内切-1,4-β-葡聚糖酶在植物细胞生长发育中的作用

内切-1,4-β-葡聚糖酶(EGases)可以催化水解具有1,4-β-葡聚糖主链的多聚糖,如纤维素和木葡聚糖分子,从而参与对细胞壁的修饰.植物细胞中存在一个EGase蛋白家族,且多为分泌蛋白;在植物细胞中还存在另一类跨膜EGase,是细胞壁纤维素生物合成所必需的,但植物EGases在体外具有降解纤维素人造底物羧甲基纤维素(CMC)的能力,而绝大多数植物EGases在活体细胞中并不能有效地降解结晶态纤维素分子和木葡聚糖分子.本文就EGases在细胞伸长、果实成熟和组织器官脱落等发育过程中的作用,以及EGases在植物纤维素合成与降解中的作用进行综述.     

中药提取物对黄芪根腐病菌的抑制效果

打破了传统的化学药剂(特别是农药)防治黄芪根腐病菌的局限,以发展绿色防治中药材病害为前提,采用蛇床子、知母的提取液制备含药培养基,并以灭菌水作为对照,分别接种黄芪根腐病菌,探讨这两种中药对黄芪根腐病菌—尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)的抑制作用。研究结果表明,2种中药提取物对抑制黄芪根腐病菌均有不同程度的影响,实验结果表明,无论从药剂类型还是药剂浓度来看,蛇床子防治黄芪根腐病菌的效果最佳,具有显著水平,其最高抑制率为96.13%。     

人参内生细菌ge21菌株的鉴定及抑菌活性测定

从人参根内分离到一株细菌ge21,经形态特征观察、生理生化特性测定和16SrDNA序列分析,表明该菌株同已知菌Paenibacillus granivorans的相似性最高,为96.89%,初步认定为类芽孢杆菌属的一个潜在新种。抑菌试验结果表明,该菌株对尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporium)、寄生疫霉菌(Phytophthora parasitica)、剑麻炭疽病菌(Colletotrichum agaves)、烟草赤星病菌(Alternaria longipes)、稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)、人参立枯病菌(Rhizoctonia solani)、人参疫病菌(Phytophthora cactorum)和人参菌核病菌(Sclerotinia schinseng)均有一定的抑菌活性。     

绿色木霉TV41对尖孢镰刀菌FW0在西瓜植株空间分布和枯萎病防控效果的影响

【目的】为进一步探究盆栽试验条件下绿色木霉TV41 (Trichoderma viride TV41)对尖孢镰刀菌FW0 (Fusarium oxysporum FW0)在西瓜植株空间分布的影响以及对西瓜枯萎病的防控效果。【方法】通过定期检测不同处理西瓜根际/根表尖孢镰刀菌的数量、西瓜植株根内/茎内尖孢镰刀菌的数量以及植株侧根被侵染比例和尖孢镰刀菌在植株内的侵染进程,进行多次盆栽试验并统计发病率。【结果】当绿色木霉和尖孢镰刀菌接种量均为5×105孢子/g基质时,绿色木霉TV41在西瓜根际/根表的定殖数量明显高于尖孢镰刀菌FW0的数量,接种了绿色木霉TV41的处理,根际/根表尖孢镰刀菌的数量(103/g基质)显著低于仅接种FW0的对照(104/g基质);绿色木霉TV41不仅能够有效减缓尖孢镰刀菌在西瓜植株内的侵染进程,而且能够有效降低西瓜植株根内、茎内尖孢镰刀菌的数量。与对照(只接种FW0)相比,接种绿色木霉后西瓜枯萎病的发病率从66%降低到27%。【结论】绿色木霉TV41能够通过影响尖孢镰刀菌FW0在西瓜植株的空间分布,从而有效防控西瓜枯萎病的发生,防控效果达到60%。     

