尖孢镰刀菌古巴专化型胱硫醚γ-合成酶的功能分析

甲硫氨酸在真菌、细菌和植物的生物学过程中起着重要作用。禾谷镰刀菌Fusarium graminearum的FgMETB基因编码一个胱硫醚γ-合成酶,是甲硫氨酸合成所必需的。本研究利用同源重组的方法,在尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种Fusariumoxysporumf.sp.cubenserace4(Foc4)获得了FgMETB同源基因FoMETB的敲除突变体菌株;与野生型菌株相比,突变体菌株ΔFoMETB在以SO42-为唯一硫源的基本培养基(minimal medium)上不能生长。1 mmol/L甲硫氨酸的添加恢复了突变体菌株ΔFoMETB的生长,但半胱氨酸的添加不能恢复该缺失突变体的生长,说明FoMETB的敲除阻遏了Foc4半胱氨酸转化甲硫氨酸的通路。此外,ΔFoMETB的气生菌丝和菌丝干重明显减少、分枝增多、产孢量显著降低、疏水性缺失和对巴西蕉组培苗的致病性显著减弱。由此表明,FoMETB参与调控尖孢镰刀菌古巴专化型的生理特性和致病性,甲硫氨酸合成途径的关键合酶FoMETB有望成为新的抗真菌药物靶标。     

尖孢镰刀菌古巴专化型MAPK FoSlt2敲除突变体的转录组分析

尖孢镰刀菌古巴专化型Fusarium oxysporum f. sp. cubense（FOC）是威胁香蕉生产的重要土传病原真菌。丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK）FoSlt2信号通路在调控尖孢镰刀菌古巴专化型的生长发育、细胞壁完整性和致病性方面发挥着重要作用。为了揭示FoSlt2信号通路的致病机理和寻找农药靶标,本研究利用高通量RNA-seq技术对该病菌野生型菌株和FoSlt2敲除突变体菌株的转录组进行了比较分析,结果表明差异表达基因共有2 164个,其中上调表达基因有1 184个,下调表达基因有980个。Gene Ontology（GO）功能分析结果表明,差异表达基因主要参与在结合、催化分子功能组和代谢过程、细胞过程生物学通路中。KEGG 功能富集分析结果表明,差异基因主要参与戊糖和葡糖醛酸盐转换、氨基糖和核苷酸糖、氨基葡聚糖降解、磷酸肌醇和碳类物质代谢通路,说明这些通路与尖孢镰刀菌古巴专化型的生长发育和致病性相关。该研究为尖孢镰刀菌古巴专化型致病机制的阐明奠定了理论基础。     

尖孢镰刀菌亚麻专化型Folprp4基因参与调控菌丝生长和分生孢子发生

目的: 通过对尖孢镰刀菌中Folprp4基因的鉴定,揭示其在尖孢镰刀菌中的功能及致病相关性。方法: 基于同源重组原理,根据测定出的Folprp4基因序列,应用Split-Marker重组技术构建含有潮霉素抗性基因(hph)的基因缺失盒。将基因缺失盒经PEG介导转化到野生型原生质体中,在含有潮霉素B的TCC培养基上筛选转化子,通过PCR正负筛查获得Folprp4基因缺失突变株(ΔFolprp4)。构建含有Folprp4基因的载体pZDH1,并将其转化到敲除突变体中进行互补测验。结果: 与野生型(hm)和异位插入突变体(ecFolprp4)相比,敲除突变体菌丝生长受到严重阻碍,当野生型和异位插入突变体长满整个平板时,敲除突变体菌落呈小点状。敲除突变体的另一个显著变化是ΔFolprp4的分生孢子产量显著下降。侵染实验表明,ΔFolprp4对亚麻幼苗的毒力显著降低。互补实验表明,该互补载体的回复子(Folprp4-C)在菌落形态、生长速率、分生孢子产量和毒力方面均恢复到了野生型菌株。结论: Folprp4基因与尖孢镰刀菌的菌丝生长、分生孢子发生和致病性有关。     

尖孢镰刀菌致病机理和化感作用研究进展

尖孢镰刀菌引起的枯萎病在生产中的防控相当困难。通过总结国内外相关文献,综述近年来有关尖孢镰刀菌致病机理和化感作用的研究进展。尖孢镰刀菌通过分泌毒素和细胞壁降解酶共同致病,谱系特异性区域的存在是其致病性强和宿主范围广的主要原因;在尖孢镰刀菌各专化型中已分离出大量致病相关基因;其他植物和拮抗微生物(木霉菌、丛枝菌根真菌、非致病性尖孢镰刀菌以及植物生长促生菌)可以分泌化感物质,作用于宿主植物和尖孢镰刀菌,直接抑制尖孢镰刀菌的生长或激活宿主植物的防御反应。未来有关尖孢镰刀菌致病机理研究应该在基因组测序基础上构建精细的遗传图谱;对化感作用的研究应当深入探讨分子机理,利用高通量测序等技术在转录组或蛋白组水平上明确宿主植物抗枯萎病相关基因,同时利用分子标记辅助育种来筛选新的抗枯萎病品种。     

