植物病原细菌hrp基因簇比较基因组分析

hrp基因是植物病原细菌中一类重要的致病基因,一般成簇排列。对14种已完成全基因组测序的植物病原细菌基因组中的hrp基因簇进行了大小、G+C含量、基因组成的BlastP比较。发现它们的大小在18～24 kb,由22～28个基因组成。欧文氏菌属和假单胞菌属的菌株中G+C含量较低,拉尔氏菌属和黄单胞菌属菌株的G+C含量较高。而且,各菌属的基因簇都有其独有的hrp基因,如假单胞菌属是hrpK1、hrpV、hrpA;欧文氏菌属是hrpT、hrpV、hrpA;拉尔氏菌属是hrpZ、hrpX、hrpY、hrpV;黄单胞菌属是hrpE、hrpD6、hpaA。其中,基因hrpA1、hrpA、hrpY和hrpE在假单胞菌属、欧文氏菌属、拉尔氏菌属和黄单胞菌属中均编码Ⅲ型菌毛的基因,可能在寄主和病原物识别中起重要作用。

玉米大斑病菌MAPK超家族的全基因组鉴定及途径模型建立

【目的】从全基因组水平鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的MAPK超家族基因,并对其进行系统进化、基因结构、多重序列比对及保守位点分析,构建玉米大斑病菌中的MAPK级联途径模型,为深入研究该植物病原菌中MAPK级联途径的功能奠定基础。【方法】利用玉米大斑病菌基因组数据库,通过基于隐马尔科夫模型的HMMER 3.0软件搜索基因组,鉴定并获得MAPK超家族成员序列、基因组定位信息;采用MEGA 5.0软件进行系统进化分析;通过GSDS工具进行基因结构分析;利用ClustalX、MEME工具分析MAPK蛋白激酶区的保守性及保守位点。【结果】在玉米大斑病菌基因组中发现了4个MAPK基因、3个MAPKK基因和3个MAPKKK基因。系统进化分析将MAPK分为Kss1/Fus3、Slt2、Hog1及Ime2 4类;MAPKK分为Pbs2、Ste7及Mkk1 3类;MAPKKK分为Ste11、Bck1及Ssk2 3类。基因组定位及基因结构分析表明,MAPK超家族散布在基因组中,且MAPK基因的结构最为复杂多样,MAPKK次之,MAPKKK结构最简单。多重序列比对与保守位点分析表明,玉米大斑病菌MAPK超家族的激酶结构域均高度保守,其中MAPK具有保守的"-TxY-"磷酸化位点,MAPKK含有保守的"-SD[V/I]WS-"磷酸化位点,MAPKKK含有"-G[S/T][V/P][F/M][W/Y]M[A/S]PEV-"特异性保守位点。【结论】全基因组分析表明,玉米大斑病菌中包括4个MAPK基因、3个MAPKK基因和3个MAPKKK基因。通过系统进化、基因结构及多重序列比对和保守位点分析,在玉米大斑病菌中构建了Fus3/Kss1-homolog、Slt2-homolog、Hog1-homolog和Ime2-homolog4条MAPK级联途径,其中Ime2 homolog为一条新发现的MAPK级联途径。该信息为深入解析植物病原真菌MAPK超家族的功能奠定了基础。

