基于RAPD、ISSR和AFLP对西瓜枯萎病菌遗传多样性的评价

利用RAPD、ISSR和AFLP分子标记技术对50个西瓜枯萎病菌株进行了分析。结果表明,21个RAPD引物、21个ISSR引物和21对AFLP引物分别对供试菌株扩增出113、134和389条带,三种分子标记的遗传相似系数比较一致,均可揭示西瓜枯萎病菌的遗传变异特点。三种分子标记产生的聚类分析结果存在一定差异,其中RAPD类群与生理小种和地理来源之间均不存在明显关系;而AFLP和ISSR类群与生理小种之间存在一定相关性,与菌株的地理来源关系不明显。     

基于RAPD、ISSR和AFLP对西瓜枯萎病菌遗传多样性的评价

利用RAPD、ISSR和AFLP分子标记技术对50个西瓜枯萎病菌株进行了分析。结果表明,21个RAPD引物、21个ISSR引物和21对AFLP引物分别对供试菌株扩增出113、134和389条带,三种分子标记的遗传相似系数比较一致,均可揭示西瓜枯萎病菌的遗传变异特点。三种分子标记产生的聚类分析结果存在一定差异,其中RAPD类群与生理小种和地理来源之间均不存在明显关系;而AFLP和ISSR类群与生理小种之间存在一定相关性,与菌株的地理来源关系不明显。     

瓜类枯萎病菌遗传多样性和亲缘关系的SRAP分析

尖孢镰刀菌可造成不同瓜类的枯萎病.为明确不同寄主、不同地区的瓜类枯萎病菌菌株间的遗传多样性及亲缘关系,采用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记技术,对来源于不同地区、不同寄主的95株尖孢镰刀菌的基因组DNA进行多态性扩增.以筛选出的19对引物共扩增出238条带,多态性比率为100%,平均每对引物扩增出12.5个位点和12.5个多态性位点;尖孢镰刀菌苦瓜专化型共扩增出166条带,其中145条为多态性条带,多态性比率为87.4%,平均每对引物扩增出8.7个位点和7.7个多态性位点,说明尖孢镰刀菌的遗传变异较为广泛.瓜类枯萎病菌株间的遗传相似系数范围为0.68～0.99,样品间的平均Nei遗传多样性指数和Shannon指数分别为0.2390和0.3718.在遗传相似系数为0.74时,可将供试的95株尖孢镰刀菌划分为苦瓜、黄瓜、西瓜、甜瓜4个专化群.在SRAP聚类树中,同一寄主的尖孢镰刀菌聚在一个分支上,其中尖孢镰刀菌苦瓜专化型菌株间的遗传相似系数范围为0.78～0.99,Nei遗传多样性指数为0.1811,平均Shannon指数为0.2750,表明尖孢镰刀菌苦瓜专化型的遗传变异较大,且菌株的聚群与地理来源存在相关性.     

香蕉枯萎病菌Fow1基因的克隆及序列分析

为了解Fow1基因在尖镰刀菌古巴专化型侵染香蕉过程中的作用,及其与尖镰刀菌古巴专化型生理小种1号和生理小种4号之间的致病力差异的关系,采用PCR和RT-PCR方法扩增了2个生理小种的Fow1基因,并对扩增产物进行了克隆测序及相似序列搜索和比对,还对基因编码的蛋白进行了结构预测和功能分析。研究结果表明2个生理小种Fow1基因开放阅读框均为957bp,编码318个氨基酸,基因序列和氨基酸序列差异小,而且两个生理小种Fow1基因所编码的蛋白均具有酵母线粒体载体蛋白典型的结构特征,推测Fow1基因可能为香蕉枯萎病菌在香蕉组织中定殖所必需。从Fow1基因序列及其编码蛋白的氨基酸序列看,2个生理小种致病力的差异与Fow1基因并无明显对应关系,这为进一步研究Fow1基因功能奠定了基础。     