自然林下与田间根腐三七根际微生物群落特征及比较分析

【背景】三七根际微生物群落特征与其土传根腐病害密切相关,而针对自然林下根腐三七的相关研究鲜见报道。【目的】比较分析自然林下与田间根腐三七根际土壤微生物群落的组成特征,结合土壤理化性质与酶活性分析,为三七根腐病害防治与仿野生栽培提供科学依据。【方法】采集自然林下与田间根腐三七根际土壤,利用高通量测序技术,分析土壤细菌与真菌群落的物种组成与多样性,并测定土壤理化性质和酶活性。【结果】自然林下与田间根腐三七根际土壤中细菌和真菌群落组成具有明显差异,自然林下根腐三七根际土壤中担子菌门(Basidiomycota)、酸杆菌门(Acidobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)的相对丰度较高,而田间根腐三七根际土壤中子囊菌门(Ascomycota)、变形菌门(Proteobacteria)和绿弯菌门(Chloroflexi)的相对丰度较高。在属分类水平,镰刀菌属(Fusarium)是自然林下根腐三七根际土壤中的优势菌群,相对丰度为17.30%,而癣囊腔菌属(Plectosphaerella)是田间根腐三七根际土壤中的优势菌群,相对丰度为22.55%;Candidatus Ba...     

串珠镰刀菌和尖孢镰刀菌对玉蜀黍苗期侵染的接种试验

以土壤接种的方法测定了串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme Sheld.) 3个菌株和尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum Schl．)9个菌株对玉蜀黍幼苗的侵染力。结果表明在试验菌株中存在强、中等、不稳定、弱至无四种致病力类型。串珠镰刀菌中的NF2109(分离白玉蜀黍杆腐病株)和哈医143(分离自玉蜀黍种粒),尖孢镰刀菌中的NF1800(分离自香蕉果柄)和NF109(分离自松林土壤)属于强致病力类型。尖孢镰刀菌中的NF033(分离自玉蜀黍种粒)、NF245(分离自苹果烂根)、哈医142(分离自玉蜀黍种粒)属于中等强度类型。其余5个试验菌株有2个不稳定,3个呈弱或无致病力类世。叙述了这些菌引起的玉米苗枯的症状,并认为对玉蜀黍苗期的侵染,串珠镰刀菌的危在较之尖孢镰刀菌为大,并就试验菌林的致病力讨论了有关尖孢镰刀菌号化型问题。     

骏枣内生生防细菌的分离、筛选与鉴定

选择交城骏枣(Zizyphus jujube cv.Jiaocheng Junzao)作为分离内生细菌的材料,从中共分离到18株内生菌株,运用平板对峙法从中筛选出5株对大枣病原菌及部分植物病原菌有拮抗作用的内生细菌。抑菌试验结果表明:筛选出的5株细菌对刺盘胞菌Colletotrichum gloeosporides、链格孢菌Alternaria alternata、尖孢镰刀菌Fusarium oxysporium、烟草赤星病菌Alternarial longipes、稻瘟病菌Pyricularia oryzae、人参立枯病菌Rhizoctonia solani、人参菌核病菌Sclerotinia schinseng和小麦根腐病菌Bipolaris sorokiniana均有一定的抑菌活性。对这5株内生细菌进行了形态特征观察和生理生化鉴定。     

多裂碎米荠内生真菌隐孢丛赤壳菌C2代谢产物研究

从多裂碎米荠(Cardamine multijuga)内生真菌隐孢丛赤壳菌Cryphonectria radicalis C2的代谢产物中分离得到两个化合物,经NMR、MS等现代谱学方法分别鉴定为蒽茜素(skyrin)(1)和大黄素(emodin)(2).活性测定结果表明,两个化合物对秀丽隐杆线虫没有杀虫活性.但蒽茜素对小麦根腐病菌禾旋孢腔菌和稻恶苗藤仓赤霉菌具有良好的抗真菌活性,而大黄素对禾旋孢腔菌、藤仓赤霉菌和魔芋镰刀菌等7株植物病原菌均具有良好的抗菌效果.     