灰葡萄孢BcKMO在病菌生长、发育和致病过程中的功能

【目的】明确灰葡萄孢BcKMO在病菌生长、发育和致病过程中的功能,为阐明该基因调控灰葡萄孢生长、发育和致病的分子机理奠定基础,并为灰霉病的防治提供理论依据。【方法】利用生物信息学方法,对BcKMO及其编码产物进行分析。扩增BcKMO的编码区,与pBARKS1-eGFP载体连接,构建基因的表达载体pBARKS1-BcKMO-eGFP;利用PEG介导的原生质体转化方法,转化BcKMO的T-DNA插入突变体BCG183的原生质体;利用PCR、Southern blotting和real-time PCR技术,对所获得转化子进行鉴定;对野生型菌株BC22、突变体BCG183和回复突变体BCG183/BcKMO的表型(菌落形态、菌丝形态、生长速度、产孢量等)和致病力进行分析。【结果】BcKMO编码犬尿氨酸单氧酶(kynurenine 3-monooxygenase,KMO),含有单氧酶FAD的保守结构域和4个类似芳香环羟化酶(Aromatic-ring hydroxylase-like)的基序,与核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)的Rossmann卷曲NAD(P)(+)-结合蛋白(Rossmann-fold NAD(P)(+)-binding proteins,gi156049701)和从线嘴壳(Ophiostoma piceae)的FAD依赖性氧化还原酶(FAD-dependent oxidoreductase,gi512192943)同源性较高。成功构建了BcKMO的表达载体pBARKS1-BcKMO-eGFP,利用PEG介导的转化方法,转化突变体BCG183的原生质体,获得了草胺膦抗性的转化子;利用PCR、Southern blotting和real-time PCR技术鉴定转化子,获得了BcKMO的回复突变体BCG183/BcKMO。对突变体BCG183和回复突变体BCG183/BcKMO的表型进行了分析,发现BCG183突变体的生长速率减慢,不产生分生孢子和菌核,菌丝纤细;回复突变体和野生型菌株的生长速率、菌丝形态基本一致,均产生分生孢子和菌核。致病力分析发现,BCG183突变体在芸豆叶片和黄瓜叶片上的致病力均较野生型和回复突变体明显增强。【结论】灰葡萄孢BcKMO正调控病菌的生长、发育,负调控病菌的致病力。

玉米大斑病菌有性杂交后代的交配型与寄生适合度分化

【目的】了解玉米大斑病菌有性杂交后代交配型和致病性分化情况,明确有性杂交与菌株变异间的关系。【方法】以01-12和01-15为出发菌株,人工诱导玉米大斑病菌的有性后代,获得F1代菌株,再以F1代菌株40和42为亲本,获得有性杂交F2代菌株;对有性后代进行交配型和寄生适合度测定;采用毛细管电泳技术分析不同致病类型菌株的毒素含量。【结果】在室内条件下连续诱导产生玉米大斑病菌的2个有性世代,获得了79个F1代菌株和32个F2代菌株;后代菌株的交配型发生了明显分化,出现了A、a、Aa和中性菌株,其中F1代A、a分离比例明显偏离1﹕1;寄生适合度测定结果表明,F1代和F2代菌株较亲本均发生了寄生适合度分化,其中F1代中较亲本寄生适合度增强的菌株占30.00%,减弱的菌株占50.00%;F2代中较亲本寄生适合度增强的菌株占21.87%,减弱的菌株占31.25%;毛细管电泳结果表明,强致病力菌株的毒性组分含量明显高于弱致病力菌株。【结论】有性杂交是导致菌株交配型及致病性发生分化变异的主要因素之一,菌株的致病力强弱与其毒素含量呈一致关系。

玉米大斑病菌Homeobox转录因子家族全基因组鉴定及其表达规律分析

【目的】从全基因组水平上鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)Homeobox转录因子家族及其分布,阐明该家族的序列及进化特征,分析该家族基因在病菌不同生长发育时期的表达规律。【方法】利用生物信息学手段搜索玉米大斑病菌全基因组数据库,鉴定Homeobox转录因子家族;采用MEGA 5.0软件进行系统进化树分析;利用在线工具GSDS(gene structure display server)(http://gsds1.cbi.pku.edu.cn/index.php)绘制基因结构图;利用Clustal X 1.83软件分析Homeobox保守结构域(HOX保守结构域)的氨基酸序列特征;利用SOPMA(https://npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.plpage=npsa_sopma.html)对Homeobox蛋白的二级结构进行在线预测;利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术分析Homeobox转录因子家族在病菌不同发育时期的表达模式。【结果】在玉米大斑病菌中鉴定了8个Homeobox转录因子家族成员(St HTF1-8),根据基因结构及系统进化特征将其分为4类;亚细胞定位预测分析表明,这8个蛋白全部定位在细胞核中;该家族成员均含有HOX保守结构域,其二级结构具有特征性的"螺旋-转角-螺旋"(helix-turn-helix)结构;利用q RT-PCR技术对该家族成员在菌丝、分生孢子形成、芽管形成、附着胞及侵入丝形成等5个时期的表达规律分析,发现不同基因在病菌不同发育时期具有不同的表达水平,其中St HTF1在菌丝发育、分生孢子及附着胞形成等3个时期的表达水平相对较高,St HTF3、St HTF4在分生孢子形成时期表达水平最高,St HTF6在芽管形成时期的表达水平最高,St HTF2、St HTF5、St HTF7和St HTF8在附着胞形成时期的表达水平均较高。【结论】玉米大斑病菌包括Homeobox转录因子家族包含8个成员,在进化上分为4大类,全部成员均分布在细胞核内,其编码蛋白质均含有保守的HOX结构域及"螺旋-转角-螺旋"空间结构;该基因家族成员在病菌不同发育时期呈现不同的表达规律。

