农杆菌介导的香蕉枯萎病菌4号生理小种转化体系的优化

香蕉枯萎病是世界范围内香蕉种植区最为严重的病害之一,严重威胁和影响着香蕉产业的发展.本文针对香蕉枯萎病病原菌的4号生理小种,建立了农杆菌介导的转化体系,确定了影响转化效率主要因子的优化体系是:农杆菌在IM培养基诱导前农杆菌OD_(600)为0.15、农杆菌经IM液体培养基诱导的时间为7 h、乙酰丁香酮(AS)浓度为150 μmol/L、Focr4孢子浓度为1×10~6个/mL、共培养时间为48 h、培养温度为25℃、诱导培养基pH值为5.5.在此条件下,转化效率能达到700～800个转化子/10~6个香蕉枯萎病菌孢子.PCR验证表明外源的T-DNA已经成功随机地整合到该病原菌基因组中.目前,应用该转化体系已获得2 300多个转化子,为后续克隆相关致病基因打下了良好基础.     

海南省香蕉枯萎病病原菌的分离鉴定及1号、4号小种的生物学特性

香蕉枯萎病是目前国内和世界很多地区香蕉种植区的一种毁灭性病害,目前尚未找到有效的防治方法.本文采集了海南省不同地区香蕉枯萎病的病原菌,通过经典病理学与分子生物学的方法进行了鉴定,此外还优化了快速检测的方法.结果表明,通过接种巴西香蕉和粉蕉进行致病性检测以及分离菌rDNA-ITS测序结果,明确鉴定出供试的香蕉分离菌株为4号生理小种,粉蕉分离菌株为1号生理小种.为了对1号、4号生理小种有更多的了解,本文还对1号、4号小种菌株生物学特性进行了测定,确定了影响菌丝生长的最佳条件.结果显示,pH 5时最适合1号、4号生理小种的菌丝生长,适合菌丝生长的温度为19～28℃之间,温度达到37℃时菌丝不能生长,碳源对菌丝的生长影响不大.这些方法和数据可以有利于田间香蕉枯萎病病害的检测和最终确定,生物学特性的测定可以为耕作技术的改进和农药的研发提供参考依据.     

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。     

香蕉枯萎病菌4号生理小种致病相关基因foABC1的分离

通过对香蕉枯萎病菌4号小种致病突变体B1233的进一步研究,分离了被突变的致病相关基因foABC1,同源性分析及保守结构预测该基因编码一类ABC转运蛋白,其功能可能同稻瘟病菌的ABC转运蛋白一样,负责真菌毒素的泵出,或是像其他真菌的ABC转运蛋白,在病原菌侵染寄主植物时能忍耐植物因防卫反应所释放的植保素或抗毒素类物质。     

18份广东香蕉种质对枯萎病的抗性评价

【背景】香蕉枯萎病是世界性的香蕉毁灭性病害,尚无有效药剂防控,筛选抗病品种是目前理想的防治方法。【方法】采用组培苗伤根接种法,研究了18份香蕉种质对香蕉枯萎病菌4号生理小种的抗性水平,并根据病情指数进行抗性分级。【结果】在供试的18份香蕉种质中,2份(东莞大蕉、抗枯5号)高抗,2份(碧盛、大丰)抗病,3份(抗枯1号、粉杂、农科1号)中抗,7份(粤优抗1号、广东-741、泰国B9、大蕉、台湾8号、海贡蕉、威廉斯8818)感病,4份(巴西、广东2号、广粉1号、粉蕉)高感。【结论与意义】不同香蕉种质对香蕉枯萎病菌4号生理小种的抗病性存在较大差异,本研究初步筛选出7份抗枯萎病的香蕉种质,为香蕉枯萎病抗病育种提供了依据,为病区种植香蕉品种提供了有效参考。     

香蕉枯萎病菌粗毒素对地衣芽胞杆菌生长和培养液上清蛋白组成的影响

本文研究了香蕉枯萎病菌4号生理小种湛江菌株(Foc 4-zj)产生的粗毒素对地衣芽胞杆菌R21菌株生长及其培养液中蛋白组成变化的影响。实验结果表明, Foc 4-zj的粗毒素能够抑制R21菌株的生长, 缩短其生长周期; 减少培养液上清蛋白含量以及改变蛋白质的种类; 低剂量的粗毒素有利于拮抗蛋白的积累, 而高剂量的粗毒素则相反。     

