致病性强于WA培养基;参试的22个苜蓿品种之间抗病性有所差异,塔苜5S的抗病性最强,中苜1号、Bara310SC、乐寒F3和金皇后的抗病性较强,中兰2号、赛迪7、龙牧803和甘农3号的抗病性较弱,Paola的抗病性最弱。

福建省多花黄精根腐病的病原菌鉴定

【目的】明确福建地区多花黄精根腐病的发病率和病原菌种类,并为该病害的防治提供理论依据。【方法】调查福建省3个多花黄精种植基地的根腐病发病率,并采集具有典型根腐病症状的植株和块根病样,分离纯化获得病原菌,利用形态学特征、分子生物学特征及致病性测定对其进行鉴定。【结果】福建省多花黄精种苗的根腐病平均发病率为10.50%,采收时根茎的根腐病平均发病率为17.65%。分离纯化获得98株菌株,结合菌株的形态学特征、特异性引物FOF1/FOR1和F8/R8、tef-1α基因序列分析,分别鉴定为尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum、腐皮镰刀菌F.solani和藤仓镰刀菌F.fujikuroi,三者的分离频率依次为75.51%、20.41%和4.08%。代表性菌株经回接根茎进行致病性检测发现其发病症状与田间表现一致,符合柯赫氏法则。【结论】尖孢镰刀菌、腐皮镰刀菌和藤仓镰刀菌是福建地区多花黄精根腐病的主要病原菌,首次报道藤仓镰刀菌可引起我国多花黄精根腐病。

腐皮镰刀菌对不同品种核桃抗性生理指标的影响

为分析腐皮镰刀菌(Fusarium solani)引起的核桃根腐病对寄主抗性生理指标的影响,该研究以铁核桃、绵阳早熟、新疆2号3个核桃品种为材料,研究各品种受腐皮镰刀菌侵染后,不同时期的发病情况以及丙二醛(MDA)、可溶性糖含量以及过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)的动态变化。结果表明:接种病原菌50 d后,铁核桃100%发病,属高感品种,绵阳早熟和新疆2号发病率分别为23.33%和16.67%,属抗病品种;在50 d监测范围内,各品种对照组各项叶部生理指标仅出现上下波动且差异不显著;然而,各品种核桃接入腐皮镰刀菌后,可溶性糖含量随时间迅速下降,MDA含量和POD活性总体表现为先上升趋势,SOD、PPO活性总体则表现为先上升后下降的变化趋势,并且5个指标品种间差异显著,而CAT活性变化无规律。相关性分析表明,可溶性糖、MDA含量、SOD、POD、PPO活性可以作为核桃品种抗性评价指标。该研究结果为深入研究由腐皮镰刀菌引起的核桃根腐病发病机制以及通过诱导等措施提高其抗性的研究提供了理论基础。

群体感应抑制活性导向分离腐皮镰刀菌中代谢产物

本实验采用群体感应抑制(quorum sensing inhibitory, QSI)活性导向法,对分离自山东威海近海底泥的真菌 WH7-2开展代谢产物研究。综合菌落形态和转录间隔区(Internal Transcribed Spacer, ITS)全序列分析,菌株 WH7-2 鉴定为腐皮镰刀菌 Fusarium solani。综合运用多种色谱方法,从该真菌大米发酵产物的活性部位中分离得到 11 个化合物。分别鉴定为(2E, 5E)-3, 5, 7-三甲基-2, 5-辛二烯酸(1)、不饱和脂肪酸酯混合物(2 4)、镰红菌素-3-甲醚(5)、脱水镰红菌素(6)、(22E)-5α, 8α-过氧化麦角甾-6, 22-二烯-3β-醇(7)、(22E)-5α, 8α-过氧化麦角甾-6, 9 (11), 22-三烯-3β-醇(8)、3β-羟基-胆甾-5-烯-7-酮(9)、6β-羟基-胆甾-4-烯-3-酮(10)和(22E)-胆甾-5, 22-二烯-3β-醇(11)。其中不饱和脂肪酸酯混合物(2 4)具有 QSI 活性,其他化合物无 QSI 活性。除 5 和 6 外,其他化合物均为首次从腐皮镰刀菌 F. solani 中发现。

