丝状真菌杀松材线虫代谢产物研究进展

松材线虫病是破坏我国森林生态系统最为严重的病害,具有极强的传播性和破坏性,防治此种病害迫在眉睫。基于对物理和化学方式防治松材线虫的研究,对环境友好度最高的生物防治具有更广的研究前景。丝状真菌及其次级代谢产物,来源于自然,与传统的化学杀线虫药剂相比,对环境影响较小,针对松材线虫的致死作用更为专一,因此,从丝状真菌的次级代谢产物中分离获得杀松材线虫活性产物并测定其结构和活性,对于松材线虫病的防治具有重要意义。本文对丝状真菌产生的具有杀松材线虫活性产物的结构、活性展开综述,发现近二十年共有57个活性产物被发现,且结构多种多样,活性差别较大,为了更好地开展此领域的研究,本文对所有产物的结构和活性进行了系统总结,最后又对该领域的研究进行了总结和展望,以期对松材线虫病的生物防治和丝状真菌杀松材线虫次级代谢产物的深入研究提供参考。     

杀松材线虫细菌的分离、鉴定及其培养条件研究

为了对松萎蔫病进行安全、无污染的生物防治,从青岛大学校园内采集的样品中分离出120株菌。采用浸渍法从中筛选出1株具有较高杀线虫活性的细菌G8-1。杀线虫活性测定结果表明,该菌株发酵上清液48 h后的杀线虫率为90.81%。通过16S rRNA的序列分析,将其鉴定为Flectobacillus rhizosphaerae。通过单因素分析法和正交实验对该菌株的培养条件进行研究,确定最佳培养条件:最适初始pH为8.0,最适培养温度为35℃,最佳接种菌龄为9 h,最佳培养时间为3 d,菌株G8-1发酵上清液的杀线虫率可达到96.31%。对菌株产生的活性物质的稳定性进行初步分析,结果表明该菌株的活性物质都具有较好的热稳定性,并且在弱碱性条件下具有较高的杀线虫活性稳定性。本研究为松材线虫的生物防治提供参考。     

瑞香狼毒根中异新狼毒素A和新狼毒素B对松材线虫和拟松材线虫的触杀活性研究

从瑞香狼毒(Stellera chamaejasme L.)根乙醇提取物中分离得到了两个二氢黄酮类化合物,结合核磁共振波谱学数据解析,确定其结构为异新狼毒素A(isoneochamaejasmin A)和新狼毒素B(neochamaejasmin B)。并采用实验室活体生物试验方法,研究了这两个化合物对松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)和拟松材线虫(Bursaphelenchus mucronatus)二龄幼虫的触杀活性。结果表明,异新狼毒素A和新狼毒素B对两种线虫均具有一定的触杀活性,且在相同的处理时间和浓度下,新狼毒素B对两种线虫的触杀活性均强于异新狼毒素A。     

不同致病力松材线虫和拟松材线虫种群繁殖对温度的响应

为探讨松材线虫Bursaphelenchus xylophilus和拟松材线虫Bursaphelenchus mucronatus在菌食和植食阶段的种群繁殖力对环境温度的响应及其与种群致病力的关系,本研究对不同致病力的松材线虫和拟松材线虫,通过单异活体培养(菌食)和接种寄主黑松(植食)两种方式,探讨了不同温度条件下线虫种群孵化率、繁殖量和后代性比等繁殖参数的变化情况。结果表明,在单异活体培养时,供试的松材线虫强毒和弱毒虫株以及拟松材线虫有毒和无毒虫株在25℃下均具有最高的卵孵化率;不同致病力的松材线虫和拟松材线虫种群具有不同的最适生长温度,松材线虫强致病力虫株ZJ在35℃出现最大繁殖量,弱致病力虫株YW4在30℃下繁殖最多,而拟松材线虫无致病力虫株JNL10和有致病力虫株15#则在25℃下繁殖量较大。但总体来看,在25～35℃下,松材线虫ZJ虫株和YW4虫株繁殖量无显著性差异,而拟松材线虫JNL10虫株和15#虫株的繁殖量具有显著差异。在寄主体内,15～20℃时松材线虫ZJ虫株和YW4虫株繁殖量无显著性差异,25～35℃时,松材线虫ZJ虫株的繁殖量明显高于YW4虫株;而在各个温度下,拟...     