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。     

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。     

利用ISSR-PCR技术分析香蕉枯萎病菌的遗传多样性

摘要:【目的】应用简单序列重复区间(inter-simple sequence repeats,ISSR)分子标记技术对全国主要香蕉产区95个香蕉枯萎病菌菌株进行ISSR分析,了解其遗传多样性,为香蕉品种的合理布局及枯萎病的防治提供理论依据。【方法】选用8条引物,对香蕉枯萎病菌进行ISSR-PCR分析,采用NTSYSpc v2. 10e软件分析其遗传结构。【结果】从33条随机引物中筛选出8条重复性好、特异性高的引物,共产生52个ISSR分子标记,其中92.3%的片段具有多态性。菌株间的Nei 遗传距离(D)为0.57－1.00,供试菌株以遗传距离为0.68阀值可以分为A、B、C、D、E、和F共6个类群,所占的比例分别为51.06%、5.20%、2.08%、39.58%、1.04%、1.04%。【结论】病原菌菌株间的遗传变异很大,差别很明显,ISSR聚类组群的划分与病原菌的寄主和小种有很明显的相关性。     

土壤中香蕉枯萎病菌FOC4的实时荧光定量PCR检测

香蕉枯萎病发病率与土壤中香蕉枯萎病菌FOC4的数量密切相关。为了在香蕉定植前准确检测土壤中FOC4的数量,本研究以本实验室克隆的FOC4特异性基因片段作为标准线性片段,设计特异性荧光定量引物:以标准线性片段为模板建立荧光定量标准曲线,以无FOC4的土壤配置FOC4孢子浓度梯度标准土样,采用MoBio土壤基因组DNA提取试剂盒提取总DNA,以各FOC4孢子浓度梯度(1.66×10~3～1.66×108)的标准土样所提取的总DNA为模板进行实时荧光定量PCR,测定各标准土样中FOC4数量。以标准土样FOC4线性片段基因拷贝数的结果与FOC4线性片段基因100%提取率时的理论拷贝数的比值作为该标准土样FOC4基因组的提取率,对待检测土样FOC4的定量检测值进行校正,建立了一套较准确检测土壤FOC4数量的实时荧光定量PCR技术,其检测下线可达400个孢子/克土。应用该项技术对南天黄品种蕉园10个枯萎病病株的土样和10个未发病植株的土样和巴西蕉园5个发病植株的土样进行实际定量检测。结果表明,南天黄发病植株、未发病植株和巴西蕉发病植株的土样中FOC4的数量分别为每克土5 100～11 000个孢子/克土,3 500～7 800个孢子/克土和11 800～101 000个孢子/克土。本研究可准确检测土壤中的FOC4含量,同时也为香蕉枯萎病的防控措施的制定提供了帮助。     

尖孢镰刀菌古巴专化型MAPK FoSlt2敲除突变体的转录组分析

尖孢镰刀菌古巴专化型Fusarium oxysporum f. sp. cubense（FOC）是威胁香蕉生产的重要土传病原真菌。丝裂原活化蛋白激酶（mitogen-activated protein kinase,MAPK）FoSlt2信号通路在调控尖孢镰刀菌古巴专化型的生长发育、细胞壁完整性和致病性方面发挥着重要作用。为了揭示FoSlt2信号通路的致病机理和寻找农药靶标,本研究利用高通量RNA-seq技术对该病菌野生型菌株和FoSlt2敲除突变体菌株的转录组进行了比较分析,结果表明差异表达基因共有2 164个,其中上调表达基因有1 184个,下调表达基因有980个。Gene Ontology（GO）功能分析结果表明,差异表达基因主要参与在结合、催化分子功能组和代谢过程、细胞过程生物学通路中。KEGG 功能富集分析结果表明,差异基因主要参与戊糖和葡糖醛酸盐转换、氨基糖和核苷酸糖、氨基葡聚糖降解、磷酸肌醇和碳类物质代谢通路,说明这些通路与尖孢镰刀菌古巴专化型的生长发育和致病性相关。该研究为尖孢镰刀菌古巴专化型致病机制的阐明奠定了理论基础。     

香蕉枯萎菌基因组DNA提取方法的研究

以香蕉枯萎菌菌株为试验材料,在SDS～CTAB法和高盐沉淀法等基础上加以改进,对两种提纯香蕉枯萎菌基因组DNA的方法进行了比较研究。结果表明：高盐沉淀法是适合于香蕉枯萎菌基因组DNA提取的方法。该方法提取的DNA OD260／OD280的比值为1．841,DNA产量为0．81mgDNA／g菌丝体。基因组DNA经琼脂糖凝胶电泳得到一条带型较宽且清晰的DNA谱带,基本无DNA碎带;将提取的DNA直接用于PCR扩增,得到带多而且清晰、整齐、基本无拖尾的RAPD图谱。     

Biocontrol of Fusarium oxysporum f.sp. cubense tropical race 4 by formulated cells and cell-free extracts of Streptomyces griseus in sterile soil environment

