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报告Evaluation of Rice Varieties Resistant to Rice Stripe Virus
出版时间:2007Rice stripe(RSV)has been known to distribute in rice areas all over the world,and it is very hard virus,transmitted by insect vectors,small brown planthopper(SBPH),Laodelphax striatellus,Fallen.Once the rice is infested,there is still no very effective measures to control,even the chemicals.The chemicals'effect is not ideal and more or less they could cause some environmental risks,so there is the common opinion in the IPM system that the rice varieties having resistance to rice stripe is one of the basic and effective measures to control this disease.In 2006 and 2007 for finding the resistant rice varieties that could be used for large scale in the field,the evaluation and screening of rice varieties were conducted in Jiaxing,Zhejiang Province.In 2006,there were 40 varieties provided for the experiement,just like Chunjiang 050,Xiushui 63,Y1,Zheda 510,Tai 03126,HZ586 and so on,and Jia 991 was set to be the control.Similar to 2006 studies,in 2007,there were 20 varieties used in 2006,and newly introduced into 17 varieties,just like Leyou 2,Jiaheyou 261,Bing 04~123,Jiashao 3.The control was still Jia 991.In 2006,the experiment was conducted in the yard of Shuangqiao Academic of Agricultural Science,Xiuzhou,Jiaxing.Last year in this plot rice was planted,and in winter no crop was planted.The water and fertilizer condition was good.The rice was seeded in 2th June,and transplanted to the field in 1st July.Randomed blocking design,and the size of every plot is 30m2,with three replications.The field management was as usual,except for no chemicals use for controlling the SBPH and RSV.In 2007,the experimental field was chose to north suburb of Jiaxing,where last year the RSV occurred hard.The experimental field condition and design were familiar with 2006,and total 111plots.Investigated Methods In 2006,after 5d from 1st July when the rice were transplanted,the investigation was conducted every 5d in field,till the diseases was stable,at that time the total rice tiller and the diseased tiller amount were recorded.Num.VarietiesDiseasepercentageinthefield(%)SSRP=0.05P=0.011Jiahe2156.03aA2Y25.33bB3Jiajing36485.24bB4Y33.9cC5Shaojing04-463.49dD6Jia991(CK)3.07eE7Yongjing04683.02efEF8Y62.88fgEFG9Tai04-42.83gFG10Xiushui032.73ghGH11Qianghu9142.73ghGH12Y102.59hiHI1336You7482.52ijHI14Xiushui092.51ijHI15ZH2512.42jkIJ16Xiushui1102.27klJK17Jingzhi202.27klJK18Y42.23lmJKL19Jia04-332.14lmnKLM20Jiahua12.11mnKLM21Xiushui632.04nLM22Jiahe2182nM23Zheda5101.99nM24Bing01-1131.74oN25R41011.69oN26Y51.59oN27Jingzhi270.94pO28Chunjiang0500.91pO29Chunjiang0510.91pO30Bing03-1230.88pO31Jiaheyou28880.87pO32Zheda5320.86pO33Y80.86pO34Y10.81pO35Ning04-450.45qP36Tai031260.44qP37HZ5860rR38Y70rR39Y90rR40JiaheyouTR0rRTable 1In 2007,after 15th May,when the seeds were seminated,the investigation was conducted periodically in seedling stage till 20th June,when the rice was transplanted,the total rice tiller and the diseased tiller amount were recorded.And in field,30th July,when the disease was stable,the same indexes were recorded.By the total rice tiller and the diseased tiller amount,the disease percentage could be got,and by DPS software the resistance of different rice varieties could be made with ANOVA method.From table 1,we could get that in 2006 the RSV occurred softly in the experimental field,the CK,Jia 991'disease percentage was just 3.07%.Shaonuo 04~46,Y3,Jiajing 3648,Y2,Jiahe 215's were higher than CK;but there were four varieties,Jiaheyou TR,Y9,Y7,HZ586,which no typical RSV was found.By ANOVA analysis,the resisstance of rice varieties were obviously different.Jiaheyou TR,Y9,Y7,HZ586,which no typical RSV was found,the resistance were the highest;the Yongjing 0468,Y6 and CK were in the same level and at P=0.01 there were no obvious difference;and Shaonuo 04~46,Y3,Jiajing 3648,Y2,Jiahe 215 resistance were weak.In 2007,in the field the RSV occurred seriously in the experimental field,the CK,Jia 991'disease percentage