根系土壤假丝酵母菌Candida sp. YIN9对大丽轮枝菌和全齿复活线虫的抑制作用

[目的] 研究黄萎病抗性棉(海 7124)根际土壤中酵母菌株对棉花黄萎病病原真菌大丽轮枝菌和全齿复活线虫的拮抗效果,为生物防治棉花黄萎病和全齿复活线虫提供理论依据。[方法] 通过镜检、糖发酵实验、碳源同化实验、26S rRNA测序对菌株的形态、生理生化特征及其系统发育关系进行鉴定,并利用七叶苷筛选、刚果红染色、平皿对峙实验、盆栽实验、平板生测实验测试其产酶活性以及抑制大丽轮枝菌和杀线虫活性。[结果] 从大批黄萎病抗性棉(海 7124)根际土壤中筛选出编号为YIN9的酵母菌菌株,分类鉴定结果表明:YIN9菌株属于假丝酵母属Candida。平皿对峙实验结果表明:菌株YIN9对大丽轮枝菌的抑菌率达59%;将菌株YIN9的无菌发酵滤液与大丽轮枝菌孢子共培养12 h后镜检发现,用菌株YIN9处理的实验组,大部分棉花黄萎病病菌孢子不能正常萌发。盆栽实验结果表明:菌株YIN9对棉花黄萎病的平均防治效果为60.02%,可以显著降低感病棉棉花黄萎病的发病率和病情指数。此外,与从黄萎病抗性棉根际土壤中筛选获得的其他酵母菌株相比,菌株YIN9具备较高的杀线虫活性:菌株作用全齿复活线虫48 和60 h后,线虫死亡率分别为90%和100%。将菌株YIN9发酵液煮沸后,其抑制大丽轮枝菌和杀线虫活性均急剧下降,进一步测试发现,该菌株拥有较高的蛋白酶和纤维素酶活性。[结论] YIN9中的生防因子可能是热不稳定性物质,具备较高的杀线虫活性,可以显著提高感病棉对黄萎病的抗性。     

过量表达GhPFN2基因增强棉花对大丽轮枝菌的抗性

越来越多的研究表明,微丝骨架参与植物先天免疫过程,但是其作用机制尚不明确.本研究发现,棉花(Gossypium spp.)的profilin基因(GhPFN2)在大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)侵染条件下表达水平上调,推测GhPFN2可能参与棉花应答黄萎病过程.当棉花根部侵染大丽轮枝菌后,根表皮细胞中微丝的密度和成束度显著增加.与野生型相比,过量表达GhPFN2棉花对黄萎病的耐受性提高,并且棉花根部微丝骨架高级结构与野生型受到大丽轮枝菌侵染后的表型一致.这些结果表明,GhPFN2能够介导微丝骨架的重排,进而参与棉花抵御大丽轮枝菌的侵染过程.     

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。     

大丽轮枝菌毒素的多糖组份对棉花致萎作用的研究

用β-葡萄糖苷酶水解大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)毒素中的多糖组份。发现经酶处理后的5个不同致病力类型的棉花黄萎病菌(大丽轮枝菌)菌株毒素都不能影响整个毒素复合物对棉花的致萎作用,表明毒素中的多糖组份在棉花的致萎作用中不占有重量地位。     

黄萎病不同发生程度棉田中土壤微生物多样性

作物根际土壤微生物群落对土壤生态及作物健康至关重要。以棉花黄萎病不同发生程度棉田的土壤为研究对象,采用理化分析、微生物纯培养及高通量测序技术对土壤理化性质及微生物数量、细菌丰度多样性进行综合分析。结果表明:在纯培养条件下,大丽轮枝菌无菌发酵滤液对细菌生长有明显的抑制作用;棉田接种大丽轮枝菌对土壤中细菌、真菌、放线菌的数量及细菌菌群丰度多样性未产生明显影响,不同采样时间的土壤中细菌菌群结构差异更大。土壤中大丽轮枝菌微菌核数量与棉花黄萎病的发生程度呈显著正相关。土壤肥力对土壤中微生物数量起主导作用,而水稻-棉花轮作能够使棉田有效降盐、减病、改善土壤肥力。通过生物防治、作物轮作、深翻等调控措施增加土壤中有益菌群数量、改善土壤生态、降低棉田土壤中大丽轮枝菌菌源数量是减轻棉花黄萎病危害的基础。     

