木霉防治灰霉病的研究进展

植物病害的生物防治是降低化学农药用量、减少环境污染的一种有效方式,木霉是现在普遍应用且生防潜力巨大的灰霉病防治真菌。目前,已经对防治灰霉的木霉菌株的筛选、应用及生防机制进行了大量而深入的研究。木霉的生防机制分为直接生防机制和间接生防机制,前者主要指木霉与灰霉病菌直接作用过程中所涉及的重寄生、抗生和营养竞争,后者是木霉通过诱导植物产生系统抗性来防治灰霉。本文对木霉直接防治灰霉病以及诱导植物产生系统抗性防治灰霉病所涉及的互作模式、信号传导途径以及所引起的防御反应进行综述,旨在通过机制的深入研究能够找到进一步提高木霉生防效果的技术方案。     

小麦响应白粉菌侵染的表型特征、生理应答和免疫信号传导通路分析

了解植物应对病原物入侵的反应对挖掘抗性基因具有重要意义。通过白粉菌侵染小麦中作9504幼苗,观察侵染后0 h、6 h、1 d、4 d和7 d小麦叶片生长、生理代谢相关指标和基因表达变化,揭示白粉菌侵染对小麦生长、渗透调节物质及活性氧的响应机制。结果表明,随着侵染时间的增加,小麦叶片死细胞数目、过氧化物酶活性和超氧阴离子数量呈上升趋势,白粉菌在7 d后生长出成熟的分生孢子。苯丙氨酸解氨酶和多酚氧化酶分别在4 d和1 d后发挥作用,可溶性蛋白含量随侵染时间增加基本呈上升趋势,叶绿素含量在7 d时显著下降,进而影响植物生长,过氧化氢含量在整个侵染时期变化不大。转录组分析发现侵染初期（0 h到6 h）PTI信号传导部分受抑制下调,侵染前中期（6 h到1 d和1 d到4 d）PTI信号传导积极响应,ETI出现在侵染前期,侵染后期（4 d到7 d）由于白粉菌已经完全定殖于叶片表面,影响小麦的光合作用,PTI和ETI信号传导通路均有下调的趋势。研究结果为进一步了解小麦响应白粉菌侵染的防御机制提供一定参考。     

两类免疫受体强强联手筑牢植物免疫防线

植物先天免疫系统在抵御病原菌入侵过程中发挥至关重要的作用, 主要包括两个层次, 即病原菌相关分子模式和效应因子分别触发的PTI和ETI免疫反应。PTI和ETI分别由植物细胞膜表面模式识别受体(PRRs)和胞内免疫受体(NLRs)激活, 具有特异的激活机制, 但是两者激活的下游免疫事件相互重叠。PTI和ETI是否为泾渭分明的两道防线, 以及ETI与PTI下游事件为何如此相似, 一直是植物免疫领域最受关注的问题之一。最近, 中国科学院分子植物科学卓越创新中心辛秀芳团队与合作者利用拟南芥(Arabidopsis thaliana)与丁香假单胞杆菌(Pseudomonas syringae)互作系统对PTI和ETI在机制上的联系进行了研究。他们发现PRRs和共受体参与ETI, 而活性氧的产生是联系PRRs和NLRs所介导的免疫早期信号事件。他们还发现NLRs信号能够迅速增强PTI关键因子的转录和蛋白水平, PTI的增强在ETI免疫反应中不可或缺。该研究从机制上解析了植物免疫领域中长期悬而未决的PTI与ETI相似性之谜, 是该领域的一项突破性进展, 为未来作物分子设计育种提供了新的启示。     

20种植物提取物抑制植物病原菌活性研究

以小麦纹枯病菌(Rhizoctonia cerealis)、番茄灰霉病菌(Alternaria solani)这两种植物病原真菌为供试菌,对采自江西省吉安市的20种植物提取物的抑制菌丝生长活性及孢子萌发进行测定.结果表明,在供试质量浓度为1 mg/mL时,黄花草木樨乙醇提取物的乙酸乙酯萃取部分抑菌效果最好,对小麦纹枯病菌和番茄灰霉病菌两种菌的抑制率均达100%;窃衣、小白酒草、羊蹄和车前草的抑制作用次之,对两种菌的抑制率均大于80%;单从对一种病原菌的抑制作用看,还有黄荆对小麦纹枯病菌率为100%,空心莲子草、窃衣、小白酒草和鬼针草对番茄灰霉病菌的抑制率为100%,但是,这20种供试植物的石油醚相和水相萃取物对两种病原真菌的抑制效果均不强.抑制病原菌孢子萌发亦得到类似结果.以上结果提示植物抑菌活性成分主要存在于乙酸乙酯萃取部分,黄花草木樨、窃衣、小白酒草等的提取物作为植物源杀菌剂值得进一步研究.     