海南省香蕉枯萎菌生理小种的RAPD分析

利用随机扩增多态性DNA(RAPD)分子标记方法对海南省香蕉枯萎病菌2个生理小种(小种1和小种4)进行遗传多样性分析,以筛选出的15个随机引物对采自海南省各市县发病蕉区的分别属于1号生理小种和4号生理小种的16个代表菌株及广东省2个1号和4号生理小种对照菌株进行RAPD-PCR扩增,结果产生97个RAPD分子标记,其中多态性的条带有76条,通过聚类分析探讨了供试小种间的亲缘关系,并寻找到了1、4号生理小种的特异性条带,为在分子水平上进行香蕉枯萎病菌生理小种鉴定提供更为便利的手段。     

一株西瓜枯萎病生防菌Bacillus methylotrophicus的筛选、鉴定及抑菌物质分析

【背景】西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f. sp. niveum, Fon)是西瓜枯萎病的致病菌,严重威胁连作西瓜的生产。【目的】筛选拮抗西瓜枯萎病菌的菌株并推测其无菌上清液(cell-free supernatant, CFS)的抑菌成分,为其在农业生产中的应用提供理论依据。【方法】利用平板对峙法筛选拮抗Fon的菌株,通过盆栽试验验证其抑制西瓜枯萎病的能力,并通过扫描电镜、共聚焦显微镜观察和抗氧化酶活性测定等方法研究Fon暴露在拮抗菌株次级代谢物下孢子形态的变化、膜的完整性和造成的氧化损伤,通过二代Illumina HiSeq联合三代PacBio Sequel测序平台进行全基因组测序、LC-MS非靶代谢组学、超高液相色谱系统和高分辨率质谱(UHPLC-ESI-MS/MS),明确拮抗菌株次级代谢物中的抑菌功能物质。【结果】从健康西瓜根际土筛选到拮抗Fon的一株优良菌株J4,盆栽试验表明其对西瓜枯萎病的防治效果为72.6%。经全基因组学鉴定为Bacillus methylotrophicus J4,该菌株可产蛋白酶、淀粉酶、葡聚糖酶和纤维素酶并有分泌铁载体的...     

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.     

韭菜化感物质草莓酸对香蕉枯萎病菌的影响

香蕉枯萎病主要由尖孢镰刀菌 4 号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense,Foc4)引起的一种土传病害,严重威胁香蕉产业的可持续发展。为寻求一种经济有效且环保的防治措施,以韭菜化感物质的衍生物草莓酸(strawberry acid,SA)为材料,通过平板和盆栽实验,研究了SA对Foc4的菌丝生长、香蕉枯萎病病情指数、土壤微生物数量、土壤酶活性的影响。结果表明:(1)随着SA浓度的增加,Foc4的菌落生长直径显著减小,第5天时菌落直径在SA浓度为300、450 μL·L^-1时比150 μL·L^-1分别减小了49.15%、70.89%; 液体培养条件下SA浓度为600 μL·L^-1时Foc4的分生孢子数量显著低于对照处理(相差 470 多倍); pH为5时SA对Foc4的抑制效果显著比pH为7和9时好。(2)随实验处理时间的延长,添加 SA后香蕉幼苗的病情指数显著低于对照。(3)土壤细菌、真菌数量和微生物总量在SA为600 μL·L^-1时均为最高; Foc4数量随SA浓度升高而降低,在1 200 μL·L^-1时显著降低。(4)各土壤酶在浓度(300～600 μL·L^-1)SA处理时活性较高; 1 200 μL·L^-1时显著降低,过氧化氢酶和多酚氧化酶较对照分别降低了41.88%、54.82%。(5)相关性分析得出,土壤微生物总量与细菌、真菌数量极显著正相关; 土壤真菌与放线菌显著负相关; 土壤细菌、真菌和放线菌数量均与蔗糖酶、多酚氧化酶显著正相关; 蔗糖酶与脲酶、过氧化氢酶与多酚氧化酶均显著正相关。综上认为,添加SA浓度为600 μL·L^-1能较好地抑制Foc4的菌丝生长且能提高其抑制率,病情指数明显降低,有利于改善香蕉的生长环境。该研究结果为有效利用SA防治香蕉枯萎病提供了科学依据。     

