新疆苹果树腐烂病病原菌(Cytospora schulzeri)的分离、鉴定及其生物学特性的研究

采集新疆苹果产区苹果树腐烂病标本,以组织分离法从标本中获得了5个菌株：PG576、PG431-2、PG534、PG650-1、PG787-1,通过室内致病性测定发现,5株菌均能够在健康枝条上致病且表现与田间相同的症状。经形态学特征结合多基因片段（ITS、NL、EF、ACT）的分子系统发育分析,明确PG576、PG431-2、PG534、PG650-1、PG787-1菌株为Cytospora schulzeri,首次发现该菌能够在新疆苹果树上造成危害。5株菌的最适生长条件为：PDA培养基,pH值6.0~7.0,28℃连续光照培养。

划布轮法鉴定新疆野苹果树腐烂病抗性方法的建立

中国新疆野苹果正遭受大面积死亡的生态危机,而腐烂病是主要诱因之一,急需对该植物资源进行抢救性保护。本研究旨在探索快速、高效及适用于野外的野苹果腐烂病抗性株快速筛选鉴定的方法。通过室内对5株15个新疆野苹果离体枝条和田间50株250片离体叶片进行划布轮刺伤,并接菌腐烂病强致病03-8菌株,25℃保湿观察。结果表明,枝条刺伤接菌8 d后发病率达100%,平均病斑长度为24～114 mm;叶片刺伤接菌4 d后发病率达100%,病斑面积比率为7%～88%,并鉴定出不同植株腐烂病抗性差异。表明对刺伤的枝条和叶片接菌是一种快速高效可信的腐烂病抗性株筛选鉴定方法,并适用于田间大样本量的抗性株初级筛选鉴定操作。

溃疡病菌Botryosphaeria dothidea粗毒素产生的条件及特性

为了研究溃疡病菌的致病机制,以葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea产生的毒素对北京杨Populus×beijingensis愈合组织的褐化程度为评价指标,对溃疡病菌产生粗毒素的条件和粗毒素的基本特性进行了初步研究。结果表明,溃疡病菌在改良Fries No.3液体培养基,25℃温度,光照,振荡培养,21 d后所得的粗毒素毒性最强;该病原菌在偏酸性和中性条件(pH 5.60和7.00)下易于产毒;产生的粗毒素对热不稳定,经121℃高温,0.11 MPa压力处理15 min后,其生物活性丧失;这种粗毒素对酸碱具有一定的稳定性,pH 4.69及8.69时,粗毒素的生物活性虽有一定程度的下降,但与自然pH条件下的粗毒素的生物活性差异不显著。

冰核细菌对二种杨树干部韧皮部的致冻机理

为了揭示具冰核活性(INA)的细菌对感病寄主病理生理变化的影响,做了杨树韧皮部组织电解质渗出率在INA细菌存在的环境下随时间和温度而变化的试验。结果表明冰核细菌在-3^-7℃时表现最活跃;用INA细菌接种后,其寄主韧皮部组织随低温处理的时间愈长,其电解质渗透率也愈高。银中杨Populus alba×P.berolinensis抗冻性较小黑杨P.×xiaohei差。

新疆野苹果GRAS转录因子家族全基因组鉴定与响应腐烂病菌侵染的表达分析

在植物中,GRAS转录因子通过参与光信号通路和赤霉素通路等多种信号传导途径来响应植物非生物胁迫过程已被广泛研究,但对其在生物胁迫中的响应机制研究较少。本研究基于新疆野苹果(Malus sieversii)基因组,通过TBtools、Pfam和NCBI-CDD分析软件,对新疆野苹果GRAS家族基因(MsGRAS)进行筛选与验证;随后利用Protein Paramter Calc分析MsGRAS家族成员蛋白的理化性质,用MEGA构建系统发育树;最后利用PlantCARE和Graphics软件分析MsGRAS的2000 bp顺式作用元件。此外,分析MsGRAS基因与栽培苹果(Malus domesitica)MdGRAS基因的共线性关系。通过腐烂病菌(Valsa mali)侵染后的全长转录组数据和RT-qPCR实验对MsGRAS基因家族在响应新疆野苹果抵抗腐烂病菌过程中的表达模式进行分析和验证。结果显示:(1)在新疆野苹果中共鉴定获得83个GRAS基因,涵盖DELLA、LS、SCR、SCL3和DLT等11个亚家族;蛋白结构域预测结果表明,83个MsGRAS蛋白均包含GRAS结构域,其中有4个蛋白单独具有DELLA结构域。顺式作用元件分析显示,81个MsGRAS基因的启动子区域含有多种激素相关元件。MsGRAS基因家族共线性分析结果显示,65个MsGRAS基因和68个MdGRAS基因之间存在152对共线性关系,在栽培苹果的驯化过程中丢失了18个MsGRAS基因。(2)RNA-seq数据表明,有18个MsGRAS基因在腐烂病感染过程中差异表达,其中LISCL亚家族中差异表达基因数量最多(6个)。(3)RT-qPCR结果表明,共有6个MsGRAS基因在新疆野苹果抵抗腐烂病感染过程中显著差异表达,其中包括4个上调的MsGRAS基因,主要为LISCL亚家族成员,并且PAT1亚家族成员Ms02G03400在腐烂病菌侵染5天时,其表达量上调50倍。综上结果表明,PAT1和LISCL亚家族成员在新疆野苹果抗腐烂病过程中可能发挥重要作用,可作为后续抗病基因研究的候选基因。该研究结果为新疆野苹果GRAS基因响应腐烂病菌侵染的功能和机理研究奠定了基础。

贝莱斯芽孢杆菌XC1的筛选、鉴定及其对苹果连作障碍的影响

从连作苹果园健康苹果树根际土壤中筛选出1株对苹果连作障碍镰孢属病原菌具有较强拮抗作用的细菌XC1,该菌对尖孢镰孢菌的抑菌率最高,达到79.83%。根据其形态、生理生化特征和基于16S rDNA、gyrA基因的系统发育分析,鉴定该菌为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。目前菌株XC1已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏号为CGMCC No.20057。苹果连作土盆栽试验表明,XC1菌肥处理能显著促进平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)幼苗的生长,其株高、地径、鲜质量和干质量分别比对照提高了54.8%、34.8%、121.1%和96.0%;显著提高连作土壤中的蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶的活性,分别为对照的1.57倍、2.71倍、1.21倍和1.79倍;显著减少连作土壤中真菌的数量,提高细菌和放线菌的数量,且对尖孢镰孢菌(Fusarium oxysporum)有很好的抑制作用,尖孢镰孢菌的基因拷贝数比对照降低了76.4%。这说明贝莱斯芽孢杆菌抑制连作障碍病原菌的效果明显,可改善土壤环境,促进平邑甜茶幼苗的生长,能在一定程度上减轻苹果连作障碍。