was 19.12%(Table 2).Disease percentage of Shi 1 and Yongjing 0468 were 27.8%and 25.65%,respectively;there were 16 varieties,for example Jia 991,the disease percentage were above 10%;and the disease percentage of HZ586,Chunjiang 051,Jiahe 218,Jiaheyou 555 and Y9 were below 2%.By ANOVA analysis,the resistance of these rice varieties were seriously different.Disease percentage of Shi 1 and Yongjing 0468 were obviously higher than CK,their resistance were weak;the disease percentage of HZ586,Chunjiang 051,Jiahe 218,Jiaheyou 555 and Y9 were far below from other variety,their resistance were high;and others resistance were in the middle level.In 2007,in the seedling field the disease percentage of Bing 04~132,Zheda532,Xiushui 09,Xiuishui 110 and Bing 05~15 were all above 5%;the disease percentage of was just 0.07%,and in the Chunjiang 051 there was no RSV found;Other varieties percentage of disease were in the middle of 5%and 0.07%(Table 2).Num.VarietiesDiseasepercentageinthefield(%)SSRP=0.05P=0.01VarietiesDiseasepercentageintheseedlingfield(%)SSRP=0.05P=0.011Shi127.8aABing04-1325.68aA2Yongjing046825.65aAZheda5325.6aA3Bing04-0819.62bBXiushui095.39aAB4Jia991(CK)19.12bBXiushui335.24abAB5Xiushui11018.5bBXiushui1104.85abcABCTable 2 Evaluation of rice varieties resistance to RSV (Jiaxing, 2007)Num.VarietiesDiseasepercentageinthefield(%)SSRP=0.05P=0.01VarietiesDiseasepercentageintheseedlingfield(%)SSRP=0.05P=0.016Bing05-1517.83bBCShi14.34abcdABCD7Bing01-11317.76bcBCJiahua14.34abcdABCD8Y517.33bcBCYongjing04684.24abcdABCDE9Jiahua116.5bcdBCBing05-154.15abcdeABCDEF10Xiushui3316.4bcdBCY53.78abcdefABCDEFG11Ning04-4516.26bcdBCBing04-083.66abcdefgABCDEFGH12Bing04-13215.75bcdBCJia991(CK)2.9bcdefghABCDEFGHI13Zheda53215.69bcdBCY22.88bcdefghABCDEFGHI14Y215.18bcdBCDBing01-1132.81bcdefghiABCDEFGHI15Shi215.06bcdBCDNing04-452.77cdefghijABCDEFGHI16Xiushui0914.99bcdBCDY12.66cdefghijABCDEFGHI17Y112.96cdeBCDEQianghu1712.52cdefghijkABCDEFGHI18Qianghu17112defCDEBing05-1142.48cdefghijkABCDEFGHI19Bing03-019.22efgDEFShi22.26defghijkBCDEFGHI20Bing04-1138.25fghEFGBing03-012.14defghijkBCDEFGHI21Jiaheyou6127.18ghiEFGHBing04-1131.69efghijkCDEFGHI22Bing03-1235.76ghijFGHJiaheyou2611.39fghijkDEFGHI23Leyou25.42ghijFGHJiaheyou6121.23ghijkDEFGHI24Jiaheyou2615.23ghijFGHBing03-1231.11hijkDEFGHI25Jiaheyou16204.76ghijFGHY71hijkEFGHI26Shaonuo04-464.36hijFGHChunjiang0500.99hijkEFGHI27Jiashao34.3hijFGHJiahe2180.94hijkFGHI28Chunjiang0503.22ijFGHLeyou20.9hijkFGHI29Y73.18ijFGHJiaheyou62230.72hijkGHI30Jiaheyou62233.1ijFGHJiaheyou5550.7hijkGHI31台031262.97ijFGHJiaheyou16200.5hijkGHI32Bing05-1142.9ijFGHY90.38hijkHI33HZ5861.83jGHHZ5860.32ijkI34Chunjiang0511.81jGHShaonuo04-460.24jkI35Jiahe2181.78jGHJiashao30.24jkI36Jiaheyou5551.53jHTai031260.07kI37Y90.94jHChunjiang0510kI续表2By ANOVA analysis,the different resistance of these rice varieties also existed.the disease percentage of Bing 04~132,Zheda532 and Xiushui 09 were higher,and their resistance were weak;the disease percentage of six varieties,Chunjiang 051,Tai 03126,HZ586,Shaonuo 04~46,Jiashao 3 and Y9,were lower,and they had comparatively high resistance.Through the rice varieties screening for resistance to rice stripe virus(RSV)in the seedlingstage and in the field in Jiaxing,in 2006 and 2007,the difference of rice varieties resistance to RSV could be found,and the resistance trends between different developmental stage and different year kept in the same trends.Chunjiang 051,Y9,Jiahe218,Jiaheyou 555,Tai 03126 and Bing 03~123,and so on,had the high resistance to RSV.Though most of the results showed that the varieties resistance behave the same in different developmental stage and different year,we also should notice that few varieties did not obey this trends,for example,Shaonuo04~46,in 2006 in the field it showed very weak resistance,but in 2007 in the seedling field it showed high resistance.This perhaps tell us that just use the index of disease percentage is not enough,and at the same time we could ignore that there is still no very clear criterion to evaluate the varieties resistance to RSV.These