西芹根物质四次酮层物对黄瓜枯萎病菌细胞壁降解酶活性及镰刀菌酸含量的影响

为了探讨西芹根物质中化感物质对黄瓜枯萎病菌生理生化的作用,本研究对西芹根物质丙酮浸提液进行4次柱层析,每次层析后均进行化感效果测定,以化感抑制效果筛选每次层析最佳流分;然后将最佳流分和黄瓜枯萎病菌在液体培养基条件下进行共培养,144 h后测定黄瓜枯萎病菌分泌的3种细胞壁降解酶活性以及镰刀菌酸的含量。结果表明:西芹鲜根及根际土丙酮浸提液4次层析物每次层析获得的最佳流分均能抑制黄瓜枯萎病菌的生长;随层析次数的增加细胞壁降解酶活性和镰刀菌酸含量呈下降趋势,且细胞壁降解酶活性和镰刀菌酸含量较对照差异显著;相关性分析结果显示,各层析物化感抑制效果与果胶酶和β-葡萄糖苷酶的活性呈显著负相关,与镰刀菌酸含量无显著相关关系。     

乌头根腐病病原菌的分离与鉴定

【背景】四川江油地区栽培乌头极易发生根腐病,植株染病后枯萎死亡,最终影响药材产量。因发病因素和致病菌多样,乌头根腐病的防治向来困难。【目的】鉴定四川江油地区栽培乌头根腐病病原菌,为病害诊断和防治提供理论基础。【方法】采用组织分离法进行病原菌分离;按照Koch’s法则对分离的病菌进行致病性验证;通过形态学观察和真菌r DNA-ITS序列分析,鉴定病原菌种类。【结果】从具有根腐病症状的乌头根部分离得到47株真菌,其中菌株GF3-3、GF3-6和GF6-1是乌头根腐病的致病菌;通过形态特征结合rDNA-ITS序列分析将菌株GF3-3、GF3-6和GF6-1分别鉴定为Fusariumsolani、F.oxysporum和F.proliferatum。【结论】茄腐镰刀菌(F.solani)、尖孢镰刀菌(F. oxysporum)和层出镰刀菌(F. proliferatum)是乌头根腐病的主要病原菌,其中层出镰刀菌引起乌头患根腐病为首次报道。     

黄花倒水莲内生真菌生物活性评价及HNLF-44菌株鉴定

为充分开发黄花倒水莲(Polygala fallax)的内生真菌资源，获得具有抗植物病原真菌、抗氧化活性的内生真菌，该文以黄花倒水莲内生真菌为研究对象，使用平板对峙法检测内生真菌对6种植物病原真菌的抑菌活性，测定内生真菌发酵液的DPPH清除自由基能力和总还原能力，评价内生真菌的抗氧化活性，并对具有强抑菌活性和抗氧化活性的菌株进行形态和ITS鉴定。结果表明：(1)黄花倒水莲内生真菌中有2株内生真菌对香蕉专化尖孢镰刀菌、柑橘树脂病菌、叶点霉菌、香蕉具条叶斑病菌、茄病镰刀菌、三七根腐病菌具有明显的抑菌活性，抑菌率在50.3%～91.4%之间，其中HNLF-5对柑橘树脂病菌的抑菌率为73.2%,HNLF-44对香蕉专化尖孢镰刀菌抑菌率为91.4%。(2)内生真菌发酵液具有良好的抗氧化活性，DPPH清除率均在80%以上，总还原能力吸光值范围为0.279 2～0.748 8。(3)HNLF-44菌株为链格孢属真菌。该研究表明，药用植物黄花倒水莲内生真菌具有较好的生物活性，为后续从黄花倒水莲内生真菌中挖掘潜在新型抑菌活性和抗氧化活性物质奠定了基础。     