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。     

基于多基因序列分析对尖孢镰孢菌古巴专化型（香蕉枯萎病菌）生理小种的鉴定

由尖孢镰孢菌古巴专化型Fusarium oxysporum f. sp. cubense, Foc引起的香蕉枯萎病是香蕉生产上的毁灭性病害,自1996年以来已对我国华南地区香蕉生产造成了严重危害。传统上香蕉枯萎病菌生理小种的鉴定主要采用人工接种鉴别寄主尔后测定病菌致病性的方法,但实验周期长,且受季节影响。以来自澳大利亚的香蕉枯萎病菌生理小种1号（BW1）、2号（Race 2）、3号（Race 3）以及亚热带4号（BW4）为对照,对分离自我国华南地区主要香蕉产区（广东、广西、海南、福建等省区）的14株香蕉枯萎病菌的单孢菌株进行致病性测定,并结合热带4号小种（TR4）和亚热带4号小种（ST4）的分子特异检测方法,确定其生理小种类型;同时,利用ITS、TEF-1α、IGS、histone H3、β-tubulin等 5个主要用于镰孢菌系统发育学研究的基因,研究不同地区不同来源的Foc菌株之间的亲缘关系及其与非病原尖孢镰孢菌的关系,并评价这5个基因在香蕉枯萎病菌生理小种鉴定上的应用价值。研究结果表明：（1）来源于我国华南地区的4号小种主要为热带4号小种;（2）TEF-1α、IGS、histone H3等3个基因片段能够将Foc中不同生理小种的菌株划分成不同的系统发育谱系,与致病性测定的结果具有对应关系,也能较好地反映尖孢镰孢菌种内菌株的亲缘关系,可用于香蕉枯萎病菌生理小种鉴定;（3）我国Foc 1号生理小种的遗传多样性高于4号生理小种,Foc 1号生理小种的菌系与来自香蕉果实上的非病原尖孢镰孢菌的亲缘关系比其与Foc 4号生理小种的菌系的亲缘关系更近。     

中国棉花枯萎菌生理小种的RAPD分析

利用随机扩增多态性ＤＮＡ（ＲＡＰＤ）分子标记方法对我国棉花枯萎菌３个生理小种（３、７、８号）进行遗传多样性分析,以筛选出的１０个随机引物对采自我国１１个省（自治区）的２６个代表菌株及国外３个不同生理小种对照菌株进行ＲＡＰＤ－ＰＣＲ增,共产生了１４０个ＲＡＰＤ分子标记,其中８７．８％具有多态性。通过聚类分析确定了供试小种间的亲缘关系,并寻找到了我国３、７、８号小种的特异条带,为确立我国棉花枯萎菌生理小种在国际上的分类地位提供了可靠的分子证据。     

21株马特组镰刀菌遗传多样性的ISSR分析

为明确马特组镰刀菌种间和种内的遗传差异与亲缘关系,本文利用ISSR分子标记技术对21个马特组菌株进行了遗传多样性分析.结果表明:利用筛选出的15条引物对3种供试菌株进行扩增,共扩增出239条条带,其中多态性条带230条,多态性位点比例为96.2％,平均每条引物产生条带数为15.3条.21个菌株间的遗传相似系数范围为0.494～0.933,平均为0.640.在遗传相似系数为0.593时,供试的21株马特组镰刀菌可明显分成2个ISSR类群(IG),IG-Ⅰ包括1～17号菌株,为Fusarium solani和F solani var.coeruleum;IG-Ⅱ包括18 ～21号菌株,全部为F.ventricosum.在遗传相似系数为0.933时,供试的21个菌株可被全部区分开.供试的镰刀菌基因组在SSR区域具有丰富的多态性;ISSR类群划分与菌种分类之间存在一定相关性,但与菌株的地理来源没有相关性;而同一类群中,不同菌株之间的遗传相似性与菌株的地理来源存在一定的相关性.同一地区同种寄主的相同菌种,其菌株间也存在一定的遗传差异.     

