云杉腐烂病菌Cytospora piceae全基因组测序及比较基因组分析

【目的】壳囊孢属(Cytospora)真菌引起的林木腐烂病和枝枯病,是一类重要的、分布广泛的枝干病害,可引起重大经济损失和生态破坏。通过全基因组测序和比较基因组学分析,探究不同腐烂病菌的全基因组特征,分析其与寄主选择和致病性相关的基因或基因家族的差异性,将有助于进一步揭示腐烂病菌与寄主互作的分子机制,为腐烂病的有效防治提供基础资料。【方法】采用PacBio测序技术对云杉腐烂病菌Cytosporapiceae进行了全基因组测序和组装,并通过比较基因组学方法,从基因组水平探究引起腐烂病的4种腐烂病菌的基因组的差异,分析其共有的和特有的与致病相关的基因家族。【结果】C. piceae基因组大小为39.25 Mb,GC含量为51.79%。基于单拷贝直系同源基因构建的系统发育树显示,C. piceae与Cytospora chrysosperma的进化关系相近,Valsamali和Valsapyri则更相近。比较基因组学分析表明,4种腐烂病菌均具有重复诱导的点突变(RIP)活性,其中,C. piceae的RIP活性最强。与其他3种腐烂病菌相似,与木质素降解相关的AA3和AA7家族在C. piceae中显著扩张,但木质素降解关键酶AA5家族均缺失;C. piceae和C. chrysosperma基因组中果胶降解关键酶GH28和CE8家族基因的数量与V. mali和V. pyri相近。4种腐烂病菌都含有较多数量的MFS(major facilitator superfamily)超家族转运蛋白和较少的ABC(ATP-binding cassette transporter)超家族转运蛋白,但C. piceae含有更多DHA2、PDR和MDR类转运蛋白。4种腐烂病菌的分泌蛋白的GO分类分子功能主要集中在水解酶活性,其中V. mali含有最多数量的该类别基因;而生物学过程则集中在碳水化合物代谢过程、果胶分解过程和氧化还原过程。在次生代谢核心基因中,C.piceae的PKS基因明显少于V.mali和V.pyri;在C.piceae含有的4个特异性次生代谢基因中,3个为NRPS基因。【结论】4种腐烂病菌含有的碳水化合物活性酶的种类和数量相似,且都具有较强的果胶降解能力。不同腐烂病菌的膜转运蛋白中多药转运体的选择性扩增,以及次生代谢核心基因中NRPS类基因的特异性存在和缺失,表明它们作为重要的致病因子很可能在腐烂病菌寄主选择中发挥了重要的作用。     

枣缩果病拮抗菌的鉴定及其拮抗效应

【目的】发掘有效生防菌株以控制枣缩果病,并探究生防菌株的拮抗特性。【方法】采用梯度稀释法和平板对峙法筛选出2株对枣缩果病菌细极链格孢(Alternaria tenuissima)具有显著拮抗作用的菌株STO-12和STO-45,通过PCR扩增得到其16S rRNA基因序列,进行同源比对分析和分子系统树的构建,并结合形态学观察和生理生化实验对菌株进行鉴定。采用皿内对峙、显微观察及蛋白质抑菌试验等测定了菌株STO-45的拮抗效应。【结果】两拮抗菌株STO-12和STO-45均鉴定为枯草芽孢杆菌,但菌株STO-12能产生橘红色色素,且两菌株在大小、生理生化特征及系统发育关系上具有生理差异。这两株拮抗细菌的发酵液、发酵上清液及发酵滤液均对枣缩果病菌具有显著抑菌活性。STO-45发酵滤液在0.8%的低体积浓度下即达到抑制中浓度,可使病原菌A. tenuissima MY5的菌丝及芽管部分畸形膨大,发酵液中的蛋白类物质可能是其拮抗物质之一。【结论】拮抗菌株STO-12和STO-45对枣缩果病的生物防治均具有潜在的应用价值,其抑菌机制及生物制剂的开发利用值得进一步研究。     

中国东北地区壳囊孢属真菌分类和系统发育研究

对采自中国东北地区不同寄主植物上的壳囊孢属真菌标本进行了形态学观察,依据其子实体顶盘、腔室、分生孢子以及子囊壳、子囊、子囊孢子的形态特征,并结合其培养性状等划分为5个形态学类群;利用ITS序列分析构建了系统发育树,结果显示这5个类群的划分均得到了分子证据的支持。腔室特征、孔口数量、中柱以及黑色基线的有无、分生孢子大小等可作为壳囊孢属分类的主要依据。