The biocontrol activities of cells and cell-free extracts of Streptomyces griseus was tested against Fusarium oxysporum f.sp. cubense tropical race 4 (FOC race 4) in a sterile soil environment. They were first formulated in sodium alginate, kaolin clay and in alginate–kaolin combination, prior to introducing into sterile soil inoculated with 6 log₁₀ cfu FOC race 4 g^?1 soil. Results revealed that bioformulated cells of S. griseus, irrespective of the materials used, were generally more effective in inhibiting growth of FOC race 4 when compared to non-formulated cells of S. griseus. Kaolin was the most suitable inert material as formulation of S. griseus with kaolin effectively suppressed FOC race 4, with only 5.40 log₁₀ cfu g^?1 of FOC race 4 recovered after 20 days. Kaolin formulations also allowed good cell recovery post-formulation. Alginate was less desirable as poorer control was demonstrated, with 6.12 and 6.16 log₁₀ cfu g^?1 of FOC race 4 recovered from soils treated with alginate only and alginate–kaolin formulated S. griseus, respectively. Bioformulations did not benefit cell-free extracts at all. Our study suggests formulation of cells of S. griseus is more beneficial than cell-free extracts and kaolin is the preferred material for formulation.     

香蕉枯萎病菌Argonaute基因功能分析及其调控小RNA发生

尖孢镰刀菌古巴专化型Fusarium oxysporum f.sp.cubense是威胁香蕉生产的重要土传病原真菌,其中4号生理小种(Foc4)能感染几乎所有的栽培品系.Argonaute蛋白(AGO)介导的RISC复合体在RNAi干扰中起到重要作用.Foc4含有两个进化上高度保守的AGO蛋白,本研究利用同源重组技术获...     

Investigation of the diversity of effector genes in the banana pathogen,Fusarium oxysporum f. sp. cubense,reveals evidence of horizontal gene transfer

It is hypothesized that the virulence of phytopathogenic fungi is mediated through the secretion of small effector proteins that interfere with the defence responses of the host plant. In Fusarium oxysporum, one family of effectors, the Secreted In Xylem (SIX) genes, has been identified. We sought to characterize the diversity and evolution of the SIX genes in the banana‐infecting lineages of F. oxysporum f. sp. cubense (Foc). Whole‐genome sequencing data were generated for the 23 genetic lineages of Foc, which were subsequently queried for the 14 known SIX genes (SIX1–SIX14). The sequences of the identified SIX genes were confirmed in a larger collection of Foc isolates. Genealogies were generated for each of the SIX genes identified in Foc to further investigate the evolution of the SIX genes in Foc. Within Foc, variation of the SIX gene profile, including the presence of specific SIX homologues, correlated with the pathogenic race structure of Foc. Furthermore, the topologies of the SIX gene trees were discordant with the topology of an infraspecies phylogeny inferred from EF‐1α/RPB1/RPB2 (translation elongation factor‐1α/RNA polymerase II subunit I/RNA polymerase II subunit II). A series of topological constraint models provided strong evidence for the horizontal transmission of SIX genes in Foc. The horizontal inheritance of pathogenicity genes in Foc counters previous assumptions that convergent evolution has driven the polyphyletic phylogeny of Foc. This work has significant implications for the management of Foc, including the improvement of diagnostics and breeding programmes.     

SDSC-TAB和高盐沉淀法提取香蕉枯萎病菌基因组DNA的比较

以香蕉枯萎病菌菌株为试验材料,采用SDS- CTAB法和高盐沉淀法提纯香蕉枯萎病菌基因组DNA。结果表明:高盐沉淀法是适合于香蕉枯萎病菌基因组DNA提取的方法。该方法提取的DNAOD2 60 2 80值显示产物纯度较高;经琼脂糖凝胶电泳得到一条带型较宽且清晰的DNA谱带,DNA浓度较高,基本无DNA碎带;不用RNase处理,已无RNA的干扰,无需任何纯化处理即可用于PCR扩增和RAPD分析。同时对DNA提取过程中的细节问题进行了探讨与分析。     

Differential Colonization Patterns of Bananas (Musa spp.) by Physiological Race 1 and Race 4 Isolates of Fusarium oxysporum f.sp. cubense

Fusarium oxysporum f.sp. cubense (Foc) is the causative agent of Fusarium wilt of bananas (Musa spp.). To clarify the colonization patterns of Foc in bananas, two green fluorescent protein‐tagged isolates, NT320 (race 1) and B2‐gfp (race 4), were used to follow infection of the banana varieties Pisang Awak and Brazil. Penetration and colonization of both isolates in roots of these two banana varieties were observed within 6 days, but sporulation in xylem vessels was not observed until day 30 postinoculation. Interestingly, B2‐gfp penetrated into xylem vessels of Pisang Awak banana roots more quickly than NT320, implying that the race 4 isolate is more virulent than the race 1 isolate. This result was further confirmed by comparing the disease severity of plants inoculated with NT320 with that of plants inoculated with B2‐gfp. Quantitative real‐time PCR revealed that some pathogenicity‐associated genes, including Fga1, Fhk1, Fow2 and Ste12, were upregulated by B2‐gfp during exposure to Brazil bananas, while they were either downregulated by NT320 or not significantly changed. These data might partly explain why the race 4 isolate was more virulent than the race 1 isolate.