土壤快速强烈还原对于尖孢镰刀菌的抑制作用

香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f.sp.cubense,FOC)引起的一种世界性的土传病害,每年造成大量的经济损失,目前尚未找到有效的防治办法。实验采取土壤淹水及添加有机物料的方法,抑制土壤中FOC的数量。结果表明:土壤淹水处理在第5天显著增加了土壤的pH值,但随着处理时间的增加,淹水的处理中土壤pH值逐渐下降;土壤淹水及添加有机物料显著降低了土壤中SO2-4和NO-3的浓度;土壤中添加秸秆、猪粪和石灰的处理显著增加了土壤中NH+4的浓度。土壤淹水及添加有机物料对于土壤中可培养细菌数量无显著影响;但显著降低了土壤中可培养放线菌和真菌的数量;土壤淹水及添加秸秆、甘蔗渣和石灰的处理显著降低了土壤中FOC的数量,其中添加高量秸秆处理中FOC的数量下降最多,仅为处理前土壤中FOC数量的2.88%。添加有机物料但未加石灰的处理土壤中总微生物量较处理前相比显著增加。研究表明土壤淹水及添加有机物料是一种可以防控香蕉枯萎病的高效和环保的方法。     

月腺大戟根总黄酮对尖孢镰刀菌抑制作用的研究

采用生长速率法和孢子萌发法分别测定月腺大戟根总黄酮对尖孢镰刀菌菌丝生长和分生孢子萌发的抑制率,显微观察总黄酮处理尖孢镰刀菌后菌丝体形态结构的变化,并测定菌丝体相对电导率,菌丝体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)活性。结果表明:月腺大戟根总黄酮对尖孢镰刀菌菌丝生长和分生孢子萌发均有显著的抑制作用,抑制率随总黄酮浓度增加而增高,20 mg/L时抑制率达100%。总黄酮处理后的尖孢镰刀菌菌丝较细,分支减少,透明度差,液泡数量增多且形成较大的液泡;菌丝体细胞膜透性增加,SOD、CAT活性呈先上升后下降的趋势。以上实验结果可为植物病害生物防治及开发植物源农药方面提供理论依据和实验技术。     

胡麻专化型尖孢镰刀菌ISSR-PCR最佳反应体系的建立

采用正交试验设计原理,对尖孢镰刀菌ISSR-PCR反应体系中的5种主要因素进行优化筛选,确立了适合尖孢镰刀菌ISSR分析的反应体系,即25μL PCR反应体积中合有20 ng模板DNA、1 U Taq酶、0.4 μmol/L引物、0.2 mmol/LdNTPs、4.0 mmol/L Mg2+和2.5 μL 10 × buffer.PCR反应最佳退火温度根据引物而定,在此基础上筛选出12条扩增稳定、多态性丰富的ISSR引物.此研究为今后利用ISSR技术分析尖孢镰刀菌遗传多样性和群体结构奠定了基础.     

33株尖孢镰刀菌遗传多样性的ISSR分析

为明确尖孢镰刀菌种内各菌株间的遗传差异与亲缘关系,采用ISSR分子标记技术对33株地理来源不同的尖孢镰刀菌进行了遗传多样性分析.结果表明:利用筛选出的11条引物扩增出105条条带,其中多态性条带91条,多态性位点比例为86.7％;遗传相似性与聚类分析结果供试菌株间的遗传相似系数为0.606 ～0.962,平均0.756,当遗传相似系数为0.962时,供试的33株菌可被全部区分开.表明,尖孢镰刀菌基因组在SSR区域具有丰富的多态性.寄主来源相同的供试菌株间的遗传相似性与其地理来源有一定的相关性.     

尖镰孢胞外青霉素V酰化酶的产生

由腐殖土中分离出一株产胞外青霉素Ｖ酰化酶的尖镰孢（Ｆｕｓａｒｉｕｍｏｘｙｓｐｏｒｕｍ）,编号ＦＰ９４１。研究了该菌在液体培养基中产胞外青霉素Ｖ酰化酶的条件。在以１０％麦麸为碳源的培养基中,添加氮源能促进酶的形成。无机氮源优于有机氮源。（ＮＨ_４）_２ＨＰＯ_４的促进效果最佳,草酸铵次之,用量均为１％。为提高产酶量,培养基中添加诱导物是必要的、苯氧乙酸的诱导效果最佳,用量为０．１％,其次是青霉素Ｖ,用量为０．３％。最适培养条件为：培养     

尖镰孢青霉素V酰化酶的纯化及性质

通过硫酸铵沉淀、硅藻土吸附、DEAD-纤维素离子交换层析和Sephadex G-200凝胶过滤,由尖镰孢(Fusarium oxysporum)FP941培养滤液中得到了聚丙烯酰胺凝胶电泳均一的青霉素V酰化酶。酶作用最适pH为7.0,最适温度为50℃。酶在pH6.0—8.0和42℃以下稳定。酶作用青霉素V的米氏常数Km为4.65×10~(-3)mol/L;苯氧乙酸是酶的竞争性抑制剂,抑制常数Ki为23.87×10~(-3)mol/L;6-氨基青霉烷酸是酶的非竞争性抑制剂,抑制常数Ki为30.01×10~(-3)mol/L。某些金属离子对酶有抑制作用,Fe~(2+)最强,其次是Hg~(2+)和Cu~(2+)。用SDS凝胶电泳测定酶亚基分子量为77600;用分子筛测定自然酶分子量为148000。     

