A Biosecure Composting System for <i>Tilletia controversa Kühn</i>-Infected Wheat Waste

Tilletia controversa Kühn (TCK) has strong infectivity and viability and may cause great cut hazard to wheat and other crops. Composting treatment of TCK-infected wheat waste may be an effective method to eliminate the further contamination. This study applied microbial fermentation composting technique using mixed crop straws and manure to establish a bio-friendly composting method. The change of physicochemical properties of the compost was monitored regularly to detect the time course of TCK degradation and confirm the inactivation of TCK germination activity. The results of regular sampling indicate that the germination rate of TCK declines with the composting progress, and composting ten days under the condition of 50℃ to 60℃ completely inactivates the germination ability of TCK. Thus the present study provides a bio-friendly composting method for degrading TCK-infected wheat crops under TCK outbreak.

小麦矮腥黑粉菌效应蛋白g4418的毒性验证及亚细胞定位

为探究由小麦矮腥黑粉菌基因g4418编码的蛋白的生物学功能,根据小麦矮腥黑粉病菌转录组测序结果,筛选出由基因g4418编码的蛋白,通过提取小麦矮腥黑粉菌总RNA并合成cDNA,然后以cDNA为模板利用PCR技术扩增出g4418目的基因,对其编码蛋白进行了生物信息学分析,通过构建pGR107-g4418融合载体和pBin-GFP-g4418表达载体进行毒性验证和亚细胞定位。结果表明,g4418基因全长432 bp,共编码143个氨基酸;烟草毒性验证表明,该蛋白无毒性;共聚焦显微镜观察亚细胞定位结果显示,该效应蛋白g4418可定位在细胞膜和细胞核。

土壤湿度对小麦矮腥黑穗病菌(TCK)冬孢子萌发的影响

通过土壤湿度对小麦矮腥黑穗病菌（Tilletia contronversa Kuhn，TCK）萌发率的影响试验研究表明，其冬孢子在土壤质量含水量为1％～28％（相对含水量3．57％～100％）范围内均可萌发，其适宜萌发的土壤质量含水量范围为10％～25％（相对含水量17．85％～89．3％），最佳土壤相对含水量范围在65％～75％之间；不同分离物在相同土壤湿度培养下，多数分离物冬孢子的萌发率之间差异不显著。根据分离菌Tt1和Tt2在不同土壤湿度下培养50d和60d的冬孢子萌发率，建立了TCK冬孢子萌发率与土壤相对含水量的关系模型，此结果为TCK的风险评估提供了基础数据。

小麦矮腥黑穗病在中国定殖风险分析及区划研究

本研究根据小麦矮腥黑穗病菌 Tilletia controversa Kühn(TCK)萌发侵染的条件 ,结合气象数据 ,利用地理信息系统分析了 TCK在中国冬麦区的定殖可能性。根据 18年内出现适合 TCK发生的年数 ,将中国冬麦区划分为 4类 ,即高、中、低风险区和基本不发生区。 18年内可能发生 9年以上的地区为高风险区 ,可能发生 4～ 8年的地区为中风险区 ,可能发生 1～ 3年的地区为低风险区。计算出各风险区所占冬麦区的面积 ,其中 ,高中风险区约占全国冬麦区总面积的 19.3%。

温度对小麦矮腥黑穗病菌冬孢子萌发的影响

温度对小麦矮腥黑穗病菌冬孢子萌发影响的试验结果表明，TCK冬孢子在-2～12℃范围内都可以萌发，5℃为最佳萌发温度。同一分离菌冬孢子在不同温度处理的萌发特性和萌发率有差异；不同分离菌冬孢子在相同温度下的萌发特性和萌发率有很大差异。在5℃下5个分离菌中，冬孢子萌发起始时间最短的为15d，最长为35d，培养60d时分离菌Tt1、Tt2、Ty、Tm和Tu，冬孢子的萌发率分别为86．4％、23．9％、23．3％、44．3％和81．0％。根据分离菌Tt2不同温度下培养50d时的萌发率，建立了萌发率（Y）与温度（X）的模型为Y=0．1508exp[-0．02949（X-4．9576）]^2，此结果为TCK的风险评估提供了基础数据。

超分支滚环扩增法检测小麦矮腥黑穗菌

【目的】建立小麦矮腥黑穗病菌(Tilletia controversa Kühn,TCK)的超分支滚环扩增(hyper-branched rolling cycle amplification,HRCA)检测体系,为小麦矮腥黑穗病的鉴定以及早期诊断提供了一种新的稳定、可靠的检测技术。【方法】锁式探针包含一个公共连接序列和在探针两端与靶DNA序列互补的2个序列。根据TCK的差异序列设计锁式探针两端序列,以此为基础建立了TCK超分支滚环扩增反应体系。以优化的HRCA反应条件为基础,确定检测体系的特异性和灵敏度。比较HRCA体系和常规PCR体系的性能,并利用这2种体系对来自中国出入检验检疫局截获的51个小麦样品进行了验证检测。【结果】HRCA体系能专一地检出小麦矮腥黑穗菌的DNA靶带,而TCT、TCL等近源种及健康小麦样品都不能扩增。HRCA检测TCK靶序列质粒DNA的下限为1fg·μl-1,检测基因组DNA的下限为10pg·μl-1,检测灵敏度比常规PCR检测体系高10倍。HRCA检测体系具有很好的特异性、灵敏度和准确性,更适合于TCK的检测及鉴定。【结论】稳定、灵敏、特异的小麦矮腥黑穗菌的HRCA检测体系的建立,为小麦矮腥黑穗病的早期诊断及其近源种的多靶标检测提供了同步检测技术。