棉花与番茄抗棉花黄萎病不依赖于Ve1

黄萎病是我国棉花的主要病害之一,发掘抗病基因和阐明抗病机制是开展棉花抗病分子育种的基础.本研究将目前唯一的植物抗黄萎病主效基因Ve1分别在本氏烟和陆地棉中超量表达,以探讨其在防控棉花黄萎病中的价值.研究发现,Ve1基因在本氏烟中超量表达后并未对番茄大丽轮枝菌2个生理小种和棉花黄萎病菌产生明显抗性.RT-PCR分析表明,Ve1并不能激活烟草抗病相关基因的表达,推测本氏烟中可能不存在完整的Ve1介导的抗黄萎病信号路径.Ve1超量表达的转基因棉花接种棉花黄萎病菌"V991"后表现出与本氏烟类似的结果,同时发现,陆地棉对番茄大丽轮枝菌1号生理小种表现出高抗性.利用番茄抗/感黄萎病近等基因系"Craigella GCR218"/"Craigella GCR26"进一步研究发现,2个番茄材料均对棉花落叶型强致病力黄萎病菌"V991"免疫,这暗示番茄对棉花黄萎病菌的抗性不依赖于Ve1.分子鉴定表明,棉花黄萎病菌与番茄大丽轮枝菌1号和2号生理小种存在明显区别,番茄大丽轮枝菌1号和2号生理小种均属于非落叶型黄萎病菌.本研究中鉴定的棉花黄萎病菌均不含有ave1基因,这可能是在棉花中超量表达Ve1并不能增强其棉花黄萎病菌抗性的直接原因.通过病毒介导的基因沉默,在抑制GbSERK1的表达后能显著削弱海岛棉对黄萎病菌的抗性,证实"海7124"中存在类似于Ve1的下游抗病信号路径.本研究还对棉花类受体蛋白的进化以及Ve1抗病信号路径在棉花抗黄萎病机制研究中的价值进行了探讨.     

大丽轮枝菌甘油-3-磷酸脱氢酶的功能分析

大丽轮枝菌可侵染棉花、马铃薯、番茄等660余种寄主植物,引致黄萎病,造成严重的经济损失。为了深入了解大丽轮枝菌的致病机制,本研究在前期棉花提取物诱导大丽轮枝菌转录组分析的基础上,选择上调差异表达的线粒体甘油-3-磷酸脱氢酶基因VdGut2(VD592＿6958＿Chr4)和非差异表达的胞质甘油-3-磷酸脱氢酶基因VdGpd(VD592＿10256＿Chr2),进行了功能分析。结果表明,两个VdGut2敲除突变体菌株的产孢量较野生型菌株分别下降了32%和41%,病情指数分别下降了70%和51%,菌落生长速率也显著下降;VdGpd过表达菌株产孢量和病情指数较野生型菌株显著下降,但在甘油为唯一碳源的培养基上其菌落生长速率显著上升。因此,VdGut2促进了大丽轮枝菌分生孢子的形成、碳源的利用以及对寄主植物的致病过程,VdGpd抑制了大丽轮枝菌分生孢子的形成和对寄主植物的致病力,却促进了甘油的代谢。     

拜赖青霉活性产物的抗真菌作用研究

采用平板对峙实验和生长速率法,筛选和测定拜赖青霉ACCC 30440对尖孢镰刀菌与大丽轮枝菌的抑制活性。结果表明,ACCC 30440的PDB发酵液和乙酸乙酯提取物均能够抑制尖孢镰刀菌与大丽轮枝菌的生长,含10%发酵液的培养基对尖孢镰刀菌与大丽轮枝菌的抑制率均达40%以上,含20%发酵液则可完全抑制这两株病原真菌的生长;ACCC30440的乙酸乙酯提取物对尖孢镰刀菌与大丽轮枝菌的半抑制浓度分别为518.63μg/m L和443.42μg/m L。说明拜赖青霉ACCC 30440菌株能够产生抑制植物病原真菌生长的活性物质。     

