液泡分选蛋白CfVps17参与调控果生刺盘孢的生长发育和致病力

果生刺盘孢是油茶炭疽病的主要流行致病菌.本文研究果生刺盘孢中液泡分选蛋白CfVps17的生物学功能,为阐明该蛋白调控致病分子机制提供依据.采用over-lap方法构建CfVPS17基因敲除载体片段,使用PEG介导法将敲除载体片段转化至果生刺盘孢原生质体中,通过验证筛选获得突变体菌株△Cfvps17.构建目的 基因CfV...     

bZIP转录因子CfHac1参与调控果生刺盘孢菌的生长发育和致病力

油茶炭疽病是油茶Camellia oleifera上最重要病害之一,引起该病害的主要致病菌为果生刺盘孢菌Colletotrichum fructicola。本研究以果生刺盘孢菌bZIP类转录因子CfHac1为研究对象,研究其在果生刺盘孢菌的营养生长、产孢量、附着胞形成、致病力及耐受性等方面的生物学功能,为油茶炭疽病的防控提供理论依据。研究结果表明,果生刺盘孢菌中具有一个与灰色大角间座壳（稻瘟菌）bZIP转录因子MoHac1直系同源的基因,命名为CfHAC1。该基因全长1 627bp,编码526个氨基酸,该蛋白含有一个碱性亮氨酸链（bZIP）结构域和3个未知功能结构域。CfHAC1基因敲除突变体的菌丝生长速度显著变慢,分生孢子产量显著减少且不能正常形成附着胞,并对山梨糖醇和KCl渗透压胁迫敏感性增加;致病力测试结果表明,果生刺盘孢菌基因敲除突变体ΔCfhac1对油茶的致病力显著下降。转录因子CfHac1参与调控果生刺盘孢菌的生长、产孢、附着胞的形成、致病力以及响应外界渗透压胁迫过程。     

组蛋白去乙酰化酶CfSnt2调控果生刺盘孢生长发育和致病力

炭疽病是油茶Camellia oleifera的重要病害,该病害的优势致病菌是刺盘孢属Colletotrichum的果生刺盘孢C. fructicola,在全国的油茶产区普遍发生。我们前期发现组蛋白乙酰转移酶CfGcn5调控油茶果生刺盘孢的生长发育和致病过程,但组蛋白去乙酰化酶在该病菌中的生物学功能尚不清楚。本研究以组蛋白去乙酰化酶CfSnt2为研究对象,利用反向遗传学的方法,通过对野生型、CfSNT2基因敲除突变体及互补菌株的生物学表型进行比较分析,发现CfSNT2基因敲除突变体的菌丝生长速率明显减缓、分生孢子的产量显著减少、附着胞形成率降低、对细胞壁胁迫剂的响应异常,同时对油茶致病力显著减弱。以上现象说明CfSnt2调控果生刺盘孢的生长、产孢、附着胞的形成、对细胞壁完整性胁迫剂的耐受性及致病力。     

果生刺盘孢CfHAC1调控应答二硫苏糖醇胁迫的转录组分析

果生刺盘孢Colletotrichum fructicola是油茶炭疽病优势病原菌。前期研究发现bZIP转录因子CfHac1参与调控该菌的生长发育和致病性。为了揭示转录因子CfHac1调控果生刺盘孢响应内质网压力和致病机理,本研究测定了ΔCfhac1突变体对内质网压力胁迫剂的敏感性,发现突变体对二硫苏糖醇（dithiothreitol,DTT）的耐受性下降,说明CfHAC1基因可能参与调控果生刺盘孢响应内质网压力胁迫过程。进一步利用高通量RNA-seq技术对该病菌野生型菌株和CfHAC1敲除突变体菌株在DTT胁迫下的转录组进行了比较分析,结果表明差异表达基因共有2 680个,其中上调表达基因有1 181个,下调表达基因有1 499个。Gene Ontology 功能分析结果显示,差异表达基因主要参与催化活性、结合、代谢过程、细胞过程、细胞成分合成、生物过程调控和应激反应等生物学过程。KEGG功能富集分析表明,上调表达基因主要被富集到核糖体、真核细胞的核糖体生物合成、RNA转运和氰基氨基酸代谢通路中;下调表达基因显著富集在内质网蛋白质加工、N-聚糖生物合成、类固醇合成和蛋白质分泌等通路中。分析发现转录因子CfHac1调控内质网胁迫应答和致病相关基因的表达。本研究提供了在全基因组水平上对CfHAC1基因与内质网压力胁迫应答之间关联的新认识,为阐明果生刺盘孢响应内质网压力胁迫和致病机制奠定了基础。     