一株多粘类芽孢杆菌的鉴定及其对花椒根腐病菌Fusarium solani的抑菌作用

腐皮镰刀菌(Fusarium solani)是引起花椒根腐病的主要病原菌之一,为开发高效防治花椒根腐病的绿色生防菌,实验从健康花椒根部土壤中分离筛选出一株腐皮镰刀菌较高拮抗作用的细菌KS-16,并对其进行形态学、生理生化性质和分子鉴定,研究了该菌对三株供试菌株大肠杆菌、金黄色葡萄球菌、枯草芽孢杆菌及腐皮镰刀菌的抑菌作用.结果表明,菌株KS-16被鉴定为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa).活性测定发现,该菌对腐皮镰刀菌的菌丝生长抑制率达到53.78%,对三株供试菌株也有较高的抑菌活性.以PDA培养基作为发酵培养基优于LB培养基,作用10 d其抑制效果仍保持在43.33%.

生活垃圾堆肥菌剂诱导桔梗抗腐皮镰刀菌研究

以桔梗腐皮镰刀菌为对峙菌,从生活垃圾堆肥中分离的14株放线菌采用三点接种法筛选1株对桔梗腐皮镰刀菌抑制效果最强的放线菌G2,再用放线菌G2菌液诱导桔梗幼苗,研究生活垃圾堆肥放线菌对桔梗的抗病性。结果表明,垃圾堆肥放线菌G2菌液对桔梗腐皮镰刀菌抑制效果最强,抑制率为37.8%。用不同浓度的堆肥放线菌G2菌液诱导处理的桔梗幼苗SOD活性、POD活性、叶绿素含量与CK相比均有显著升高(P<0.05),而MDA含量则有显著下降趋势(P<0.05),桔梗幼苗MDA含量与SOD活性、POD活性、叶绿素含量均呈现高度显著负相关(P<0.001)。当垃圾堆肥放线菌G2菌液浓度为2×107CFU·m L-1时,诱导处理的桔梗幼苗SOD活性、POD活性、叶绿素含量均显著高于其他处理(P<0.05),而MDA含量均显著低于其他处理(P<0.05),并能产生较强的抗病性。

魔芋茎腐病病原的生物学特性及不同杀菌剂对病原菌的室内毒力

【目的】探明魔芋茎腐病病原的生物学特性及不同杀菌剂对病原的室内毒力,为精准防控魔芋茎腐病提供理论依据。【方法】以魔芋茎腐病病原Fusarium solani为研究对象,采用菌丝生长速率法研究碳源、氮源、培养基及pH对其菌丝生长的影响,并通过室内毒力测定F.solani对75%肟菌·戊唑醇(WG)和400g/L氟硅唑(EC)等14种杀菌剂的敏感性。【结果】F.solani对果糖和硝酸钾利用率较高,菌丝生长速率分别为0.931 cm/d和0.914 cm/d;适合用OA或PDA作为基础培养基,菌丝生长速率分别为0.879 cm/d和0.817cm/d。F.solani最适p H为8,其菌丝生长速率为0.821 cm/d。病原菌丝在≥65℃温度下处理10 min后无生长活性。75%肟菌·戊唑醇(WG)和400 g/L氟硅唑(EC)对F.solani毒力较高,EC_(50)分别为0.8900μg/mL和1.0025μg/mL。【结论】F.solani利用率最高的碳源是果糖,氮源是硝酸钾,适合在OA或PDA中培养及弱碱性环境中生存,菌丝致死温度为65℃。肟菌·戊唑醇和氟硅唑对魔芋茎腐病防效较高。

滇黄精腐皮镰刀菌的分离鉴定

采用组织分离法对滇黄精(Polygonatum kingianum)病害样品进行病原菌分离,进一步通过柯赫氏法则进行验证并通过形态学观察和ITS序列分析方法鉴定该病原菌。结果表明,病原菌菌株的菌丝为白色,背面淡黄色,菌丝体呈絮状、贴基生长、生长茂盛;病原菌菌株的分生孢子有两种形态,大型分生孢子呈镰刀形或柱形,小型分生孢子呈卵形或肾形;从菌株的形态学、致病性测定和ITS序列分析初步鉴定该菌为腐皮镰刀菌(Fusarium solani)。

