白藜芦醇调控苹果响应轮纹病的差异表达基因分析

为筛选苹果轮纹病抗性基因,以苹果轮纹病抗、感株系为材料,白藜芦醇处理后针刺法接种轮纹病菌,利用高通量测序技术对接菌0 h和96 h的样品进行差异表达基因分析。试验共构建了24个文库,转录组测序共检测到173.80 Gb Clean Data,各样品Clean Data均达到6.05 Gb,Q30值在90.67%及以上。差异表达基因(DEGs)分析结果表明,白藜芦醇处理后抗病材料的DEGs多于感病材料,接菌96 h的DEGs多于接菌0 h的。KEGG代谢通路富集分析表明,抗病材料富集的通路远远多于感病材料,且富集到抗病相关通路如植物激素信号转导和植物-病原互作的基因也多于感病材料;此外,抗病材料还富集到与木质素合成相关的苯丙素生物合成途径以及类黄酮生物合成通路。可见,在白藜芦醇处理后接菌,抗病材料叶片内的防御机制变化更丰富,可以更好地应对轮纹病菌的侵染。本研究结果可为了解白藜芦醇影响苹果轮纹病抗性的分子机制以及选育苹果抗轮纹病新品种提供理论依据。

苹果6-磷酸葡萄糖酸内酯酶基因MdPGL4的克隆及功能分析

6-磷酸葡萄糖酸内酯酶(PGL)是氧化戊糖-磷酸途径的关键酶,在糖代谢以及植物免疫反应中发挥着重要作用。本研究基于前期转录组测序结果筛选出对轮纹病有强烈响应的基因MD01G1226300,并对该基因进行克隆鉴定与功能分析。结果表明,接种轮纹病菌6 d后,‘鲁丽’苹果的病斑面积显著小于其亲本‘皇家嘎啦’和‘藤牧1号’;qRT-PCR分析发现MD01G1226300被强烈诱导表达,但在‘鲁丽’中的表达水平显著低于‘皇家嘎啦’和‘藤牧1号’。生物信息学分析结果表明,MD01G1226300的cDNA全长762 bp,编码253个氨基酸,MD01G1226300蛋白相对分子量为28.04 kDa,理论等电点为5.85,为稳定的亲水性蛋白,属于SugarP_isomerase超家族,存在6个可能的活性位点,无跨膜结构域且整体位于膜外区,三级结构主要由α螺旋和β折叠形成;通过同源序列比对分析后命名为MdPGL4,与梨PbPGL4进化关系最近,氨基酸序列同源性为70.13%。超表达MdPGL4的转基因苹果愈伤组织对轮纹病的抗性以及抗性相关基因的表达水平显著低于对照,表明MdPGL4负调控苹果对轮纹病的抗性。本研究结果丰富了苹果中PGL家族基因响应生物胁迫的理论体系,为苹果抗病分子机制解析和通过遗传性状改良创制抗病苹果新种质提供了参考基因。

福建番石榴环斑病菌的分离鉴定、生物学特性及抑制剂筛选

【目的】明确番石榴果实采后环斑病发生的致病病原菌及其对番石榴果实采后品质的影响,筛选能抑制该病原菌的有效抑制剂。【方法】病原菌分离于发生环斑病的番石榴果皮病健交界处,并对该致病菌进行形态学鉴定、分子鉴定与系统发育树分析。另外,初步研究番石榴环斑病菌的生物学特性、环斑病菌侵染对果实采后品质的影响和评价不同抑制剂(ε-聚赖氨酸、水杨酸和褪黑素)对环斑病菌的体外抑菌效果。【结果】根据环斑病菌的菌丝与分生孢子的形态特征及基于rDNA-ITS、TUB和TEF-1α测序结果构建的系统发育树,将福建番石榴环斑病菌鉴定为棒状新拟盘多毛孢(Neopestalotiopsis clavispora)。葡萄糖和D-果糖、蛋白胨、7、25℃分别作为番石榴N. clavispora菌丝生长的最适碳源、氮源、pH、温度。此外,与未接种N. clavispora番石榴果实相比,接种N. clavispora果实具有较高的病斑直径和细胞膜透性,较低的果实硬度和色调角h值。体外试验表明,适当浓度的ε-聚赖氨酸、水杨酸和褪黑素处理对番石榴N. clavispora的菌丝生长有明显的抑制作用,可作为抑制N. clavispora侵染所致番石榴果实采后环斑病的抗菌剂。【结论】引起福建番石榴果实环斑病的病原菌为棒状新拟盘多毛孢(N. clavispora),且4.000 mg·mL^(-1)ε-聚赖氨酸对病原菌具有很好的抑制效果,可为后续番石榴环斑病的防治研究提供科学依据。