油茶果生刺盘孢组蛋白乙酰化转移酶Rtt109生物学功能

炭疽病是油茶的主要病害,造成巨大经济损失。果生刺盘孢是油茶炭疽病优势致病菌。本研究旨在探讨果生刺盘孢中组蛋白乙酰化转移酶Rtt109的生物学功能,为油茶炭疽病防治提供理论依据。通过构建基因敲除载体,根据同源重组原理,敲除目标基因CfRTT109,进一步筛选获得突变体ΔCfrtt109;构建CfRTT109基因回补质粒,转化至突变体ΔCfrtt109,通过荧光筛选回补菌株。生物学表型测定结果显示：相比于野生型,突变体ΔCfrtt109生长速率下降了51.23%,分生孢子的形成率下降了71.89%;在含有5.0mmol/L内质网胁迫剂二硫苏糖醇的PDA培养基中,突变体ΔCfrtt109的生长抑制率为50.75%,显著高于野生型和回补菌株;荧光定量PCR结果表明,与野生型和回补菌株相比,内质网相关的基因HAC1、SCJ1与PDI1基因在突变体中显著上调表达;在含有DNA损伤试剂甲基磺酸甲酯的PDA培养基中,突变体ΔCfrtt109停止生长;进一步研究发现,在甲基磺酸甲酯胁迫下,突变体ΔCfrtt109中的DNA损伤修复基因RHM52、RHM54与REV1表达量上调幅度显著低于野生型;致病力测...     

基于Cfku70基因失活策略构建果生刺盘孢的高效基因敲除底盘菌株

果生刺盘孢侵染危害多种植物,是重要的植物病原真菌。在一些丝状真菌中,敲除非同源末端连接修复通路的关键基因ku70或ku80可显著提高同源重组效率,进而提高靶基因置换频率。本研究从果生刺盘孢基因组鉴定到Cfku70和Cfku80两个基因,并明确了基因失活对菌株生物学表型和基因敲除效率的影响。敲除Cfku70或Cfku80不影响菌株的菌落形态、营养生长、产孢、分生孢子萌发、侵染结构发育和致病;Cfku70基因敲除还大幅提升3个测试基因的敲除效率。本研究证实Cfku70基因失活能显著提高果生刺盘孢的基因敲除效率,适宜作为高效基因敲除的底盘菌株,研究结果为通过批量敲除策略筛选新型致病因子奠定重要基础。     

基因CfATG6和CfATG14参与调控果生刺盘孢细胞自噬和致病力

【目的】炭疽病是油茶的主要病害,由刺盘孢属的多种真菌引起,其中果生刺盘孢分布范围最广、分离率最高,是油茶炭疽病的主要致病菌。研究自噬相关蛋白CfAtg6和CfAtg14的生物学功能,为进一步揭示果生刺盘孢通过细胞自噬调控致病的分子机制,并为油茶炭疽病的防治提供理论基础。【方法】根据同源重组原理,通过聚乙二醇(polyethylene glycol, PEG)介导的方法,在果生刺盘孢中敲除基因CfATG6和CfATG14,并进一步获得回补菌株ΔCfatg6-C和ΔCfatg14-C。【结果】酵母双杂交试验结果显示,果生刺盘孢蛋白CfAtg6和CfAtg14可能存在互作关系。生物学表型测定结果表明,相较于野生型和回补菌株,突变体ΔCfatg6和ΔCfatg14均表现出营养生长速率显著减慢,附着胞形成率分别只有野生型的5%和18%;突变体ΔCfatg6和ΔCfatg14致病力均极显著减弱,造成的油茶叶片病斑面积少于野生型和回补菌株的1/3;CfATG6和CfATG14基因缺失突变体均丧失转运和降解CfAtg8蛋白的能力,并对细胞壁胁迫更敏感。突变体ΔCfatg6的分生孢子产量显著降低,仅为野生型的20%左右;氧化胁迫试验结果表明,相较于野生型和回补菌株,过氧化氢对突变体的生长抑制率升高10%左右。内质网压力胁迫试验表明,ΔCfatg14对二硫苏糖醇抑制率升高5%以上。【结论】自噬相关基因CfATG6和CfATG14参与调控了果生刺盘孢生长发育、细胞自噬和致病力。     

