桑树细菌性青枯病的研究概况

桑树细菌性青枯病是由青枯劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的一种严重土传性病害,在我国华南蚕区桑园发病危害尤为严重。从病原菌的分类鉴定和检测技术、桑树的抗性鉴定方法及抗性种质资源评价等方面系统介绍了桑树细菌性青枯病的研究进展。针对现有研究存在的问题,提出今后应利用现代分子生物学技术深入研究桑树细菌性青枯病病原菌的致病机制以及桑树的抗性遗传规律,选育出具有高产优质性能的抗细菌性青枯病桑树新品种。

桑树杂交组合抗青枯病能力鉴定及与抗病相关酶活性的研究

利用抗青枯病能力较强的桑树资源人工组配了24个杂交组合,并鉴定其抗病能力;对具有不同抗性水平的杂交组合的叶片过氧化物酶(POD)、多酚氧化物酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性进行比较分析。抗病能力鉴定结果表明,24个桑树杂交组合对青枯病的抗性存在明显差异,其中04-19×抗10和69×98-8为2个强抗组合。酶活性测定结果表明,桑树叶片中的POD活性与桑树杂交组合抗青枯病能力有密切关系,强抗性杂交组合的POD活性明显高于感病杂交组合。可将桑树叶片中的POD酶活性作为生化遗传标记之一,并结合常规抗病鉴定方法应用于桑树抗青枯病品种的杂交亲本选择。

桑树细菌性枯萎病病菌致病性测定的人工接种方法

为了寻找一种简便、有效测定桑树细菌性枯萎病病菌(Eenterobacter cloacae)致病性的方法,通过离体注射菌液(注射法)、离体牙签蘸菌苔刺伤(牙签法)、离体泡菌液、苗期菌液灌根和苗期泡菌液共5种人工接种方法测定病原菌对桑树的致病性。结果表明,5种人工接种方法仅有注射法和牙签法能成功将病原菌接种至桑树嫩梢,其中牙签法试验组桑树嫩梢的发病率和病情指数最高,分别达到78.99%和54.17,与注射法相比较达到差异极显著水平。因此,简便、有效的牙签法可以作为室内测定桑树细菌性枯萎病病菌致病性及桑树抗细菌性枯萎病育种材料鉴定的首选人工接种病原菌的方法。

桑树青枯病与根际土壤肥力及微生物群落结构特征的研究

本文比较分析了桑树青枯病发病和健康植株根际土壤肥力以及微生物(细菌和真菌)群落结构特征差异,旨在挖掘和利用丰富微生物资源的有益功能,为构建桑树青枯病生物防治技术体系奠定基础。结果表明,桑树青枯病发病植株根际土壤中指示土壤肥力与健康状况的生物学性状指标β-葡糖苷酶和磷酸酶的活性显著降低,微生物生物量碳、磷显著下降;细菌门分类水平上,发病植株根际土壤中酸杆菌门、放线菌门和疣微菌门等优势细菌相对丰度降低,变形菌门、绿弯菌门、粘球菌门、厚壁菌门、拟杆菌门等优势细菌相对丰度增加;细菌属分类水平上,发病植株根际土壤富集了硝化螺菌属和放线菌属等特有细菌属,缺失了诸如链霉菌属等具有分泌抗生素功能的优势细菌属。真菌门分类水平上,发病植株根际土壤中子囊菌门和担子菌门真菌相对丰度增加,unclassified_k_Fungi和霉菌门真菌相对丰度降低;真菌属分类水平上,发病植株根际土壤富集了地霉菌属、腐质霉属和丝孢菌属等腐生真菌,缺失了被孢霉属、枝顶孢属和曲霉属等具有产抑菌化合物功能的优势真菌。研究表明,桑树青枯病与根际土壤β-葡糖苷酶、磷酸酶活性,微生物生物量碳、磷以及微生物群落结构都具有一定的相关性。链霉菌属细菌以及被孢霉属、枝顶孢属和曲霉属真菌有望作为生物防控青枯病的有效备选菌属。