植物根际益生细菌代表性菌株贝莱斯芽孢杆菌FZB42对松材线虫的抑杀性

[目的]由松材线虫导致的松树萎蔫病是松树的毁灭性病害,也是我国最主要的林业病害之一.本研究测评了在农业上广泛使用的、我国微生物肥料行业主要菌种资源之一——贝莱斯芽孢杆菌,对松材线虫的潜在抑杀性能.[方法]选用贝莱斯芽孢杆菌的代表性菌株FZB42为材料,测定对不同条件下的菌液上清、不同菌株的菌液上清、细菌素plantaz...     

14种菊科植物提取物对松材线虫和淡色库蚊的光活化毒杀作用

以甲醇作溶剂,采用超声波提取法对14种菊科植物进行粗提,并采用浓度稀释法、结合紫外光光照处理,测定这些提取物对松材线虫和淡色库蚊的光活化毒性.研究结果表明,大部分提取物具有光活化活性,其中鲤肠、万寿菊活性最高,表现出明显的光活化毒性;500 μg/mL鲤肠提取物处理对淡色库蚊的光照活性比非光照活性高48.96倍,以1 000 μg/mL的浓度处理24 h可100%杀死供试的松材线虫;微甘菊、白花蒲公英、鱼眼草提取物也对松材线虫表现出光活化效应,光照处理的死亡率明显比非光照处理高.     

几种替代杀线剂对甘薯茎线虫的毒力与活性

采用熏蒸法和浸渍法测定了4种土壤熏蒸杀线剂和6种非熏蒸杀线剂对甘薯茎线虫的毒力,在此基础上以各药剂的致死中浓度剂量处理线虫,设置不同时间处理,观察了药剂对线虫的活性动态变化.结果表明： 熏蒸杀线剂棉隆、1,3-二氯丙烯、威百亩、氯化苦对甘薯茎线虫的LC₅₀依次为0.49、0.89、0.91、3.60 mg·L^-1,非熏蒸杀线剂甲维盐、阿维菌素、灭线磷、噻唑膦、涕灭威、丁硫克百威对甘薯茎线虫的LC₅₀依次为31.2、48.1、224.3、288.4、632.3、823.9 mg·L^-1.致死中浓度处理线虫后,各药剂校正死亡率随处理时间延长有不同幅度升高,棉隆、1,3-二氯丙烯、阿维菌素和甲维盐对线虫有较高的持续抑制效果,处理48 h脱离药剂处理后校正死亡率没有降低,而传统杀线剂品种灭线磷和涕灭威处理均出现线虫明显复苏的现象.表明棉隆、1,3-二氯丙烯、阿维菌素和甲维盐可以替代传统杀线剂应用于甘薯茎线虫的防治.     

甲酸乙酯对松材线虫的熏蒸效果

【背景】在溴甲烷面临禁用的情形下,探讨新熏蒸剂甲酸乙酯对松材线虫的处理效果,可以科学地评估甲酸乙酯的使用前景。【方法】采用松材线虫分离液和带疫松木段,设置甲酸乙酯5个剂量梯度、5个处理温度和5个处理时间,测定其对松材线虫的毒力及CT值。【结果】在25℃下处理3、6、12、24、48h,甲酸乙酯对松材线虫的Lc50分别为2．63、1．60、0．99、0．41、0．20mg·L-1。温度对毒力有显著影响,在10～29℃,随温度升高,甲酸乙酯对松材线虫的毒力降低,19和29℃下,1．85mg·L-1甲酸乙酯处理松材线虫的死亡率分别为63％和100％。甲酸乙酯熏蒸12h内,能完全杀灭木段中的松材线虫。在23℃下处理6和12h,松材线虫死亡率达到99％时,甲酸乙酯的cr值分别为453．94和424．14mg·h-1·L-1。【结论与意义】甲酸乙酯可用于松材线虫的检疫处理。     