自噬相关蛋白CfAtg8在果生刺盘孢中的功能分析

油茶炭疽病是由刺盘孢属Colletotrichum真菌引起的重要病害,在中国各油茶产区均有发生,严重威胁茶油的产量与品质.前期发现果生刺盘孢Colletotrichum fructicola是油茶炭疽病的优势致病菌,自噬相关蛋白Atg8在果生刺盘孢中的生物学功能尚不清楚.本研究根据同源重组的原理及PEG介导的原生质体转...     

精胺合成酶MrSPS参与调控罗伯茨绿僵菌的生长发育、抗逆和致病力

本研究以罗伯茨绿僵菌Metarhizium robertsii为研究对象,针对鉴定出的精胺合成酶基因(MAA_02088, Mrsps),利用农杆菌介导的同源重组方法获得Mrsps敲除株ΔMrsps。与野生型相比,ΔMrsps营养生长和产孢能力下降,对氯化钠和紫外照射耐受性增强。大蜡螟幼虫毒力分析表明,浸渍和注射两种情况下ΔMrsps致病力降低,半致死时间(LT₅₀：6.71和4.75 d)比野生型(LT₅₀：5.17和4.19 d)显著增加。Mrsps敲除后不影响附着胞形成率和蝉翅穿透能力,但会显著下调昆虫血腔定殖相关基因的表达量。这些结果说明精胺合成酶MrSPS参与调控罗伯茨绿僵菌的生长发育、外界胁迫应答和致病力。     

蛋白激酶FgBud32参与禾谷镰刀菌的生长发育、致病和胁迫应答

由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病是一种毁灭性的小麦真菌病害,在世界范围内造成小麦产量和质量的巨大损失。实验室前期在禾谷镰刀菌中共鉴定到116个蛋白激酶,其中FgBUD32基因的缺失会造成营养生长和有性生殖方面的严重缺陷,但其在禾谷镰刀菌中的详细功能尚未报道。本研究通过系统比较Fgbud32突变体与野生型PH-1及互补菌株的表型差异,对FgBud32在禾谷镰刀菌中的生物学功能进行了解析。研究结果显示Fgbud32突变体在多个表型方面存在缺陷,与野生型菌株以及互补菌株相比,其生长速率急剧下降,菌丝弯曲且分支减少;分生孢子的产量显著降低,形态变短,隔膜减少,萌发率降低且萌发速率延迟;在有性生殖时期不能产生子囊壳或子囊壳前体;对小麦穗和胚芽鞘的致病力以及DON毒素的合成能力均显著下降。进一步胁迫试验表明,FgBUD32基因的缺失导致禾谷镰刀菌对氧化胁迫(H₂O₂)以及DNA损伤胁迫(羟基脲和甲磺甲酯)的敏感性增加。此外,我们还发现FgBud32在细胞核和细胞质中均有定位,且在一定时期或条件下会从细胞质向细胞核内聚集。综上所述,FgBUD32基因参与了禾谷镰刀菌的营养生长、极性生长、无性/有性生殖、DON毒素合成、致病以及对氧化胁迫和DNA损伤胁迫的应答等多种生命活动,但其具体的作用机制还有待深入研究。     

