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报告Methods for Isolating Mitochondria from Tomato Gray Mold Pathogen
出版时间:2007灰霉病(gray mold)是番茄生产中一种重要的气传病害,其病原为灰葡萄孢属(Botrytis cinerea)真菌,寄主范围广,再侵染频繁,为害严重。化学防治仍是目前生产中防控该病害的主要手段,其中以甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂为代表的呼吸作用抑制剂近年来在灰霉病防治实践中显现出了良好的防效,而线粒体作为真核细胞呼吸作用的主要场所,在线粒体上合成的ATP提供了细胞生命活动所需的大部分能量。为此,进行高纯度线粒体的分离对于开展呼吸抑制剂类杀菌剂的作用机制研究[1~5]具有十分重要的意义。至今,从病原真菌中分离获得高纯度线粒体的方法尚不成熟,国内外一般采用从动物或高等植物中分离得到的线粒体作为替代品来进行研究。本研究拟借鉴相关研究[6~7]方法,采用机械破壁及差速离心的方法从番茄灰霉病菌中分离获得线粒体,并对其进行呼吸测定,以确证获得的线粒体是否具备完整的结构和功能。现将研究结果报道如下。1.1.1 番茄灰霉病菌(B.cinerea)菌株NJ-9,由中国农业大学植物病理学系种子病理学和杀菌剂药理学实验室提供。1.1.2 供试药剂 α-酮戊二酸,NADHNa2(烟酰胺腺嘌呤二核苷酸二钠盐)为Roche公司产品,ADPNa2(5′-腺苷二磷酸二钠盐)为Sigma公司产品。线粒体分离液的配制[9]:0.5mol/L 蔗糖,5mmol/L半胱氨酸,1mmol/L 乙二胺四乙酸二钠盐,0.3%(w/v)牛血清白蛋白Ⅴ组分,0.1mol/L(pH值7.4)磷酸盐缓冲液;线粒体保持液(洗液)的配制[9]:0.5mol/L 蔗糖,1mmol/L 乙二胺四乙酸二钠盐,0.3%(w/v)牛血清白蛋白Ⅴ组分,0.1mol/L(pH 7.4)的磷酸盐缓冲液;线粒体呼吸测定的反应液[9]:0.5mol/L 蔗糖,10mmol/L KCl,5mmol/L MgCl2,1mmol/L 乙二胺四乙酸二钠盐,0.1%(w/v)牛血清白蛋白Ⅴ组分,0.01mol/L(pH 7.2)的磷酸盐缓冲液。1.1.3 菌体的培养 将浓度为8×106个/ml的孢子悬浮液接种到1L的复合盐液体培养基(SSY)[9](10g可溶性淀粉,2g KH2PO4,1.5g K2HPO4,0.5g MgSO·7H2O4,1g(NH4)2SO4,2g 酵母粉,1L去离子水,pH 6.2)中,置于23℃,150rpm条件下摇培24h。1.1.4 供试仪器 Oxytherm氧电极(Hansatech Instruments Ltd.),DHZ-D冷冻恒温振荡器(江苏太仓实验设备厂),高速低温离心机(Beckman Coulter AvantiR J-E)。1.2.1 灰霉病菌孢子的获得 将菌株NJ-9接种至MEA(麦芽糖20g,酵母粉5g,琼脂粉14g,1L去离子水)培养基上,25℃下黑暗培养5~7 天后,放置于日光灯和长波长紫外灯(黑光灯)下,12h轮流交替照射7~14天,产生大量的分生孢子,备用[8]。1.2.2 线粒体的分离 通过真空抽滤的方法收集幼嫩菌丝,依次用4℃的去离子水冲洗两次,再用线粒体分离液冲洗。随后各操作中所用的器材必须在4℃下经过预冷处理,操作过程均需在0~4℃下进行。将用线粒体分离液预洗得到的菌丝悬浮在3倍体积的分离液中,分别采用以下两种方式进行破碎细胞壁:(1)杵状玻璃匀浆器法:每30~40g菌丝用100ml的分离液悬浮,用杵摩擦20次左右,混合到匀浆物均一、平滑即可。每次时间不要超过2~3min,整个样品处理的时间不要超过30min。立即将得到的匀浆物倒入50ml的离心管中,于2000g离心25min,取上清液于7000g转速下离心20min后取上清液于12000g再次离心15min,最后小心弃去上清,沉淀即为分离到的线粒体,外观为浅黄色胶状物。将线粒体悬浮在200μl的线粒体保持液中,置于冰上备用,放置时间不能超过3~4h,避免线粒体的降解。(2)高速组织匀浆器法:采用高速组织匀浆机(恒定功率220W),破碎菌丝,每次破碎时间15s,破碎3次,中间的隔1min(防止匀将机刀口发热影响线粒体的分离,将匀浆物用双层预冷的湿纱布快速过滤,过滤的时间不要超过30s,立即将匀浆物倒入50ml的离心管中,于1200g下离心20min;取上清于6000g离心20min后再取上清于12000g离心15min,小心弃去上清,沉淀即为分离到的线粒体。1.2.3 氧消耗量的测定 采用极谱法在25℃条件下使用Oxytherm氧电极进行测定,标准反应液2ml,加入线粒体50μl(蛋白质的含量大约为0.3mg),反应液中氧饱和的最大浓度是226μmol/L,所有的底物都溶解到反应液中,依据Estabrook[10]的方法计算RCR和P/O值。提取过程保持0~4℃低温条件下,杵状玻璃匀浆、高速组织匀浆两种破壁方法均可从番茄灰霉病菌幼嫩的菌丝中分离得到紧密偶联的线粒体。全玻璃杵状匀浆器手工破壁操作耗费人力,需要的菌丝量较少,从10g到几十克湿重菌丝都能分离到完整的线粒体。通常60~80g湿重菌丝即可以分离得到满足试验需要的线粒体。高速匀浆器省力快速,但是在匀浆器高速转动时易产热可导致分离物的降解,操作过程中持续时间不能过长,必要时应使用循环冷却水降温或置于低温环境下操作;同时该法需要的菌丝量也较多,以50g 以上的湿重菌丝为宜,菌丝量少时容易在破碎过程中使线粒体结构受到破坏,从而影响提取效果。