苹果轮纹病菌对吡唑醚菌酯的敏感性及Cytb基因序列分析

为了明确苹果轮纹病菌Botryosphaeria dothidea对吡唑醚菌酯的敏感性和吡唑醚菌酯的靶标基因序列,采用菌丝生长速率法测定了水杨肟酸对B.dothidea菌丝生长的作用,探讨了添加或不添加水杨肟酸的情况下病原菌对吡唑醚菌酯敏感性的变化;并测定了不同产区的80株B.dothidea对吡唑醚菌酯的敏感性以及440株B.dothidea对吡唑醚菌酯的抗性;然后,扩增并分析了具有不同敏感性的菌株的细胞色素b基因(Cytb)序列。结果表明:不同浓度水杨肟酸对菌丝生长的抑制作用不同。添加40μg/mL水杨肟酸不影响吡唑醚菌酯的EC 50。菌株的敏感性频率符合近似正态分布,各产区菌株对吡唑醚菌酯的敏感性没有显著差异,吡唑醚菌酯平均EC 50为(2.95±2.11)μg/mL,没有检测到抗性菌株。靶标基因序列分析表明,Cytb基因在F129、G137和G143位密码子上没有产生点突变,首次发现在143位密码子后有内含子插入。

马铃薯环腐病发生、检测及防治进展

马铃薯是重要的粮食和蔬菜作物,在农业生产中占有重要地位。马铃薯环腐病是一种细菌性病害,以带病种薯为主要传播途径,严重影响马铃薯的产量、品质及后代种薯质量,具有易传播、早期症状不明显、危害严重、防治困难等特点,已经成为马铃薯生产中的主要病害。文章对马铃薯环腐病的危害、成因和发病特点进行了总结,归纳了病菌的检测方法、防治措施以及相关的国内外研究进展,并提出相应建议和研究展望,以期推动马铃薯环腐病的防治。

天津地区梨轮纹病病原菌的分离与鉴定

梨是我国仅次于苹果的重要水果,随着种植面积的增大,在生产过程中梨树易遭受多种病害的威胁,其中轮纹病是严重威胁梨产业的病害之一,常造成重大经济损失。梨是天津蓟州区特色水果之一,轮纹病主要危害成熟期果实,化学防治效果不明显,且该病害病原菌种类呈多样化。为了明确致病菌种类,采用组织分离法、形态学比较分析、致病性检测和分子生物学手段对病原菌进行鉴定。结果表明:于病样组织中分离得到一株真菌ZT98,在PDA培养基上呈灰色圆形菌落,菌丝有隔膜,尖端较细,致病性分析结果显示,菌株ZT98接种2~3 d即出现同心浅褐色轮纹,发病后期果实呈黑褐色皱缩,表层布满一层深灰色菌丝和黑点,与田间症状基本一致;提取ZT98基因组DNA后进行ITS基因扩增并测序,在NCBI获得基因序列登录号为OR054159,ITS基因系统发育分析结果显示,ZT98与葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)聚于同一分支,同源性为100%。综上,本研究分离得到了一株天津地区梨轮纹病致病菌ZT98,结合形态学特征和ITS序列比对分析,明确了ZT98的分类地位,为该病害的精确诊断和有效防治提供依据。

防治马铃薯环腐病有益内生细菌的分离和筛选

1 998～ 2 0 0 0年 ,从大同、太原和内蒙古自治区等地采集健康块茎中分离到 1 3 3株内生细菌 ,通过离体抑菌作用测定、田间和温室实验 ,初步筛选出 5个具有促生或潜在防治马铃薯环腐病的内生细菌 ,其中 1 1 8菌株定殖、促生和拮抗三种作用兼备 。