玉米大斑病菌MAPK基因St IME2的基因组定位、蛋白质结构预测及表达分析

【目的】确定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)MAPK基因St IME2在基因组中的位置;系统解析目的蛋白质St Ime2的结构特征;分析玉米大斑病菌St IME2在不同发育时期及不同胁迫条件下(温度、氧胁迫、高渗胁迫)的表达,为深入研究该基因的功能奠定基础。【方法】通过本地Blast搜索玉米大斑病菌基因组数据库,确定St IME2在基因组的精确位置;利用Prot Param在线分析St Ime2蛋白的理化性质,利用SOMPA在线软件预测St Ime2蛋白的二级结构。通过PHYRE2在线服务器对St Ime2蛋白的三维结构进行预测。利用半定量RT-PCR方法分析不同发育时期及不同胁迫条件下St IME2的表达。【结果】玉米大斑病菌St IME2为一类与酿酒酵母中Sc IME2具有较高同源性的基因,为在植物病原真菌中鲜有报道的MAPK基因。该基因的ID为98 105,位于scaffold_7正链的1 560 184—1 562 574位置,St Ime2蛋白具有MAPK类蛋白激酶的特征性保守结构域,其二级结构主要以α-螺旋和无规则卷曲为主,β-折叠较少且主要存在于N端,其三级结构具有1个较小的N端域和1个较大的C端域;该基因在病菌分生孢子时期表达量最高,附着胞发育时期表达量最低。将病菌置于不同温度条件下处理,发现培养温度为28℃时St IME2表达量达到最高。在高渗胁迫条件下,随Na Cl浓度的增加,St IME2的表达量逐渐增加,但在较高胁迫条件下(0.8 mol·L-1 Na Cl),该基因表达几乎被完全抑制。经H2O2胁迫处理后,St IME2的表达量随H2O2的浓度增加而增强,在10 mmol·L-1 H2O2的处理下表达量最高。【结论】玉米大斑病菌St IME2位于scaffold_7正链的1 560 184—1 562 574位置。St Ime2蛋白具有MAPK激酶的所有特征性保守结构域,为一类功能鲜有报道的MAPK蛋白激酶。该基因在玉米大斑病菌分生孢子时期表达量最高,推测可能在调控病菌分生孢子发育过程中起重要作用。该基因的表达水平可随培养温度的变化而变化,28℃表达量最高。该基因可能参与病菌的高渗胁迫及氧胁迫反应。

玉米大斑病菌转录因子StSte12的活性及其对酵母生长的功能互补分析

【目的】分析玉米大斑病菌StSte12的结构、转录活性及功能。【方法】利用生物信息学方法,对获得的StSte12进行保守结构域和进化树分析,推测该基因的功能;利用β-半乳糖苷酶法检测StSte12的转录活性;将StSTE12转化至酿酒酵母ScSTE12基因缺失突变体ste12Δ中,筛选酿酒酵母ScSTE12的功能互补突变体并对其分析,验证玉米大斑病菌StSTE12的功能。【结果】通过蛋白比对发现StSte12具有转录因子特有的STE homeodomain和ZnF_C2H2锌指结构;同源性分析显示,该基因与其它植物病原真菌的STE12-like基因有较高的同源性;利用β-半乳糖苷酶法检测发现,StSte12具有转录激活活性;酵母互补试验表明,StSTE12可以回复酿酒酵母ste12Δ的功能,能够调控酵母细胞的生长。【结论】玉米大斑病菌StSTE12属于STE12-like基因;转录因子StSte12具有转录活性;对酵母细胞在YPD培养基上的侵入生长有重要的调控作用。

外来入侵杂草刺果瓜(Sicyos angulatus L.)严重危害玉米

刺果瓜（Sic yos angulatus L.）为葫芦科野胡瓜属一年生攀援草本植物,生长扩展速度快,种子量大、繁殖力极强.该杂草原产于美国,我国仅在台湾和大连地区发生.2013年本研究调查发现,刺果瓜于2002年在宣化区屈家庄首次发生,目前已导致张家口地区约400 hm2玉米受害,造成减产50％～80％.刺果瓜的生长、入侵、传播途径和防控技术等尚不清楚,急需进行深入研究.