番茄灰霉病菌线粒体的底物利用,呼吸控制率和磷氧值测定结果见表1。当以外源的NADH和α-酮戊二酸作底物被氧化时,状态3(在线粒体中加入底物及ADP后测定的线粒体呼吸速率)的呼吸数率明显增加,反映了在ADP刺激下线粒体功能增强的程度;两种底物的呼吸控制率(RCR)值都在3.1~3.3之间,高的呼吸控制率值表明线粒体中电子传递与氧化磷酸化紧密偶联;加入NADH做外源的呼吸底物时,磷氧比值(P/O)是1.3~1.7,表明有2个氧化磷酸化位点,即ATP生成有两个部位;α-酮戊二酸的磷氧比值(P/O)是2.2~2.5,表明有3个氧化磷酸化位点,即ATP生成有3个部位。图1表示两种破壁方法获得线粒体在外援NADH电子供体下呼吸特征图。以上研究结果表明分离的高纯度线粒体具有在活细胞中对等的生物功能,可作为线粒体生物学研究的适宜材料。MethodsofdisruptionSubstratesState3respirationrates(nmolO2/min)(mgprotein)Respiratorycontrolrations(RCR)ADP/OrationsAll-glassNADH90.16±203.8±0.11.7±0.2Potter-Elvehjemhomogenizerα-ketoglutarate175.43±453.3±0.62.2±0.1AwaringNADH118.96±303.5±0.71.3±0.1blendorα-ketoglutarate198.17±653.1±0.52.5±0.2Table 1 Respiration properties of mitochondrial isolated from mycelia of Botrytis cinereaaFigure 1 oxidation of NADH and α-ketoglutarate by mitochondrial isolated from mycelial of B.cinerea, Concentration of substrates were 10mmol/L α-ketoglutarate,2mmol/L NADHNa2, the ADP concentration was 200μmol/L and reaction were carried with 0.2~0.4mg mitochondrial protein本研究获得以下结论:(1)采用杵状玻璃匀浆器和高速组织匀浆机两种机械力可以有效破碎番茄灰霉病菌的细胞壁,借助梯度离心可以实现番茄灰霉病菌线粒体的有效分离;(2)使用本方法获得的番茄灰霉病菌线粒体结构完整、功能齐备,具有在活细胞中对等的生物功能,可作为线粒体生物学研究的适宜材料。(3)B.cinerea在培养液中生长很缓慢,选取生长代谢最旺盛的菌丝,有利于线粒体的分离。目前常用的破碎细胞方法包括传统的机械法(如匀浆、研磨、压榨、研磨、超声等)和非机械法(包括酶溶、冻融、化学等),都有其适用范围和优缺点,选择的原则是该方法不影响目标蛋白和产物的结构和功能。本文除采用上述两种机械破壁方法外,也曾尝试过超声波破壁方法以及采用蜗牛酶和纤维素酶进行酶解处理以获得原生质体的方法,但均没有获得理想的结果,推测可能与真菌细胞壁较厚,或使用的降解酶的降解特点有关。有关线粒体生物学和呼吸动力学的研究报道[9]表明,RCR 比ADP/O比值更能反映线粒体功能的完整性和氧化磷酸化的效率,ADP/O值是指线粒体每吸收一克原子氧的同时,生成ATP 的克分子数的比值,它反映线粒体的能量转化效率。RCR是表征线粒体结构、功能完整性及氧化磷酸化效率的指标。本文研究表明外源的NADH仅有2个氧化磷酸化位点,即只能生成2个ATP,然而,有文献报道[11]灰霉病菌的线粒体在氧化NADH的电子传递链中有3个磷酸化位点。因此,需要进一步研究不同的呼吸抑制剂和氧化磷酸化抑制剂在灰霉菌线粒体的电子传递链的各种抑制效果。 -
报告Control of Wheat and Melons Powdery Mildew by Vegard a Plant Extract
出版时间:2007白粉病是我国小麦、蔬菜及花卉等作物上的一种常见重要病害。气候适宜时,该病在湖北麦区以及大棚瓜类蔬菜上分别造成小麦白粉病和瓜类白粉病流行,损失严重[1~2]。三唑酮、烯唑醇、福美双、氟化硅等是我国防治白粉病的常用药剂,而一些研究表明,在某地区已发现白粉病对这些药剂防效有所降低,已产生一定程度的抗药性[3~5]。随着人们对可持续发展和环境污染的高度重视,开发对环境友好且又能延缓抗药性产生的杀菌剂成为农药研究的一个新方向。为寻找和开发替代三唑酮的高效、无公害的杀菌剂,由本课题组和内蒙古清源保科技有限公司联合研制了用于防治植物白粉病的植物源提取物Vegard(0.5%大黄素水剂),该制剂对黄瓜白粉病和小麦白粉病室内活性明显,为明确该药剂的田间效果,对该制剂进行了防治小麦和甜瓜白粉病的试验,现将结果报道如下。0.5%Vegard水剂,内蒙古清源保科技有限公司生产;15%三唑酮可湿性粉剂,江苏利民化工有限公司生产;共设6个处理:①Vegard 500倍液;②Vegard 200倍液;③Vegard 100倍液;④Vegard 50倍液;⑤15%三唑酮可湿性粉剂1000倍液;⑥ 清水对照。小麦白粉病防治试验设在湖北省农业科学院南湖试验农场进行。小麦品种为“郑98”,高感白粉病,条播,试验每个处理3次重复,小区面积30m2,小区随机区组排列,亩施5kg尿素作拔节肥。甜瓜白粉病试验在湖北省农业科学院新科源温室内进行,供试甜瓜为感白粉病品种“金红”,营养钵育苗后移植至温室,行距1m,株距0.5m,小区面积15m2,每个处理3次重复,随机排列。