大丽轮枝菌分泌糖蛋白的分离及其致萎性研究

利用伴刀豆球蛋白（ＣｏｎＡ） 亲和层析、Ｓｅｐｈａｄｅｘ Ｇ＿１５０ 凝胶层析、双向电泳、ＳＤＳ梯度电泳等手段对大丽轮枝菌（Ｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍ ｄａｈｌｉａｅ Ｋｌｅｂ．）分泌的糖蛋白复合物进行分离,对其中一约２６ ｋＤ 的组分进行了Ｎ 端氨基酸序列分析。以棉花（ Ｇｏｓｓｙｐｉｕｍ ｂａｒｂａｄｅｎｓｅ Ｌ．）叶片为材料,进行了糖蛋白致萎性实验。结果表明,沸水浴或ＣｏｎＡ 处理的蛋白致萎性消失,Ｚｅａｔｉｎ 使糖蛋白致萎性减弱。该糖蛋白能够诱导海岛棉培养细胞中棉酚等倍半萜的合成,棉酚的积累随着糖蛋白浓度的增加而增加,但到一定程度后下降,此时较高浓度的大丽轮枝菌分泌糖蛋白引起植物细胞死亡     

大丽轮枝菌假定蛋白VDAG＿07165的功能

土传病原真菌大丽轮枝菌寄主范围广,引起的黄萎病危害程度重、防控难度大。对病菌重要致病蛋白的挖掘和功能研究有望为病害防治提供新思路。本研究通过前期蛋白质组测序鉴定到一个未知功能结构域DUF1620家族蛋白VDAG＿07165在大丽轮枝菌对马铃薯根部初侵染阶段高表达。缺失VDAG＿07165基因导致大丽轮枝菌产孢量、分生孢子萌发率和穿透力均显著降低,对马铃薯植株的致病力显著减弱。由此说明,假定蛋白VDAG＿07165可在侵染早期通过调控大丽轮枝菌分生孢子的产生、萌发和穿透能力参与该菌对寄主的致病过程。本研究首次探明了DUF1620家族蛋白在土传病原真菌大丽轮枝菌分生孢子产生和侵染中的作用,为挖掘未知功能的新基因及其在真菌发育和致病过程中的功能研究提供了借鉴和参考。     

膜泡运输蛋白VdSec22参与大丽轮枝菌胞外蛋白的分泌和致病性

摘要:【目的】验证大丽轮枝菌分泌途径中一个膜泡运输蛋白VdSec22的功能,为防治棉花黄萎病提供潜在的生物靶点。【方法】利用“正负双向筛选法”的方法,构建大丽轮枝菌VdSec22蛋白编码基因缺失的突变体菌株ΔQF。通过农杆菌介导的转化,将其编码基因VdSec22重新导入ΔQF构建了功能回补菌株CΔQF。以野生型菌株为对照,检测上述菌株分泌胞外蛋白(果胶酶、纤维素酶和毒素蛋白)的能力;采用蘸根接种的方法,检测上述菌株对棉花致病性的差异。同时通过定量PCR检测内质网分子伴侣表达量的方法,推断突变体菌株ΔQF中是否发生了内质网应激反应。【结果】成功构建了基因敲除突变体ΔQF和功能回补菌株CΔQF。突变体菌株ΔQF的果胶酶、纤维素酶、毒素蛋白的分泌能力和对棉花的致病性均较野生型减弱,并且产生了内质网应激反应。重新导入VdSec22基因可弥补突变体菌株ΔQF的上述缺陷。【结论】VdSec22是大丽轮枝菌的一个重要分泌途径蛋白,在大丽轮枝菌诸多胞外致病蛋白的分泌和棉花致病性中起重要作用。VdSec22可作为防治棉花黄萎病的潜在生物靶点。     

大丽轮枝菌VdSCH9基因的功能研究

大丽轮枝菌是一种土传性植物病原真菌,可侵染多种植物并引发黄萎病。目前,人们关于大丽轮枝菌的侵染和致病机制的了解还很不深入。本文通过敲除大丽轮枝菌编码丝氨酸/苏氨酸的蛋白激酶基因VdSCH9,阐明了其在大丽轮枝菌生长发育及致病过程中的作用。SCH9基因在酵母中的表达与cAMP-PKA途径和TOR信号通路相关,对酵母的生长、压力响应和寿命等有重要作用。大丽轮枝菌VdSCH9敲除突变体的生长速率显著下降,菌落边缘菌丝更为稀疏,菌丝分枝减少,对棉花植株为害的平均病情指数为56.6,显著低于野生型和互补突变体的平均病情指数90.5和82.8,对茄子植株为害的平均病情指数为65.9,也显著低于野生型和互补突变体的平均病情指数91.1和89.8。另外,敲除突变体对于高渗透压、氧化还原压力、细胞膜和细胞壁完整性等压力条件的敏感性增强。因此,VdSCH9对于大丽轮枝菌的生长、压力响应及致病力均有重要作用。     