施肥对青枯病不同抗性桑树根际微生物及土壤理化性质的影响

采用常规稀释平板法和Biolog Ecoplates微平板技术,研究单施氮肥(N)、氮肥配施有机肥(NO)、氮肥配施生物炭肥(NB)、未施肥(CK)对抗青枯病桑树品种抗青10号(KQ10)和易感青枯病桑树品种桂优62号(GY62)的根际微生物数量、微生物碳代谢能力及土壤理化性质的影响,为桑园肥培管理和桑树青枯病的综合防治提供试验依据。不同施肥组的调查数据表明:与CK相比,NO和NB处理能够提高桑树根际细菌和放线菌数量(P<0.05),以及微生物对糖类、氨基酸类及羧酸类碳源的利用能力;随施肥时期延长,NO处理组的桑树根际细菌和放线菌数量,以及对糖类、氨基酸类、羧酸类碳源的利用能力和碳代谢多样性指数均显著高于N处理组与CK组(P<0.05),NB处理组次之,而N处理组的桑树根际真菌数量显著高于其他施肥处理组(P<0.05),NO与NB处理在一定程度上能够提高根际土壤有机质、速效氮、速效磷、速效钾含量及土壤脲酶和中性磷酸酶的活性;细菌和放线菌数量与土壤有机质、速效氮含量及土壤脲酶活性呈显著正相关,放线菌数量与根际土壤有机质、速效氮含量及中性磷酸酶活性呈显著正相关,真菌数量与速效氮含量及脲酶活性呈显著负相关,微生物碳代谢多样性指数与根际土壤有机质含量呈显著正相关。不同抗性品种的调查数据显示,抗病桑树品种根际土壤中的细菌和放线菌数量、碳利用多样性指数及土壤有机质含量等均高于易感桑树品种,而真菌数量则显著低于易感桑树品种。

青枯病易感和钝感桑树品种根际土壤真菌群落结构比较

为研究青枯病易感和钝感桑树品种植株根际土壤真菌群落组成,该研究以ITS1F和ITS2R为引物,基于高通量测序技术对桑树青枯病易感品种(台湾长果桑,SM)和桑树青枯病钝感品种(桂桑12号,IM)植株根际土壤真菌群落结构进行分析。结果表明:(1)两个品种间指示真菌丰富度的ACE、Chao1指数及表征多样性的Shannon指数无显著差异,门分类水平,被孢霉门(Mortierellomycota)和球囊菌门(Glomeromycota)是青枯病钝感桑树品种植株根际土壤中特有的优势真菌门;而属分类水平,Apiotrichum、地丝菌属(Geotrichum)、足放线病菌属(Scedosporium)和腐质霉属(Humicola)等是青枯病易感桑树品种植株根际土壤中富集的特有优势真菌属。(2)青枯病易感桑树品种植株根际土壤中,缺失了被孢霉门、球囊菌门真菌,以及被孢霉属(Mortierella)、镰刀菌属(Fusarium)、曲霉菌属(Aspergillus)和毛壳菌属(Chaetomium)等具有生防功能的优势真菌门属,可能是其易感青枯病的重要原因。(3)根据真菌群落对同类环境资源的利用途径进行功能预测发现,青枯病易感桑树品种根际土壤中,富集了相对较多的病理营养型和腐生营养型真菌;而青枯病钝感桑树品种根际土壤中,富集了相对丰富的共生营养型真菌。(4)特有真菌数量更为丰富的土壤真菌OTU分类水平,可能是青枯病钝感桑树品种田间表现出更强抗性的重要原因。可见,在青枯病钝感桑树品种植株根际土壤中,富集的被孢霉属、镰刀菌属、曲霉菌属和毛壳菌属等优势特异真菌属,具有作为拮抗桑树青枯病备选菌属的潜力。

青枯菌诱导的桑树根部酵母双杂交文库构建和MaTGA1互作蛋白的筛选及鉴定

TGA(TGACG-binding)是一类碱性亮氨酸拉链转录因子,在SA介导的植物系统获得性抗性中发挥重要的调节作用。为探究TGA转录因子MaTGA1在桑树应答青枯菌胁迫的信号通路,本研究利用青枯菌侵染的桑树根部构建了均一化的酵母双杂交cDNA文库,库容量3.2×10^(6)cfu·m L^(-1),插入片段长度500~2000bp,重组率100%。构建了pGBKT7-MaTGA1诱饵载体,经检测在酵母中无自激活和毒性活性。将诱饵载体与酵母双杂交文库共转酵母菌株,获得35个阳性克隆,Blastx比对确定包含11个候选互作蛋白,其中候选蛋白——高迁移率族蛋白MaHMGB10(High mobility group B protein 10)有13个克隆。通过酵母回转验证、双分子荧光互补和免疫共沉淀验证,确定MaHMGB10可与MaTGA1发生体内互作。