分别在小麦始见零星白粉病斑期和甜瓜白粉病发病初期分别进行施药,施药量为小麦每亩对水50kg,甜瓜每亩对水60kg喷雾,喷药时尽量做到叶面均匀喷透。喷雾器械为426-8型压缩式喷雾器。对于小麦白粉病,药前调查病情基数,药后14天作最终病情结果调查,各小区对角线五点法取样,每点定15株,采用0~9级分级标准,每株调查上3叶。对于甜瓜白粉病,每小区对角线五点法取样,每点取2株,采用0~9级分级标准,调查每株上所有叶片的病情(每小区约调查80~100片叶),调查时期分别为药前,药后7天、10天和14天。病情分级标准、病指、药效的计算方法参照《农药试验田间药效准则》进行,并对防效进行平均值的多重比较(SSR法)。从表1可以看出,Vegard对小麦白粉病具有明显的保护效果,采用该药剂50~500倍液,于始见病期施药1次即可达到76.2%~94.2%的效果,其中该制剂200倍液、100倍液和50倍液药液的防效间差异不显著,该制剂100倍液和50倍液处理的防效与对照药剂15%三唑酮可湿性粉剂1000倍液的防效相当。结果表明,Vegard 50倍液和100倍液两个浓度处理的防效在用药后7天、10天、14天均在90%以上;200倍液处理在用药后7天和10天调查的防效分别为89.9%和89.1%,14天后的防效也达80%以上;500倍浓度在施药后7天和10天的防效分别为84.0%和83.6%,14天的防效下降为77.8%(表2)。三唑酮对甜瓜白粉病防效不理想,该药剂在药后7天、10天、14天的防效为79%、66%和30%,明显低于Vegard的防效。Vegard对瓜类白粉病具有良好的防治效果且残效期较长。500倍浓度的残效期为10天,比常规药剂三唑酮的残效长3~4天。100倍液和50倍液处理药后14天绝对病情指数未有发展,表明在这两个浓度下其残效长于14天。处理Treatment稀释倍数Dilution药前病指Diseaseindexbeforeapplication药后14天病指Diseaseindexafterapplication14days防效(%)Effect显著性Significant0.5%Vegard水剂0.5%vegard500倍500×0.221.6476.2c200倍200×0.241.3383.6bc100倍100×0.220.5592.2a50倍500×0.160.3194.2a15%三唑酮可湿粉15%triadimefon1000倍1000×0.160.2495.8a空白对照Watercontrol—0.248.32——表1 Vegard防治小麦白粉病试验结果Table 1 Effect of Vegard on wheat powdery mildew处理Treatment稀释倍数Dilution药前病指Diseaseindexbeforeapplication药后7天病指Diseaseindexafterapplication7days防效(%)Effect药后10天病指Diseaseindexafterapplication10days防效(%)Effect药后14天病指Diseaseindexafterapplication14days防效(%)Effect0.5%Vegard水剂0.5%vegard500倍500×7.7011.5584.0c13.2383.6c20.4377.8c200倍200×8.037.5589.9b9.2589.1b16.1383.2bc100倍100×7.053.5594.6a6.5091.5b8.5390.0ab50倍50×7.983.3595.5a3.0096.5a4.9894.7a15%三唑酮可湿粉剂15%triadimefon1000倍1000×7.6014.5379.1d27.3366.0d63.1830.1d空白对照Watercontrol—7.6071.63—81.20—91.63—表2 Vegard防治甜瓜白粉病试验结果Table 2 Effect of Vegard on melons powdery mildew随着人们对环保意识的高度关注,无公害农药的研制成为农药开发领域的一个新方向。本课题组和内蒙古清源保科技有限公司联合开发的无公害植物源提取物Vegard田间防治小麦和甜瓜白粉病效果明显。在发病初期喷施,Vegard 200倍液对小麦白粉病可达83.6%的效果,100倍液和50倍液防效可达90%以上的效果,其防效与15%三唑酮1000倍液的防效相当。该制剂对瓜类白粉病防效亦突出,且防效明显超过三唑酮常规用量的防效,持效期长。从防治成本考虑,在防治小麦白粉病和瓜类白粉病上可选用Vegard 100~200倍液在发病初期喷施,10~12天用药1次,则可取得理想的效果。 -
报告Study on Interspecial Transmission of Sclerotinia sclerotiorum Debilitation hyphen Associated RNA virus (SsDRV) to S. nivalis