三七连作土壤浸提液对其根腐病菌的化感效应

采用甲醇、乙酸乙酯和水分别按液土比3∶1、6∶1和9∶1对三七连作土壤进行浸提,研究其浸提液对三七根腐病菌生长和种群数量的影响。结果表明: 平板培养72 h后,甲醇、乙酸乙酯和水浸提液对尖镰孢菌和腐皮镰孢菌的菌丝生长均表现为化感促进,其中,甲醇和乙酸乙酯浸提液对尖镰孢菌的化感效应指数为14.0%～19.8%和16.2%～20.2%,高于水浸提液的8.9%～14.2%,且不同浸提比例之间差异不显著;而甲醇浸提液对链格孢菌菌丝生长表现为化感抑制,且抑制效应在浸提比例为3∶1时最强,达到-33.2%～-38.5%,乙酸乙酯和水浸提液对链格孢菌菌丝生长无显著影响。土壤培养4周后,甲醇、乙酸乙酯和水浸提液均能增加土壤中尖镰孢菌的数量,其中,水浸提液的增加效应最强,达到每克干土3.49×10⁶～9.56×10⁶拷贝数,高于甲醇(每克干土1.68×10⁴～6.73×10⁴拷贝数)和乙酸乙酯浸提液(每克干土1.77×10⁴～3.72×10⁴拷贝数),且这种增加效应随浸提比例的增加逐渐减弱;水浸提液和低浸提比例的甲醇提取液均能增加土壤中腐皮镰孢菌的数量,而重茬土壤浸提液对链格孢菌的数量影响不显著。因此,三七连作土壤浸提液对根腐病菌如尖镰孢菌和腐皮镰孢菌均表现出明显的化感促进效应,这可能是再植三七易发生根腐病等土传病害的原因之一。     

一株内生砖红镰刀菌促进烟草生长和增强青枯病抗性

课题组前期报道了一株对马铃薯具有促生防病作用的内生砖红镰刀菌Fusarium lateritium (FL617)。为拓展该菌株的应用范围,本研究以同为茄科作物的烟草为研究对象,探究了砖红镰刀菌对其生长和抗病的影响。结果表明,与对照组相比,处理组叶表面积、主根数、叶片数、叶绿素a和叶绿素b含量分别提高了5.0、3.9、1.4、1.3和1.3倍;该结果表明砖红镰刀菌对烟草具有促生作用。生测结果表明,砖红镰刀菌增强了烟草对青枯病的抗病性,其青枯病病情指数下降约30%。植物激素合成相关基因表达模式分析,发现处理组植物激素合成相关基因表达显著上调(1.6-39.9倍);用青枯病菌Ralstonia solanacearum感染寄主植物后分析其水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)和R基因信号相关基因的转录模式,发现与对照组相比,处理组SA、JA相关基因均显著上调(1.2-8.3倍),仅有一个R基因显著下调(50%)。进一步用GFP标记的菌株进行荧光定殖观察,发现植物根系周围簇生着带有绿色荧光信号的真菌菌丝,表明砖红镰刀菌可以定殖于烟草根系。综上所述,推测砖红镰刀菌F. lateritium能够通过定殖于烟草根系介导植物激素、免疫防御相关基因的表达从而影响植株的生长发育和抗病性。     

小麦赤霉病菌细胞壁提取物(HCW)的生物活性*

从小麦赤霉病菌一禾谷镰孢 Fusarium gramtnearum Schw．强致病力(F15)和弱致病力(H28)菌株的菌丝细胞壁制备获得提取物(HCW),分别在抗病和感病小麦品种上对其生物括性进行了测定。结果表明,HCW可显著提高小麦黄化芽鞘、愈伤组织和穗组织等的苯丙氨酸解氨酶(PAL)和黄化芽鞘组织的脂氧合酶(LOX)的活力,但不影响小麦黄化芽鞘的生长。强、弱致病力菌株的Hcw的生物活性无明显差异,抗、感病品种对}删的反应也基本一致。禾谷镰孢产生的一种单端孢霉烯族毒素一脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)也具有类似的生物活性。HCW和DON均可抑制病菌的生长,但这种抑制作用又可部分互相抵消。     