灰葡萄孢菌致病机理研究进展

灰葡萄孢菌能引起多种双子叶植物感染灰霉病,导致农作物减产,带来巨大的经济损失。通过对灰葡萄孢菌各种致病因子的研究,为灰霉病的有效防治提供科学依据。该文阐述了灰葡萄孢菌的重要致病因子,并分析了致病因子的致病机制。灰葡萄孢菌能以菌丝、分生孢子及菌核多种感染模式侵染植物,寄主范围十分广泛。该病原菌在侵染过程中通过信号转导途径调控与致病相关的基因和蛋白表达,产生毒素,分泌胞外水解酶,共同协同作用完成致病过程。     

基于模式识别受体和人工设计诱饵蛋白扩展植物识别特异性

病原/微生物相关分子模式(PAMPs/MAMPs)被位于宿主细胞表面的模式识别受体(PRRs)识别并激活免疫反应.这种病原相关分子模式触发的免疫反应(PTI)能够帮助植物抵抗大部分致病微生物的侵入,因此利用基因工程技术在植物中表达PRRs,以增强植物对病原微生物的免疫识别是一种非常有潜力的植物抗病性改良的策略.植物病原微生物分泌的效应蛋白通常利用多种多样的生化机制直接靶向和抑制PTI信号通路的关键组分,从而抑制PTI.一些植物进化出与效应蛋白的靶标类似的诱饵蛋白,并诱导效应蛋白的错误靶向.这种识别的结果不抑制PTI免疫反应,反而诱导效应蛋白激活的免疫反应(ETI).这种机制提示了人工设计的诱饵蛋白在特定植物中产生新的识别特异性的可能性.本综述总结了PRRs对PAMPs的识别,以及诱饵蛋白对效应蛋白监控方面的研究进展.利用转基因异源表达EFR或PBS1诱饵蛋白在实验室条件下成功扩展了植物的识别特异性,体现了对PRRs和人工设计的诱饵蛋白在植物对病原识别特异性的扩展和抗病性改良方面的潜力,突显了分离和鉴定新的PRRs和诱饵蛋白的必要性.     

猪场沼液对蔬菜病原菌的抑制作用

用不同贮存时间的猪场沼液对7种蔬菜病原菌的抑制作用进行了研究。结果表明,新鲜猪场沼液原液对番茄灰霉病菌、番茄早疫病菌、辣椒疫病菌、黄瓜炭疽病菌和茄子灰霉病菌有较强的抑制作用,沼液贮存对番茄灰霉病菌、番茄早疫病菌和茄子灰霉病菌的抑制效果没有显著影响,但对辣椒疫病菌和黄瓜炭疽病菌的抑制效果影响显著;新鲜猪场沼液滤液对番茄灰霉病菌和茄子灰霉病菌有较强的抑制作用,沼液滤液贮存对番茄灰霉病菌和茄子灰霉病菌的抑菌效果没有显著影响。     

不同灰霉病抗性苹果果实中酚类物质代谢特征

以‘秦冠’、‘富士’、‘金冠’苹果果实为材料,通过对损伤接种灰葡萄孢菌(Botrytis cinerea Pers)后果肉组织酚类代谢主要产物和相关酶活性变化的分析测定,揭示苹果采后酚类物质代谢与灰霉病抗性的关系,为苹果灰霉病抗性鉴定和筛选抗灰霉病苹果资源提供理论指导。结果表明:(1)接种灰葡萄孢菌后,3个苹果品种的果实灰霉病发病率和病斑直径大小均为‘秦冠’‘富士’‘金冠’,而且3个品种间的发病率和病斑直径均差异显著,各品种对灰霉病的抗性由强到弱依次为‘秦冠’‘富士’‘金冠’。(2)抗病品种‘秦冠’果肉组织中类黄酮、木质素含量及苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)活性均显著高于感病品种‘富士’和‘金冠’,但总酚含量为‘秦冠’‘金冠’‘富士’,且3品种间总酚含量差异显著。研究表明,抗病苹果品种通过调节果肉内酚类物质代谢,增强次生代谢能力,其中类黄酮和木质素含量的增加强化了果实的抗性反应,进而提高对灰霉病的抗性,但总酚含量与植物抗病性关系不大。     