出版时间:2007真菌病毒缺乏体外传播途径,其传播仅能依赖寄主的繁殖进行垂直传播或通过菌株间菌丝融合(hyphal anastomosis)进行水平传播;多数感染子囊菌的真菌病毒不能通过有性繁殖传播,受菌丝不融合的限制,真菌病毒不能在与寄主菌株处于不同营养体亲和型的菌株间扩散。近年来,有些研究论文报道,感染不同种属,甚至不同纲真菌的病毒具有高度的等同性(identity),表明真菌病毒可能存在一种潜在的有别于菌丝融合的传播途径。核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)弱毒株EP-1PN分离自黑龙江佳木斯茄子病残体上,较正常菌株生长速度慢,菌落异常扩展,菌核产量低,致病性弱。前期研究表明EP-1PN菌株中含有3条dsRNA片段,大小分别为7.4kb、6.4kb和1.0kb,证实6.4 kb dsRNA片段与核盘菌Ep-1PN菌株毒力衰退紧密相关;对该dsRNA片段进行了cDNA克隆和序列分析,证明其可能为真菌病毒SsDRV(核盘菌致病力衰退相关RNA病毒)的复制体形式。雪腐核盘菌(S.nivalis)是核盘菌的近缘种,其Let-19菌株分离自湖北省神农架发病莴苣。在PDA培养皿中,将核盘菌与雪腐核盘菌对峙培养,两菌落接触后,形成典型的坏死带(菌丝不融合所致)。我们将Ep-1PN菌株与Let-19菌株于20℃对峙培养,当两菌落接触后,自Let-19菌株的菌落边缘挑取菌丝尖端移至新的PDA平皿中培养,发现Let-19菌株继代培养物的菌落形态发生了显著的变化,它们较正常的Let-19菌株生长慢,菌落异常扩展、致病力较弱,这些继代培养物的表型与Ep-1PN菌株的类似。将这些继代培养物与Let-19菌株对峙培养,同样可以促使Let-19菌株的表型发生显著变化。表明与Ep-1PN菌株接触后,Let-19菌株获得了具传染性的衰退因子。采用纤维素粉CF-11吸附的方法自Let-19菌株的继代培养物的菌丝中提取获得了大小为7.6kb和6.4kb的dsRNA片段。经过Northern杂交验证,证实其中6.4kb的片段为SsDRV的dsRNA。表明核盘菌Ep-1PN菌株中的SsDRV已经传染至雪腐核盘菌Let-19菌株。为了检测真菌病毒在跨种间传播的频率,我们将核盘菌Ep-1PN菌株与雪腐核盘菌Let-19菌株于PDA平皿上对峙培养,12天后在Let-19菌株的菌落边缘挑取4个菌丝块移至新的PDA平皿中培养,观察继代培养物的表型变化,若出现类似衰退症状的培养物,将用提取dsRNA的方法进一步鉴定和确认,只要4个继代培养物中出现1个感染SsDRV的培养物,即计算为传播成功。试验重复100次,共获得400个Let-19菌株的继代分离物。研究证实,在100个对峙培养的培养皿中,有29个培养皿发生了SsDRV成功传播的事件,即传播频率为29%。 -
报告The Gene Encoding CuZn-Superoxide Dismutase from Bacillus cereus 905 and Its Expression in Escherichia coli
出版时间:2007利用植物有益内生细菌进行植物病害生物防治和提高作物产量是当前农用微生物研究的一个热点。在我国,以植物有益内生细菌为主体的植物微生态制剂已经进入田间的农业生产应用,取得了良好的经济和生态效益。细菌在植物上发挥其功能的关键是细菌可以在作用部位很好的定殖。研究发现,在细菌与植物相互作用时,会引起该区域的氧自由基浓度的急剧升高;同时植物也会代谢分泌出一些酚类物质,这些物质都会产生氧自由基[1,2]。在该环境中定殖的细菌必须克服这种氧自由基对细胞的毒性。超氧化物歧化酶(Superoxide dismutase,SOD)是细胞抗氧自由基毒性的一种关键酶。SOD广泛存在于生物体内,催化O·2歧化为H2O2 和O2。按照结合的不同金属离子,SOD主要分为Mn-SOD、Fe-SOD和CuZn-SOD[3]。其中,Mn-SOD和Fe-SOD在细胞体内发挥功能,而CuZn-SOD定位在胞壁空间或者胞外以清除细胞膜外的氧自由基[4]。Bacillus cereus 905是本研究室从小麦体内分离获得的一株具有很好的促生和防病效果的细菌,在小麦体内及根围定殖能力强。为分析其定殖的分子机制,根据已公布的蜡样芽孢杆菌的全基因组序列及本实验室已获得的B.cereus M22的CuZn-SOD基因[5],推测在B.cereus 905中也存在CuZn-SOD基因。本研究试图从氧自由基毒性角度探讨CuZn-SOD在细菌与宿主相互作用时发挥的重要功能。比对Genbank发表的几个B.cereus菌株的CuZn-SOD基因序列,根据两端高度保守的序列设计引物,利用PCR方法扩增B.cereus 905的CuZn-SOD基因全长(sodC)。构建表达载体pET-22b-sodC,转化Escherichia coli BL21(DE3),IPTG诱导表达,化学抑制法验证蛋白种类。以B.cereus 905的基因组DNA为模板进行PCR,得到了B.cereus 905的CuZn-SOD基因全长(sodC)。该基因由537 bp组成,编码179个氨基酸残基。根据该蛋白的分子量大小和pET-22b载体中的多克隆位点上游pelB前导序列和下游His-tag序列,预测表达出的蛋白大小约为23kD。序列比对发现其与B.cereus M22同源性高至96%[5],BLAST结果也显示其与其他的几株蜡样芽孢杆菌的CuZn-SOD基因的同源性在90%以上。在sodC推定的179个氨基酸残基中,甘氨酸(G)含量最高,达到12.29%(22/179,mol/mol),且在序列中均匀分布。在推定氨基酸序列中,不含酪氨酸(Y)和色氨酸(W),这与其他CuZn-SOD序列特征一致。构建表达载体pET-22b-sodC,转化Escherichia coli BL21(DE3),IPTG诱导表达,NBT反相染色后,较未诱导样品相比,诱导后的细胞裂解液出现一条明显的亮带,表明该基因表达出的蛋白表现出SOD活性(图1)。SOD酶活测定也发现诱导后细胞裂解液的SOD酶活有了显著的提高,化学抑制法得出诱导出的SOD蛋白经KCN和H2O2处理后,其活性受到很大程度上的抑制,而氯仿/乙醇对其活性没有影响,确定了诱导表达出的蛋白为CuZn-SOD(图2)。Figure 1 Enzymatic activity tests of E.coli BL21(pET-22b-sodC) by Native-PAGEFigure 2 Identification of CuZn-SOD with chemical inhibitant methods超氧化物歧化酶普遍存在于所有的需氧生物中,从最低等的原核生物到高度复杂的人脑,都存在SOD的防御反应。B.cereus 905是一种植物内生细菌。有数据发现在细菌与植物互作及植物体内都可能有超氧阴离子的存在。B.cereus 905很可能依靠其CuZn-SOD的活性清除胞外的氧自由基以保证该细菌可以在植物体内很好的定殖。作为非病原菌的植物内生细菌,CuZn-SOD可能在其侵入及定殖过程中扮演着重要角色,更明确的结论需要下一步基因缺失后的定殖能力的比较分析。 -