海岛棉几丁质酶基因GbCHI的克隆与功能分析

几丁质酶是植物主要的病程相关(PR)蛋白之一。前期工作中利用比较蛋白质组学方法, 从海岛棉7124根部蛋白中分离到一个IV型几丁质酶(GbCHI)。文章通过同源克隆获得了海岛棉GbCHI基因的cDNA序列, 并对该基因的表达特征及其蛋白的抑菌功能进行了分析鉴定。qRT-PCR实验结果表明GbCHI基因在棉花根、茎、叶、花和胚珠中均有表达, 其表达受大丽轮枝菌、水杨酸(SA)、乙烯(ACC)和茉莉酸(JA)诱导; 亚细胞定位分析显示GbCHI蛋白主要分布在细胞膜上; 体外抑菌实验证明GbCHI蛋白能显著抑制大丽轮枝菌孢子的萌发和菌丝的生长。这些研究结果为了解GbCHI的功能及其在抗黄萎病棉花分子育种中的应用提供了实验依据和思路。     

海岛棉几丁质酶基因GbCHI的克隆与功能分析

几丁质酶是植物主要的病程相关(PR)蛋白之一。前期工作中利用比较蛋白质组学方法,从海岛棉7124根部蛋白中分离到一个IV型几丁质酶(GbCHI)。文章通过同源克隆获得了海岛棉GbCHI基因的cDNA序列,并对该基因的表达特征及其蛋白的抑菌功能进行了分析鉴定。qRT-PCR实验结果表明GbCHI基因在棉花根、茎、叶、花和胚珠中均有表达,其表达受大丽轮枝菌、水杨酸(SA)、乙烯(ACC)和茉莉酸(JA)诱导;亚细胞定位分析显示GbCHI蛋白主要分布在细胞膜上;体外抑菌实验证明GbCHI蛋白能显著抑制大丽轮枝菌孢子的萌发和菌丝的生长。这些研究结果为了解GbCHI的功能及其在抗黄萎病棉花分子育种中的应用提供了实验依据和思路。     

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。     

枯草芽孢杆菌对几种植物病原真菌的抑菌活性

枯草芽孢杆菌是目前国内外比较具有应用潜力的生防菌种之一。本文主要研究了枯草芽孢杆菌菌液对几种植物病原菌的菌丝抑制试验、菌丝形态影响试验以及分生孢子萌发抑制试验,了解枯草芽孢杆菌菌液对尖孢镰刀菌古巴专化型、灰葡萄孢、茄病镰刀菌、大丽轮枝菌、麦根腐平脐蠕孢、尖孢镰刀菌的抑制作用及抑菌机理。结果显示:枯草芽孢杆菌菌液对6种病原真菌的菌丝形态、菌丝生长、产孢和分生孢子萌发都有明显的破坏或抑制作用。用枯草芽孢杆菌菌液处理尖孢镰刀菌古巴专化型、灰葡萄孢、茄病镰刀菌、大丽轮枝菌、麦根腐平脐蠕孢、尖孢镰刀菌后,在PDA培养基上均形成了明显的抑菌圈,直径达3. 00 cm左右;菌液处理后分生孢子的萌发率仅30%左右。显微镜观察发现,处理组菌丝生长异常,体表凹凸不平,局部膨大,分枝变多,原生质体外泄。研究表明枯草芽孢杆菌菌株对尖孢镰刀菌古巴专化型、灰葡萄孢、茄病镰刀菌、大丽轮枝菌、麦根腐平脐蠕孢和尖孢镰刀菌有良好的抑制作用,并且可以有效控制尖孢镰刀菌古巴专化型、灰葡萄孢、茄病镰刀菌、大丽轮枝菌、麦根腐平脐蠕孢和尖孢镰刀菌病害的发生。     

大花金挖耳内生菌的分离及抑菌活性筛选

从菊科植物大花金挖耳（Carpesium macrocephalum）的花、茎、叶、果实和根中分离出92株内生菌,其中真菌68株,细菌16株,放线菌8株;对峙法生物活性测定结果表明,其中22株内生菌分别对小麦赤霉病菌、黄瓜灰霉病菌、辣椒疫霉病菌、玉米大斑病菌和苹果炭疽病菌均有较好的拮抗作用;采用生长速率法测定22株内生菌发酵产物的抑菌活性,结果表明,内生细菌H-32的发酵液稀释10倍和内生真菌H-18、Y-12、G-4、G-6的菌丝丙酮提取物在0.5 mg·mL^-1（菌丝干重）的剂量下,均对番茄灰霉病菌和玉米大斑病菌菌丝生长具75%以上的抑制效果;活体组织法测定结果,H-32的发酵液和H-18、J-1、Y-17、G-6的菌丝丙酮提取物在2.0 mg·mL^-1（菌丝干重）的剂量下,对番茄灰霉病的防治效果均在50%以上.综合分析认为,H-32、H-18和G-6等内生菌的抑菌作用值得进一步研究.     