factors could influence our evaluation.In 2006 the RSV occurred softly in the experimental field,the CK,Jia 991 disease percentage was just 3.07%,but in 2007 the CK,Jia 991's disease percentage was 19.12%,far higher than that in 2006.That is because in 2007 we chose the field where in year before the RSV occurred seriously,and advanced the seeding date and transplanted date accordingly,which the two steps could make the optimal RSV occurring conditions.On other hands,in the same cultivated condition,the disease percentage different varieties could behave 10-folder difference,it could show us clearly that the varieties resistance could exert important role in the RSV IPM system.Research was funded by a grant from Zhejiang province Science and Technology Bureau. -
报告灰飞虱体内沃尔巴克氏体的检测? 河北省财政专项。
出版时间:2007沃尔巴克氏体(Wolbachia)是自然界中分布非常广泛的胞内共生菌之一,近10余年的研究表明,这类共生菌广泛存在于各类昆虫体内,甚至估计16%的昆虫均含有该菌[1]。对来自33个不同寄主的38个不同Wolbachia株系的ftsZ基因(细胞周期基因)研究表明,Wolbachia 株系间存在着很大的差异,Wolbachia 株系分为A组群和B组群[2]。Zhou等在wsp(编码Wolbachia表面蛋白)基因序列分析的基础上,将沃尔巴克氏体细分为12个亚群(Subgroup),并设计了12个亚群wsp基因诊断的PCR扩增特异引物[2]。昆虫体内是否含有Wolbachia,早期多通过DAPI染色法(用非特异性的DNA-blinding荧光染料DAPI染色,然后在荧光显微镜下观察)[4]和电镜观察[5]来判断,但20世纪90年代以来则主要依赖于对其16S rDNA、23S rDNA、ftsZ 和wsp等基因进行PCR检测与序列分析,其中wsp基因是目前报道的Wolbachia基因中进化最快的基因而被广泛用于Wolbachia的PCR检测与分子鉴别[1,3,6,7]。沃尔巴克氏体通过卵的细胞质传播并参与多种调控其寄主生殖活动的机制,包括诱导孤雌生殖(Parthenogenesis inducing,PI)[8]、雌性化Feminzation)[9]和生殖不亲和[10],因而它很有希望被用于许多虫媒传播的重大人类疾病的基因工程防治和生物防治。灰飞虱(Laodelphax striatellus Falln)广泛分布于东亚、东南亚、欧洲和北非等地,我国以长江中下游和华北地区发生较多。灰飞虱能取食或为害水稻、小麦、大麦、玉米、高粱、甘蔗、稗草、李氏禾等多种禾本科植物,并且能传播多种病毒病,造成病害的普遍流行。因此,进行灰飞虱种群暴发成灾规律及其有效防治技术的研究,显得尤其重要和紧迫。本文采用PCR方法研究了灰飞虱体内Wolbachia的感染,以期为开辟控制灰飞虱暴发和阻断病毒病传播新途径提供依据。从河北省曲阳和容城小麦田采集灰飞虱成虫,保存在小麦苗上。每只灰飞虱为1个样本,放入离心管中冷冻,而后置于载玻片上,呈直线逐步滴1滴Ringer's solution(昆虫生理盐水),去头,放入装有预冷100μl STE 的管中,匀浆,10%SDS 5μl及蛋白酶K 2.5μl,55℃水浴1h,加酚50μl及50μl氯仿:异戊醇(24:1),剧烈震荡,12000r/min 离心5min。取上清,加入2倍体积无水乙醇及0.1体积3mol/L NaAc,-20℃沉淀过夜,离心,12000r/min。弃上清,加75%乙醇200μl洗涤2遍。55℃烘干,加入30μl无菌水溶解,-20℃冻存,待检。扩增wsp基因片段使用的引物[3]:wsp 81F(5'TGG TCC AAT AAG TGA TGA AGA AAC3')wsp 691R(5'AAA AAT TAA ACG CTA CTC CA 3').在20μl反应体积中进行PCR反应,反应体系为13.5μl ddH2O,2μl 10×Buffer,2μl 25 mmol/L MgCl2,0.5μl dNTPs(每种10mmol/L),0.5μl 20μmol/L的正向和反向引物及一个单位的Taq高温多聚酶。Taq plus及dNTP购自上海生工生物工程公司。PCR反应条件是:首先在94℃下变性3min,然后94℃下1min,55℃下1min,72℃下1min完成1个循环,共进行35次循环。72℃末轮聚合10min。反应结束后取PCR特异性扩增产物5μl,在0.8%的琼脂糖胶上进行电泳(电压40V,50min,电泳缓冲液为0.5×TBE),用BioRad凝胶成像系统检测并拍照。选择有扩增产物的样品进行大量PCR扩增,采用PCR产物回收试剂盒(上海生工生物公司产品)回收PCR扩增产物交上海生工生物工程公司进行测序,利用BLAST工具(NCBI网站)进行DNA序列检索和同源性比较。采用wsp基因通用引物81F和691R对灰飞虱DNA样品进行PCR扩增,电泳检测结果表明从灰飞虱DNA样品中可扩增出600bp大小的wsp目的基因片段,证实河北曲阳和容城田间采集的灰飞虱种群有Wolbachia 的感染(图1)。河北曲阳和容城灰飞虱种群的沃尔巴克氏体感染率分别为85.6%和88.4%,而且雌雄个体感染率无差别。将扩增的wsp基因片段进行基因序列测定,结果表明,从所检测的样品中扩增出的Wolbachia的wsp基因片段长度为601~603bp。用NCBI网站提供的BLAST分析工具进行基因序列同源性分析,表明灰飞虱体内感染的Wolbachia wsp基因与Wolbachia pipientis 的wFur、wStri 2个品系的wsp基因的同源性为100%,与Wolbachia sp.的wJapo、wFur、wStri 3个品系的wsp基因的同源性也达到100%(表1)。图1 灰飞虱体内沃尔巴克氏体wsp基因片段的扩增Wolbachia品系同源性注册号宿主来源WolbachiapipientisisolatewFur100%AF481185.1白背飞虱Kittayapong等,2003WolbachiapipientisisolatewStri100%AF481175.1灰飞虱Kittayapong等,2003Wolbachiasp.Wstri100%AF020080.1灰飞虱Zhou等,1998Wolbachiasp.wJapo100%AB039283.1ElenchusjaponicusNoda等,2001Wolbachiasp.wFur100%AB039043.1白背飞虱Noda等,2001Wolbachiasp.Wstri100%AB039042.1灰飞虱Noda等,2001表1 灰飞虱感染Wolbachia的wsp基因序列的同源性Wolbachia是自然界分布较广的共生菌,在双翅目、膜翅目和鳞翅目等许多昆虫体内均有感染。甘波谊等以PCR方法检测了来自不同地域稻田的3种稻飞虱,发现灰飞虱、褐飞虱(Nilaparvata lugens)、白背飞虱(Sogatella furciera)均被Wolbachia所感染,对wsp的RFLP分析证实了这些飞虱为单一沃尔巴克氏体感染[11]。但不同地区灰飞虱体内沃尔巴克氏体的感染率不同,在我国形成了周边地区感染率高(如辽宁、北京、上海和云南),而内陆地区感染率低(如四川),或是未被感染(如宁夏)的格局[11]。在日本采集的9个灰飞虱种群被Wolbachia感染的比率随纬度降低而增加[12]。这些不同可能与不同地区的地形、气候、寄主条件及Wolbachia的传播效率等因素有关,其原因有待研究证实。本文研究结果表明,河北曲阳和容城灰飞虱种群沃尔巴克氏体感染率较高,与前人的报道一致。通过对基因序列的同源性分析表明,河北的2个灰飞虱种群感染的Wolbachia与来自白背飞虱的wFur品系、灰飞虱的wStri品系亲缘关系较近,同属于Wolbachia B大组Con组。这些表明灰飞虱可能会被同一组的Wolbachia感染。灰飞虱是多种病毒的传播介体,灰飞虱的暴发流行常造成玉米粗缩病、水稻条纹叶枯病等病毒病的严重流行。沃尔巴克氏体是灰飞虱的胞内共生菌,能够通过多种机制调控其寄主的生殖活动[13],但是,近年灰飞虱种群暴发成灾与Wolbachia 感染的关系有待进一步研究证实。同时,沃尔巴克氏体影响灰飞虱传毒能力的作用及利用媒介昆虫—共生菌技术阻断病毒的传播将是今后研究的重点,对于开辟病毒病防治新途径具有重要的意义。 -
报告Functional Analysis of Plant Viral Genes Via Reverse Genetics