解淀粉芽孢杆菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶的高效表达

目的:克隆解淀粉芽孢杆菌β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因(bglA)使其在解淀粉芽孢杆菌CICIM B4081中高效表达,并对重组酶进行酶学性质研究.方法:以解淀粉芽孢杆菌(CICIM B4801)染色体DNA为模板,经过PCR扩增得到了大小约为0.8kb的β-1,3-1,4-葡聚糖酶基因(bglA),构建了重组表达质粒pQ-bglA,通过电转化的方法将其转化人解淀粉芽孢杆菌(CICIM B4801)中.结果:得到了能高效表达β-1,3-1,4-葡聚糖酶的重组解淀粉芽孢杆菌.在250mL摇瓶条件下,重组菌分解地衣多糖的胞外最高酶活达到了1515.7U/mL,重组酶的最适作用温度为55℃,最适反应pH值为6.5.结论:重组菌的β-1,3-1,4-葡聚糖酶的酶活为原始菌株的11.84倍,实现了bglA基因在解淀粉芽孢杆菌中的高效表达.     

尖孢镰刀菌全基因组测序及其致病相关基因分析

尖孢镰刀菌是导致三七根腐病的病原之一。本研究采用Illumina高通量测序技术对三七根腐病原菌(Fusarium oxysporum)的基因组扫描测序,并进行了基因组序列分析、基因功能注释和比较基因组学分析,从全基因组水平鉴定致病相关基因。扫描结果表明,基因组大小为48.12 Mb,G+C含量为51.5%,15 746个基因编码区(CDS),其中11 330个基因(71.95%)可以在COG数据库中得到其分类信息,编码有功能的蛋白6 022个。该序列已经提交GenBank数据库,登录号为SAMN09976373。进一步分析得到细胞壁降解相关基因45个,搜索数据库中F. oxysporum MAPK级联途径组分的基因序列,与酿酒酵母中MAPK级联途径进行比对并进行系统进化分析。研究结果对深入理解尖孢镰刀菌导致三七致病的分子机理,从而进一步有效控制病害的发生具有重要意义。     

黄柏果实提取物对植物病原真菌的抑制作用

在室内测定了芸香科植物黄柏(Phellodendron chinese Schneid.)果实乙醇粗提物及其4个不同极性溶剂的萃取部分在浓度为1 mg/mL时对小麦纹枯病菌(Rhizoctonia cerealis)、稻纹枯病菌(Rhizoctonia solani)、番茄镰刀菌萎焉病菌(Fusarium oxysporum f. sp.lycopersici)、黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum)、棉花枯萎病菌(Fusarium vasinfectum)、棉花黄萎病菌(Verticillium dahliae)、小麦赤霉病菌(Fusarium graminearum)、玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)、西瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.niverum)、梨黑星病菌(Venturia piri-na)、稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)等11种植物病原真菌的抑制作用.乙酸乙酯部分和正丁醇部分对植物病原菌均表现出较强的抑制活性,其中乙酸乙酯部分对两种丝核菌小麦纹枯病菌和稻纹枯病菌的生长抑制作用最强,抑制率分别为100.00%和89.36%;正丁醇部分对两者的抑制率分别为97.32%和61.32%.实验结果表明,黄柏果实中的抗真菌活性成分主要存在于乙醇粗提物中的乙酸乙酯和正丁醇萃取部分中.     