苹果品种对轮纹病抗性的鉴定

对富士、金冠、红星、嘎拉、华冠和GS4354、GS4772等17个品种(系)进行了枝干轮纹病田间发病状况调查,通过对其1年生枝的田间和温室接种进行了抗性鉴定,同时研究了枝条皮孔密度和大小与轮纹病抗性之间的关系。结果表明:秦冠、北之幸、GS43543品种(系)对枝干轮纹病具有较强的抗性;富士、华冠、金冠、红星等品种易感病;1年生枝条皮孔密度和皮孔大小与抗病性之间存在显著的负相关。皮孔密度与其直径之积可作为1个形态指标,用于对枝干轮纹病抗性的简单评价。

苹果轮纹病研究进展

随着苹果主栽品种的更迭,易感轮纹病品种—富士的大面积推广,苹果轮纹病成为中国苹果生产最为严重的病害之一,给苹果产业造成重大损失,严重时可对果园造成毁灭性破坏。为了供进一步研究和生产防治提供参考,笔者就近些年来对苹果轮纹病病原菌的分离鉴定、发病规律、抗病机理及防治技术等方面的研究进展进行了综述,认为将来开发苹果轮纹病菌的生防菌种将成为一种十分重要的研究方向,同时,建议开展寄主植物与病原菌间相互作用的蛋白质组学研究,与抗性/感病密切相关的蛋白质,为揭示抗性/感病的机理及相关基因挖掘奠定基础。

苹果轮纹病菌种内遗传多样性研究

【目的】分析苹果轮纹病菌(Botryosphaeria berengeriana)的遗传多样性并确认其优势类群。【方法】对采集分离的64个菌株进行形态特征和致病性测定,对部分菌株的进行了ITS序列测序,采用ISSR分析这些菌株的遗传多样性。【结果】通过形态特征和致病性明确了所分离的64个菌株是苹果轮纹病菌。17个菌株ITS序列与贝格伦葡萄座腔菌(Botryosphaeria berengeriana de Not f.sp.piricola(Nose)Koganezawa et Sakuma)的序列一致,并且被分成两个类型H1和H2。用13条ISSR引物从64个菌株中扩增出121条条带,其中88条多态性条带,多态性比率为72%。64个菌株的遗传相似性从0.44到0.99,并且被分成2个ISSR类群,类群1包含21个菌株、类群2包含43个菌株。【结论】本研究中贝格伦葡萄座腔菌的遗传多样性与菌株的地域、症状以及分离部位没有相关性。苹果轮纹病菌被分成2个ISSR类群,类群2是优势类群。

影响苹果果实轮纹病抗性的寄主因素及相关性分析

通过对影响苹果果实轮纹病抗病性的寄主因素进行相关性分析,发现幼果期、膨大期和近成熟期是果实发病的关键时期,其中幼果期是最重要的阶段。试验筛选出了一些与果实发病正相关的因子,如皮孔密度、果实总糖含量、枝干病情指数和过氧化物酶(POD)活性,及一些负相关因子,如果实的总酚含量、总酸度、果皮和果肉的钙含量等,其中皮孔密度与果实发病的相关程度最高。枝干发病程度和过氧化物酶活性与果实发病无显著相关性。幼果期和近成熟期的总糖含量与果实发病呈显著正相关。果实的总酚含量在3个生育期都与果实发病呈显著负相关,而果实的总酸度仅在膨大期与果实发病显著负相关。这说明酚类物质对抵抗病菌侵入和扩展都有作用,而酸类物质主要抑制病菌在果实内的扩展。幼果期的钙含量是果实发病的显著负相关因子。

