基于高通量测序的群体基因组学——植物病原真菌研究新方向

群体基因组学能够从全基因组水平揭示种群结构与进化、物种形成、适应性机制等。随着高通量技术的不断发展,基因组测序成本不断降低,大规模测序已成为可能。近几年被全基因组测序的真菌数量迅速增加,极大地促进了真菌群体基因组学的发展,加深了人们对植物病原真菌起源、遗传多样性、选择作用、致病性、毒力因子、杀菌剂抗药性、寄主专化型等生物学特性的认识。本文简要介绍了植物病原真菌的全基因测序以及比较基因组学的研究进展,重点综述了基于高通量测序的病原真菌群体基因组学的最新研究动态。群体基因组学将成为植物病原真菌一个新的研究方向。     

一种基于主成分分析的混杂人群祖代信息遗传标记选择算法

鉴定群体的结构可以帮助追溯群体的发展史,定位疾病的易感基因．结构相关是一种常用的群体结构鉴定和关联作图方法．结构相关应用中的一个主要问题是它的统计效力高度依赖于所使用的祖代信息遗传标记．目前主要的祖代信息遗传标记选择方法大多要求已知研究样本的祖代信息,但是实际研究中个体的祖代信息大多未知或者难以确定．为了解决这个问题,本研究开发了一种新的基于主成分分析的祖代信息遗传标记选择算法．该方法不需要事先已知研究样本的祖代信息．模拟研究和真实的遗传数据分析提示,与传统的随机挑选祖代信息遗传标记的方法相比,新方法可以显著提高群体结构推断的准确性．本方法可以容易地应用于全基因组数据,挑选出富含群体结构信息的遗传标记．这些遗传标记可被广泛用于鉴定群体的结构和校正关联作图中群体混杂引起的统计偏差．     

胶孢镰刀菌产生串珠镰刀菌素的不稳定性

从陕北克山病病区分离到的两株串珠镰刀菌素产生菌株——胶孢镰刀菌(Fusarium subglutinans Wollenw.et Reinking)陕-6号和2-17号进行单孢分离,分别得到23和19个单孢分离株。这些单孢菌株可分为两种培养型:一种形态上与原始菌株相似,产生串珠镰刀菌素,产色素,具有大、小分生孢子,转管八次产毒量有下降;另一种则不产串珠镰刀菌素和孢子,无色素,后者在二株菌的单孢分离菌中所占比例分别为60.9％和15.8％。由此可见,胶孢镰刀菌产毒稳定性受异核体和该菌单核变异性共同影响。     

三孢布拉霉老化性状传递特征初报

胡萝卜素产生菌三孢布拉霉(Blakeslea trispora)的老化现象及其特征。其老化菌株通过菌丝接触,将老化性状传递给正常菌株。并通过转变正常菌株的孢予,使老化性状传递给后代。菌丝的老化伴随着体内胡萝卜素的消失。     

冬虫夏草及其相关类群的分子系统学分析

为了探明冬虫夏草及其相关类群的亲缘关系,以冬虫夏草、中国被毛孢及中华束丝孢(=冬虫夏草头孢=蝙蝠蛾多毛孢)共6株菌种作为内群和一株蛹草拟青霉作为外群进行了DNA随机多态型(RAPD)分析。此外,基于上述供试材料又在内群中增加了一株蝙蝠蛾拟青霉,并对内群和外群样品的nrDNA间隔区(ITS)碱基序列进行了测定;对于测定的8条序列连同来自GenBank中的4条相关序列进行了分子系统学分析。结果表明:中华束丝孢和中国被毛孢均系冬虫夏草菌的无性型。按照国际植物命名法规,中国被毛孢应为冬虫夏草菌无性型的正确名称。而蝙蝠蛾拟青霉为不同于冬虫夏草菌的另一种真菌;该名称由于不合格发表而不被国际植物命名法规所承认。     

对湖北晚泥盆世松滋亚鳞木大孢子叶球的新认识

详细研究湖北省松滋市刘家场镇锈水沟剖面晚泥盆世松滋亚鳞木的形态学和解剖学特征。基于该植物大孢子叶球的连续纵切面,对孢子叶、孢子叶-孢子囊复合体进行了三维复原,并结合扫描电镜认识到以下新性状:叶球轴的后生木质部管胞梯纹加厚并具威廉姆逊纹,孢子叶柄的翅与孢子囊等宽或较窄,孢子囊通过亚孢原垫以径向狭长的连接带与叶柄近轴面的凹槽相连,囊壁由单层柱状细胞构成,每个孢子囊内至少有20个大孢子。另外,依据全锥形的颈锥体,将大孢子归入刺毛瓶形大孢属Lagenicula。这些新特征支持松滋亚鳞木为广义水韭目成员、系统发育位置位于双孢子叶球亚目基部的观点。     