节丛孢属丝孢菌对松材线虫和拟松材线虫的捕食*

利用节丛孢属捕食线虫真菌的 8个种 ,1 1个菌株 ,对松材线虫 (Bx)和拟松材线虫(Bm)进行了捕食力的测定。结果显示节丛孢属真菌对这两种线虫的捕食能力既存在种间差异 ,也存在同种不同菌株间的差异。指状节丛孢的 3个菌株Ad 1 ,Ad 2 ,Ad 3菌株对两种线虫均表现出较高的捕食率 ,接种 7d后对Bx和Bm的捕食率分别达到了 98.08%,91.16 %,86.3 %和 96.28%,90.45 %,85.38%;同一菌株对松材线虫和拟松材线虫的捕食没有选择性。此外 ,通过对松材线虫和拟松材线虫     

一种松材线虫醛脱氢酶的基因克隆及其生化性质

松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)是松萎蔫病的病原,可引起数十种松属树种的毁灭性破坏。通过RT-PCR 成功克隆了松材线虫体内一种醛脱氢酶基因aldh,aldh的长度为1 353 bp,编码451 个氨基酸残基,前期研究表明,杀线剂甲吡唑处理能使aldh表达水平显著上调。序列比对表明,与大多数其他醛脱氢酶中依靠半胱氨酸(Cys)残基发挥催化功能不同,aldh 编码的蛋白质保守的位置是亮氨酸(Leu)残基,但其C-端紧邻Leu残基的是组氨酸残基(His),而不是常见的Leu残基。构建了表达载体pET-15b-aldh并转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG诱导aldh在工程菌中实现了高表达,重组醛脱氢酶通过Ni-NTA亲和层析纯化后进行表征。以甲醛为底物的醛脱氢酶Km为27.87 mmol/L,最适pH值为7.5,最适温度为25℃,Fe³⁺和Ni²⁺可提高酶活性,Ca²⁺、Mn²⁺、Na⁺和K⁺可降低酶活性。重组醛脱氢酶对5种醛类化合物显示出不同的催化活性,其中香草醛是其最佳底物。该研究为深入了解醛脱氢酶在松材线虫致病过程中的作用打下了基础,也为新型工业用醛脱氢酶的研究提供了参考。     

低温条件下松材线虫在中国的风险分布区预测

【目的】松材线虫是我国一种重要的检疫性外来入侵物种,给我国林业造成巨大的经济损失。近年来在松材线虫疫区的调查发现,一些年平均温度8℃左右的高海拔地区也开始有松材线虫病的发生,说明其分布线可能开始向北和高海拔地区移动。因此,在松材线虫低温适应性驯化环境下,对松材线虫在我国的最新风险分布区进行了预测。【方法】将松材线虫分为长期(30 d)暴露和短期(24 h)暴露2组进行低温(3、1、0、-1、-3、-5、-6、-7、-9、-12℃)暴露实验,得出致死温度LT50、LT75和LT99。利用CLIMEX 1.0适生性分析软件与Arc GIS 10.2地理信息系统软件以LT50、LT75和LT99为界限划分风险分布区。利用CLIMEX软件导入新的温度数据对松材线虫进行适生性分析,将结果导入Arc GIS中,进行IDW插值,以EI值划分松材线虫风险分布区。对有无低温胁迫及不同低温胁迫时间下的中度风险分布北线的变化趋势进行分析。【结果】松材线虫长期冷胁迫(30 d)条件下的中度风险分布区界线比短期冷胁迫(24 h)条件下和无胁迫条件下(以EI值划分)的中度风险分布区界线明显靠北。【结论】随着低温胁迫时间的延长,松材线虫分布区有向北扩散的趋势,即产生一定的低温适应性进化。     