生防菌根系定殖竞争作用对西瓜枯萎病发病机理的影响

【目的】西瓜枯萎病是由西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.niveum)引起的一种常见的毁灭性土传病害,对镰刀菌同属非致病性菌株与致病性菌株存在的竞争作用进行研究,有助于获得新的具有生防效果的菌株,从而拓宽西瓜枯萎病生物防治的手段。【方法】利用选择性培养基和稀释平板计数法对温室盆栽试验中西瓜根际和非根际土壤及植物组织中非致病性轮枝镰刀菌菌株(Fusarium verticillioides XA)与致病性尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum LD)进行计数,确定其在西瓜植株根际和组织中的定殖情况。【结果】将从田间西瓜枯萎病发病植株根部分离获得的菌株XA和LD接入健康土壤中,接种菌株XA既不会引起西瓜枯萎病发病症状,也不会影响西瓜植株生物量,但接种菌株LD导致严重发病症状。与单接种LD处理相比较,双接种(XA+LD)处理地上部鲜重和地上部干重都分别增加了151.2%和110%。XA菌株能成功定殖于西瓜根系,但在茎基部没有检测到。在接种菌株LD的处理中植物组织和土壤中致病性镰刀菌的数量达到(1.58 4.85)×104CFU/g。与单接种LD处理相比,双接种菌株XA和LD处理植物茎基部、根系、根际土壤和土体土壤致病性镰刀菌的数量分别下降63.3%、66.1%、3.3%和24.4%,根系、根际土壤和土体土壤非致病性镰刀菌的数量增加到(0.35 3.84)×104CFU/g;双接种处理对西瓜枯萎病的防效达57.8%。【结论】非致病性轮枝镰刀菌菌株XA可有效降低致病性尖孢镰刀菌LD对西瓜植株的定殖侵染能力,对西瓜枯萎病具有一定的生防效果。     

接种枯萎病菌对甜瓜脂氧合酶活性及基因表达的影响

本文研究薄皮甜瓜脂氧合酶(lipoxygenase,LOXs)及其基因家族成员(Cm LOXs)在接种枯萎病后的响应。以薄皮甜瓜‘玉美人’幼苗为试材,"三叶一心"时,灌根法接种枯萎病菌-尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.melonis),在接种后不同时间测定了幼苗电解质渗透率、根系活力、LOX活性及Cm LOXs基因相对表达量。接种枯萎病菌后甜瓜叶片中有13个CmLOXs基因在接种枯萎病菌后上调表达。其中除Cm LOX02和Cm LOX11在第3天显著升高外,其他11个基因(Cm LOX03、CmLOX07~10、Cm LOX12~17)均在第5天时相对表达量达到最大值。甜瓜根部有5个Cm LOXs基因上调表达,其中Cm LOX03、Cm LOX16和Cm LOX17在处理1 d后有显著升高,Cm LOX05和Cm LOX06在接种3 d时与对照有显著差异。薄皮甜瓜幼苗在接种枯萎病菌时,根系活力显著下降,电解质渗透率升高,叶片和根中LOX活性升高,叶片和根中分别有13个和5个Cm LOXs成员上调表达,但响应时间不同,这些结果表明Cm LOXs可能参与防御反应,本研究为后续通过转基因技术研究其在生物胁迫中的作用奠定基础。     

中国棉花枯萎菌生理小种的RAPD分析*

利用随机扩增多态性ＤＮＡ（ＲＡＰＤ）分子标记方法对我国棉花枯萎菌３个生理小种（３、７、８号）进行遗传多样性分析,以筛选出的１０个随机引物对采自我国１１个省（自治区）的２６个代表菌株及国外３个不同生理小种对照菌株进行ＲＡＰＤ－ＰＣＲ增,共产生了１４０个ＲＡＰＤ分子标记,其中８７．８％具有多态性。通过聚类分析确定了供试小种间的亲缘关系,并寻找到了我国３、７、８号小种的特异条带,为确立我国棉花枯萎菌生理小种在国际上的分类地位提供了可靠的分子证据。     