气相色谱-质谱定量检测水产品腐败菌群体感应DKPs信号分子

【目的】为了分析水产品腐败菌群体感应的新型信号分子二酮哌嗪(DKPs)化合物,建立一种简便、灵敏的气相色谱-质谱(GC-MS)定量检测方法。【方法】通过优化气相色谱和质谱条件、培养基和提取溶剂建立定量检测方法,确定Cyclo-(L-Pro-L-Gly)、Cyclo-(L-Pro-L-Leu)、Cyclo-(L-Leu-L-Leu)和Cyclo-(L-Pro-L-Phe)4种DKPs标准品的特征离子,并检测水产品腐败菌荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)和波罗的海希瓦氏菌(Shewanella baltica)中的DKPs。【结果】4种DKPs化合物在1-200 mg/L范围内线性良好,检测限为0.06、0.10、0.06和0.04 mg/L,定量限为0.16、0.18、0.14和0.12 mg/L,回收率为51.8%-88.5%,标准偏差为1.4%-8.3%。以LB培养基为细菌培养基,氯仿作为萃取溶剂,检测的DKPs含量较高。两种水产品腐败菌都检测到DKPs活性,主要种类为Cyclo-(L-Pro-L-Leu)和Cyclo-(L-Pro-L-Phe)。随着两种细菌的生长,培养上清中DKPs含量显著增加,在12 h达到最高。【结论】建立了检测细菌DKPs的GC-MS定量方法,具有较高精密度、准确度,能够准确定量分析4种DKPs的含量。为探究水产品特定腐败菌DKPs的调控机制奠定基础。     

色疣节梗孢属一中国新记录种

【目的】调查我国植物病原真菌资源与多样性。【方法】采用经典真菌形态分类方法并结合序列分析结果对研究样品进行鉴定。【结果】从浙江省绍兴市平水镇的林下枯叶上分离到尖色疣节梗孢,对尖色疣节梗孢的形态特征进行了详细的观察和描述,并对其ITS rDNA序列进行分析。【结论】金缕梅叶斑病的尖色疣节梗孢病原菌在我国是首次发现,为我国真菌新记录种。     

棘孢曲霉固态发酵柚皮产柚苷酶的条件优化

【目的】以柚皮为原料,优化棘孢曲霉利用柑橘加工副产物固态发酵柚苷酶的条件。【方法】采用高效液相色谱法检测酶活力,通过单因素试验考察固水比、装样量、接种量、温度对柚苷酶发酵的影响,用正交试验优化发酵条件。【结果】单因素试验结果的显著性分析表明培养基的固水比、装样量和培养温度对柚苷酶产量有显著性影响,而接种量影响不显著;经正交试验确定的优化条件是：固水比1:1 (质量体积比),装样量5 g/250 mL三角瓶,温度为30 °C,接种1 mL孢子悬浮液,发酵8 d。在此优化条件下,柚苷酶酶活力为8.19 IU/g干物质,比初始培养基产柚苷酶活力提高7.38倍。【结论】通过对固水比、装样量和发酵温度进行优化,大幅度提高了棘孢曲霉固态发酵柑橘加工副产物的柚苷酶产量,为柚苷酶的生产提供了一种高产发酵工艺。     

金针菇褐化病毒(FvBV)脱毒方法

【目的】评价5种不同脱毒方法对金针菇(Flammulina velutipes)菌株的脱毒效果,筛选出脱毒率高和脱毒后金针菇菌株菌丝生长速度、生物量、漆酶活力等性状改善明显的脱毒方法。【方法】以栽培金针菇菌株F-4889为研究材料,从菌丝体中提取大小约2.0 kb的病毒dsRNA,经RT-PCR鉴定该病毒为金针菇褐化病毒(FvBV)。采用菌丝尖端分离、原基组织分离、原生质体单核化、有性生殖和核迁移5种脱毒方法对金针菇菌株进行脱毒处理,利用dsRNA技术和RT-PCR检测脱毒效果。【结果】菌丝尖端分离脱毒后得到1株脱毒菌株;原基组织分离法未能脱毒;原生质体单核化脱毒法得到3株脱毒单核菌株和2株原单杂交脱毒菌株;有性生殖脱毒法获得脱毒孢子单核菌株23株和单孢杂交脱毒菌株8株;核迁移脱毒后得到5株核迁移脱毒菌株。脱毒率依次为25.0%、0、7.5%、57.5%和100%。脱毒菌株的菌丝生长速度、生物量、漆酶活力等均优于出发菌株、菌丝尖端和原基组织分离菌株。【结论】这5种方法中原生质体单核化、有性生殖和核迁移脱毒法脱毒效果较佳,均能有效脱除FvBV,脱毒率高,脱毒后菌株菌丝生长速度、生物量、漆酶活力等均明显提高。