携带与非携带松材线虫的松墨天牛miRNA表达谱比较分析

【目的】松墨天牛是松树的重要蛀干害虫,也是林业重大外来入侵种松材线虫的媒介昆虫。虽然松墨天牛和松材线虫互作的化学生态和分子进化机制受到人们的广泛关注,但miRNA等表观遗传因子在天牛—线虫互作中的作用未见报道。【方法】使用illumina HiSeq 2000平台进行miRNA高通量测序,得到4个携带线虫的天牛miRNA库和4个未携带线虫的天牛miRNA库。此外,对鉴定出的miRNA进行了差异表达分析,并对这些miRNA的靶基因进行了GO注释和KEGG通路富集分析。【结果】在携带线虫的天牛表皮、脂肪体、中肠和气管样本中分别鉴定出780、802、617和762个miRNA;在未携带松材线虫的天牛的不同组织样本中分别鉴定出784、723、713和837个miRNA。在携带松材线虫的松墨天牛中,某些已知miRNA表达量会显著升高,如miR-14、miR279和miR-312等。差异表达miRNA的功能大多指向代谢、免疫等方面。【结论】miRNA在松墨天牛和松材线虫互作中起着重要的调控作用。     

三株芽胞杆菌菌株对松材线虫低温存活与繁殖的影响

为明确细菌在松材线虫生态适应性中的作用,本研究选择与致病相关的松材线虫伴生细菌GD1、马尾松内生细菌GD2以及具有杀松材线虫活性的湿地松内生细菌NJSZ-13为试验对象,测定经这3株芽胞杆菌菌株3个浓度低温驯化10、15和20 d后,在冷冻条件下松材线虫强毒虫株AMA3、中毒虫株AA3和弱毒虫株YW4的存活率和繁殖量。结果表明：低温驯化15 d和20 d后3株菌株对不同毒力线虫的活力影响较驯化10 d后的更显著。在低温驯化15 d、-20℃冷冻处理1 h后,5×10⁶ CFU/mL浓度菌株GD1处理下,虫株AMA3、AA3和YW4的存活率分别为77.22%、83.68%和84.26%,与对照差异显著;5×10⁵ CFU/mL浓度菌株GD1处理下,虫株AMA3、AA3和YW4的存活率分别为75.76%、80.67%和81.50%,与对照差异显著。5×10⁶ CFU/mL和5×10⁵ CFU/mL浓度菌株GD2处理下,与GD1处理组结果相似,菌株NJSZ-13处理组则与菌株GD1和GD2的结果相反。低温驯化15 d、-20℃冷冻处理1 h后,5×10⁶ CFU/mL浓度菌株GD1处理下,虫株AMA3、AA3和YW4的繁殖量分别为7 530、9 317和12 793条/皿,与对照（3 192、3 840和5 823条/皿）差异显著;5×10⁵ CFU/mL浓度菌株GD1处理时,3个虫株的繁殖量均与对照差异显著。而菌株GD2和NJSZ-13处理后,3个虫株的繁殖量均无显著变化。表明不同芽胞杆菌对松材线虫的低温适应性影响存在差异,松材线虫伴生细菌GD1和马尾松内生细菌GD2能增强其低温适应性,而湿地松内生细菌NJSZ-13菌株则相反。     