出版时间:2007正向(经典)遗传学是通过生物的表型来推测其遗传物质的组成、分布和传递规律等,而反向遗传学是在已知基因序列的基础上,利用现代生物理论和技术,通过核苷酸序列的定点突变、缺失和插入等创造突变体并研究突变所造成的表型效应。随着基因组测序技术、侵染性克隆的构建技术、定点突变技术和报告基因的使用等,反向遗传学技术在研究植物病毒基因功能、侵染过程和致病机理等方面的应用越来越广泛。本文报道了该技术在研究马铃薯Y病毒(PVY)HC-Pro和甘薯褪绿矮化病毒(SPCSV)P22功能方面的部分结果。PVY HC-Pro基因由本实验室提供,SPCSV的有关基因由芬兰赫尔辛基大学Valkonen教授提供,PVX201质粒由Baulcombe教授提供。突变试剂盒(Quick Change XL Site-Directed Mutagenesis Kit)购自STRATAGENE公司,大肠杆菌菌株DH5α由本实验室保存,PCR突变引物由赛百盛公司合成。Figure 1 Symptoms of Nicotiana benthamiana plants inoculated with different constructs based on PVX 201将SPCSV P22、P28和RNaseIII等基因克隆到PVX201载体上,根据接种后出现的症状判断哪个基因能增强PVX对本氏烟的致病力。将PVY HC-Pro克隆到PVX201载体上,针对HC-Pro的KITC和IGN等位点设计合适的突变引物,参考突变试剂盒(Quick Change XL Site-Directed Mutagenesis Kit)说明进行突变。通过测序证实所得突变体的准确性。大量提取法提取质粒PVX201、PVXHC或相应的突变体,摩擦法接种本氏烟(Nicotiana benthamiana),观察所致症状的差别。PVX201载体在本氏烟上引起轻微的斑驳和褪绿花叶症状,但不引起植株的死亡。SPCSV P28和RNase III等基因连接到PVX201后对症状无影响,但P22能提高PVX对本氏烟的致病力,导致了接种植株的死亡,说明P22是致病性的增强子。携带P22的PVX(PVX-p22)首先在接种叶上引起坏死斑点。坏死斑点扩展后,沿着叶脉到达茎部,引起上部组织坏死,最终导致本氏烟整株枯死。RNA沉默抑制因子HC-Pro也能提高PVX对本氏烟的致病力。表达HC-Pro的PVX(PVX-HC)在接种后7天出现严重明脉和卷曲,10~14天时首先心叶出现坏死,随后整株萎蔫死亡。但在接种叶上没有坏死斑,看不到明显的扩展迹象。KITC是HC-Pro的一个重要基序,参与病毒的蚜虫传毒、协生和抑制RNA沉默等过程。我们在测定烟草脉带花叶病毒(TVBMV)全基因组序列时发现,TVBMV(YND分离物)HC-Pro KITC基序中的K变成了R,而且也有蚜虫传毒活性。我们把PVY HC-Pro的KITC突变成RITC后,再接种本氏烟,发现该突变仍能引起本氏烟植株的死亡。把K突变为A(突变体1,K52A)后,突变体也能引起本氏烟死亡,说明HC-Pro KITC基序中的K可能不参与和PVX的协生。但把KITC基序中的C缺失后(突变体2,C55Del)就不能引起植株死亡,说明KITC基序中的C对于协生作用是不可缺少的。对于HC-Pro其他突变体的功能分析正在进行中。 -
报告植物细菌性病害研究初探
出版时间:2007川成都植物病害是由植物—病原—环境三者在一定适宜条件下,引起植物体发病,构成对植物正常生长发育和新陈代谢的干扰与破坏,最终造成植物的生物产量和经济产量减产,品质降低,给人类的农业、林业生产造成重大损失。植物病害的病原物是指能寄生于植物体并导致侵染性病害发生的生物。植物病害分成菌物(真菌)性病害、细菌性病害、病毒类病害、线虫类病害以及其他因素引起的植物病害。植物细菌性病害是植物病害中发生为害较重、发病规律比较难以掌握、防治技术要求高、防治效果很难凑效的一类病害。植物病原细菌是属于原核生物中的一个生物类群,它与真核生物在细胞结构及组成成分方面存在着较大的差异,正是这种细胞结构和组分上的差异,导致了细菌性病害比真菌性病害更难以防治。植物细菌性病害中比较著名的病害有:水稻细菌性条斑病、水稻白叶枯病、白菜软腐病、番茄青枯病、玉米细菌性枯萎病、柑橘溃疡病、梨火疫病、马铃薯环腐病。还有近年来被国际柑橘病毒学家确认的柑橘黄龙病等,这些植物细菌性病害给我国农业、林业生产带来了巨大的影响和危害。本文将对植物细菌性病害做了以下6个方面的初步探讨。早在2000多年前我国《诗经》中已经将生物划分成了植物、动物和蕈类三大类。1593年李时珍在《本草纲目》中将生物分成了植物、动物和人类三大类。在近代科学发展史上,以林奈为代表的生物分类学家将生物分成两界(即动物界Animaliae和植物界Plantae),这两界系统被人类科技界沿用了200多年。16~18世纪,随着显微镜发明和细胞学说的建立,人类才发现了单细胞生物——细菌。对于细菌在生物进化过程中,专家们普遍认为:细菌的出现应该是在植物和动物出现之前就已经存在了。1969年魏泰克将生物界分成五界系统,即:(1)以细菌为主的原核生物界;(2)以单细胞原生动物和藻类为主的原生生物界;(3)多细胞生物中以光合作用制造营养的植物界;(4)以多细胞为主吸收营养的真菌界;(5)多细胞生物中以摄取食物为营养来源的动物界。1974年黎德勒认为:取消原生生物界,将生物化分成四界系统,即:原核生物界、真菌界、植物界和动物界。1977年我国科学家陈世骧提出了生物学界的三总界构成六界系统,即:无细胞总界——(病毒界);原核生物总界——(细菌界、蓝藻界);真核生物总界——(真菌界、植物界、动物界)。1988~1989年(Cavalier-Smith),将生物学界划分成:两个总界组成的八界系统,即:一、细菌总界:①真细菌界;②古细菌界;二、真核总界:③古菌界;④原生动物界;⑤植物界;⑥动物界;⑦真菌界;⑧藻界。到2003年,他取消了古细菌界和古菌界,改为二总界六界学说。许志刚教授在2005年正式提出三域七界的最新分类体系,即无细胞生物域的病毒界;原核生物域的细菌界;真核生物域的原生生物界、真菌界、藻物界、植物界和动物界。反映了当前人们的认识水平。从上述分类系统可以看出,细菌的分类始终处于原核生物界内,它与真核生物在细胞结构及其组成成分上存在着许多本质上的差异。原核生物是以单位膜为界的,细胞核质无核膜包围,呈原核状态。含肽聚糖的细胞壁有或无;核糖体在细胞质内70S。染色体的数目为1。细菌的质粒DNA游离于细胞质中。细菌都是单细胞生物,它们的细胞膜外都有一层主要由肽聚糖(革兰氏阳性细菌)或脂多糖(革兰氏阴性细菌)构成的坚韧细胞壁。真核生物:具有以单位膜为界的细胞器,细胞壁不含肽聚糖。细胞核有核膜包围,呈真核状态,核糖体80S,在细胞器内的核糖体70S。细胞内有内质网、高尔基体、溶酶体、叶绿体有或无、有微管系统。染色体中有组蛋白;有核仁;要发生有丝分裂;细胞器有DNA(如线粒体);配子能够融合;DNA不单向转移形成部分二倍体。最典型的是真核生物具有真正的细胞核以及其他细胞器组成成分。核是细胞的控制中心,它由核膜包着与核外的细胞质分开。核膜内有核仁和核质。植物病理学家们长期以来将植物细菌性病原种与对寄主的致病性作为一个非常重要的因素,同时要依据病原细菌的生理生化性状和血清学性状等指标来综合确定植物病原细菌的种。在《伯杰氏细菌学手册》第七版出版时已经命名的植物病原细菌种有200多种。根据生物学命名中优先命名权不能侵犯的原则,确定每一个新种必须查阅大量文献,以避免同物异名的出现。在《伯杰氏细菌学手册》第八版中将植物病原细菌种由原来的200多种削减为几十种,以保证所有种都可以用生化试验来进行鉴定并尽量保证能在实验室条件下可以重复实验,使之更具有科学性和重复性。1994年,根据《伯杰氏细菌学手册》第九版的系统分类:将细菌分成了四大类35个群。2000年以后,《伯杰氏细菌学手册》第二版分五卷陆续出版发行,该版本的最新分类体系中将细菌界包括了16门、26组、27纲、62目、163科、814属,共计4727种。植物病原细菌属于细菌界中普罗特斯门、放线菌门和厚壁菌门。普罗特斯门细菌细胞壁主要由脂多糖组成,肽聚糖含量较少,因而革兰氏染色阴性。放线菌门细菌的细胞壁中肽聚糖含量高,革兰氏染色阳性。厚壁菌门中的病原生物包括植原体(Phytoplasma)和螺原体(Spiroplasma)。已经描述的引起植物病害的原核生物有28个属。植物细菌性病害的病原菌主要分成五大类别。第一类:黄单胞菌属(Xanthomonas)。黄单胞菌属是细菌中的特殊类群,目前文献中描述的黄单胞菌属的种几乎都是植物病原细菌。它可以为害120多种单子叶植物和270多种双子叶植物。黄单胞菌引起许多重要植物病害,比较典型的病害有:(1)甘蓝黑腐黄单胞菌(X.campestris pv.campestris);(2)水稻白叶枯病(X.oryzae pv.oryzae);(3)水稻细菌性条斑病(X.oryzae pv.oryzicda);(4)柑橘溃疡病(X.campestris pv.citri)。由黄单胞菌属细菌引起的植物病害大多数症状为叶枯、坏死、萎蔫等症状。第二类:假单胞菌属(Pseudomonas)。假单胞菌属细菌大多数都是土壤、水、其他基质上的腐生菌,有些是植物病原细菌。它的生态适应性广,表型差异大,是一个非常异质的组群。丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)是重要的植物病原细菌,能为害多种植物。在《伯杰氏细菌学手册》第九版中正式命名的植物病原细菌有7个种。