大丽轮枝菌微菌核的萌发条件及致死温度

微菌核是大丽轮枝菌在土壤中的主要存活结构和初侵染源,在土壤中可存活14年之久,其数量及存活状况直接影响着大丽轮枝菌型黄萎病的发生为害程度。以棉花黄萎病菌Verticillium dahliae XJ2008菌株为试材,研究了微菌核萌发的最佳条件、致死温度及土壤温度对微菌核存活的影响。结果表明,20℃、pH8.0是微菌核萌发的最佳条件。大丽轮枝菌微菌核具有很强的耐高温特性,随着处理时间的延长,微菌核的萌发率呈下降趋势,在55℃及以上处理时其萌发率下降迅速,而在50℃及以下处理时其萌发率下降相对较慢,在55℃处理360min可使微菌核完全致死,而在40℃、45℃和50℃处理1,440min,仍然有少量的微菌核存活,但其萌发率随着时间的推移呈下降趋势。土壤微菌核模拟试验结果表明,土壤温度对微菌核有很强的致死作用,40℃条件下处理4d后土壤中的微菌核已全部死亡。该研究结果为通过覆膜增温防治作物黄萎病提供了理论依据。     

大丽轮枝菌硝酸盐利用缺陷型和抗杀菌剂突变体的遗传研究

初步研究了大丽轮枝菌硝酸盐利用缺陷型和抗杀菌剂突变体的遗传特征。结果表明,大丽轮枝菌对三环唑的抗性不能稳定遗传,抗性菌株经低温或室温保顾一个月及转代培养后无丧失抗性,５株抗多菌灵的突变体,有一株在第二代单胞后代培养时丧失抗性,１株在单孢后代中发生分离;     

大丽轮枝菌毒素的分离、提纯及生物测定

试验用Czapek's培养液培养大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)不同致病力类型的5个菌株的培养滤液,经浓缩、离心和透析制成的粗毒素,再经DEAE-纤维素柱层析得到初提毒素,最后通过琼脂糖凝胶过滤层析获得纯毒素样品。生物活性测定表明初提毒素的最低生物活性浓度为5.0—5.5μg/ml。纯毒素的最低生物活性浓度为4.0—4.5μg/ml。配制相同浓度的不同致病力类型菌株的毒素液,它们的培养滤液、粗毒素或纯毒素对棉苗的致萎能力相同。     

大丽轮枝菌微菌核形成能力的遗传

带有硝酸盐利用缺陷型遗传标记的大丽轮技菌Verticilliumdahliae黑色菌核型和白色菌丝型菌株在25℃下配对培养,形成野生型融合菌落带,对融合带的分生孢子后代进行遗传分析的结果表明,融合带中的异核体表现不稳定,分布不均匀。微菌核遗传因子可随亲本细胞质在异核体中的运动和交换而发生迁移。     

Isolation of Glycoproteins from Verticillium dahliae and Their Phytotoxicity

Verticillium dahliae Kleb. is a phytopathogenic fungus that causes cotton wilt-disease. Glycoproteins secreted by V. dahliae have been found to play an important role in wilting syndrome. In this study the glycoproteins were purified consecutively by ConA-Sepharose 4B affinity chromatography, Sephadex G-150 gel filtration, two-dimensional gel electrophoresis and SDS gradient gel electrophoresis. The N-terminal residual sequence of a 26 kD glycoprotein was analyzed. Plant-wilting tests were carried out by injection of glycoproteins, and those treated by heat, ConA and zeatin, into cotton leaves, respectively. Results showed that heat and ConA treatment abolished the wilt-causing activity of the glycoproteins, and zeatin alleviated the wilt syndrome of cotton. Furthermore, the glycoproteins were found to be effective elicitors in inducing the biosynthesis of sesquiterpene aldehyde phytoalexins in suspension cell cultures of Gossypium barbadense L., and heat-treatment lowered, but not abolished the elicitor activity. However, application of native glycoproteins at the concentration higher than 5 mg/L resulted in cell death.     