蚜虫危害对玉米鞘腐病发生的影响

为明确玉米鞘腐病的发生特点和流行规律,本研究通过测定交互接种蚜虫和层出镰孢后玉米鞘腐病的发病程度,初步确定蚜虫危害对病害发生的影响。结果表明,蚜虫不携带和传播层出镰孢菌,但蚜虫排泄的蜜露能够促进层出镰孢的生长;接种层出镰孢后再接种蚜虫的处理发病率、病情指数均较只接种病原菌的处理显著性增加;‘郑单958’和‘浚单20’接种层出镰孢后再经机械刺伤并涂抹松三糖溶液的处理发病率较只接种层出镰孢的处理分别增加了22.22%和11.33%,病情指数分别增加了9.12和13.03。表明蚜虫取食造成的伤口及排泄产生的蜜露会加重玉米鞘腐病的发病程度。

烟嘧磺隆降解菌株的筛选及其降解特性初探

为得到烟嘧磺隆的高效降解菌株,并了解其降解特性,从烟嘧磺隆生产厂家污水处理池中筛选得到1株可高效降解烟嘧磺隆的菌株ND1,经形态学观察及生理生化、16S rDNA鉴定,该菌株为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis。在30℃、150 r/min条件下,该菌株3 d内可将200 mg/L的烟嘧磺隆降解98%以上;进一步通过高效液相色谱-串联质谱仪(HPLC-MS/MS)检测其降解产物,发现该菌株可作用于烟嘧磺隆的磺酰脲键,使其桥键发生断裂而产生降解产物2-氨基-4,6-二甲氧基嘧啶和磺酰胺。

玉米大斑病菌STK2的基因组定位、蛋白质结构预测及其表达

【目的】确定玉米大斑病菌STK2在基因组中的位置;解析目的蛋白质Stk2的结构特征;构建STK2真核表达载体,获得真核表达体系中的胞外分泌蛋白。【方法】利用生物信息学方法,确定STK2在玉米大斑病菌基因组中的确切位置,解析Stk2蛋白质的结构特征;根据STK2的ORF序列及真核表达载体pPIC9K的多克隆位点设计引物,构建真核表达载体,采用电击转化法将重组质粒转入宿主菌GS115中进行诱导表达,利用SDS-PAGE检测并鉴定目的蛋白质。【结果】玉米大斑病菌STK2的ID为91433,该基因位于scaffold_3正链的1561986-1563262位置;Stk2蛋白具有MAPK类蛋白激酶的特征性保守结构域,其二级结构主要以α螺旋和无规则卷曲为主,β折叠较少且主要存在于N端,其三级结构具有1个较小的N端域和1个较大的C端域;成功构建了STK2的真核表达载体pPIC9K-STK2,筛选获得了抗性转化子;在毕赤酵母菌中,经甲醇诱导得到了1个分子量约为41 kD的蛋白质组分且被分泌至胞外,该蛋白质的大小与理论分子量相符,推测Stk2蛋白已在宿主菌中表达并被分泌至胞外。【结论】玉米大斑病菌STK2位于scaffold_3正链的1561986-1563262位置;Stk2具有MAPK激酶的所有特征性保守结构域,属于典型的MAPK蛋白激酶;该基因能在真核细胞中表达,获得了可溶性分泌蛋白质,为Stk2蛋白的多克隆抗体制备及基因的功能研究奠定基础。