报告Preliminary Studies on the Effect of Coniothyrium minitans ZS-1 on Sclerotinia sclerotiorum Hypovirulent Strain Ep-1PN
出版时间:2007真菌病毒广泛存在于真菌中,其核酸类型多为dsRNA,也有少数为ssRNA。大多数真菌被侵染后不表现症状,但有些真菌病毒可以对寄主造成显著影响,如引致寄主真菌生长缓慢、菌落形态异常和致病力显著下降等,即弱毒现象(Hypovirulence)。由于真菌病毒在植物病原真菌间扩散可导致病原真菌群体出现致病力衰退。因此,与植物病原真菌衰退相关的真菌病毒在植物病害控制中有重要的作用。前期研究证实核盘菌Ep-1PN菌株的衰退与真菌病毒SsDRV(核盘菌致病力衰退相关病毒)有关。但是我们发现Ep-1PN菌株可以通过有性繁殖摆脱SsDRV的为害,而恢复生长和致病,通过RT-PCR检测,Ep-1PN菌株的子囊孢子子代不携带有SsDRV;在Ep-1PN菌株的菌核分离物中,也可以获得恢复正常表型的培养物,这些培养物或携带SsDRV或不携带SsDRV。这即表明,在自然界感染真菌病毒(SsDRV)的核盘菌仍然有可能摆脱SsDRV的影响。带毒真菌的这种脱毒作用对利用真菌病毒控制植物病害造成了潜在的风险。植物病原真菌周遍存在众多的微生物,它们是否对带毒真菌的脱毒作用目前并不明了。盾壳霉(Coniothyrium minitans)是核盘菌的重寄生菌,其所需的适宜温度与核盘菌的相似,随核盘菌生长而生长。我们推定盾壳霉可能对Ep-1PN菌株的脱毒作用存在一定影响。将核盘菌Ep-1PN菌株在PDA平板上于20℃培养2~4天后,形成小菌落,移走菌落中接种时遗留的Ep-1PN菌株的菌丝块,并在此部位接种盾壳霉ZS-1菌株的菌丝块,继续置于20℃培养7~10天。依据混合菌落边缘的特征将其分成4种类型:A.菌落边缘长出生长速度较快的核盘菌菌丝,出现的频率为16.3%;B.菌落边缘大部分是类似核盘菌Ep-1PN菌株的菌落,出现的频率为47.1%;C.菌落边缘大部分是盾壳霉ZS-1菌株菌落,出现的频率为28.8%;D.菌落边缘全部是ZS-1菌株的菌落,出现的频率为7.7%。对A型菌落,挑取核盘菌菌丝尖端进行继代培养。随机选择34株进行表型分析,测定其菌丝生长速度、致病力和观察其菌落形态。结果表明这些继代培养物均恢复为强毒力菌株的特性,称恢复菌株。这些恢复菌株的菌落形态正常、生长速度在1.7~3.0cm/天,其中17株培养物集中于2.2~2.4cm/天,8株培养物的生长速度大于2.4 cm/天。它们的致病力较强,病斑扩展速度在1.0~1.4cm/天之间,其中16株培养物的病斑扩展速度在1.15~1.3cm/天之间,有9株培养物的扩展速度大于1.3cm/天;而Ep-1PN菌株仅能形成微小的病斑,或不形成病斑。这些恢复菌株对SsDRV不具有抗性,与Ep-1PN菌株对峙培养后又重新被感染表现弱毒特性。对这些恢复菌株提取dsRNA发现大部分含有7.4 kb的片段,小部分菌株同时含有7.4kb和6.4kp的片段,还有一部分未检测出含任何dsRNA。未发现含有1.0kb或仅含6.4 kb,但不含7.4 kp片段的培养物。我们的研究证实核盘菌寄生真菌盾壳霉对Ep-1PN菌株摆脱SsDRV的影响具有一定的促进作用,盾壳霉促进Ep-1PN菌株摆脱SsDRV的影响的机理有待进一步研究。 -
报告生物土壤添加剂减轻黄瓜连作障碍的机制初探?
出版时间:2007黄瓜连作障碍的主要症状为根系生长受到抑制,吸收养分能力减弱,枯萎病等土传病害严重发生。导致黄瓜连作障碍的原因主要是土壤养分供应失衡,土壤中病原微生物、根结线虫增多,根系残茬及病原微生物产生的有毒物质积累。尽管连作障碍产生的原因很多,但主要原因来自土壤,其中微生物种群结构失衡是导致作物减产、土壤质量下降的主要原因之一。将丛枝菌根真菌,作为缓解连作障碍的有益菌株,利用筛选的合成有机物或菇渣为营养,与培养好的拮抗木霉制剂一起合成生物土壤添加剂,结合太阳能消毒土壤,从改善土壤养分促进养分吸收,抑制土传病害、分解或转化自毒物质,诱导抗性物质等方面,减缓连作障碍的发生。本研究组配制的生物土壤添加剂已在盆栽黄瓜和连作温室内应用,表现较好的抑菌防病作用。有必要对生物土壤添加剂克服黄瓜连作障碍的防病机制,特别是土壤微生物群落变化和诱导抗病性进行系统深入全面的研究。明确其促进植株生长,抑菌防病的机制,为合理利用生物土壤添加剂减轻连作障碍提供理论依据。供试生物土壤添加剂(Biologic soil amendment BSA)为天津市农业科学院植保所研制的一种由有机物、无机物及生防木霉菌和VA菌剂组成的混合物。生物土壤添加剂中含有机发酵肥60%以上,木霉菌剂的孢子数达106cfu/g,VA菌剂孢子20个/g,具有改良土壤,抑制病害的作用。