岷江百合WRKY转录因子基因的克隆与功能分析

WRKY转录因子家族在植物应对非生物和生物胁迫的防卫反应中起重要作用。岷江百合(Lilium regale Wilson)是高抗枯萎病的野生百合,该研究基于前期转录组测序分析,采用RT PCR方法从岷江百合中克隆得到WRKY转录因子基因LrWRKY4并分析其功能,以探讨岷江百合对枯萎病菌尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)侵染的转录调控机制,为进一步研究岷江百合WRKY基因家族的功能奠定基础。结果显示：(1)LrWRKY4开放阅读框为993 bp,编码330个氨基酸,LrWRKY4含有一个高度保守的‘WRKYGQK’七肽序列和一个C₂H₂锌指基序,属于Ⅱc类WRKY转录因子。(2)成功构建GFP LrWRKY4融合载体并通过根癌农杆菌介导转化洋葱表皮细胞,激光共聚焦显微观察发现,GFP LrWRKY4融合蛋白表达的绿色荧光特异性地分布在洋葱表皮细胞的细胞核中。(3)成功构建了过表达载体pCAMBIA2300s LrWRKY4并转化烟草,得到11个T₂代转基因烟草株系,且转LrWRKY4基因烟草与野生型烟草(WT)在表型上无明显差异;尖孢镰刀菌接种根部和叶片的实验结果显示,转LrWRKY4基因烟草对尖孢镰刀菌的抗性较WT明显增强;qRT PCR分析显示,岷江百合LrWRKY4基因在11个转基因烟草株系中均有表达,且转基因烟草中JA/SA信号途径相关基因的表达上调,并诱导了部分病程蛋白相关基因以及抗氧化相关基因的表达上调。(4)岷江百合鳞片浸染LrWRKY4 RNAi载体后的腐烂程度和病变面积均远大于RNAi空载转化的鳞片;瞬时表达LrWRKY4 RNAi载体的岷江百合鳞片中LrWRKY4基因的表达水平较对照下降了约45.7%,接种尖孢镰刀菌72 h后表达水平下降了93.8%;瞬时表达LrWRKY4 RNAi后,一些JA/SA信号途径相关基因的表达水平明显下降。研究表明,岷江百合LrWRKY4编码一个定位于植物细胞核的Ⅱc类WRKY转录因子;LrWRKY4基因能够在转基因烟草中稳定表达,且过表达LrWRKY4基因提高了烟草对尖孢镰刀菌的抗性;但瞬时表达LrWRKY4 RNAi降低了岷江百合JA/SA信号途径相关基因的表达并增强了对尖孢镰刀菌的敏感性。推测LrWRKY4基因是岷江百合抗尖孢镰刀菌防卫反应中的正调控因子,可能通过参与JA/SA介导的信号传导途径,诱导防卫相关基因的表达从而调节其对尖孢镰刀菌的抗性。     

生防菌根系定殖竞争作用对西瓜枯萎病发病机理的影响

【目的】西瓜枯萎病是由西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.niveum)引起的一种常见的毁灭性土传病害,对镰刀菌同属非致病性菌株与致病性菌株存在的竞争作用进行研究,有助于获得新的具有生防效果的菌株,从而拓宽西瓜枯萎病生物防治的手段。【方法】利用选择性培养基和稀释平板计数法对温室盆栽试验中西瓜根际和非根际土壤及植物组织中非致病性轮枝镰刀菌菌株(Fusarium verticillioides XA)与致病性尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum LD)进行计数,确定其在西瓜植株根际和组织中的定殖情况。【结果】将从田间西瓜枯萎病发病植株根部分离获得的菌株XA和LD接入健康土壤中,接种菌株XA既不会引起西瓜枯萎病发病症状,也不会影响西瓜植株生物量,但接种菌株LD导致严重发病症状。与单接种LD处理相比较,双接种(XA+LD)处理地上部鲜重和地上部干重都分别增加了151.2%和110%。XA菌株能成功定殖于西瓜根系,但在茎基部没有检测到。在接种菌株LD的处理中植物组织和土壤中致病性镰刀菌的数量达到(1.58 4.85)×104CFU/g。与单接种LD处理相比,双接种菌株XA和LD处理植物茎基部、根系、根际土壤和土体土壤致病性镰刀菌的数量分别下降63.3%、66.1%、3.3%和24.4%,根系、根际土壤和土体土壤非致病性镰刀菌的数量增加到(0.35 3.84)×104CFU/g;双接种处理对西瓜枯萎病的防效达57.8%。【结论】非致病性轮枝镰刀菌菌株XA可有效降低致病性尖孢镰刀菌LD对西瓜植株的定殖侵染能力,对西瓜枯萎病具有一定的生防效果。