灰葡萄孢犬尿氨酸单氧酶基因BcKMO调控病菌致病力的机制分析

【目的】揭示灰葡萄孢犬尿氨酸单氧酶基因BcKMO(kynurenine 3-monooxygenase)调控病菌致病力的机制,阐明灰葡萄孢致病的分子机理。【方法】利用DNS和Hoffman方法,对BcKMO的T-DNA插入突变体BCG183和回复突变体(BCG183/BcKMO)的多聚半乳糖醛酸酶(PMG)、果胶酶(PG)、纤维素酶(Cx)、多聚半乳糖醛酸反式消除酶(PGTE)和果胶甲基反式消除酶(PMTE)的活性进行分析;提取灰葡萄孢野生型和BCG183、BCG183/BcKMO突变体的粗毒素并进行生物活性测定;利用溴百里酚蓝显色试验,对突变体BCG183和BCG183/BcKMO的产酸能力进行分析;利用洋葱表皮穿透试验,检测突变体BCG183和BCG183/BcKMO的穿透能力;利用real-time PCR技术,检测突变体BCG183和BCG183/BcKMO中已知致病相关基因腺苷酸环化酶编码基因Bac、异源三聚体G-蛋白G?亚基基因Bcg2和Bcg3、蛋白激酶调节亚基基因PkaR、MAP激酶编码基因Bmp1和Sak1、MAP激酶Bmp3和BcSak1下游的靶基因Bcreg1、TCHK-MAPK信号途径基因Bos1、亲环蛋白A编码基因Bcp1、小G蛋白基因Ras2、多聚半乳糖醛酸酶基因Bcpg1和超氧化物歧化酶基因Sod1的表达水平。【结果】突变体BCG183中的PMG和PG的酶活性较野生型和回复突变体明显增强,CX、PGTE和PMTE的酶活性与野生型和回复突变体没有明显差别;突变体BCG183的毒素活性较野生型和回复突变体明显增强;突变体BCG183的产酸能力较野生型和回复突变体明显减弱;突变体BCG183能够穿透洋葱表皮,在培养基上形成菌落,与野生型和回复突变体没有明显差别;突变体BCG183中已知致病相关基因Bac、Bcg2、Bcg3、PkaR、Bmp1、Sak1、Bcreg1、Bos1、Bcp1、Ras2、Bcpg1和Sod1的表达水平明显强于野生型和回复突变体。【结论】灰葡萄孢BcKMO通过调控病菌的胞壁降解酶活性、毒素活性、产酸能力、致病相关基因的表达而影响病菌的致病力。

玉米JAZ家族基因的表达规律分析

为阐明玉米JAZ家族基因的功能及其调控机制,本研究利用生物信息学方法,对玉米JAZ家族基因进行系统进化分析、保守结构域分析、组织特异性分析以及在玉米抵抗生物和非生物胁迫过程中的表达规律分析。利用Real-time PCR技术,检测玉米JAZ家族基因在玉米抗感禾谷镰孢的自交系Mo17和B73中的表达规律。结果发现,玉米JAZ家族基因与拟南芥家族基因具有一定同源性,23个成员都含有TIFY和Jas(CCT_2)结构域且具有组织特异性;在生物(黄曲霉和拟轮枝镰孢)和非生物胁迫(高温、低温、高盐和紫外损伤)下,表达水平呈现明显的变化;部分JAZ家族基因在玉米抗感禾谷镰孢自交系Mo17和B73中的表达规律呈现明显的差别,说明JAZ家族基因在玉米抵抗生物和非生物胁迫以及玉米抵抗禾谷镰孢侵染过程中发挥重要的作用。

玉米大斑病菌漆酶基因的克隆与生物信息学分析

根据真菌漆酶铜离子结合位点的保守性,设计简并引物,利用PCR结合末端快速扩增(RACE)技术和染色体步移(Genome walking)技术获得玉米大斑病菌漆酶基因全长,采用生物信息学方法分析基因结构,预测功能。本研究共克隆获得了2个玉米大斑病菌的漆酶基因,分别命名为StLAC1和StLAC2。StLAC1基因的cDNA全长为1 806bp,DNA全长为1 855bp,序列含有1个49bp的内含子,编码601个氨基酸。StLAC2基因DNA全长为1 763bp,其中含有3个外显子,2个内含子,cDNA为1 665bp,编码554个氨基酸。Stlac1p和Stlac2p均具有漆酶特有的3个Cu2+活性位点,且活性位点高度保守。Southern blot分析结果表明漆酶基因StLAC1和StLAC2在玉米大斑病菌基因组中均以单拷贝形式存在。结果表明:玉米大斑病菌基因组中至少存在2个漆酶基因。