丝裂原活化蛋白激酶基因CfMKK1调控果生炭疽菌的生长发育和致病力

【目的】由果生炭疽菌引起的炭疽病是油茶的主要病害,造成油茶产量下降。本文研究果生炭疽菌中丝裂原活化蛋白激酶CfMkk1的生物学功能,旨在为解析油茶炭疽病菌的致病机理提供依据。【方法】根据同源重组原理构建CfMKK1基因敲除载体片段,采用PEG介导法将载体导入原生质体中筛选获得突变体菌株DCfmkk1;PCR扩增果生炭疽菌含有启动子的CfMKK1基因回补片段,构建回补载体pYF11::CfMKK1;采用PEG介导法把回补载体转化至突变体的原生质体中,荧光筛选回补菌株ΔCfmkk1-C。测定野生型菌株、突变体菌株DCfmkk1及基因回补菌株ΔCfmkk1-C在营养生长、附着胞形成、胁迫应答和致病力等生物学表型。【结果】与野生型和回补菌株相比,CfMKK1基因敲除突变体ΔCfmkk1菌丝生长速率明显减缓;在含刚果红的PDA培养基上菌丝生长受到明显抑制,无法穿透玻璃纸,丧失了侵染寄主的能力;而且无法形成附着胞。【结论】研究结果表明CfMKK1基因参与调控油茶果生炭疽菌的生长发育、附着胞形成、致病力以及响应外界胁迫过程。     

枇杷幼果内源一氧化氮和茉莉酸对低温胁迫的响应

以三年生抗寒性较弱的‘早钟6号’枇杷(Eriobotrya japonica Lindl. cv. Zaozhong No.6)容器苗为材料,采用一氧化氮合成酶抑制剂L-NAME、硝酸还原酶非专一性抑制剂NaN₃和一氧化氮清除剂cPTIO处理低温胁迫下的枇杷幼果,研究其处理对枇杷幼果内源一氧化氮(Nitric oxide,NO)和茉莉酸(Jasmonate acid,JA)含量的影响,探讨枇杷幼果内源NO与JA对低温胁迫的响应及其信号转导的关系。结果表明:低温胁迫可诱导枇杷幼果内源NO和JA含量增加,采用NO清除剂和合成酶抑制剂处理均抑制了低温胁迫下的枇杷幼果中过氧化氢酶(CAT,EC 1.11.1.6)、过氧化物酶(POD,EC 1.11.1.7)和超氧化物歧化酶(SOD,EC 1.15.1.1)的活性,使过氧化氢(Hydrogen peroxide,H₂O₂)和丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量增加,细胞膜脂的过氧化加剧,加重了低温胁迫对幼果的伤害,导致了幼果脂氧合酶(LOX,EC 1.13.11.12)和丙二烯氧化物合成酶(AOS,EC 4.2.l.92)活性下降,内源JA生物合成受阻。细胞内源NO变化与JA含量密切相关,它们在枇杷对低温胁迫的响应中可能存在信号交叉。     

孢悬液浓度和宿主体型大小对球孢白僵菌对松墨天牛幼虫的致病力的影响

【目的】球孢白僵菌Beauveria bassiana是一种被广泛用于害虫生物防治的生防菌。本研究探讨了孢悬液浓度和宿主体型大小对球孢白僵菌对松墨天牛Monochamus alternatus幼虫的致病力的影响,旨在为松墨天牛的生物防治提供科学基础。【方法】分别用0.5%吐温-80(CK)以及1×10⁵, 1×10⁶, 1×10⁷, 1×10⁸和1×10⁹孢子/mL的球孢白僵菌孢悬液接种松墨天牛4龄幼虫,统计接种后15 d内幼虫死亡率和染菌率。同时用最佳浓度(1×10⁹孢子/mL)的球孢白僵菌孢悬液接种体型大小分别为100～150, 200～220, 300～320, 400～420, 500～520和600～650 mg/头的松墨天牛幼虫,测定接种后20 d内幼虫的死亡率和染菌率。【结果】接种1×10⁵～1×10⁹孢子/mL的球孢白僵菌后,松墨天牛4龄幼虫起初活动自如,后在头部出现烧灼状伤并且体色逐渐变红,最后...     