西瓜食酸菌Ⅲ型效应蛋白AopAI的鉴定及其功能初步分析

【背景】西瓜食酸菌（Acidovorax citrulli,Ac）引起的细菌性果斑病是葫芦科植物重要的病害之一,通过Ⅲ型分泌系统（type Ⅲ secreted system,T3SS）分泌至植物体内的Ⅲ型效应蛋白（type Ⅲ effector,T3E）是该菌重要的致病因子,目前对Ac T3E的认识仍然非常有限。【目的】鉴定西瓜食酸菌候选的T3E Acidovorax outer protein AI （AopAI）,分析其对Ac致病力的影响和干扰植物免疫的方式。【方法】利用生物信息学方法分析AopAI序列特征、AvrBs1无毒报告系统验证蛋白转运功能;通过荧光定量PCR技术分析aopAI基因表达的调控及其对植物病原相关分子模式（pathogen-associated molecular pattern,PAMP）激发的免疫反应（PAMP-triggered immunity,PTI）信号通路标记基因表达的影响;利用基因插入突变和基因功能互补方法,检测菌的致病力、植物组织过氧化氢和胼胝质积累量的变化;运用瞬时表达技术分析AopAI亚细胞定位和其抑制激发子诱导细胞死亡的能力。【结果】AopAI蛋白序列中不含跨膜螺旋区和信号肽,含有二磷酸腺苷（adenosine diphosphate,ADP）核糖基转移酶保守结构域;在T3SS核心基因hrpG和hrpX突变体中aopAI基因表达量显著降低;表达AopAI及AvrBs1功能区（59-445 aa）的avrBs1突变体可诱导ECW-10R辣椒叶发生过敏性坏死反应,表明AopAI具有转运功能;aopAI基因突变体在黄瓜子叶上的致病力减弱,但与其互作的黄瓜子叶组织中过氧化氢和胼胝质的含量均显著增加;AopAI在本氏烟叶瞬时表达后,显示其定位于细胞膜和细胞核,还表现抑制激发子NIP诱导的叶细胞死亡,导致叶细胞的PTI信号通路标记基因GRAS2和ACRE31的表达量显著降低。【结论】在西瓜食酸菌中具有一个定位于细胞核和细胞膜、有ADP核糖基转移酶结构域的T3E蛋白AopAI,该T3E是能够抑制NIP诱导的细胞死亡的毒性蛋白,通过抑制ACRE31调节的免疫途径降低植物过氧化氢和胼胝质的积累,以抑制植物PTI防御反应机制。     

抗灰霉病菌的产抗生素菌株筛选初报

抗灰霉病菌的产抗生素菌株筛选初报鲍秀芬,宗玉丽,王志,席海生,刘树良,张爱玲,胡永兰,（辽宁省微生物研究所,朝阳１２２０００）灰霉病菌（ＢｏｔｒｙｔｉｓＰｅｒｓ）属于葡萄孢属真菌,主要侵害茄科、葫芦科等多种蔬菜,是当前危害大棚蔬菜的主要病害之一。其病...     

五种新疆植物的抗真菌活性

对采自新疆的黄花蒿(Artemisia annua)、北艾(Artemisia vulgaris)、梭梭(Halaxylon ammodendron)、盐爪爪(Kalidium foliatum)和多枝柽柳(Tamarix ramosissima)抗植物病原真菌的活性进行了研究,植物病原真菌包括番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)、棉花枯萎病菌(Fusarium axysporum f.sp.vasinfectum)、稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)、烟草黑胫病菌(Phytophthora parasitica var.nicotianae)和瓜果腐霉(Pythium aphani-dermatum),其中黄花蒿对真菌菌丝生长、多枝柽柳对稻瘟病菌孢子萌发表现出强的抑制活性。本研究为植物病害防治和新疆植物资源的开发和利用提供了依据。     