拟南芥转酮醇酶Transket结构域家族基因的鉴定和生物信息学分析

植物转酮醇酶是植物光合作用中的重要酶类,在卡尔文循环中起着关键作用。本研究利用HMMER程序,对拟南芥转酮醇酶Transket的家族成员进行鉴定,获得了12个Transket家族成员,其中AT3G60750是一个植物光合作用的关键基因。利用MapInspect绘制了各家族成员的染色体定位图谱。利用生物信息学方法对拟南芥芯片信息数据进行了分析,获得了各家族成员在不同组织中的表达模式。本研究结果将为揭示此类蛋白参与植物体内的生理过程及分子机制有着重要的借鉴意义和参考价值。

拟南芥抗灰霉病基因T1N622互作蛋白的筛选与分析

前期研究中从拟南芥突变体库中筛选获得一株对灰霉病菌侵染表现为感病的突变体。利用TAIL-PCR等技术克隆获得拟南芥抗灰霉病基因T1N6_22。为了进一步明确T1N6_22在拟南芥抗灰霉病过程中的调控机制,利用酵母双杂交技术(Y2H),以构建成功的p AS1/T1N6_22蛋白为诱饵,筛选拟南芥的cDNA文库。通过酵母双杂交筛选,共获得28个酵母克隆。利用T1N6_2基因特异性引物鉴定酵母阳性克隆,并进行测序。共获得了4个可能与T1N6_22互作的蛋白AT2G19480、AT1G06050、AT5G34780和AT1G21400。Blast分析发现,AT2G19480、AT1G06050、AT5G34780和AT1G21400分别为核小体装配蛋白、功能未知蛋白、假定的泛酸还原酶和硫胺二磷酸盐结合折叠超家族蛋白,分别参与到核糖体装配、泛酸盐合成、植物代谢等过程中。研究结果为确定T1N6_22蛋白的互作蛋白,阐明其调控拟南芥抗灰霉病的分子机制奠定了基础。

玉米大斑病菌转录因子StSte12的表达特性分析及其调控基因的筛选

【目的】确定玉米大斑病菌转录因子StSte12在基因组中的位置,分析目的蛋白质StSte12的结构特征;明确StSTE12在病菌不同发育时期的表达情况;筛选可能受StSte12转录因子调控的基因,分析其匹配序列的结构特征,并比较它们在病菌的中表达情况。【方法】利用生物信息学方法,确定StSte12在玉米大斑病菌基因组中的位置并解析目的蛋白质StSte12的结构特征;利用Western blot技术分析StSTE12在病菌不同发育时期的表达规律;根据酿酒酵母Ste12转录因子的下游调控基因,筛选病菌中可能受StSte12调控的功能基因;并利用生物信息学方法得出下游调控基因的结合位点;利用RT-PCR技术,分析这些基因在StSTE12 RNAi转化子与野生型菌株中的表达情况。【结果】StSTE12的ID为105656,该基因位于scaffold_13正链的1061747-1064127位置;该蛋白具有Ste12-like蛋白特有的保守结构域(STE homeodomain和ZnF_C2H2锌指结构)及空间结构;StSTE12在附着胞时期表达量最大;筛选了部分StSte12调控基因,与StSte12的匹配序列为T\C GAAAC A\G,中间部分GAAAC非常保守;StKAR5在野生型中表达量小于StSTE12 RNAi转化子,StBEM2、StBUD8、StCHS7相反;StRAX2的表达量在野生型和转化子中一致。【结论】StSte12具有Ste12-like所特有的DNA结合结构域和空间结构;该蛋白在附着胞发育中发挥重要功能;筛选了部分StSte12的调控基因,其匹配序列可概括为T\C GAAAC A\G,且证实了这些基因受StSte12调控。

一株拮抗腐霉病菌的枯草芽孢杆菌的分离鉴定及诱变选育

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)可产生多种抗菌蛋白、抗生素及酶类抗菌物质,对多种植物病原真菌有良好的防治效果。通过从土壤中分离抑真菌活性的枯草芽孢杆菌,并进行UV-NaNO2物理化学联合诱变,获得一株对腐霉病菌(Pythium aphanidermatum)具有较强拮抗作用的菌株。突变菌株的生长速率、耐高温性均较出发菌株有较大提高,盆栽试验表明诱变菌株较出发菌株对腐霉病菌引发的黄瓜腐霉病具有更好的防治作用。