电子鼻技术在快速检测小麦矮腥黑穗病菌中的应用

由小麦矮腥黑穗病菌(TCK)引起的小麦矮腥黑穗病是我国重要的检疫性病害,为明确电子鼻技术在快速检测小麦矮腥黑穗病菌方面的可行性,利用电子鼻对含有TCK和小麦光腥黑穗病菌(TFL)不同冬孢子数(50g小麦种子中冬孢子数分别为0、100、101、102、103、104、105)的小麦进行了检测,采用主成分分析法(PCA)和线性判别法(LDA)进行数据分析。结果发现,这2种分析方法均可将不含TCK冬孢子的小麦和含TCK冬孢子的小麦区分开来,而且通过LDA分析,可将TCK冬孢子含量为100、101、102及103以上的处理区分开来。另外,通过PCA分析,可将TCK与TFL区分开来。此结果为电子鼻技术在快速检测小麦矮腥黑穗病菌中的应用奠定了基础。

小麦矮腥黑粉菌及其近缘种的RPB2基因片段序列分析

以小麦矮腥黑粉菌(Tilletia controversa Kühn)及其近缘种小麦网腥黑粉菌[T.caries(DC.)Tul.]、小麦光腥黑粉菌(T.laevis Kühn)和其他6种黑粉菌的DNA为模板,用RNA聚合酶II的第2亚基RPB2基因的通用引物RPB2-740F/RPB2-1365R进行PCR扩增。结果表明,3种小麦腥黑粉菌均能扩增出617 bp大小的DNA片段,供试的其他6种黑粉菌没有任何扩增产物。利用DNAMAN软件进行序列分析结果表明,3种小麦腥黑粉菌的RPB2蛋白基因序列的相似性为99.08%,存在17个碱基的差异。利用RPB2基因的通用引物作为小麦腥黑粉菌的内置对照引物,与小麦矮腥黑粉菌的特异引物CQUTCK2/CQUTCK3相结合可提高小麦矮腥黑粉菌检测的准确性。

小麦矮腥黑粉菌的鉴定及检测方法

由Tilletia controversa Kühn(TCK)引起的小麦矮腥黑穗病是重要的国际检疫性病害,也是我国对外的A类检疫对象。本文就该病原菌的形态学和生物学鉴定、分子检测方法进行了综述。展望了分子检测技术在病害检疫中的应用前景。

小麦矮化腥黑穗病菌检测鉴定方法研究

小麦矮化腥黑穗病菌(Tilletia controversa Kühn,TCK)是引起小麦矮化腥黑穗病的一种检疫性病原真菌。TCK的冬孢子与小麦光腥黑穗病菌(T.foetida,TFL)和小麦网腥黑穗病菌(T.caries,TCT)的冬孢子在形态上极为相似,仅靠形态特征区分TCK相当困难。本研究以TCK为研究对象,从其冬孢子形态特征、自发荧光率、萌发特性及ITS序列分析方面对该病菌进行鉴定,以期为该病原菌的有效识别提供理论基础。经过冬孢子显微形态拍照比对、冬孢子网脊高度测量、自发荧光率以及萌发率计算可得,菌瘿样品的冬孢子直径为21.03±0.75μm,网脊高度为1.45±0.10μm,自发荧光率大于99%;且经ITS序列分析,本研究中分离菌株与T.controversa以较高支持率聚为同一分支,能与T.foetida和T.caries明显区分开来。因此,根据冬孢子形态特征、自发荧光率、萌发特性以及ITS序列分析结果,从立陶宛进境小麦及其筛下物中截获的菌瘿冬孢子为小麦矮化腥黑穗病菌。

小麦矮腥黑粉菌在小麦体内侵染过程的显微观察

小麦矮腥黑粉菌可导致小麦矮腥黑穗病,是麦类黑粉病中危害最大、极难防治的国际重要检疫性病害之一.本研究结合扫描电子显微镜、透射电子显微镜及激光共聚焦显微镜观察该真菌在小麦(Triticum aestivum)体内的侵染过程.经观察发现,被该真菌侵染后的小麦叶片细胞超微结构发生了显著变化,如叶肉细胞畸形、质膜内陷和断裂、细胞核结构破坏及细胞器的基质电子密度下降;细胞间隙出现空细胞和纤维状膜状物等;菌丝随生长点移动;寄主小麦子房及花药被侵染导致无法成功受精.该真菌侵染小麦后不但影响小麦的正常生理,且在寄主小麦的根、茎、旗叶以及看似正常的成熟籽粒中均发现冬孢子.

小麦矮腥黑穗病诊断技术研究进展

小麦矮腥黑穗病是由小麦矮腥黑穗病菌(Tilletia contraversa Kühn,TCK)引起的麦类腥黑穗病中危害最大,防治最难的一种病。该病是我国官方管制的检疫性植物真菌病害。本文从病菌冬孢子形态学诊断、生物学诊断、分子生物学诊断、图像识别诊断、以及电子鼻诊断5个方面综述了小麦矮腥黑穗病菌诊断技术,并对新诊断技术进行展望。