SA、MeJA、ACC和苹果轮纹病病原菌诱导湖北海棠MhWRKY1基因的表达

【目的】从湖北海棠叶片中克隆MhWRKY1转录因子的全长cDNA序列,分析该基因在各种组织中(叶、茎、根)的表达特性,并分析SA、MeJA、ACC在叶、茎、根中诱导MhWRKY1基因的表达模式以及苹果轮纹病病原菌诱导条件下湖北海棠叶片中该基因的表达特性。【方法】利用电子克隆技术和RT-PCR验证相结合的方法,从SA诱导的湖北海棠全长cDNA文库中,克隆MhWRKY1转录因子的全长序列;利用生物信息学的方法对其进行结构和功能的初步分析;利用实时荧光定量RT-PCR技术分析该基因在不同组织中的表达以及在SA、MeJA、ACC和苹果轮纹病病原菌诱导下的表达特性。【结果】克隆了MhWRKY1基因的全长cDNA序列为1 338 bp,GenBank数据库登录号为FJ598139。生物信息学分析表明,该基因最大开放阅读框为993 bp,编码330个氨基酸。推导的氨基酸序列与杨树WRKY26、杨树WRKY20、大豆WRKY,马铃薯WRKY2、烟草WRKY、拟南芥WRKY7、水稻WRKY53的同源性分别为68%、68%、66%、60%,59%,49%和43%。该转录因子含有1个WRKY结构域,其N端含有1个WRKYGQK结构域,C端含有1个C2H2锌脂结构,属于第Ⅱ类型的转录因子。表达分析结果表明,MhWRKY1在叶和茎中的表达量较大,分别是根的4.81和3.75倍。在湖北海棠叶、茎、根中,SA、MeJA、ACC都可以诱导该基因的表达。另外,在所研究的72 h内,苹果轮纹病病原菌可以诱导该基因表达,且表达量在12 h达到最大,是未处理之前的9倍左右。【结论】MhWRKY1转录因子可能参与SA、MeJA和ET介导的植物抗病防卫反应的基本信号通路,并且参与对苹果轮纹病病原菌引起的防卫反应,在湖北海棠的的抗病过程中可能起着非常重要的作用。

苹果轮纹病枝条侵染时期研究

通过不同时期人工接种苹果轮纹病菌菌丝,观察其对苹果当年生新梢和多年生枝条的侵染。结果表明5-8月份是苹果轮纹病菌侵染当年新梢的时期,其中5-7月份是侵染的高峰期,8月处于低谷,9月以后病菌不再侵染。同时看出5月病菌对各种枝龄枝条均能侵染,并且枝龄越小越易侵染;7月病菌对1～2年生枝条能够侵染,但对3年生以及多于3年生枝条难以侵染;9月病菌对各种枝龄枝条均不能侵染。

Botryosphaeria dothidea在苹果果实上的侵染过程(英文)

对Botryosphaeria dothidea通过皮孔侵入果实的过程进行了光学显微镜和扫描电镜观察,发现接种后2d分生孢子完成萌发和附着胞形成过程。接种后10d,菌丝体在皮孔表面缓慢生长。从20￣30d菌丝体加速扩展并形成几个分枝,通常从皮孔外围侵入果实,但仅限于皮孔表面组织。从40～50d,菌丝体扩展更为繁茂,一些菌丝开始突入皮孔的第2层组织。接种皮孔中可检测到多聚半乳糖醛酸酶(PG),但活性比对照高。皮孔有3层,第1层为含果胶的死组织,易被病菌侵染降解,底部的第3层非常坚固,是阻止病菌侵染的有效屏障。随果实发育,皮孔大小、数目和裂口均有规律地增加。我们的研究结果进一步证实了苹果轮纹病的潜伏侵染特性。

基于高光谱成像的马铃薯环腐病无损检测

为探讨高光谱成像技术无损检测马铃薯环腐病的可行性,采用反射高光谱（980-1 650 nm）成像技术,以120个马铃薯样本（合格60个,环腐60个）为研究对象,对比多元散射校正、标准正态变换、卷积＋一阶导数等对建模的影响,优选出多元散射校正的光谱预处理方法;然后基于偏最小二乘回归系数法提取9个特征波长（993、1 005、1 009、1 031、1 112、1 162、1 165、1 225、1 636 nm）,建立特征波长下马铃薯环腐病的2类线性判别分析（linear discriminant analysis,LDA）模型和4类支持向量机（support vector machine,SVM）模型,即Fisher-LDA、马氏距离-LDA、线性核SVM、径向基核SVM、多项式核SVM和S型核SVM。结果表明,LDA模型中马氏距离法最优,SVM模型中S型核SVM最优,LDA模型整体优于SVM模型,最终确定基于马氏距离LDA的马铃薯环腐病判别模型为最佳模型,校正集、验证集识别率分别为100%和93.33%。实验结果表明高光谱无损检测马铃薯环腐病具有可行性。