第三类:欧文氏菌属(Erwinia)。欧氏菌属细菌是人类第一个发现的植物病原细菌。有史以来所发现的欧氏菌属细菌一部分是植物病原细菌,最常见的是各种植物的软腐病,也有萎蔫和坏死。典型的病害有:梨火疫病(E.amylovora);玉米细菌性枯萎病(E.stewartii);马铃薯和大白菜的软腐病等。由欧氏菌引起的细菌性软腐病在全世界均有发生分布。第四类:土壤杆菌属(Agrobacterium)。土壤杆菌属细菌是一类习居于土壤的细菌,在土壤中广泛的分布。常见的致病性细菌种有根癌土壤杆菌和发根土壤杆菌。根癌土壤杆菌(A.tumefaciens)能为害多种双子叶植物,在近土根茎部形成恶性肿癌。发根土壤杆菌(A.rhizogens),在侵染双子叶植物幼根后形成丛生的毛发状根群,称之为发根。第五类:棒形杆菌属(Clavibacter)。它是从棒状杆菌属(Corynebacterium)中分列出来的一个新属。国内发现的植物病原棒形杆菌属细菌中,最典型的病害有马铃薯环腐病菌(C.m.pv.sepeadonicum)在国内马铃薯产区均有分布。由于该病菌是以种薯传带的,所以在调运马铃薯种薯时必须要实施检疫。小麦蜜穗病菌(C.tritici)在国内华北冬麦区、山东、安徽、江苏、浙江、贵州等省已有发生。植物病原细菌从植物的气孔、皮孔、蜜腺等自然孔口以及伤口侵入寄主。植物细菌性病害主要见于高等被子植物和栽培植物上较多。植物病害的症状包括病状和病症两个方面。所谓病状:是指感病植物的外部特征,主要表现有:(1)变色:指整个植株、叶片或叶片部分变色。(2)坏死:指植物体局部细胞和组织的死亡。(3)腐烂:整个植物的组织和细胞被破坏和消解。(4)萎蔫:植物病害中的萎蔫是指植物的输导系统被病原物毒害或病组织的产物阻塞而造成不可逆转性的萎蔫。(5)畸形:感病植物组织和器官所发生的皱缩、卷曲、萎缩、丛枝、发根、肿瘤,花器和种子变态。所谓病症:是指病原物在病株发病部位上所表现的特征。主要表现有:(1)霉状物。(2)粉状物。(3)锈状物。(4)粒状物。(5)根状菌索。(6)菌脓。菌脓:是指发病部位产生的胶黏脓状物,干燥后形成白色的薄膜或黄褐色的胶粒。菌脓是细菌性病害在田间特有的病症。从多年田间病害症状诊断的实践环节看,植物细菌性病害田间症状诊断上着重注意几点:细菌性病害往往会出现局部坏死斑点,如柑橘溃疡病的病斑。腐烂:很多蔬菜类作物上出现的软腐病、马铃薯环腐病等。萎蔫:作物上出现的青枯病,全株性萎蔫。菌脓:如水稻细菌性条斑病病叶上出现的胶黏脓状物。细菌性病害往往不会出现整株变色、叶片上不会出现霉状物、粉状物、丛枝、萎缩等症状。细菌性病害会出现发根和肿瘤等症状。这个问题是一个非常复杂的问题,要回答好这个问题并非易事。从理论上探讨,所有植物病原细菌都可以通过种子传带。细菌附着在种子表面,也可以存活于种皮内,以及块茎组织内部。细菌在植物种子上一般存活1~2年。植物病原细菌一般产生胞外多糖,且一般具有鞭毛结构。因而,雨水的溅射和细菌自身在水中的游动可导致其传播。此外,随着灌溉水的流动,细菌可以在田块间传播。在20世纪60~70年代,水稻白叶枯病在四川省水稻产区流行蔓延,造成水稻产量严重减产,损失惨重。植物病原细菌可以通过苗木、接穗传播。嫁接工具、人为操作不当的行为均可以传播植物细菌性病害。柑橘溃疡病在我国柑橘主产省区均有不同程度地发生为害。狂风暴雨夹带雨滴是沿海岸线柑橘产区柑橘溃疡病蔓延猖獗的主要环境因素。通过媒介昆虫可以传带细菌性病害。柑橘黄龙病传毒主要媒介是柑橘木虱。要使柑橘黄龙病发生蔓延的几大因素是:一是要有柑橘黄龙病病树存在;二是要有传毒的媒介昆虫;三是要有感病的寄主。同时,昆虫的越冬寄主枳壳、九里香等存在为病菌的越冬和第二年的病菌的侵染循环创造了条件。如何掌握植物细菌性病害发病规律,作者认为应该注意以下几点:(1)植物的种子、苗木、接穗等一切繁殖材料均有可能携带植物细菌性病害的病原,并能在植物体表或表皮内较长时期的存活,是远距离传播植物细菌性病害的主要原因。(2)由于植物病原细菌的细胞有胞外多糖,在有水膜存在下可以加快细菌侵染速度,为害程度由点到片逐步加重。在雨季、大风、甚至飓风条件下加快了点片发生与为害的程度。(3)有灌溉水存在的条件下可以加快植物细菌性病害的流行蔓延,是大面积造成为害损失的主要诱因。(4)有媒介昆虫的发生、越冬寄主的存在,为植物细菌性病害的再次侵染循环奠定了基础和创造了条件。(5)嫁接工具、农事活动操作不当均可以造成寄主大量伤口,有利于病原细菌的侵入,导致田间植物细菌性病害近距离传播为害。(6)适宜的温湿度条件,加速了植物细菌性病害的侵染循环。根据植物细菌性病害发病的诱因和发病基本规律可以看出:种子、苗木可以带菌;细菌繁殖速度快、侵染途径多;远距离传播与近距离扩散相辅相成,加快了细菌性病害点、片发生,具有暴发成灾、损失严重的特点。植物细菌性病害很难防治,药剂防治效果很难奏效。四川省在防治水稻白叶枯病、水稻细菌性条斑病、柑橘溃疡病、柑橘黄龙病等细菌性病害中都不是单一地采用药剂防治。药剂防治只能作为综合治理植物细菌性病害技术环节中的一个重要环节,特别是柑橘溃疡病防治技术中,国内外至今尚未见到仅仅依靠药剂防治来完全控制其为害蔓延的成功范例。柑橘黄龙病的综合治理更是如此。(1)建立无病虫种子、苗木繁殖基地,生产健康无检疫性病虫的种子苗木。(2)种子苗木调运前实施田间产地检疫和抽样实验室检验相结合,保证调出种子苗木是无病的。(3)调入地尽量集中成片种植,播种前进行种子消毒处理,有利于生产管理和病虫害综合治理。(4)加强田间病虫害预测预报,发现细菌性病害点、片发生时,及时拔除病株销毁,并用药剂对周围植株进行保护性防治。(5)严格对发病田块的肥水管理,防止有病田块流水串灌或漫灌。(6)对较大面积发生细菌性病害的发病区要及时隔离,防止上游流水继续向下游流传,造成更大面积的细菌性病害流行。同时对发病区要进行较大规模的药剂防治。(7)及时换种、加强轮作换茬,防止细菌性病害在田间菌量的不断积累和再次暴发成灾。(8)注意嫁接工具的消毒,防止农事活动中人为的传播感染。 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报告Preliminary Report Sclerotinia Disease of Watercress(Nasturtium officinale) in Wuhan
出版时间:2007豆瓣菜(Nasturtium officinale R.Br.)又名西洋菜、水蔊菜、水田芥,属十字花科豆瓣菜属植物。枝叶柔嫩青翠,性喜冷凉,较耐霜冻,是深受人们喜爱的冬春上市的水生绿叶蔬菜。有关豆瓣菜菌核病国内尚未有专门报道。该病1999年在武汉旱地栽种的豆瓣菜田中仅见零星发生,到2001年春发病田中的发病面积可达1.61%,甚至到10%左右,表明病害有增重的趋势。豆瓣菜的茎、叶、叶柄均可受害。以中、下部贴近地面匍匐或半匍匐生长的枝叶受害最重。田间病害呈点片状发生,不规则分布。因豆瓣菜分枝多,生长繁茂,茎呈匍匐或半匍匐丛生,故发病初期常需拨开丛生状植株,才能发现感病枝叶,后期因植株枯死而呈现近圆形至不规则形病区。茎部受害,水渍状,淡褐色,边缘不清晰,从病处向两端扩展,空气湿度大时生茂密的绵毛状白霉,继而在植株表面及病茎的空腔中菌丝集结成近球形、扁球形、鼠粪状或不规则的菌核。菌核初白色,成熟后黑色,内部白色。罹病植株病部软腐,但无恶臭,最后失水干枯而呈枯草黄色。叶柄症状与茎部同。病叶受侵处灰褐色或浅黄褐色,湿度大时亦生较稀疏的绵毛状白霉,最后病叶腐烂或干枯。该病一般在12月上中旬出现病株,1月下旬至2月上中旬是大棚中豆瓣菜菌核病的盛发期,大棚和露地均在3月上旬病情趋于稳定。在近几年的调查观察中,一直未见浅水栽植的豆瓣菜有菌核病发生,而旱地栽植的豆瓣菜,不论大棚或露地种植的条件下均可受害,并且大棚中的病情有较露地重的趋势。病茎失水干枯后,菌核极易脱落,而病茎空腔内的菌核则随病株残体遗留在土中。该病的初侵染,来自遗留在土中的菌核产生的子囊孢子。子囊孢子不能侵染健壮的枝叶,而极易侵染中下部贴近地面匍匐或半匍匐生长的衰老叶片,此后才能侵染健壮的枝叶。再侵染主要通过病患组织接触,由病部长出的绵毛状菌丝体完成。豆瓣菜的匍匐或半匍匐生长及分枝多、生长繁茂、枝叶交错的植物学性状和病原菌侵染循环特点,决定了其有利于菌核病菌的接触蔓延,而不利于子囊孢子的气流较远距离的传播,因而造成了植株中、下部枝叶发病的现象,这样就使豆瓣菜菌核病具有一定的“隐蔽性”,也导致田间病害呈点片状发生及不规则分布的特点。菌丝管状、无色,有分枝具隔膜,田间自然情况下菌丝体白色绵毛状,在病茎表面及被害茎的空腔里均可形成菌核。在测量的87个菌核中,其大小(长径)为2.0~7.0mm。菌核无休眠期。将菌核置培养皿中双层浸湿的滤纸上,13.5~16.0℃,室内散射光下培养很易萌发。一个菌核可生出一至数个子囊盘,子囊盘高足杯状,初淡褐色,后为暗褐色。柄长短因环境而异,在黑暗无光条件下,柄长可达6.0 cm以上。子囊盘中生有大量子囊和侧丝,子囊无色棒状,内生8个排列一行的子囊孢子。子囊孢子椭圆形,无色单胞,大小8.7~13.7μm×4.9~8.1μm。子囊孢子成熟后稍受震动(如打开供菌核萌发的培养皿的盖),即可看到状如烟雾的子囊孢子放射现象。据上鉴定,认为豆瓣菜菌核的分离物为Sclerotonia sclerotiorum(Lib.)de Bary。这是我们首次在豆瓣菜上发现有由核盘菌引起的菌核病。进一步研究发现该菌菌丝生长温度范围很广,其中在4~5℃时,菌落在PDA平皿上扩展速度为8.3mm/天、33℃时为2.0 mm/天、当温度达到35℃时,菌落几乎停止生长。病菌菌丝生长最适温度是21℃,在此温度下,菌落扩展速度达32.2 mm/天。 -