高渗胁迫对玉米大斑病菌生长发育的影响及菌丝细胞中渗透调节物质的分析

【目的】了解不同高渗胁迫条件对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)菌丝发育及胞内黑色素含量的影响,明确在病菌菌丝细胞中起主要作用的渗透调节物质的种类及这些物质在不同高渗胁迫条件下的变化规律。【方法】采用3种不同浓度梯度(0.4、0.8、1.2 mol·L-1 Na Cl)的高渗胁迫条件处理玉米大斑病菌,分析高渗胁迫对菌落生长、菌丝发育及菌丝胞内黑色素含量的影响;利用高效液相色谱(high performance liquid chromatography,HPLC)技术测定3种高渗浓度处理下菌丝细胞中甘油、赤藓醇、葡萄糖、甘露醇、海藻糖5种多羟基醇的含量并分析其随时间变化的规律。【结果】与在普通PDA培养基上的病菌相比,在高渗胁迫条件下病菌菌落生长速率明显降低,菌丝细胞间隔变短、细胞显著膨大,且随胁迫浓度增加细胞膨大程度增强;高渗胁迫下的菌株在各个时间点的胞内黑色素含量与对照相比有明显差异,其中高渗处理12 h之前样品中黑色素的含量均比对照组低,但不同处理之间含量均很接近;而在24、48 h两个时间点不同处理浓度对黑色素的影响不同,1.2 mol·L-1Na Cl处理下与对照相比黑色素含量均显著增加,0.8 mol·L-1 Na Cl处理下与对照相比黑色素含量降低,0.4 mol·L-1Na Cl处理下样品的黑色素含量与对照相比在24 h时显著降低,但48 h时与对照基本一致;在不同的高渗胁迫条件下(0.4、0.8、1.2 mol·L-1 Na Cl)菌丝细胞中甘露醇的含量均有随处理时间延长而增加的趋势,在处理时间为36 h时甘露醇含量较对照增加最为明显,具有显著性差异;菌丝中甘油含量的变化与甘露醇的变化规律相似,且在高渗胁迫处理下甘油含量增加幅度更加明显,并在处理24 h后甘油含量较对照显著增加;菌丝中海藻糖含量总体上有随时间延长而降低的趋势,且渗透胁迫的强度越高该趋势越明显,不同浓度Na Cl处理的菌丝中海藻糖含量均在36 h与对照相比显著降低;而赤藓醇、葡萄糖的含量与对照相比没有显著变化;在普通PD培养基或高渗处理条件下,菌丝培养滤液中均没有检测到甘露醇、海藻糖和甘油的存在,而培养基中葡萄糖的含量随高渗胁迫浓度的增加而减少。【结论】高渗胁迫抑制了玉米大斑病菌菌落的生长,使菌丝细胞膨大、间隔变短;高渗胁迫处理病菌12 h之前对菌丝胞内黑色素含量均有明显的抑制作用;甘露醇、甘油为病菌菌丝细胞中的主要渗透调节物质,海藻糖也参与了病菌的高渗胁迫反应。

瓜果腐霉Pythium aphanidermatum PAM1菌株中除草活性物质的分离和纯化

为了对瓜果腐霉PAM1菌株中的除草活性物质进行分离纯化和结构分析,本试验通过有机溶剂超声波提取、硅胶柱层析和高效液相色谱相结合的方法对除草活性化合物进行分离,利用质谱、红外光谱和核磁共振等技术对所得到的化合物进行了结构分析。结果表明:从瓜果腐霉PAM1菌株的乙酸乙酯粗提物、甲醇粗提物中分别获得了保留时间为16.37和8.55min的化合物1和化合物2,2个化合物对马唐叶片均表现出较强的除草活性。化合物1的核磁图谱显示其分子中含有不饱和键、羟基和羧基,质谱图提示其分子量为578,推断其可能的分子式为C37H70O4;化合物2可能的分子量为453。瓜果腐霉菌丝提取得到的2个化合物均为长链脂肪酸类化合物。