梨品种资源果实轮纹病抗性的评价

采用田间人工接种的方法,2009-2010年连续两年对保存于国家梨种质资源更新圃的6种梨的182个品种进行果实轮纹病抗性评价。结果表明:砂梨、白梨、秋子梨、种间杂交梨、西洋梨和新疆梨两年平均发病率分别为6.15%、7.20%、7.43%、12.66%、17.00%、18.93%,各种梨及其品种间对轮纹病抗性存在差异,不同条件下多数品种轮纹病发病率有差异。依据两年平均发病率进行抗性评价分级,72个品种为高抗、63个品种为抗、25个品种为中抗、14个品种为低抗、8个品种为不抗。

荞麦轮纹病病原菌生物学特性研究

对荞麦轮纹病病原菌草茎点霉(Phoma herbarum)进行了生物学特性研究,以期为今后荞麦轮纹病的综合防治提供理论依据。生物学特性研究结果表明,草茎点霉菌丝生长的最适温度为25℃,最适pH值为6。不同碳源和氮源对草茎点霉菌丝生长有显著影响;最适菌丝生长的碳源为葡萄糖,最适菌丝生长的氮源为蛋白胨、胱氨酸、牛肉浸膏和苯丙氨酸。草茎点霉菌丝在12h光暗交替条件下生长快,草茎点霉菌丝的致死温度为53℃,10min。

苹果轮纹烂果病生物防治研究初报

1990～1992年在郑州进行的室内和田间试验结果表明,生物药剂中生菌素751和抗生素B-903对苹果轮纹病离体培养的菌落有一定的抑菌作用,抑菌圈直径为11.77～18.70mm;田间将生物药剂与波尔多液交替使用后,经“751”100倍液防治的轮纹病烂果率低于化学农药处理,且对早期落叶斑点病有明显的抑制作用.贮藏前用751的复配剂QGF处理后,获得了满意的防病保鲜效果.

梨品种对枝干轮纹病的抗性及其遗传规律研究

对3个系统的49个梨品种和10个杂交组合827个单株杂种苗进行了枝干轮纹病田间发病状况调查。品种鉴定结果表明:梨不同种群间抗性存在较大差异,砂梨抗性最强,其次是白梨,西洋梨抗性最差。砂梨品种间对梨轮纹病抗性也存在较大差异,翠冠、黄冠、圆黄等品种对枝干轮纹病具有较强的抗性;西子绿、筑水易感病。杂种苗鉴定表明:梨对轮纹病的抗性是由多基因控制的数量性状。亲本均为感病品种时,后代感病单株比例高,亲本之一为抗病亲本,可提高抗病单株比例,抗病亲本作母本可获得更高比例的抗病后代。

采后碳酸氢钠和碳酸钠处理对南果梨轮纹病的控制及贮藏品质的影响

为控制采后南果梨轮纹病,本试验在离体和体内条件下研究不同浓度碳酸氢钠和碳酸钠处理对采后南果梨轮纹病的控制及对果实贮藏品质的影响。结果表明:南果梨轮纹病致病菌为葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea);离体试验中,1.0%碳酸氢钠和0.8%碳酸钠对梨轮纹病菌均有明显防效,可完全抑制病菌菌丝生长,显著降低菌丝干重和抑制孢子萌发(P<0.05)。碳酸钠对病菌抑制效果优于碳酸氢钠。在活体试验中,碳酸氢钠和碳酸钠处理显著降低了梨果在室温(20℃)条件下的自然发病率,减小了人工损伤接种B. dothidea梨果的病斑直径,但抑制率较低,分别为10.2%和11.0%。碳酸氢钠和碳酸钠可延缓初期果实硬度的下降,维持较高可溶性固形物含量,碳酸钠可显著延缓果实可滴定酸的下降,而碳酸氢钠加速了可滴定酸的下降,但降幅较低。碳酸氢钠和碳酸钠对离体条件下轮纹病菌有显著抑制作用,而对室温(20℃)活体接种轮纹病菌控制效果较差。因此,建议生产上采用碳酸氢钠或碳酸钠结合冷藏等其他采后措施控制果蔬病害。