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。     

大丽轮枝菌（Verticillim dahliae）突变体库的构建与分析

为了更加快捷地筛选大丽轮枝菌致病关键基因,利用聚乙二醇介导的原生质体转化法构建病原菌随机插入突变体库,对部分阳性转化子的生长表型指标和致病力进行分析,筛选生长发育与致病缺陷突变体并进行靶标基因定位。结果表明,本研究共获得13 030多个阳性转化子,随机挑选5个转化子与V991野生型菌株进行比较分析,发现其中一个突变体在PDA和不同碳源培养基上的菌落直径、产孢量以及致病力均显著降低。侧翼序列测序结果结合Blast比对分析表明,该缺陷突变体中的潮霉素抗性基因表达盒定位于大丽轮枝菌3号染色体1 528 782 bp处,属于内切葡聚糖酶1基因（VDAG＿04017）。综上所述,本研究通过大丽轮枝菌插入突变体库构建、突变体生长表型指标和致病力鉴定及靶标基因定位等一系列分子生物学手段,可初步鉴定病原菌致病相关基因,为从全基因组层面深入研究大丽轮枝菌致病机制奠定了一定基础。     

一株新的拮抗细菌SL19及其抑菌活性物质

生防菌SL19对多种植物病原菌有抑菌活性。通过形态观察、生理生化实验和基于16S rDNA同源性序列分析构建系统发育树,鉴定该菌为Bacillus velezensis。利用对峙实验测定了该菌的抑菌谱,发现该菌对大丽轮枝菌、尖孢镰刀菌、灰葡萄孢菌、立枯丝核菌、疮痂链霉菌等多种植物病原微生物有明显的抑菌作用。利用硫酸铵盐析法分离纯化活性物质,并对其理化性质进行初步探索显示:抑菌活性物质经60°C、80°C处理20 min后的抑菌活性不变;经100°C处理20 min,活性降低为原来的75.3%;经120°C处理20 min后抑菌活性完全丧失。对胰蛋白酶、胃蛋白酶、蛋白酶K、氯仿、紫外光均不敏感,SDS-PAGE检测发现该抑菌活性物质中含有分子量约为50 kD的蛋白质,初步推测该菌分泌的抑菌活性物质主要是蛋白质类物质。实验表明,该抗菌蛋白能够抑制大丽轮枝菌菌丝的生长及孢子的萌发,为该菌用于生物防治提供了理论基础。     

天然植物提取物对茄子黄萎病菌的抑制活性

以茄子黄萎菌为供试菌种,研究了54种天然植物的乙醇提取液对茄黄萎菌的抑菌活性. 结果表明, 有15种植物提取物对茄子黄萎菌菌丝生长抑制率大于50%,其中细辛、黄连、厚朴、儿茶、苦参、甘草、蛇床子、桔梗、洋葱的提取物对供试菌菌丝生长抑制作用较强,抑制效果均在65%以上,蛇床子的抑菌率达86.84%.有16种植物提取物对病菌孢子萌发的抑制作用大于70%,其中7种植物提取物对孢子萌发的抑制率大于95%以上,细辛、黄连、厚朴基本上抑制了孢子的萌发.儿茶提取物对菌丝生长的抑制效果较差,但却显著抑制了孢子萌发,抑制率达100%.蛇床子提取物虽然抑菌效果较高,但其处理的孢子萌发率为11.3%.研究发现天然植物提取物中存在着抑制黄萎菌的活性物质,这为生物防治黄萎病和进一步研究蔬菜抗病增产理论提供了新的思路与途径.     