松材线虫galectin-1基因的克隆、原核表达和表达模式分析

【目的】galectin-1是凝集素的一种,广泛存在于各种生物体内,在生长发育、免疫调节方面起重要作用。本研究克隆和表达了松材线虫的galectin-1蛋白,并分析了各个龄期的表达量。【方法】设计引物,扩增松材线虫的galectin-1基因,使用双酶切的方法连接p ET-28a载体和目的基因,转化到大肠杆菌DH5α感受态细胞,筛选阳性克隆;在不同温度下,用不同浓度的异丙基-β-D-硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达,Western blot检验蛋白表达情况;采用RT-PCR技术检验松材线虫各个龄期galectin-1基因的表达情况。【结果】由SMART和Predict Protein软件分析可知,该蛋白有2个结构域,并且主要由无规卷曲和β折叠构成;生物学信息分析显示,松材线虫的galectin-1与小卷蛾斯氏线虫的相似性更高;与日本血吸虫相比,线虫能很好地聚集在一个分支上。Western blot检测纯化蛋白大小与查询所得蛋白分子质量一致。RT-q PCR结果显示,以繁殖型2龄松材线虫(L_2)为对照,galectin-1基因在繁殖型3龄(L_3)、繁殖型4龄(L_4)、扩散型3龄(L_(Ⅲ))和扩散型4龄(L_(Ⅳ))松材线虫中的表达量高,尤其是在LⅢ中的表达量最高;雌雄成虫没有显著性差异。【结论】松材线虫的galectin-1基因在p ET-28a原核表达系统中呈可溶性表达,在不同龄期的表达量有差异。本研究为进一步研究松材线虫的galectin-1基因奠定了基础,为松材线虫的防治提供了新的方向。     

用于高灵敏可视化检测松材线虫的闭管等温扩增法

建立了一种基于环介导等温核酸扩增技术(LAMP)的松材线虫高灵敏可视化闭管检测方法。针对松材线虫核糖体DNA的序列保守区域设计LAMP引物,通过优化LAMP体系中的Mg2+、甜菜碱浓度和反应温度等因素,建立了环介导等温扩增法;并结合蜡封反应管对产物进行检测,检测结果可直接通过肉眼观察SYBR Green I荧光显色进行判定。结果表明,本方法可检测到低至10拷贝/管的松材线虫核酸片段,可对单条线虫进行检测,并且具有很高的特异性,能区分检测松材线虫与拟松材线虫。由于整个反应恒温进行,无需热循环仪;闭管检测极大地降低了扩增产物交叉污染的风险;检测速度快,整个检测过程只需40 min,为松材线虫的现场快速筛检提供了一种简便、高灵敏、高特异的工具。     

拟松材线虫纤维素酶活性与其致病性关系

【目的】研究拟松材线虫是否分泌纤维素酶以及纤维素酶与其致病力的关系。【方法】对拟松材线虫的不同致病性种群以及松材线虫的虫体蛋白提取液、分泌液的纤维素酶活性进行定量测定,比较群体间纤维素同工酶谱型差异。【结果】拟松材线虫也含有纤维素酶,并向体外分泌;且不同致病性种群的纤维素酶活性与其致病性有一定相关性,致病性越强纤维素酶活性越强。【结论】纤维素酶活性大小是导致拟松材线虫不同种群间致病性差异的重要原因,这对于全面认识松树线虫萎蔫病的致病机理有重要意义。     

松材线虫侵染的马尾松人工林细根形态及生物量分异特征

中龄林的马尾松受松材线虫侵染后,林木生长、生理生化指标、群落多样性等会发生异质性变化,但是,针对患病林木地下细根的响应尚不清楚。本研究以松材线虫疫区患病马尾松和健康马尾松为研究对象,采用土柱法,分0-15 cm和15-30 cm土层,对细根进行分级研究,定量分析1-5级细根的形态、生物量以及养分元素,探讨松材线虫侵染的马尾松人工林细根形态、生物量以及养分元素的分异特征。结果表明:(1)患病马尾松人工林细根的健康状态与根长密度、生物量呈极显著正相关(P<0.01),低级根(如1级根)患病后,响应会更加强烈。(2)马尾松人工林患病后,细根有效磷、速效钾浓度会显著降低(P<0.05),而全氮、钙浓度会显著升高(P<0.05)。(3)松材线虫病使林分的土壤有机质含量显著高于健康林分(P<0.05),而土壤速效钾含量会显著低于健康林分(P<0.05)。以上结果表明,松材线虫侵染的马尾松人工林会在细根形态、细根养分和土壤养分上会发生特异性响应,揭示了松材线虫病对马尾松人工林地下细根的影响,旨在为松材线虫病防治提供一定参考。