木霉菌剂(Tr9801)为菇渣培养物含量为107cfu/g。黄瓜品种:津春2号,经25℃催芽露白后挑选发芽一致的种子播于营养钵内。供试土壤采自天津郊区北辰区日光温室,每年春秋两茬黄瓜,黄瓜枯萎病等土传病害严重发生的连作9年的重茬土。供试病原菌:黄瓜枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cucumerinum),天津市农业科学院植保所病害研究室保存。将F.oxysporum用PDA液体培养基25℃ 培养1周后,血球计数板镜检,将孢子悬浮液调整为106cfu/ml,备用。生物土壤添加剂分别按1%、3%、5%与土壤搅拌混匀,每营养钵装土400g,以不加添加物的连作土为空白对照。用枯萎病菌的孢子悬浮液浸泡已催芽的黄瓜种子30s,每钵3粒种子,每处理12盆,3次重复。播种后7天、14天、21天、28天调查黄瓜根际土壤微生物数量及区系。取根部样品,自来水强力冲洗后,用滤纸吸干,装入保鲜袋,放入-20℃低温冰箱中保存。土壤中微生物的分离采用土壤稀释分离法。土壤和根际真菌、放线菌、细菌分别以10-3, 10-5,10-7的稀释浓度,分别采用马丁氏培养基、改良高氏一号培养基和牛肉膏蛋白胨培养基进行分离。在26℃,28℃,30℃培养箱内培养6天、8天、10天,统计平板上的菌落数。对优势菌属进行鉴定并用平板对峙培养法测定对黄瓜枯萎病菌抑菌作用。不同处理根系的酶活性测定,过氧化物酶POD活性的测定,采用愈创木酚法;多酚氧化酶PPO活性的测定,参照朱广廉的方法,采用邻苯二酚为底物,测定525 nm处的OD值,以每分钟OD值变化0.001为1个酶活单位U;根系脱氢酶采用TTC法。根系酚类物质含量的测定参照Folin 试剂比色法。施用生物土壤添加剂后各种微生物数量明显上升,各处理间真菌数量变化不大,细菌数量明显增加。随施着用量增加,根际微生物总量呈上升趋势,细菌数量增多,放线菌的数量也呈上升状态。细菌和放线菌数量较对照增幅较大,真菌变化相对较小。各处理土壤细菌的优势菌株主要为假单胞菌属和芽孢杆菌属的不同菌株。枯草芽孢杆菌、假单胞菌可以拮抗黄瓜尖镰孢菌(Fusarium oxysporum),可减少土壤中的病原菌。真菌主要为半知菌类,是土壤中常见的类群,不同处理产生的真菌类群主要为木霉菌,其次是青霉菌、毛霉属、根霉属、镰孢霉属及曲霉属,其他菌属所占比例较少。优势菌中的青霉、木霉和毛霉对黄瓜枯萎病菌有不同程度的抑菌作用。土壤放线菌主要为链霉菌,其中优势菌为黄孢类群、灰褐类群、白孢类群及粉孢类群,放线菌大多可以分泌抗生素抑制病原真菌,添加剂处理中黄孢类群、灰褐类群较对照增加,并且这两类菌株对黄瓜枯萎病镰刀菌有较强的抑制作用。在接种后第7天达到酶活性高峰,随着病原菌的侵染,POD酶活性下降,生物土壤添加剂的各处理显著高于对照。根系PPO活性随着添加剂施用量的增加呈现上升,在接菌后7天出现明显的酶活高峰,之后各处理逐渐下降,添加剂各处理的酶活性一直高于仅接枯萎病菌的对照。根系脱氢酶的活性随着施用量的增加其活性增强,随着病菌的侵入各处理的根系活力均有所下降。植株根系防御酶系POD酶及PPO酶活性变化与生物土壤添加剂的抗病性有直接关系,即抗病性越强,其植株内这两种酶的活性越高。酶活性含量越高,变幅越小,其抗性越强。生物土壤添加剂的应用显著提高了根系脱氢酶的活性。增强了根主动吸收的能力,有利于植株的生长。在病原菌的侵入期至潜育期总酚含量逐渐下降,但施用添加剂处理其酚类含量始终高于对照,这可有效阻止病原菌的入侵,植株开始发病时,根系酚类物质含量显著增加。酚类化合物是由植物体内自身合成的一些具有抗菌作用的次生代谢物质。酚类物质在植株体内的含量会受到外源病菌的侵入而发生相应的变化。与启动自身防御体系有关,以此来抵抗病原菌的侵害。生物土壤添加剂防病机制复杂,还有待进一步研究。既有土壤微生物的调节作用,又有添加物的诱导抗病性。生物土壤添加剂对连作障碍的防治作用可归为:①土壤中有益微生物对土传病原菌的拮抗作用增强。②土壤添加剂中含有丰富的营养物质及多种微量元素,可以补充作物生长的需要,促进根系的发育,增强植株的抗病性。③施用添加剂后,改善了土壤微生物的营养条件,提高了土壤微生物多样性,从生态水平上缓解了连作的发生。④生物土壤添加剂具有诱导抗病性,可以诱导植株体内与抗病有关的POD酶、PPO酶及根系脱氢酶的活性,提高植株体内抗病物质酚类化合物的含量。⑤生物土壤添加剂中的一些有机物对土传病原菌具有抑制作用。 -
报告Inhibition of A New-type Bioagent“luye”to Primary Postharvest Pathogens
出版时间:2007植物生产在产前、产中、产后都受到环境条件和病原微生物及附生微生物的影响,在适宜的条件下植物及其产品都会产生病害,严重影响到植物及产品的产量和品质。联合国在1975年第七次特别会议就通过一项采后损失的决议,来要求一些国家重视减少采后损失的问题。但化学防治也带来了一系列生理生态问题,如农残、药害等现象得到了人们的充分重视,绿色食品、有机食品成为人们的关注对象。生物防治在这种情况下应时而生。为了生产“绿色食品”的需要,安徽省农业科学院绿色食品研究所在研制对人体无毒的植物源农药、兽药,获得了实验室产品“绿液”。“绿液”在动物上对鸡新城疫I系病毒、马立克氏火鸡疱疹有良好的防治效果;在医药上,对格兰氏阴性菌、格兰氏阳性菌、链球菌、乳杆菌、大肠杆菌、兼性厌氧菌,口腔中的梭杆菌、牙龈卟啉单胞菌、小韦荣氏球菌、放线菌、罗氏普氏菌、产黑普氏菌均具有杀灭作用。此外,对乙肝病毒中的HBSAg具有灭活作用,对菱孢774亦有抑制作用;在植物上对水稻白叶枯病、稻瘟病、烟草花叶病毒、芫菁花叶病毒均有防治效果,在食品上对酵母菌、黄曲霉菌、黑曲霉菌均有抑制作用。