枯草芽孢杆菌J-15抗大丽轮枝菌次生代谢产物对棉田土壤真菌多样性的影响

【背景】目前利用拮抗菌进行作物病害防治的研究较多,但拮抗菌次生代谢产物如何影响棉花根际土壤微生物群落相关的研究较少。【目的】探讨枯草芽孢杆菌J-15抗大丽轮枝菌次生代谢产物对棉田土壤真菌多样性的影响,为利用枯草芽孢杆菌J-15及其次生代谢产物防治棉花黄萎病的土壤微生物生态安全进行评估。【方法】以新疆北部玛纳斯地区棉田为土壤采样点,随机选取10个点进行采样后混合,经枯草芽孢杆菌J-15抗大丽轮枝菌次生代谢产物处理一定时间后,提取土样总DNA,利用Illumina HiSeq高通量技术,对样品中真菌ITS1-ITS2区进行高通量测序,分析J-15抗大丽轮枝菌次生代谢产物处理对土样真菌多样性的影响。【结果】在97%相似度水平下,处理10、30d后,样品中真菌的OTU数量、Chao1和ACE丰度指数均分别高于相同时间放置的未处理的对照组,而Simpson指数低于其对照组。从群落组成分析来看,与对照组相比,受J-15次生代谢产物处理的土壤样品,子囊菌门(Ascomycota)的盘菌属(Tricharina)和被孢霉门(Mortierellomycota)的被孢霉属(Mortierella)等优势真菌相对丰度提高,而丰度高于1%的2类病原真菌轮枝孢属(Verticillium)、镰孢霉属(Fusarmm)的丰度显著降低。【结论】J-15抗大丽轮枝菌次生代谢产物对棉田土壤真菌群落及丰度有显著影响,但不改变影响农业生产的土壤真菌群落的结构。     

鹅膏菌抑真菌活性及其活性物质的提取工艺优化(英文)

通过鹅膏菌抑菌活性物质对杨树烂皮病病原菌金黄壳囊孢菌的菌丝生长及其孢子抑制效果的研究,分析鹅膏菌的抗真菌活性。将培养15 d的鹅膏菌液体发酵物分成培养液和菌丝体两部分,然后分别将培养液、菌丝体提取物和发酵液本身对金黄壳囊孢菌菌丝生长和孢子萌发抑制效果进行检测。结果表明:培养液对金黄壳囊孢菌菌丝生长的抑制率最高,为68.90%;三者对孢子萌发都有明显的抑制效果,即在处理后10 d孢子都没有萌发。菌丝体在超声波、加热和浸泡的条件下,利用乙醇,丙酮、乙酸乙酯和正丁醇进行提取,其提取物用于病原菌的抑制效果检测,结果表明:用乙醇和丙酮提取时,超声波、浸泡及加热处理,对金黄壳囊孢菌的抑制效果都与对照有显著差异(a=0.01),而正丁醇的提取物的抑制效果较差,与对照没有显著差异。通过不同提取物对金黄壳囊孢菌菌丝生长和孢子萌发的抑制效果进行分析,并对抑菌活性物质提取工艺进行筛选,得到抑菌活性物质提取的最佳方法为摇床培养,乙醇是最适提取溶剂,处理方式(超声波、浸泡或者加热)相互间差异不显著。     

拮抗菌BJB01抗黄萎病的抗病效果评价

棉花是重要的战略与民生物资,在种植过程中面临多种不利因素的影响,其中棉花黄萎病作为一种危害性极大的植物性疾病使棉花大量减产,因此需要一种安全高效的方法应对棉花黄萎病的发生。从新疆棉花重病田中筛选到菌株BJB01并进行提取纯化,通过生理生化鉴定和革兰氏染色试验,对获得的菌株DNA进行16S rDNA测序,将测序结果在NCBI上进行比对;然后利用平板对峙试验初步测试防效;最后通过温室防效试验,筛选到最佳的防治方法及浓度。试验结果显示,该菌与贝莱斯芽孢杆菌相似度极高,为99.71%,由此可确定该菌为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus belleiensis);在平板对峙中,该菌显现出对大丽轮枝菌(Verticillium dahlia Kleb.)的抑制作用;通过温室防效测试发现该菌在浓度为OD₆₀₀=0.6时的防效结果达到89.35%,优于其他方法及处理浓度,并且再次单独测试后防效为85.91%,效果依旧最佳。综合分析,从新疆棉花重病田中获得的贝莱斯芽孢杆菌BJB01,可以对大丽轮枝菌起抑制作用,有望用于制备生物菌剂用以棉花生产防治。