孢悬液浓度和宿主体型大小对球孢白僵菌对松墨天牛幼虫的致病力的影响

【目的】球孢白僵菌Beauveria bassiana是一种被广泛用于害虫生物防治的生防菌。本研究探讨了孢悬液浓度和宿主体型大小对球孢白僵菌对松墨天牛Monochamus alternatus 幼虫的致病力的影响,旨在为松墨天牛的生物防治提供科学基础。【方法】分别用0.5% 吐温-80(CK)以及1×10⁵, 1×10⁶, 1×10⁷, 1×10⁸和1×10⁹孢子/mL的球孢白僵菌孢悬液接种松墨天牛4龄幼虫,统计接种后15 d内幼虫死亡率和染菌率。同时用最佳浓度(1×10⁹孢子/mL)的球孢白僵菌孢悬液接种体型大小分别为100~150, 200~220, 300~320, 400~420, 500~520和600~650 mg/头的松墨天牛幼虫,测定接种后20 d内幼虫的死亡率和染菌率。【结果】接种1×10⁵~1×10⁹孢子/mL的球孢白僵菌后,松墨天牛4龄幼虫起初活动自如,后在头部出现烧灼状伤并且体色逐渐变红,最后周身长满菌丝。不同浓度下,随球孢白僵菌孢子浓度升高,松墨天牛4龄幼虫校正死亡率和校正染菌率增加。接种1×10⁶~1×10⁹孢子/mL球孢白僵菌孢悬液15 d的松墨天牛4龄幼虫累计校正死亡率均可达到100%,1×10⁷, 1×10⁸和1×10⁹孢子/mL浓度下,松墨天牛达到100%校正死亡率所需时间最少。接种0 (CK), 1×10⁵, 1×10⁶, 1×10⁷, 1×10⁸和1×10⁹孢子/mL球孢白僵菌孢悬液的松墨天牛4龄幼虫校正染菌率在第15天分别为0, 20.00%, 86.67%, 90.00%, 96.67%和100.00%,表现为白僵菌孢子浓度越高,染菌率越高。1×10⁹孢子/mL的接种浓度下,松墨天牛幼虫个体越大,天牛幼虫死亡率和染菌率越高。表现在第20天时,体型大小为100~150, 200~220, 300~320, 400~420, 500~520和600~650 mg/头的幼虫的死亡率分别为76.67%, 76.67%, 66.67%, 93.33%, 100.00%和100.00%,染菌率分别为60.00%, 63.33%, 60.00%, 86.67%, 96.67%和100.00%。【结论】球孢白僵菌悬浮液浓度对松墨天牛幼虫的死亡和侵染有显著影响,表现为随孢子浓度的增加而增加;同时,松墨天牛幼虫个体越大,死亡率和染菌率越高。研究结果对开展利用球孢白僵菌防治松墨天牛具重要借鉴和指导意义。     

长江流域禾谷镰孢菌群部分菌株系统发育学、产毒素化学型及致病力研究

从采集自长江流域引起小麦赤霉病的禾谷镰孢菌群(Fusarium graminearum clade)菌株中选取了31株,扩增并测定了这些菌株的EF-1α(translation elongation factor)、PHO(phosphate permease)基因序列,利用相关软件进行了系统发育分析。对这些菌株的产毒素化学型进行了分子检测。同时,用两个小麦品种(扬麦158和安农8455)测定了菌株的致病力。系统发育分析表明绝大多数菌株与F.asiaticum聚为一枝,只有一个菌株11027与F.graminearum聚类。30株F.asiaticum中有24株产脱氧雪腐镰孢菌烯醇(deoxynivalenol,DON)和3-乙酰脱氧雪腐镰孢菌烯醇(3-acetyldeoxynivalenol,3-AcDON),另外6株产雪腐镰孢菌烯醇(Nivalenol,NIV)。一株F.graminearum菌株11027产脱氧雪腐镰孢菌烯醇(DON)和15-乙酰脱氧雪腐镰孢菌烯醇(15-acetyldeoxynivalenol,15-AcDON)。在扬麦158上,菌株间的致病力分化较为明显,产NIV毒素的菌株致病力普遍较弱,强致病力的菌株都产3-AcDON毒素。结果表明在我国长江流域,产3-AcDON毒素的F.asiaticum是引起小麦赤霉病的优势种群,中抗赤霉病的小麦品种扬麦158可以有效评价菌株的致病力强弱。     