发酵罐发酵腐皮镰刀菌株产出HMG-CoA还原酶抑制剂的研究

以提高海洋微生物腐皮镰刀菌FG319产出HMG-Co A还原酶抑制剂MFS(Metabolite of Fusarium solani FG319)的数量为目标,优化摇瓶发酵培养基和培养条件,基于摇瓶条件设置发酵罐发酵参数获得MFS。使用GSB培养基、CYM培养基、ATCC培养基、BPY培养基、TYG培养基、OA培养基、CD培养基、PDB培养基,基于摇瓶发酵条件优化发酵罐发酵参数,用HPLC检测MFS的产出量,通过发色底物法评价MFS的HMG-Co A还原酶抑制活性。海洋微生物腐皮镰刀菌FG319的最佳培养基为CD培养基,发酵第7 d HMG-Co A还原酶抑制剂MFS的产量达到最大,诱导物L-鸟氨酸盐酸盐提高了4.07倍MFS的产出量,全糖型、p H=6.9、不添加Na Cl时海洋微生物腐皮镰刀菌FG319发酵罐发酵产出MFS的数量达到23.47 mg/L,体外评价体系显示MFS抑制HMGCo A还原酶的活性约是洛伐他汀活性的1.38倍、是普伐他汀活性的1.74倍。通过培养基选择和发酵条件优化,显著提高了海洋微生物腐皮镰刀菌FG319发酵罐发酵产出HMG-Co A还原酶抑制剂的数量。

腐皮镰刀菌SYBR Green实时荧光定量PCR快速检测方法的建立

目的建立一种能够快速、灵敏、特异的鉴定腐皮镰刀菌的SYBR Green实时荧光定量PCR。方法运用SYBR Green实时荧光定量PCR反应体系检测腐皮镰刀菌,并对此方法的特异性、灵敏度和稳定性进行评价。结果通过对45例样品的检测,结果显示SYBR Green实时荧光定量PCR特异性好,其检出率高于普通PCR;灵敏度高,对重组质粒标准品的检测灵敏度为1.0×10~2copies/μL;稳定性好,对质粒为1.0×10~7copies/μL、1.0×10~5copies/μL、1.0×10~3copies/μL的标准品重复检测10次,结果显示扩增反应Ct值的变异系数为0.96%~1.68%。结论SYBR Green实时荧光定量PCR检测腐皮镰刀菌,不仅特异性好,灵敏度高,稳定性好,而且简便、快速、易操作。

钩状木霉菌的生物学特性及对腐皮镰刀菌的抑菌机理研究

从兰花根际中分离出一株木霉菌株LAN2B-1,对其进行形态学鉴定和ITS序列分析,确定菌株为钩状木霉菌Trichoderma hamatum。该菌株菌落生长的最佳条件为PDA培养基、碳源为甘露醇、pH 5、温度25℃~30℃,暗处理有利于菌落生长,但氮源对菌落生长影响不显著。木霉菌发酵液的抑菌活性和作用机理研究表明,钩状木霉菌发酵液氯仿提取物对腐皮镰刀菌Fusarium solani抑菌活性最佳,生长抑制率为59.38%,其发酵液处理后腐皮镰刀菌菌丝可溶性蛋白和还原糖含量均显著降低。本研究为更好地在生产上利用钩状木霉菌防治由腐皮镰刀菌引起的土传病害奠定了基础。

几种杀菌剂对腐皮镰刀菌的抑制效果

【目的】枸杞根腐病是影响枸杞产业的重要病害之一,筛选对该病害具有较高防效的低毒杀菌剂,为有效防治枸杞根腐病,科学用药提供参考借鉴.【方法】采用菌丝生长速率法测定了12%咯菌腈、500 g/L噻菌灵、250 g/L咪鲜胺、22%抑霉唑、1%申嗪霉素、25%氰烯菌酯、250 g/L嘧菌酯、2%春雷霉素对枸杞根腐病主要致病菌—腐皮镰刀菌Fusarium solani的室内毒力,并对抑菌活性较高的3种供试药剂进行盆栽药效试验.【结果】8种杀菌剂对腐皮镰刀菌均具有一定的抑制效果,其中,以12%咯菌腈的抑菌作用最强,其EC_(50)值为1.3336 mg/L,其次为500 g/L噻菌灵和250 g/L咪鲜胺;且12%咯菌腈对枸杞根腐病的盆栽防效最好,防效达85.92%.【结论】综合室内毒力测定与盆栽防效试验结果,12%咯菌腈可作为枸杞根腐病有效防治的推荐药剂.