4种木霉菌对棉花黄萎病菌抑制作用的测定

以绿色木霉(Trichoderma viride)、康氏木霉(Trichoderma koningii)和二株未知木霉菌株(Trichoderma spp.)为供试木霉菌株,采用对峙培养法测定了不同温度处理下对棉花黄萎病菌(Verticilliam dahliae)的拮抗作用。结果表明,木霉在不同温度下对棉花黄萎病菌的抑制作用不一,其中以30℃和25℃黑暗条件下木霉对棉花黄萎病菌菌丝生长的抑制作用最强,对峙培养5d后,绿色木霉、康氏木霉和二株未知木霉菌在30℃条件下对棉花黄萎病菌的抑制率分别达到67.3%、65.9%、56.8%、65.9%,25℃条件下的抑制率分别为65.9%、72.9%、65.9%、78.8%;20℃下木霉菌株对棉花黄萎病菌的抑制作用次之,10℃、15℃和35℃条件下木霉菌丝扩散速度较慢,且孢子产生量少,不能有效地抑制棉花黄萎病菌菌丝的扩展,表明环境温度过高或过低对木霉菌丝的生长及分生孢子的产生均有较大影响。该研究为筛选棉花黄萎病菌更为有效的生防木霉菌株提供理论依据。     

甘肃省甜瓜黄萎病的病原鉴定

【背景】2013年11月在甘肃省兰州市皋兰县的日光温室秋冬茬甜瓜种植棚发现黄萎症状的甜瓜植株,病株率约为1%。【目的】明确甜瓜黄萎病的病原。【方法】采用组织分离法进行病原菌分离;通过科赫氏法则(Koch’s法则)明确分出病菌的致病性;采用形态学和分子生物学方法对病原菌进行种类鉴定。【结果】分离得到轮枝菌属真菌8株,轮枝菌属真菌的病株分出率达100%;2个代表性菌株GLTG-2和GLTG-5(显微特征相似但菌落形态和生长速率不同),在温度18-24℃及昼/夜光周期为11.5 h/12.5 h的试验条件下,人工接种可引起甜瓜苗矮化、枯萎;接种后40 d,枯死株率分别为70%和40%;BLASTn分析结果显示,菌株GLTG-2的rDNA-ITS序列与Verticillium dahliae菌株MRHf7的序列相似性达99.78%,菌株GLTG-5的rDNA-ITS序列与V.dahliae菌株MRHf7和Vd414的序列相似性达100.00%。【结论】引起甜瓜黄萎病的病原菌被鉴定为大丽轮枝菌(V. dahliae),这是大丽轮枝菌引起甜瓜黄萎病在我国和亚洲地区的首次报道。     

大丽轮枝菌寡糖素诱导的棉花组培细胞的过氧化物酶表达分析

将已在察氏液体培养基中培养3d的强毒性（V44)或弱毒性（V64）大丽轮枝菌接种到新鲜的相同培养基中,加入棉花黄萎病感病品种（S）或抗病品种（R）的悬浮培养细胞（或其细胞匀浆）。培养4d后收获真菌孢子,用于致萎力测定,收获菌丝体细胞壁用于制备真菌寡糖素（H,来自V44或L,来自V64）,然后用该寡糖素诱导悬浮培养的棉花细胞（S或R）,棉花细胞的过氧化物酶（POD）同工酶结果表明;（1）所有寡糖素均诱导棉花细胞产生新的过氧化物酶;（2）感病品种豫棉6号的活组培细胞S（或其细胞匀浆）显著影响真菌,用生长过程中接触该活细胞（或其细胞匀浆）的真菌所制备的寡糖素再诱导该活细胞（即S→L（H）→S）时,棉花细胞在36h的POD同工酶谱与其对照,即L（H）→S比较,酶带增减变化显著,致萎力测定结果表明感病品种的活细胞提高了病原毒性和致病力;（3）耐病（豫棉8号）或抗病品种（中棉12号）的活组培细胞R（或其细胞匀浆）对真菌的影响不同于感病品种,R→L（H）→R在36h的POD同工酶谱与L（H）→R比。酶带没有增减变化。但是在H→R或H→S中于9h和24h出现的酶带在R→H→R或R→H→S中分别提前到6h和9h,致萎力测定结果表明抗病品种细胞对病原毒性影响很小。     