固定化青霉素V酰化酶的制备及性质

尖镰孢(Fusarium oxysporum)FP941青霉素V酰化酶经γ氧化铝吸附洗脱、硫酸铵沉淀和脱盐处理后,固定在环氧丙烯聚合物载体上,湿固定化酶表现活力为217 IU/g,固定化产率为53%。固定化酶作用最适温度为55℃,最适pH为80;在pH50～110及50℃以下稳定;37℃使用25次后,酶活力保留90%。     

尖孢镰孢一新硝酸盐营养突变类型与营养体亲和性

从73个尖孢镰孢(Fusarium oxysporum)不同专化型菌株上获得684个硝酸盐营养突变株(nit mutant)。作相关氮源利用试验及亚硝酸反应后,鉴定出一新硝酸盐营养突变类型:亚硝酸盐还原酶结构基因类型,命名为nit8,占总突变株的6.7%。同时被鉴别的还有nit1、nit3和Nit M三种突变类型,它们分别占突变株总数的81.0%,3.8%和8.5%。此外,首次引入一种亚硝酸反应在这类研究中的应用,还提出了互补指数概念与公式来表示nit突变株营养体之间亲和的能力。     

棉花枯萎病菌异核体不同核型分离子表观特性及其核DNA的RAPD分析*

切割野生型棉花枯萎病菌Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum菌落的菌丝尖端,得到菌株Ag149,该菌株是一个异核体,其菌落出现明显角变,自角变处经单孢分离和继代培养,得到三种表观性状稳定的分离子：Ag149-I、Ag149-II和Ag149-III。它们在色素产生、菌落质地、孢子产量以及致病性上存在明显差异,但对这三种核型分离子核DNA进行RAPD分析,未发现明显差异。     

儿茶素对棉枯萎病菌胞壁降解酶的抑制及在棉花抗病性中的作用

在含有儿茶素的培养液中棉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f. sp. vasinfectum)的多聚半乳糖醛酸酶(PG)和果胶裂解酶(PL)活性明显降低。儿茶素可明显抑制初步纯化的PG和PL活性以及它们对棉苗组织的浸软作用。对棉苗组织中儿茶素含量的测定结果表明:抗病品种棉苗组织中儿茶素含量较高;氟乐灵处理可诱发棉苗产生对枯萎病的诱导抗性,同时也提高棉苗组织中的儿茶素的含量;枯萎病菌侵染后棉苗组织中儿茶素含量明显升高,以抗病品种棉苗和氟乐灵诱发处理棉苗组织中儿茶素含量的增加更为明显。棉苗组织提取液中的酚类物质可抑制PG和PL的活性,且证明这种抑制作用主要是由儿茶素引起。提取液对PG和PL活性的抑制作用与棉苗组织中儿茶素的含量呈直接的正相关关系。因此,作者认为棉苗组织中的儿茶素可能通过对病菌PG和PL等胞壁降解酶的抑制而与棉花对枯萎病的抗病性及氟乐灵诱发的诱导抗性有关。     

棉花枯萎病菌异核体的三个不同核型分离子DNA碱基组成及18S rDNA序列

从棉花枯萎病菌（Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum）异核体菌株Ag149的菌落我变处分离得到3个培养特征和致病性差异明显的单孢分离子。分别测定了这3个分离子的总DNA和核DNA的碱基组成,以及它们的18S rDNA的部分序列（1477个碱基对）。它们的总DNA（G＋C）mol%差异在0.1%-0.4%之间;核DNA（G＋C）mol%的差异在0.4%-0.8%范围内;而18S rDNA的部分序列则完全相同。     

棉花枯萎病菌异核体不同核型分离子表观特性及其核DNA的RAPD分析

切割野生型棉花枯萎病菌Fusariumoxysporumf.sp.vasinfectum菌落的菌丝尖端,得到菌株Ag149,该菌株是一个异核体,其菌落出现明显角变,自角变处经单孢分离和继代培养,得到三种表观性状稳定的分离子Ag149-I、Ag149-II和Ag149-III。它们在色素产生、菌落质地、孢子产量以及致病性上存在明显差异,但对这三种核型分离子核DNA进行RAPD分析,未发现明显差异。     

中国藓类植物孢子萌发和原丝体发育的初步研究

关于苔藓植物的孢子萌发(Spore Germination)和原丝体发育(ProtonemaDevelopment)的研究,对阐明苔藓植物的各分类群之间的关系和种系发生及系统演化等有重要意义。虽然早在1782年J. Heduing就报告过藓类植物的原丝体形态,但后来长时间内研究较少,直到20世纪50年代开始增多了研究者从事本项工作。到1978年     

毛子蕨孢子形态的研究

利用光镜和扫描电镜对毛子蕨的孢子进行了详细研究,对该种孢子的生长重要形态特征,有了一些新的认识和发现。