报告Biological Activities and Biochemical Characters of Toxin Produced by the Pathogen of Wheat Black Point (Alternaria alternate)
出版时间:2007近些年,由于多种原因的影响,小麦黑胚病发生日趋严重,已经成为生产上的重要问题。由于该病危害,导致小麦籽粒质量和等级下降,影响种子出苗和幼苗生长,已成为小麦生产亟待解决的问题之一[1~5]。一些研究报道,黑胚病的主要病原菌链格孢(Alternaria alternata)可以产生致病毒素,甚至能够引起食道癌变,对人类健康有很大的威胁[6]。虽然一些学者对小麦黑胚病的发病规律、品种抗性、防治技术以及黑胚籽粒对小麦出苗和生长的影响做了不少研究工作,但关于黑胚病菌链格孢的致病机制尚不清楚,对该病原菌的致病毒素未见报道[7~9]。对于毒素的致病机理,一些研究认为,是毒素造成了寄主植物某些生理生化方面的异常从而引起了病害症状[10~17]。本研究的目的是弄清小麦黑胚病优势病原菌链格孢所产毒素的生物活性和基本性质,了解病菌的致病机理,为进一步研究工作奠定基础。1.1.1 供试小麦品种 抗病品种:豫麦47、豫优1号、科优1号;感病品种:豫麦18、豫农9901、漯麦4号;种子由国家小麦工程技术中心和河南省农业科学院小麦所提供。1.1.2 供试菌株 小麦黑胚病菌链格孢(Alternaria alternata),由本实验室分离鉴定和保存。1.2.1 粗毒素的制备 转接黑胚病菌菌种于PDA 培养基上培养7d,然后取直径为6.5mm 大小的菌丝块,接种到150ml pH4的PSK液体培养基中(250ml三角瓶),每瓶一块,在25℃、110r/min恒温摇床上培养10~15天,至菌丝变黑。将培养液用滤纸过滤,滤液经高速离心,取上清液用0.45μm 微孔薄膜过滤,得无菌滤液。采用种子萌发和根长抑制法进行毒素生物活性测定。1.2.2 生物学活性测定1.2.2.1 病菌毒素对种子萌发的作用 选取饱满的小麦种子,用0.1%HgCl2进行表面消毒3min,然后用无菌水冲洗干净并用灭菌的滤纸将种子表面的水吸干。取直径9cm的培养皿,放入一张灭菌的滤纸,用5ml无菌滤液、1/4的稀释液、1/2的稀释液和2倍浓缩液的无菌滤液分别浸泡小麦种子,放置在(25±1)℃的培养箱中,3天后记载种子萌发率,以根长超过种子直径者计为萌发,计算种子萌发率和抑制率。抑制率(%)=(清水对照种子萌发率—处理种子萌发率)/清水对照种子萌发率×1001.2.2.2 病菌毒素对种子根生长的作用 选取饱满的小麦种子,加水浸泡12~24h时,倒掉水并用无菌水冲洗3遍后再放到25~26℃恒温条件下催芽。待主根长约2mm时,将种子胚向下摆在事先已铺有毒素浸湿的纱布(或滤纸)的培养皿内,再在种子上覆盖二层同样处理的滤纸,置25~26℃黑暗下培养48h,测定主根长度,并计算抑制百分率。1.2.2.3 病菌毒素滤液对小麦籽粒黑胚率和千粒重的影响 制备病菌孢子悬浮液(10×10倍显微镜下,20~30个孢子/视野)和粗毒素滤液,在扬花后5天、10天和15天分别喷洒到扬花前已套袋的小麦穗上,并在接种后再次套袋。选取3个感病品种和3个抗病品种,每品种每次接种20穗。收获后调查籽粒黑胚率及千粒重。1.2.3 病菌毒素的理化性质测定1.2.3.1 毒素粗提物中蛋白与非蛋白部分的活性测定 在培养滤液中加入2倍体积的甲醇,随后将该培养滤液于10℃下3000r/min离心20min,得到含蛋白质的沉淀(即蛋白部分)和不含蛋白质的上清液(即非蛋白部分)。用蒸馏水将蛋白部分稀释至原培养液体积,非蛋白部分用旋转蒸发仪于60℃下减压蒸发充分除去甲醇后,也用蒸馏水稀释至原培养液体积,分别检测其生物活性,每处理3次重复,以未经处理的培养滤液和清水为对照。1.2.3.2 毒素的酸碱稳定性测定 将毒素培养滤液的pH值用1mol/L NaOH和HCl分别调至3、4、5、6、7、8、9、10。于常温下放置24h后,再调回原值,在60℃水浴中浓缩至原体积,进行活性检测。每处理2次重复,以未经处理的培养滤液和清水为对照。1.2.3.3 毒素的热稳定性测定 将无菌滤液分别于60、80和100℃水浴中处理20min、30min、40min、50min和60min,或于121℃高压灭菌处理20min,用无菌蒸馏水补足损失水分后,检测其生物活性。每处理2次重复,以未经处理的无菌滤液和清水为对照。1.2.4 毒素提取物对小麦种子几种酶活性的影响 选取饱满的小麦种子,表面消毒后置于培养皿中,用浓缩2倍后的无菌滤液处理种子,分别在处理前,处理后3h、6h、12h、24h、36h和48h取样进行酶活测定。1.2.4.1 多酚氧化酶(PPO)提取与活性测定 称取材料0.2g,冰浴研磨成匀浆。加入2ml 0.02mol/L的磷酸缓冲液(pH6.8),于4℃下4000r/min离心15min,上清液即为PPO粗提液。取粗提液100μl,加入pH6.8磷酸缓冲液1.5ml,混匀后于30℃水浴中保温10min。然后加入0.02mol/L邻苯二酚1.5ml,立即计时,于分光光度计398nm下测其3min内OD变化值,以每分钟增加0.01个OD值定义为一个酶活性单位(U),对照为3ml的磷酸缓冲溶液。各样品均重复测定3次。1.2.4.2 过氧化物酶(POD)提取与活性测定 取材料0.2g,冰浴研磨成匀浆。加入2ml 0.05mol/L的磷酸缓冲液(pH6.0),于4℃下4000r/min离心15min,上清液即为POD粗提液。采用愈创木酚法,在470nm波长下测定吸光值,然后以每分钟每克鲜重OD值变化1.0所需的酶量为一个酶活单位(U),对照为3ml的磷酸缓冲液。各样品均重复测定3次。1.2.4.3 SOD酶活性测定 取材料0.2g,冰浴研磨成匀浆。取4ml的SOD反应液与小烧杯中,加入50μl酶提取液,在加200μl核黄素,混匀(以pH7.8磷酸缓冲液代替酶液作为对照)。在光下反应10min,黑暗终止反应,与560nm下测吸光值。测定结果表明,病菌培养滤液对种子萌发和小麦根系的生长都有明显的抑制作用。培养滤液原液种子根伸长抑制率高达90.18%,对种子萌发抑制率也达到65.0%。浓缩两倍的培养滤液对种子萌发抑制率高达100%,种子根生长抑制率达到99.27%。随着培养滤液浓度的降低,对种子萌发和根系生长抑制率也逐渐下降(表1)。培养滤液浓度平均种子萌发率(%)平均种子萌发抑制率(%)平均根长(cm)平均根长抑制率(%)培养滤液2倍浓缩液0e100.000.02c99.27培养滤液原液35.00d65.000.27c90.18培养滤液1/2稀释液70.00c30.001.18b57.09培养滤液1/4稀释液87.50b12.502.74a0.27清水对照100.00a—2.75a—表1 链格孢毒素培养滤液对小麦种子萌发和根系生长的影响利用病菌孢子悬浮液和病菌毒素滤液分别接种处理小麦穗部,在收获后统计籽粒黑胚率,结果发现病菌孢子悬浮液和病菌毒素滤液处理籽粒黑胚率均比清水对照显著提高,其中病菌孢子悬浮液接种黑胚率高于毒素滤液处理,且扬花后5天和10天接种病原菌发病较厉害。(表2)。处理处理时间(天)感病品种抗病品种漯麦4号豫农9901豫麦18豫麦47豫优1号科优1号CK(套袋)—2.41f3.77e2.35e2.87f0.78e0.79e毒素滤液扬花后5天3.00e6.28d4.24d6.78e2.13c0.95e扬花后10天4.81c15.61c8.53b10.44c2.71b1.51c扬花后15天3.85d6.63d2.82e9.57cd1.60d1.19d孢子悬浮液扬花后5天10.00a19.71a13.61a16.40b2.76b3.03a扬花后10天3.93d15.33c5.86c8.72d2.88b1.54bc扬花后15天6.69b18.28b7.80b18.42a4.36a1.76b表2 链格孢毒素滤液和孢子悬浮液处理后小麦籽粒黑胚率 (%)利用病原菌孢子悬浮液和毒素培养滤液分别处理6个小麦品种的麦穗,发现有些品种籽粒千粒重明显下降,损失率最高达到32.27%,与清水对照差异十分显著。而且,用毒素处理的小麦籽粒千粒重的影响还要大于接种病原菌孢子悬浮液的影响(表3)。处理处理时间(天)感病品种抗病品种漯麦4号豫农9901豫麦18豫麦47豫优1号科优1号CK(套袋)—48.17a47.85a48.28a48.03a47.57a42.32a毒素滤液扬花后5天46.70b36.65d42.83c32.53e41.33c35.37cd扬花后10天36.53c41.20b42.53c34.23d39.39d36.75c扬花后15天46.39b38.58cd40.55d35.01d33.72e33.83e孢子悬浮液扬花后5天46.79b40.11bc44.74b42.98c43.22b35.37cd扬花后10天47.11ab42.76b42.98c45.50b38.28d40.03b扬花后15天46.40b40.39bc41.39cd45.26b33.73e34.33e表3 链格孢毒素滤液和孢子悬浮液处理后千粒重2.4.1 病菌培养滤液中蛋白与非蛋白部分的活性测定 由实验结果可以看出,培养滤液中蛋白等大分子物质部分对种子萌发没有抑制作用说明该部分无致病活性,而非蛋白部分队种子萌发抑制率则与培养滤液原液相似,说明其保留了病原菌培养滤液的致病活性(表4)。