微生物次级代谢产物抗辣椒疫霉的研究进展

辣椒疫霉(Phytophthora capsici)是一种破坏性极强的蔬菜作物病原菌,会使植物患疫病,已对农业生产造成巨大的经济损失。微生物次级代谢产物可通过破坏细胞膜通透性、干扰蛋白质合成以及诱导植物产生抗性等机制来抑制辣椒疫霉,在防治辣椒疫霉和其他植物病原菌中发挥着重要作用。微生物源次级代谢产物如吩嗪-1-羧酸是我国自主创制的绿色杀菌剂申嗪霉素(shenqinmycin)的主要成分,对包括辣椒疫病在内的多种植物病害有良好的防治效果。因此,微生物次级代谢产物的应用是生物防治中控制植物病害的有效手段,也是实现农业绿色发展的有效策略。本文以微生物类型(细菌、放线菌和真菌)为主线,简要综述了近二十年来94种具有抗辣椒疫霉活性的微生物次级代谢产物的来源、抗菌效果和部分次级代谢产物的抗菌机理,以期为微生物源次级代谢产物抗辣椒疫霉的研究与开发提供参考。

辣椒疫病抗性关联分析及优异等位变异挖掘

基于SSR标记技术,对194份辣椒核心种质疫病抗性进行关联分析。58对SSR标记共检测到178个等位变异,Shannon指数平均值为0.6732,多态信息量(PIC)平均值为0.3859,基因多样性平均值为0.4400,说明供试材料具有较高的遗传多样性。群体结构分析将194份材料划分为两个亚群,亚群1的疫病抗性水平高于亚群2。关联分析结果表明,共有12个SSR位点与辣椒疫病病情指数显著关联(P<0.05),表型贡献率为2.98%~16.05%,15个SSR位点与辣椒病株率显著关联,表型贡献率为2.95%~21.29%;表型贡献率最大的位点为CM0005,位于第7号染色体,其余位点分布于第2、3、5、7、8、9和11号染色体,与已有报道有所差异,说明供试种质可能含有新的疫病抗性基因。根据关联位点表型效应值,发掘出CM0005c、ge35-141pmH0135Cd和Hpms1-139c等12个疫病抗性优异等位变异及种质171、55、161、65、132、128、91、106、125、127、169等优良抗性载体材料。本研究结果为辣椒疫病抗性基因发掘和分子标记辅助选择抗性育种提供了理论指导和材料基础。

复合菌剂抑制辣椒疫病的土壤细菌群落特征

根际促生菌能通过调控土壤微生物群落组成及功能有效防控作物土传病害。辣椒疫病是由疫霉菌(Phytophthora capsici)引起的严重土传病害之一,然而,目前针对根际促生菌抑制辣椒疫病的效应及其与土壤微生物群落之间关联的研究欠缺。本研究以长期有机培育的健康土壤为材料,通过平板对峙法,筛选并复配出具有显著拮抗病原菌的复合菌剂,通过盆栽实验探究该复合菌剂对辣椒疫病的防治效应及其微生物群落特征。拮抗实验表明,复合菌剂与单一菌株相比能够显著增加对病原菌的拮抗率。盆栽实验表明,接种复合菌剂与对照(接种辣椒疫霉菌)相比,辣椒疫病的发病率和致死率显著降低了14.3%和23.8%,细菌群落α多样性显著下降,细菌群落组成发生改变,与诱导植物系统抗性的细菌群落双组分系统功能显著增加,其中显著增加的波特氏菌属与土壤中病原菌的数量显著负相关。本研究结果为辣椒实际生产中应用复合菌剂防控辣椒疫病提供了技术支撑。

CaWRKY39在辣椒响应疫霉菌侵染中的功能分析

以辣椒自交系007EA为材料,克隆了1个WRKY转录因子基因CaWRKY39,其开放阅读框为984 bp,编码327个氨基酸,含有1个WRKY结构域和C2H2型的锌指结构。氨基酸序列比对和进化树分析发现CaWRKY39与茄子SmWRKY7、番茄SlWRKY4和马铃薯StWRKY7同源性较高。基因结构分析显示CaWRKY39含有3个外显子和2个内含子。CaWRKY39启动子中含有W-box,以及响应光信号、ABA、MeJA、SA和生长素的顺式作用元件。亚细胞定位结果显示,CaWRKY39定位于细胞核和细胞质。qRT-PCR结果显示CaWRKY39在辣椒叶片中表达量最高,其次是茎、根等组织;此外其表达量在疫霉菌侵染植株叶片后明显上升。进一步通过VIGS技术沉默CaWRKY39,发现TRV:CaWRKY39植株对疫病的抗性比TRV:00对照明显降低。这些结果表明CaWRKY39可能正调控辣椒对疫病的抗性。