为此,本文研究了生物制剂“绿液”对采后主要病原菌的抑制作用,以期为采后病害防治提供新途径。“绿液”,由安徽省农业科学院绿色食品研究所提供。苹果轮纹菌(Physalospora piricola Nose),苹果炭疽菌(Gloeospirium fructigenum Berk),青霉菌(Penicillum sp.),草莓灰霉菌(Botrytis cinerea),黄曲霉菌(Aspergillus flavus),由安徽农业大学植物保护学院提供。将“绿液”原液分别配成一定浓度的母液,然后分别吸取2ml至培养皿,把冷却到45~50℃的PDA培养基18ml加入含药剂的培养皿中,混匀凝固,配成相应浓度分别为0.10μg/ml、0.33μg/ml、0.65μg/ml、1.00μg/ml、3.33μg/ml、6.54μg/ml、10.00μg/ml、100.00μg/ml和1000.00μg/ml的含药平板。每皿移接一枚直径为0.6cm的供试病原菌的菌碟于其中央,置25℃光照培养箱中培养,重复3次,逐日定时定点在菌丝生长前沿划线,按十字交叉法测定菌落直径。计算药剂对菌丝生长的相对抑制率。按最小二乘法求回归式,计算EC50。结果见表1。可以看出在低浓度下,苹果轮纹菌、苹果炭疽菌、青霉菌、黄曲霉菌的菌丝生长抑制率都为负值,苹果轮纹菌在“绿液”浓度为1.00μg/ml时,才对苹果轮纹菌有抑制作用;苹果炭疽菌在“绿液”浓度为0.65μg/ml时,才对苹果炭疽菌有抑制作用;烟青霉菌在“绿液”浓度为0.65μg/ml时,才对青霉菌有抑制作用;黄曲霉菌在“绿液”浓度为0.65μg/ml时,才对黄曲霉菌有抑制作用。从而说明“绿液”在低浓度下对苹果轮纹菌、苹果炭疽菌、青霉菌和黄曲霉菌有促进生长的作用,在高浓度下才有明显的抑制作用。相比较而言,“绿液”对草莓灰霉菌的抑制效果最好,在低浓度下就能抑制草莓灰霉菌的菌丝生长。在高浓度下,“绿液”对苹果轮纹菌、苹果炭疽菌和草莓灰霉菌的抑制效果最好,在“绿液”浓度为100μg/ml与1000μg/ml时对苹果轮纹菌、苹果炭疽菌和草莓灰霉菌的抑制率达到100%;而对烟青霉菌和黄曲霉菌是抑制作用就相对较差,在“绿液”浓度为1000μg/ml时对烟青霉菌的抑制率为50.6%,对黄曲霉菌的抑制率为54.0%。结果见表2。“绿液”对草莓灰霉菌的抑制效果最好,EC50为2.18μg/ml;对苹果炭疽菌和苹果轮纹菌抑制效果较好,EC50分别为3.97μg/ml和7.39μg/ml;“绿液”对青霉菌和黄曲霉菌的抑制效果也较差,EC50分别为982.06μg/ml和472.79μg/ml。浓度(μg/ml)苹果轮纹菌苹果炭疽菌烟青霉菌草莓灰霉菌黄曲霉0.10-23.3-2.60-6.801.00-10.80.33-18.5-0.70-3.101.90-4.300.65-9.603.707.409.205.401.008.9011.011.711.210.23.3317.034.112.345.018.36.5423.759.719.891.023.410.0023.779.927.295.128.1100.00100.0100.029.0100.032.41000.00100.0100.050.6100.054.0表1 不同浓度对各菌种的菌丝生长的抑制率菌株回归方程相关系数EC50(μg/ml)苹果轮纹菌Y=2.5992lgx+2.74120.91417.39苹果炭疽菌Y=2.4640lgx+3.52530.99193.97烟草青霉菌Y=0.4198lgx+3.74390.9623982.06草莓灰霉菌Y=2.1732lgx+4.26460.98482.18黄曲霉菌Y=0.4709lgx+3.74050.9540472.79表2 绿液对不同病原菌的毒力作用从试验结果可以看出,“绿液”对草莓灰霉菌、苹果轮纹菌和苹果炭疽菌的作用效果明显,EC50分别为2.18μg/ml、3.97μg/ml和7.39μg/ml;而对烟草青霉菌和黄曲霉菌的抑制作用最差,在“绿液”溶液浓度为1000μg/ml时对青霉菌的抑制率才达50.6%,对黄曲霉的抑制率达54.0%。此外“绿液”溶液在低浓度的时候对苹果轮纹菌、苹果炭疽菌、烟青霉菌和黄曲霉菌的菌丝生长不仅没有抑制作用,还对其菌丝有促进生长的作用。因此,在应用“绿液”时应注意浓度的使用。“绿液”在低浓度下对病菌生长的促进作用以及在较高浓度下对病菌的抑制作用机理有待于深入研究。 -
报告早春保护地薄皮甜瓜苗期病害的发生与防治?
出版时间:2007甜瓜为一年生草本植物,按其生态形分为薄皮甜瓜和厚皮甜瓜。济宁市种植薄皮甜瓜具有悠久的历史,但大面积集中栽培还是在近些年随着农业产业结构的调整而发展,目前仅在任城区、金乡县、鱼台县西部、嘉祥县南部保护地种植面积就达5万余亩,成为山东省最大的薄皮甜瓜种植基地。随着种植时间的延长和种植面积的不断扩大,甜瓜病害不断加重,特别是苗期病害,由于甜瓜多采用大棚育苗,育苗时间一般在1月下旬,常常遭遇低温,棚内温湿度不宜控制,病害容易发生,经常因防治不当,苗床大量死苗或移栽后造成大量死亡,若控制不力,将会对甜瓜的发展带来严重危害。几年来笔者针对为害较大的甜瓜苗期病害的发生及防治进行了试验研究,目的在于了解、掌握该类病害的发病特点和防治方法,进行经济有效的防治。已有国内外学者对该类病害进行了研究,特别是对露地栽培条件下的发生与防治研究较多[1~4],而对保护地苗床期的发病特点和防治方法却少见报道。1.1.1 症状 发病初期,出土幼苗茎基部出现水烫状病斑,继而病斑逐渐加深为淡黄褐色,同时绕茎扩展,病部缢缩呈细线状,幼苗因失去支撑而折倒,刚折倒的病苗子叶短期内仍为绿色。