毕赤酵母G5拮抗葡萄灰霉病机理初探

针对新疆红提葡萄中分离的生防菌株——毕赤酵母G5,以葡萄灰霉菌(Botrytis cinerea)为靶标菌,研究了G5对葡萄灰霉菌孢子及对葡萄果实内5种关键酶活性的影响,初步探讨了G5拮抗葡萄采后灰霉病的机理。采用离体(in vitro)实验与活体(in vivo)实验的方法对毕赤酵母菌G5拮抗葡萄灰霉病的机理进行探究。结果发现,毕赤酵母菌株G5对葡萄灰霉菌孢子的萌发和菌丝生长均有抑制作用,对灰霉菌丝的抑制率最高为80.20%,对灰霉孢子抑制率达86.89%;两者间存在营养竞争关系,有重寄生现象产生,拮抗菌自身并不分泌抗菌物质。此外,该菌株能诱导果实体内过氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶的酶活性,使其酶活性有显著提高,说明毕赤酵母G5可以有效的诱导果实内抗病相关酶的活性,增强对灰霉病的抑制效果。毕赤酵母G5拮抗葡萄灰霉病的机理主要包括营养竞争、诱导抗病性,是否有重寄生作用还需要进一步验证。     

番茄灰霉病害及其微生物防治的研究进展

综述了番茄灰霉病的病害,并从国内外拮抗菌以及内生菌的筛选和利用等方面概述了番茄灰霉病微生物防治的研究进展,提出了目前番茄灰霉病微生物防治的问题及今后的应用前景。     

SlCBL1基因在番茄抗灰霉病中的作用

以番茄(Solanum lycopersicum L.)品种‘Micro Tom’为试材,分析番茄叶片和果实的灰霉病发病规律,及番茄类钙调磷酸酶B基因(tomato calcineurin B-like gene,SlCBL1)在叶片和果实中的表达变化;比较转SlCBL1基因番茄与对照的叶片和果实的灰霉病发病过程,分析转基因番茄抗病相关转录因子表达变化。结果表明:(1)非转基因番茄中,不同叶龄的叶片均在接种灰霉病4d开始发病;不同发育阶段的果实接种灰霉病后发病时间也不同,其中绿果(花后16~18d)接种5d还未发病,白果(花后34~36d)接种11d开始发病,红果(花后40~42d)接种5d开始发病;SlCBL1基因表达量在番茄叶片中较低,在绿果期和白果期的果实中表达量最高,红果期果实中表达量最低。(2)转SlCBL1基因后,SlCBL1基因的过量表达能够抑制番茄叶片和果实灰霉病发生;同时番茄叶片和果实中几乎所有的抗病转录因子的表达量都上调,其中WRKY转录因子家族基因SlWRKY33和SlWRKY70受到强烈调控。研究说明,SlCBL1基因过量表达能够提高番茄的抗灰霉能力,其主要机理是通过影响抗病相关转录因子进而调控番茄抗灰霉病的能力。     

植物内生菌在生物防治中的应用

从植物内生菌的抗病虫机理及生防作用方面综述了植物内生菌在生物防治中的研究进展,对植物内生菌的抗病虫机理进行了探讨,并展望了植物内生菌在植物保护中的应用前景.     

《Molecular Plant》文章中文摘要 2010年第3卷第5期

（http：//mplant.oxfordjournals.org/content/vol3/issue5/index.dtl）1 Zhang J,Zhou JM（2010）.Plant immumty triggered by microbial molecular signatures.Mol Plant,3（5）：783～793题目：微生物分子特征激活的植物免疫（综述）摘要：病原体/微生物相关分子模式（pathogen/microbe-associated molecular patterns,PAMPs/MAMPs）被位于宿主细胞表面的模式识别受体（pattern-recognition receptors,PRRs）识别来激活植物免疫。病原相关分子模式诱导的免疫反应（PAMP-triggered immunity,PTI）是植物限制病原菌增殖的第一层防卫反应。PTI信号传导元件往往被多种Pseudomonas syringae毒性效应蛋白作为攻击靶点,     

南京、镇江地区草莓灰霉病菌对6种杀菌剂的抗药性及生物学性状分析

为了解南京、镇江地区草莓灰霉病菌对6种常用杀菌剂的抗药性水平,采用区分剂量法测定了290株草莓灰霉病菌对多菌灵、腐霉利、乙霉威、嘧霉胺、醚菌酯和咯菌腈的抗性,并对多重抗药性菌株的生物学性状进行了初步分析。结果表明:2012年采集的南京和镇江地区草莓灰霉病菌未见对咯菌腈产生抗药性,而对其余5种供试杀菌剂的多重抗药性频率达97.24%;供试菌株中五抗菌株已成为两地区田间灰霉病菌的优势亚群体;供试菌株中多重抗药性表型共有54种,作为优势亚群体的Car~(HR)Prc~(HR)Die~(LR)Pyr~(HR)Kre~(HR)表型占40.69%,并可稳定遗传;南京地区草莓灰霉病菌对咯菌腈的抗性频率从2012年的0持续增至2014年的3.76%,而对其余5种供试杀菌剂的抗性频率在3年间均超过78%;所测菌株在菌落直径、产孢量和病斑直径方面差异显著但无明显规律。由此可见,多菌灵、腐霉利、乙霉威、嘧霉胺、醚菌酯在本研究区已丧失对灰霉病的防治效果,寻找替代药剂已刻不容缓。     