腐皮镰刀菌对人参根部生理变化的响应机制

为明确人参根腐病抗性与抗氧化、次生代谢相关酶活性的关系,以鲜人参为材料,采用腐皮镰刀菌进行人工侵染,研究侵染处理后人参根部生理生化指标的变化.实验结果表明:菌侵组细胞壁降解酶活性基本均高于空白对照组,多聚半乳糖醛酸酶(PG)活性最高,起主要作用的果胶酶是PG和聚甲基半乳糖醛酸酶(PMG);菌侵组超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性在14 d时达到峰值,菌侵组过氧化物酶(POD)活性在28 d时达到峰值,表明人参为抵御菌的入侵增加了植物防御酶活性;菌侵组苯丙氨酸解氨酶(PAL)和多酚氧化酶(PPO)活性高于对照组,表明病原菌的入侵可能会诱导PPO和PAL活性水平升高;菌侵组低于对照组丙二醛(MDA)的质量摩尔浓度,表明人参能抑制病原菌入侵;菌侵组始终高于对照组可溶性糖的质量分数,可能是人参抵御病原菌入侵产生的一种自身保护反应.

生防腐皮镰刀菌JK-13对黄瓜抗白粉病的诱导作用

【目的】研究生防腐皮镰刀菌JK-13发酵液作为诱抗剂对黄瓜抗白粉病的诱导作用.【方法】采用喷雾接种法,研究菌株JK-13不同稀释倍数发酵液诱导黄瓜幼苗对白粉菌的抗性.【结果】经菌株JK-13发酵液原液处理后,白粉病的病情指数显著低于对照,仅为19.09,且诱抗效果较为显著,为77.20%,诱导抗病持久期为11d.喷施菌株JK-13发酵液或接种白粉菌均可提高黄瓜叶片中PPO、POD、PAL酶的活性,诱导处理后接种白粉菌的植株叶片上相关酶活性均高于只诱导不接种的处理.菌株JK-13发酵液处理后POD、PPO活性于第5天达到峰值,而PAL活性则于第3天达到峰值.【结论】菌株JK-13发酵液处理可以提高防御酶的活性,显著降低病情指数,增强黄瓜幼苗对白粉病的抗性.

浙江省瓜类根腐病病原菌鉴定及其对杀菌剂敏感性测定

【目的】明确浙江省内西瓜、甜瓜、葫芦和南瓜等瓜类作物根部病害种类及筛选病害防治的有效杀菌剂。【方法】通过病原菌分离培养、形态学特征观察、基因序列分析和致病性测定确定了造成瓜类根部病害的主要病原菌,并采用菌丝生长速率法测定了该病原菌对5种杀菌剂的敏感性。【结果】从不同瓜类作物上分离的主要根部病原菌从形态学上观察菌丝呈白色,在马铃薯葡萄糖琼脂培养基(potato dextrose agar,PDA)上产生分生孢子。以内转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)和蛋白翻译延长因子1-α(Translation elongation factor 1-α,TEF1-α)为引物进行基因序列分析,发现病原菌与腐皮镰刀菌(Fusarium solani)聚为一类。病原菌寄主专化性测定表明,鉴定到的多个瓜类根腐病菌可同时侵染西瓜、甜瓜、葫芦和南瓜等4种瓜类作物,病原菌的寄主专化性不明显。不同药剂敏感性测定结果表明,咪鲜胺对瓜类根腐病原菌的菌丝生长的抑制作用最强,平均有效中浓度EC50为0.135 mg·L^(-1);嘧菌酯的抑制作用最弱,所有测试菌株的EC50均大于800 mg·L^(-1)。【结论】在浙江省内首次鉴定到一种由腐皮镰刀菌引起的西瓜、甜瓜、葫芦和南瓜等瓜类根腐病。杀菌剂敏感性测定表明,咪鲜胺对菌丝生长有较好的抑制作用。