施加角担子菌B6对连作西瓜土壤微环境和西瓜生长的影响

在盆栽条件下,研究了施加角担子菌B6的菌丝对连作西瓜的土壤微生物区系以及产量的影响,以探索西瓜连作障碍的生物防治措施。施加B6的活菌丝(C)显著减少土壤中真菌的数量、增加细菌/放线菌的比例,在西瓜成熟期,与对照(A)和施加灭活的B6菌丝(B)相比,土壤中尖孢镰刀菌(FO)的数量分别减少了29.9%和63.3%。相比对照(A),在成熟期,C处理中土壤脲酶、蔗糖酶和多酚氧化酶的活力分别提高了19.0%、159.0%和31.3%;西瓜超氧化物岐化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性分别增加32.7%和4.6%,西瓜根系活力(TTC法)增强46.2%,丙二醛(MDA)含量减少51.4%。与对照(A)和施加灭活B6菌(B)相比,施加B6菌(C)后,西瓜单果重分别增加44.8%和40.9%,总产量分别增加103.8%和64.9%,可溶性糖含量分别增加35.1%和10.0%。施加B6的活菌丝能够通过改善土壤微环境,提高西瓜植株的抵抗力,进而增加产量。     

蔓割病不同抗性甘薯品种的茎部细胞结构观察

蔓割病是我国南方薯区甘薯主要病害之一,本研究采用直接观察、显微和超微结构观测等方法,对高抗、中感和高感蔓割病的3个甘薯品种(高抗品种:金山57,中感品种:热薯1号,高感品种:新种花)接种蔓割病菌28 d植株充分发病后其茎基部细胞的侵染结构进行了观察。结果表明,在用清水作对照处理时,3个品种茎部组织的细胞形态和结构正常且完整,细胞代谢强。高抗品种金山57无论是接种组还是对照组,均未发现病原菌丝的存在,其茎下部、中部和上部细胞结构相对完整。中感品种热薯1号,蔓割病菌从其茎基部侵入后导致茎基部细胞破损坏死,而中部寄主-病原互作较为活跃和典型,造成养分运输受阻,茎基部接种后病原菌丝会沿着寄主茎部的维管束和其他组织一直向寄主的茎部末端蔓延,遭受侵染后的部位其细胞反应与高感品种新种花类似。高感品种新种花遭受蔓割病原菌侵染后,病原菌菌丝从茎基部新鲜剪口侵入后进入表皮细胞、皮层、维管束并在甘薯茎基部蔓延至中部、上部,直至寄主整株枯死,甘薯茎的木质部导管出现侵填体,质壁分离;与此同时,细胞壁的沉积物及乳突在病原菌的入侵处形成,各种无定型物质或纤丝构成的织网迅速包围入侵菌丝。     

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。     

利用RFLP、SSR、AFLP和RAPD标记分析玉米自交系遗传多样性的比较研究

利用 ＲＦＬＰ、ＳＳＲ．ＡＦＬＰ和ＲＡＰＤ ４种分子标记方法研究了 １５个玉米（Ｚｅａ ｍａｙｓ Ｌ．）自交系的遗传多样性,同时对４种标记系统进行比较。在供试材料中筛选到具多态性的ＲＦＬＰ探针酶组合５６个,６６对ＳＳＲ引物,２０个ＲＡＰＤ引物和９个ＡＦＬＰ引物组合,分别检测到多态性带１６７、２０１、８７和１０８条。ＳＳＲ标记位点的平均多态性信息量（ＰＩＣ）最大（０．５４）,ＡＦＬＰ标记位点最小（０．３６）,但ＡＦＬＰ标记具有最高的多态性检测效率（Ａｉ,３２．２）。４种分子标记所得遗传相似系数相关性显著,比较相关系数表明 ＲＡＰＤ可靠性较低。依据 ４种分子标记结果将 １５个供试自交系划分为塘四平头、旅大红骨、兰卡斯特、瑞德和ＰＮ共５个类群,与系谱分析基本一致。认为ＳＳＲ和ＲＦＬＰ两种分子标记方法适合进行玉米种质遗传多样性的研究。