贝莱斯芽孢杆菌L-1对梨灰霉和青霉病菌的抑制作用评价及全基因组分析

【目的】明确贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)L-1对梨灰霉和青霉病菌的抑制作用,明确菌株L-1无菌发酵液拮抗活性的稳定性及可能的拮抗机制。【方法】通过离体测定、活体测定和病原菌菌丝形态观察,评价菌株L-1对梨灰霉和青霉病菌的拮抗活性。以梨灰霉病菌为供试病原菌,利用牛津杯法测定菌株L-1无菌发酵液拮抗活性的稳定性。利用Pacbio RSII三代测序技术测定L-1的全基因序列,将全基因序列与基因蛋白质序列数据库进行BLAST比对分析,预测菌株L-1可能产生的次生代谢产物及潜在的作用机制。【结果】菌株L-1对梨灰霉和青霉病菌的活体抑制率分别为92.88%和77.47%,能引起病原菌菌丝膨大、畸形。菌株L-1在含10%Na Cl的培养液中仍能正常生长,其无菌发酵液耐高温、酸、碱、紫外照射和蛋白酶降解,对病原菌具有稳定的拮抗活性。全基因序列分析结果显示菌株L-1有112个基因参与了多种碳源的代谢,可以利用多种碳源进行生长;含有参与亚精胺、海藻糖等与菌株抗逆性相关化合物合成的基因;次生代谢产物预测结果显示:L-1含有合成surfactin、fengycin、bacillibactin、bacillaene、macolactin、difficidin、bacilysin等多种肽聚糖和聚酮糖类抗性化合物的基因簇,以及能够降解病原菌细胞壁的β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶相关的基因;此外菌株L-1含有生成乙偶姻等能够诱导植物抗性的基因。【结论】菌株L-1能有效拮抗多种梨果采后病害,抗逆性强,拮抗活性稳定,预测菌株L-1能够通过产生多种拮抗活性化合物和细胞壁水解酶类以及诱导植物抗性实现防病效果,具有很大的应用潜力。     

枯草芽孢杆菌BS2对葡萄灰霉病菌抑菌机制的初步探索

对葡萄灰霉病菌的生防枯草芽孢杆菌BS2菌液成分及胞外蛋白的抑菌机制进行了初步研究,BS2对葡萄灰霉病菌具有较好的拮抗作用,其菌液成分和胞外蛋白经20°C-120°C处理后,抑菌效果存在差异。BS2的菌液成分及胞外蛋白对灰霉病菌的产孢、萌发和菌丝的生长等方面均具有较好的抑制作用,且对灰霉病菌菌丝的原生质有囊泡和颗粒化现象。由此分析,BS2抑菌活性物质是多种成分共同作用的结果,抑菌物质中含有对温度敏感的高分子蛋白质,且抑菌机制也是从多方面共同起作用。     

寄主植物与病原菌免疫反应的分子遗传基础

近年来,大量的植物抗病基因和病原菌无毒基因被克隆,抗病基因和无毒基因的结构、功能及其互作关系的研究也取得重大进展。在植物中,由病原菌模式分子(pathogen-associated molecular patterns, PAMPs)引发的免疫反应(PAMP-triggered immunity, PTI)和由效应因子引发的免疫反应(effector-triggered immunity, ETI)是植物在长期进化过程中形成的两类抵抗病原物的机制。PTI反应主要通过细胞表面受体(patternrecognition receptors, PRRs)识别并结合PAMPs从而激活下游免疫反应,而在ETI反应中,则通过植物R基因(resistance gene,R)与病原菌无毒基因(avirulence gene, Avr)产物间的直接或间接相互作用来完成免疫反应。本文对植物PTI反应和ETI反应分别进行了概述,重点探讨了植物R基因与病原菌Avr基因之间的互作遗传机理,并对目前植物抗性分子遗传机制研究和抗病育种中的问题进行了探讨和展望。