处理滤液蛋白部分滤液非蛋白部分培养滤液原液清水对照平均种子萌发率(%)98.3a47.33b46.67b100.00a平均种子萌发抑制率(%)1.7052.6753.330表4 小麦黑胚链格孢代谢物中蛋白部分和非蛋白部分的活性2.4.2 毒素的酸碱稳定性 测定结果表明,用不同pH值处理链格孢培养滤液24h后,其生物活性几乎不受影响,对种子萌发的抑制率都达到50%以上,与培养滤液原液没有明显差异,说明小麦黑胚病链格孢毒素具有较强的酸碱稳定性(表5)。滤液pH值345678910原液清水对照平均种子萌发率(%)46.67b50.00b48.33b45.00b45.00b48.33b45.00b46.67b46.67b100.00a平均种子萌发抑制率(%)53.3350.0051.6755.0055.0051.6755.0053.3353.33—表5 不同pH处理后链格孢培养滤液对种子萌发的活性2.4.3 毒素的热稳定性 由表6可以看出,小麦黑胚病菌培养滤液于60、80和100℃水浴中处理20min、30min、40min、50min和60min处理后活性与没有处理的对照几乎没有差异,而且在121℃下处理20min仍不失活,说明其热稳定性较强。温度处理(℃)处理时间(min)203040506012158.33a———10050.00a51.67a51.67a51.67a51.67a8051.67a55.00a53.33a53.33a51.67a6050.00a53.33a51.67a50.00a51.67a常温55.00a50.00a51.67a50.00a51.67a表6 不同温度处理后链格孢培养滤液对种子萌发的抑制率 (%)链格孢毒素对小麦种子多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)的影响见表7。测定结果表明,随着时间的延长,不论是感病品种还是抗病品种在毒素滤液处理后PPO、POD和SOD的活性均下降,且抗病品种较感病品种下降慢。从3种酶活性测定结果来看,SOD活性在毒素滤液处理后下降更为明显。时间(h)PPOPODSOD豫优1号豫农9901豫优1号豫农9901豫优1号豫农9901028.0031.8323.5022.17214.04181.61328.8326.1722.0020.67204.10143.82623.0024.0018.8319.33198.70136.381222.0022.8317.6718.67179.67124.482420.1719.3317.3317.67154.9894.263619.0017.6718.0016.33115.4589.734817.1716.5017.0016.83112.1192.06表7 毒素滤液处理对小麦种子酶活性的影响 (单位:U/min·g)初步研究结果表明,小麦黑胚病菌可以产生致病毒素,该毒素能够抑制小麦种子萌发和根的伸长,并能加重黑胚病的发生,而且能够降低籽粒千粒重,初步结果表明病菌的致病作用与其产生的毒素有关,但是其机制有待进一步研究。对毒素基本性质的研究是进行纯化的基础。虽然本实验研究的毒素是未经提存的粗毒素,但是能够揭示其一般的特性。本实验结果表明,小麦黑胚病链格孢毒素为非蛋白类物质,而且是一种热稳定性及酸碱稳定性均较高的物质。这为以后研究和利用毒素提供了理论依据。SOD、POD、PPO这三种酶是存在于膜系统中的一种抵御活性氧伤害的保护酶,寄主在与病原菌或毒素的相互识别斗争过程中,会产生高出正常水平的活性氧,干扰正常的代谢功能,在正常情况下,活性氧都保持在一个动态平衡状态[11~12]。毒素处理小麦种子之后PPO、POD、SOD的活性均降低,可能由于毒素造成了活性氧清除系统中这三种酶系统的破坏,活性氧过量积累,细胞受到伤害,从而也抑制了种子的萌发。小麦黑胚病菌链格孢毒素的致病作用可能是一个比较复杂的过程,除了本实验研究的几种酶的作用外,还需对其他一些相关酶、细胞膜透性、酚类代谢、氧化磷酸化、细胞器结构等很多理化机制和细胞学结构变化等进行深入研究。同时,也要加强对毒素纯化和结构分析等方面的工作,为进一步研究毒素的性质和作用机理奠定基础。 -
报告Identification of Pathogens Causing Brown Patch of Festuca arundinacea
出版时间:2007褐斑病又称夏枯病,是草坪上最为流行的病害之一,在世界范围内的冷、暖季草坪草中都有发生。高羊茅褐斑病的发病部位主要是叶片和茎部,病斑椭圆形或不规则形,初为水渍状,后变褐至灰白枯死,边缘红褐色。湿度大时,清晨可在病部外缘观察到大量白色菌丝形成的“烟圈”及深褐色颗粒状菌核。感病草坪草的褪色及萎陷可造成大块黄褐色或枯黄色的病斑,多个病斑合并可致使草坪草大面积枯死。从华中农业大学草坪基地高羊茅田块采集发病植株,按照常规组织分离法分离、纯化得到病原菌。致病性测定采用4mm菌丝块接种离体高羊茅叶片,28℃保湿培养2天后,叶片上可形成不规则形水渍状病斑,边缘褐色。再次分离发病叶片的病组织,可得到与接种病原菌菌丝体形态与培养性状一致的病原菌,证实该病原菌为高羊茅褐斑病的致病菌。将得到的病原菌置于PDA培养基28℃培养,生长速度较快,2天可长满直径为9cm的培养皿。菌丝初无色,2天后菌落颜色从白色到浅黄色、浅黄褐色,培养5~6天后,菌落呈褐色。菌丝体长绒毛状,较稀疏,放射分布。菌丝直径3.4~10.5μm,直角或锐角分支,分枝处明显缢缩,距分枝不远处有一分隔。通常5天后菌丝纠结形成白色菌核,颜色从浅白色到灰色、褐色或黑色,近圆形至不规则形,单生或聚生。菌核内外颜色一致。将培养1~2天的菌丝经DAPI(5μg/ml)染色后于荧光显微镜下观察为多核,平均每细胞3~15个细胞核。根据对分离物的培养特征和形态学鉴定,将引起高羊茅褐斑病的病原菌鉴定为立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)。对该菌核糖体DNA的ITS区域进行PCR扩增,测序结果与GenBank中核酸数据库进行同源性比较。该病原菌与Rhizoctonia solani AG 1-IB的序列同源性为99%。其结果与形态学鉴定结果一致。对病原菌寄主范围测定结果表明,该病原菌除侵染高羊茅外,还可为害黑麦草、早熟禾、狗牙根。 -
报告First Report of Onion Bulb Rot Caused by Botrytis aclada in China? Corresponding author:Dr.G.Q.Li,E-mail:guoqingli@mail.hzau.edu.cn.
出版时间:2007Previous studies indicate that the plant genus Allium,including bulb onion(A.cepa L.),can be infected by at least seven species of Botrytis at the stages of growth and/or storage(Nielsen et al.,2002).Of these Botrytis species,three,namely B.aclada,B.allii,and B.byssoidea,were reported to be most commonly associated with neck rot of onion(Nielsen et al.,2002).B.aclada was regarded as synonymous with B.allii until 2003,when Yohalem et al.(2003)suggested that both B.aclada and B.allii are valid names.Further analysis showed that B.allii is a hybrid of B.aclada and B.byssoidea(Nielsen and Yohalem,2001)and the hybrid status of B.allii was confirmed in a molecular phylogenetic study conducted by Staats et al.