抑制茄子黄萎菌的植物提取物的筛选

从蔬菜、花卉、树木、作物和杂草等植物中选取29科73种植物材料,通过室内生物测定和田间试验,筛选出的葡萄叶、大葱叶提取物对黄萎菌具有较强的抑制作用,菌丝生长抑制率达68.44%和61.31%,孢子萌发抑制率达到95%以上,田间防病效果与茄子"病菌净"药剂达到同一显著水平,防效分别达到了75.76%和71.72%。丁香枝叶、薄荷叶、辣椒叶、番茄叶、醉蝶根、南瓜叶、韭菜叶、核桃叶、银杏叶、大蓟叶、藿香叶、苣卖菜叶、万寿菊叶、柳枝叶、花椒果和橘皮等也具有较好的抑菌活性,可作为其它病原菌的天然抗菌剂筛选研究试材。     

茄子黄萎病菌抗性根际芽孢杆菌的筛选与鉴定

利用离体抑菌圈法从茄子根际土壤筛选出8株对黄萎病菌大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)抑菌效果明显的芽孢杆菌,其中F53菌株分泌几丁质酶和-β1,3-葡聚糖酶,对所检测的12种植物病原菌具明显的抑制作用,其发酵液热、酸碱稳定性强,用F53菌株制成的菌剂对茄子黄萎病盆栽试验防效为52.4%~75.8%,初步鉴定F53菌株为环状芽孢杆菌(Bacillus circulans)。     

棉花黄萎病真菌Verticillium dahliae木聚糖酶基因的克隆、表达和酶学性质分析

[目的]从棉花黄萎病真菌Verticillium dahliae中克隆木聚糖酶基因,并在毕赤酵母中进行异源表达,研究酶学性质.[方法]通过多序列比对设计简并引物,扩增出真菌V. dahliae木聚糖酶基因片段,再采用基因组步行PCR技术获得全长木聚糖酶基因序列.经BLAST比对并结合GT-AG原则分析,该基因含有一个大小为63 bp的内含子,利用DpnI介导的缺失方法对含内含子的全长木聚糖酶基因进行剪接,获得该基因的全长cDNA.将克隆到的cDNA在毕赤酵母GS115进行了表达,重组酶经纯化后进行酶学性质分析.[结果]BLAST比对显示,该cDNA推测的氨基酸序列和已知木聚糖酶的最高一致性为72%.测得该酶最适反应温度为45℃,最适反应pH值为6,在pH5-9维持50%以上的活性,对山毛榉材木聚糖具有最好的水解效果.Mg2 和Ca2 对酶有激活作用,分别提高了33.7%和16.6%,EDTA,β-巯基乙醇和NaN3对酶的活性基本没有影响,Tween-80和DMSO使酶活性提高了28.4%和12.8%.[结论]本文从引起棉花黄萎病的真菌V. dahliae中克隆到的木聚糖酶基因是在GenBank上登录的第一个来自棉花黄萎病真菌的木聚糖酶基因序列.本文所用的克隆方法可以高效的从植物病原真菌和白腐真菌克隆只含一个内含子的11家族的新木聚糖酶基因,避免了摸索原始菌株酶表达诱导条件,检测酶的活性等繁琐的操作.酶学性质分析显示该酶在低聚木糖的制备,面包改良上有潜在的应用价值.     

萝卜抗真菌蛋白1(Rs-AFP1)在大肠杆菌中的融合表达及其对大丽轮枝菌抑制活性的研究(英文)

利用聚合酶链式反应 (PCR)获得了萝卜 (RaphanussativusL .)抗真菌蛋白 1(Rs_AFP1)基因编码区核苷酸序列。将整个阅读框架片段和去除了N_端信号肽序列的片段分别装入原核表达载体pET_32b( )中 ,在大肠杆菌中表达 ,发现带有信号肽的Rs_AFP1不能在大肠杆菌中表达 ,而当这一序列去除后 ,表达出约 2 7kD的Rs_AFP1的融合蛋白。用凝血酶处理融合蛋白以去除N_端His.tag的部分序列 ,然后用处理后的融合蛋白进行了抑制真菌生长的实验。结果表明 ,在加入 0 .3g/L的Rs_AFP1的融合蛋白的培养液中 ,大丽轮枝菌 (VerticilliumdahliaeKleb .)的生长受到抑制 ,分别比加入对照细菌蛋白和PBS下降 5 7.5 %和 6 9.8% ;孢子的萌发也受到抑制。显然 ,细菌表达的融合蛋白对大丽轮枝菌的生长有抑制作用。