紫苏WRI1转录因子的鉴定、表达分析及低温胁迫响应

紫苏[Perilla frutescens(L.)Britt.]是一种新型油料经济作物。转录因子WRI1(WRINKLED1)参与调控植物油脂合成积累。为探究紫苏PfWRI1在油脂合成积累及胁迫响应过程中的分子调控机制,通过分子克隆技术分离得到PfWRI1的完整编码区,利用生物信息学分析工具和半定量PCR(sqRT-PCR)及实时荧光定量PCR(qRTPCR)技术对序列特征及表达水平等进行分析。结果显示：PfWRI1转录因子属于AP2(APETALA2)超家族,包含2个AP2保守结构域;亚细胞定位预测分析显示,PfWRI1转录因子定位于细胞核;无规则卷曲和α-螺旋是PfWRI1蛋白二级结构中的主要结构元件;系统进化分析表明,PfWRI1与芝麻和油梨WRI1的亲缘关系最近;互作蛋白预测表明,PfWRI1蛋白可能与LEC1(LEAFYCOTYLEDON1)、FATA(fatty acyl-acyl carrier protien thioesterase)、FATB和PDAT(phospholipids:diacylglycerol acyltransferase)等存在互作关系;PfWR...     

昆虫病原真菌长孢蜡蚧菌TF-2菌株对豌豆蚜的侵染过程和致病力

【目的】豌豆蚜Acyrthosiphon pisum是世界性的重要农业害虫,给豆类作物造成巨大的经济损失。本研究在前期筛选已获得豌豆蚜致病菌长孢蜡蚧菌Lecanicillium longisporum TF-2菌株的基础上,检测了该致病菌分生孢子对豌豆蚜的毒力效用及侵染方式,以期为利用昆虫病原真菌防治豌豆蚜提供理论基础。【方法】采用离体叶片饲养法检测在不同浓度长孢蜡蚧菌TF-2菌株孢子悬浮液(1.0×10³～1.0×10⁷孢子/mL)中浸渍后对豌豆蚜成虫的致病力;应用扫描电镜和体视显微镜观察豌豆蚜成虫接种TF-2菌株(1.0×10⁷孢子/mL)后长孢蜡蚧菌TF-2菌株侵染症状和侵染过程。【结果】不同浓度长孢蜡蚧菌TF-2菌株分生孢子浸染豌豆蚜成虫致病力随分生孢子浓度升高而逐渐增强,侵染后6 d对豌豆蚜成虫的半致死浓度(LC₅₀)为3.26×10⁴孢子/mL,最高浓度分生孢子(1.0×10⁷孢子/mL)对豌豆蚜成虫的半致死时间(LT₅₀...     

暗纹东方鲀耐寒相关基因CIRBP、HMGB1和AFP-Ⅳ的分子特征和对低温胁迫的响应

为了探索暗纹东方鲀(Takifugu obscurus)对低温环境的响应机制,克隆了暗纹东方鲀耐寒相关基因CIRBP、HMGB1和AFP-Ⅳ的cDNA序列,并进行了基因的分子特征和功能分析。组织分布检测显示CIRBP和HMGB1在下丘脑、肝脏和肌肉中具有高表达,而AFP-Ⅳ则主要在肝脏中表达。在受到低温胁迫后, 3种基因在肝脏和下丘脑中的表达呈现不同的变化趋势,其中CIRBP基因在肝脏中于48h表达量显著增加,在下丘脑中于12h和48h有上调表达; HMGB1基因在肝脏中呈现逐渐上升的趋势,于48h达到最大值,而在下丘脑中呈现先上升后下降的趋势,处理后2h达到最大, 2—8h下降,于8h下降至最低,随后恢复至初始水平;肝脏中的AFP-Ⅳ在0—24h无显著变化,在48h上升至最大值。进一步通过大肠杆菌原核表达系统研究了AFP-Ⅳ的抗冻功能,发现AFP-Ⅳ融合蛋白在–80℃下具有抗冻活性,并且抗冻活性随着浓度的增加而提高。研究结果表明3种基因都参与了暗纹东方鲀对低温胁迫的应答过程,为深入探索暗纹东方鲀的耐低温机制奠定了基础。