(2005).In China,B.allii was reported to cause brown rot of onion bulbs(Tan et al.,1997),whereas rot of onion bulbs caused by B.aclada has not been documented in this country.In spring of 2006,a kind of rot disease was observed among sold onion bulbs in the supermarket near the campus of Huazhong Agricultural University,Wuhan,China.Surveys of five randomly-selected stacks of onion bulbs in that market indicated that the percentage of diseased bulbs varied from 6 to 50%.Diseased onion bulbs became soft rotten and abundant conidia were produced on the surface of diseased bulb tissues of onion showing a grey powdery appearance.Eight fungal isolates were obtained from 8 diseased bulbs of onion showing the grey mould symptoms.They were individually incubated on potato dextrose agar(PDA)at 20℃ and identified on the basis of cultural and morphological characteristics.Results showed that all of these isolates produced abundant grey-brownish,ovoid-or oblong-shaped conidia,which were budded from terminal ampullae formed on dichotomously-branching conidiophores.The size of conidia for these isolates varied from 7.6 to 10.4 μm in length and from 4.2 to 5.6 μm in width.No sclerotia were produced by these isolates on PDA even after incubation for 30 days.These characteristics of the investigated fungal isolates are similar to those described for B.aclada by Yohalem et al.(2003).One of the eight fungal isolates,OnionBc-15,was used for further identification using molecular methods.Genomic DNA(gDNA)was extracted from mycelia of OnionBc-15 and used as template for amplification of certain DNA regions.The first targeted DNA region is the internal transcribed spacer(ITS)of the ribosomal RNA gene.It was amplified with the universal primer pair ITS1 and ITS4(Nielsen et al.,2002).A 539-bp DNA fragment was generated,cloned and sequenced(GenBank Acc.No.EU093077).The sequence contained two SphI restriction sites and was 99%identical in nucleotides to that of B.aclada strain PRI006(GenBank Acc.No.AJ716295).It is different from B.allii and B.byssoidea,which have only one SphI restriction site for the ITS1/ITS4-amplified DNA sequence(Nielsen et al.,2002).The second targeted DNA region is the L45-550 sequence(Nielsen&Yohalem,2001).It was amplified with the Botrytis-specific primer pair BA2f and BA1r(Nielsen et al.,2002).A 413-bp DNA fragment was generated,cloned and sequenced.Sequencing analysis showed that the 413-bp DNA fragment did not contain any ApoI restriction sites.This is also similar to B.aclada,but different from B.allii and B.byssoidea,which have one ApoI restriction site in the BA2f/BA1r-amplified DNA sequence(Nielsen et al.,2002).Additionally,three house-keeping genes encoding glyceraldehyde-3-phosphate dehydrogenase(G3PDH),heat-shock protein 60(HSP60)and DNA-dependent RNA polymerase subunit II(RPB2)were amplified from the gDNA of OnionBC-15 with the specific primer pairs reported by Staats et al.(2005).The generated DNA fragments were 886 bp for G3PDH,977 bp for HSP60 and 1093 bp for RPB2,which were cloned and sequenced.They were assigned with GenBank accession numbers as EU100386,EU100387 and EU093078,respectively.Phylogenetic trees were established on the basis of the sequence information of G3PDH,HSP60 or RPB2 cloned from OnionBC-15 in this study and from the 22 species of Botrytis reported by Staats et al.(2005)using the neighbor-joining(NJ)method implemented in the MEGA3.1 package.Each phylogenetic tree was tested with bootstrap(1000 replicates).Results showed that OnionBc-15 was more closely related to B.aclada and B.allii than to other species of Botrytis in each phylogenetic tree.Therefore,it is appropriate to identify the strain OnionBC-15 as B.aclada.This research was funded by the Natural Science Foundation of China(Grant No.30570079).[1]Nielsen K,Yohalem DS.Origin of a polyploid Botrytis pathogen through interspecific hybridization between Botrytis aclada and B.byssoidea.Mycologia,2001,93:264~271.[2]Nielsen K,Yohalem DS,Jensen DF.PCR detection and RFLP differentiation of Botrytis species associated with neck rot of onion.Plant Disease,2002,86:682~686.[3]Staats M,van Baarlen P,van Kan JAL.Molecular phylogeny of the plant pathogenic genus Botrytis and the evolution of host specificity.Molecular Biology and Evolution,2005,22:333~346.[4]Tan WZ,Wang XY,Zhang LX.Two newly recorded fungal diseases of Allium in Yunnan province,China.J.Southwest Agri.Univ.,1997,19:165~167.[5]Yohalem DS,Nielsen K,Nicolaisen M.Taxonomic and nomenclatural clarification of the onion neck rotting Botrytis species.Mycotaxon,2003,85:175~182.