发病严重时,种子未萌发或刚发芽时,即受病菌侵害,造成烂种、烂芽。湿度大时,成片幼苗猝倒,在病苗或病芽附近常密生白色棉絮状菌丝。1.1.2 病原菌 该病原菌为真菌Pythium aphanidermatum(Eds.)Fitsp.属鞭毛菌亚门,为瓜果腐霉菌。此外,甜瓜疫霉(P.melonis Katsura)和辣椒疫霉(Phytophthora capsici Leonian)等也可引起蔬菜幼苗猝倒病。1.1.3 传播途径和发病条件 病菌以菌丝体、卵孢子等随病残体在土壤中越冬,并可长期存活。遇有适宜条件,卵孢子萌发产生孢子囊,以游动孢子或直接长出芽管侵入寄主。田间病菌主要随水的移动、飞溅等进行传播蔓延。湿度大时,病苗上产生孢子囊和流动孢子,进行重复传染。低温高湿是猝倒病发生的必要条件。这是因为低温高湿不利于幼苗生长,但病菌仍能活动。一般猝倒病适宜地温为10℃左右。所以猝倒病多发生在早春育苗床上,尤其当幼苗期遇连阴天,光照不足,出现低温高湿环境,极易发生猝倒病。有的苗床开始发病时,是从棚顶滴水处的个别幼苗上先表现病症,几天后以此为中心,向周围蔓延扩展。该病也是甜瓜苗期的一种重要病害。据笔者几年调查,新苗床30%以上,老苗床50%以上可发现该病害。特别是老苗床,如不注意温湿度管理和及时防治,整个苗床可在几天基本死光,为害很大。是所有甜瓜种植区均能形成为害的一种病害。1.2.1 症状 刚出土的幼苗即可受害,以中后期发病为多。发病初期,病苗茎基部变褐,产生椭圆形病斑,叶片白天萎蔫,早晚尚可恢复。随病情发展,病斑渐凹陷、扩大,绕茎一周,叶片萎蔫不能复原,最后病部收缩干枯,病苗枯萎死亡。但病苗不呈猝倒状,病部有同心轮纹及淡褐色蛛网状菌丝。这一特点是本病与猝倒病相区别的主要特征。1.2.2 病原菌 该病原菌为真菌Rhizoctonia solani Kuhn.属半知菌亚门,为立枯丝核菌。该菌不产生孢子,主要以菌丝传播和繁殖。菌丝从无色变为黄褐色。病菌可产生菌核,菌核近球形或无定形,无色、浅褐色至黑褐色。有性阶段Pellicularia filamentosa(Pat.)Rogers.为丝核薄膜革菌。1.2.3 传播途径和发病条件 病菌以菌丝体和菌核在土中越冬,能存活2~3年。菌丝能直接侵入寄主,通过水流及带菌的堆肥传播为害。病菌生长适温为24℃。播种过密,间苗不及时,温度过高,易诱发此病。1.3.1 症状 该病害为一种生理性病害。幼苗出土后不长新根或不定根,幼根表面开始为锈褐色,尔后腐烂。沤根后地上部子叶或真叶呈黄绿或乳黄色,叶缘开始枯焦,严重的整叶皱缩枯焦,生长极为缓慢。在子叶期出现沤根,子叶即枯焦。在真叶期发生沤根,真叶就会出现枯焦。1.3.2 病因及发生条件 主要是苗床地温12℃以下持续时间较长,地势低洼、土壤黏重加之浇水过量或遇阴雨天气,苗床地温过低,致使幼苗根部呼吸作用减弱,活性降低。如此持续时间较长就会发生沤根。甜瓜育苗应选择土壤松而不散、黏而不硬、通气透水性良好、保肥保水力强的壤土新地或轮作3~5年的无病地育苗,大棚苗床必须选用无病土育苗。如用连作地或病地土壤,则苗床需深翻或用药剂消毒,常用50%福美双可湿性粉剂与40%五氯硝基苯粉剂消毒,或50%多菌灵可湿性粉剂,每平方米苗床8~10g,与20~30kg细干土拌匀成药土,待苗床所浇底水渗下后,取1/3药土作垫土铺底,种子播下后再将其余2/3药土覆在种子上,播后保持床面湿润;或将以上药土制成营养钵,再播种育苗。应用该方法进行防治,两年平均防治效果达到88.63%,实践证明这是一种经济有效的防治方法,可以兼治甜瓜猝倒病和甜瓜立枯病。加强苗床管理应以促进幼苗健壮生长,提高地温、降低苗床湿度为中心。为给幼苗创造良好生长条件,增强抗病能力,育苗前选用土质肥沃,不积水的苗床,施足优质腐熟有机肥,采用营养土育苗;提供使用无土育苗基质进行育苗。播种前浇足底水,出苗后尽量不浇水或少浇水,播种要均匀,密度不宜过大,防止床土过湿。出苗后,如果后,如果苗床出现过湿情况,可用小锄划锄或撒施干草木灰,以降低湿度;早春采用大棚育苗,必须做好增温保温工作。为了有效增加苗床温度,可结合实际情况,选用地热线育苗或火坑育苗,以缩短苗期时间。苗床还要尽量多地增加光照,并且苗床的通风、降湿,尤其在连续阴天、光照不足时更要抓住时机通风降湿;苗床要早分苗,使苗健壮,提高抗病力。出苗后如有少量病苗时应立即挖除,移出苗床处理,并选择下列杀菌剂在病苗及全苗床喷雾防治:以猝倒病为主时使用72.2%普力克水剂400~600倍液,72%克露可湿性粉剂500~600倍液,70%百得富可湿性粉剂600倍液,64%杀毒矾可湿性粉剂500倍液,50%多菌灵悬浮剂500倍液,75%百菌清可湿性粉剂600倍液;以立枯病为主时使用20%甲基立枯磷乳油800倍液,70%甲基托布津800倍液,70%敌克松原粉1000倍液,50%福美双可湿性粉剂500倍液,64%杀毒矾可湿性粉剂500倍液,50%多菌灵悬浮剂500倍液,75%百菌清可湿性粉剂600倍液,每平方米苗床喷淋药液2~3L,视病情发展情况,间隔7~10天再喷一次;在瓜苗移栽定植前选择广谱性杀菌剂如百菌清、杀毒矾、代森锰锌、多菌灵等再喷雾一次,带药移栽定植。选用土壤疏松,透气、透水性好的田园土,施足优质腐熟有机肥或生物肥,采用营养土育苗,提倡使用无土育苗基质进行育苗,播种前浇足底水,出苗后尽量不浇水或少浇水,播种密度不宜过大,出苗后如果出现苗床过湿,可采用小锄划锄或撒施干草木灰,以降低湿度,白天温度控制在20~25℃,夜间15℃,最低应在12℃以上,如果苗床出现沤根,应立即控制浇水,采取各种降湿升温措施。除划锄或撒施干草木灰以外,还可用生石灰降湿除潮。方法是:选新烧制的生石灰,分散放入苗床小拱棚内,充分吸潮后,进行更换,但注意生石灰不能与瓜苗直接接触。
