【目的】研究甜橙(Citrus sinensis)在柑橘黄龙病菌(Candidatus Liberibacter asiaticus)侵染下不同时期糖代谢的变化,以探讨其与柑橘叶片中淀粉积累间的关系,为进一步阐明柑橘黄龙病的发病机理提供理论依据。【方法】以甜橙为供试材料,采用腹接接种病原的方法,试验组植株用感染黄龙病菌的芽条进行嫁接,对照组植株用健康芽条进行接种,每个植株均嫁接3个芽条。在检测到感病的植株中选取生长状况良好且接近的3株作为后续试验材料,每月采集1次成熟叶片,至10月份结束。采集的叶片立即抽提DNA和RNA,并进行可溶性糖及淀粉含量的测定,其余叶片用液氮速冻后保存于-80℃用于测...

利用透射电镜和扫描电镜观察灰霉病菌灰葡萄孢(Botrytis cinerea)侵染垫侵入油菜叶片的过程。观察结果发现:灰霉病菌顶端菌丝聚集通过形成侵染垫,侵染垫分泌胶状物质降解表皮细胞的细胞壁,菌丝通过破损的表皮细胞进入叶片并在叶肉细胞间及细胞内生长;侵入的菌丝进一步降解叶肉细胞的细胞壁并在叶肉组织中生长繁殖,造成叶肉细胞的细胞质凝聚、细胞器破裂等细胞坏死症状。研究结果表明:灰霉病菌侵染垫通过降解植物细胞壁侵染植物,并且在植物组织内生长过程中也会降解细胞壁,细胞壁的降解在灰霉病菌侵染和生长过程中起着重要作用。

水稻是一种对已知所有锈菌免疫的重要粮食作物，从组织和细胞水平研究锈菌与水稻之间的互作关系对于利用水稻抗锈性机制具有重要意义。通过系统观察小麦条锈病菌夏孢子在水稻品种丽江新团黑谷叶片上的侵染过程，发现小麦条锈菌混合菌株的夏孢子在水稻叶片上附着不稳定。在静置叶片上病菌夏孢子能够萌发、侵入，并形成气孔下囊、侵染菌丝、吸器母细胞、吸器、次生菌丝等结构，但是自侵入起便受到丽江新团黑谷对其侵染和扩展的抵抗，表现在侵染各个环节成功率均显著低于在小麦感病品种铭贤１６９叶片上的成功率。接种后５ ｄ内夏孢子芽管侵入气孔并形成气孔下囊、气孔下囊产生初级侵染菌丝、初生侵染菌丝产生吸器母细胞和／或吸器的比率分别比在铭贤．．．

以前期研究中筛选得到的强毒菌株和弱毒菌株为试材,旨在探讨不同毒性玉米大斑病菌侵染对寄主多酚氧化酶(Polyphenol oxidase,PPO)活性的影响。在确定了检测玉米PPO活性的最佳反应体系及最佳酶活测定时间的基础上,建立了快速准确测定PPO活性的方法;探讨了玉米大斑病菌强毒菌株YC和弱毒菌株01-23T侵染对寄主PPO活性的影响,结果发现,在优化的最佳试验条件下,弱毒菌株01-23T侵染对寄主防御酶PPO的影响与强毒菌株YC有很大不同,前者比后者更容易引发寄主防御反应,使寄主防御酶活性升高、抵抗力得以维持。为深入探讨玉米大斑病菌与玉米之间的相互作用奠定了基础。

【目的】研究杨树腐烂病菌和溃疡病菌胁迫下新疆杨的光合响应特征,探讨新疆杨在2种病菌胁迫下的响应差异,为阐明杨树腐烂病和溃疡病发生的病理生理机制提供理论依据,也为杨树溃疡类病害的控制提供参考。【方法】以1年生新疆杨为植物材料,采用枝干表皮微环割方法接种杨树腐烂病菌及溃疡病菌,研究接种后3～9天的新疆杨叶片气体交换特征及叶绿素荧光特征,比较2种病害真菌胁迫下的光合响应特征、水分利用效率(WUE)的差异。采用回归分析方法分析净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、胞间CO_2浓度等指标之间的关系。【结果】接种后3～9天,腐烂病菌、溃疡病菌均显著抑制新疆杨叶部组织净光合速率、气孔导度、蒸腾速率、光系统Ⅱ的最大光化学效率(F_v/F_m)、实际光化学效率、电子传递效率以及光化学淬灭系数等生理参数。腐烂病菌胁迫显著降低新疆杨水分利用效率,但是溃疡病菌胁迫对水分利用效率没有影响。腐烂病菌改变新疆杨的气孔导度-胞间CO_2浓度的相关关系,在气孔导度极低的情况下诱导胞间CO_2浓度显著增加,腐烂病菌主要以非气孔限制方式抑制新疆杨的光合作用。溃疡病菌不改变新疆杨的气孔导度-胞间CO_2浓度的相关关系,胞间CO_2浓度与气孔导度正相关,溃疡病菌以气孔限制方式抑制光合作用。【结论】F_v/F_m并不能反映植物遭受的所有生物胁迫,F_v/F_m为0.75～0.85也不能作为植物未受到环境胁迫的确切标准。杨树腐烂病、溃疡病发生早期,新疆杨气体交换及叶绿素荧光特征具有显著差别。相比较于溃疡病菌,腐烂病菌胁迫对新疆杨光合作用具有更大的抑制作用,腐烂病菌显著降低而溃疡病菌胁迫不改变新疆杨叶片WUE,这可能是腐烂病害比溃疡病害更易于在干旱地区发生以及该地区腐烂病危害更为严重的重要生理原因。

柑橘黄龙病是我国柑橘产业可持续发展面临的重大威胁,建立高效、准确、灵敏的检测方法是黄龙病防控的关键.通过生物信息学分析柑橘黄龙病菌亚洲种(CLas)不同菌株基因组,预测出83个经典分泌蛋白和87个非经典分泌蛋白.选定其中14个分泌蛋白基因,经大肠杆菌密码子优化后构建pET-28a-CLasSec和pCold-I-CLasSec系列原核表达载体.经IPTG诱导条件优化、镍磁珠法纯化后,获得了CLasSec2、CLasSec4、CLasSec5、CLasSec6、CLasSec8和CLasSec12等6个柑橘黄龙病菌亚洲种分泌蛋白.

为进一步了解柑橘黄龙病菌亚洲种Clas的致病机理，从Prasad预测的166种分泌蛋白中选取1个在柑橘植株中表达量较高的CLIBASIA–04580基因进行研究。提取感染柑橘黄龙病的柑橘叶片总DNA，经 PCR扩增得到 CLIBASIA–04580基因，切胶回收PCR产物双酶切连接到pET–28a载体上，使用菌落PCR和限制性内切酶双酶切鉴定筛选阳性克隆；转化大肠杆菌 BL21(DE3)，使用0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L的异丙基硫代半乳糖苷(IPTG) 诱导重组蛋白表达融合组氨酸标签的CLIBASIA–04580重组蛋白，聚丙烯酰氨凝胶电泳(SDS–PAGE)检测重组蛋白的表达水平，然后使用蛋白纯化镍柱进行纯化。结果表明，携带组氨酸标签的CLIBASIA–04580重组蛋白得到表达，且异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)浓度为1.5 mmol/L时相对表达量达到峰值，通过SDS–PAGE凝胶分析，与未经过镍柱纯化的蛋白原液比较可知成功纯化了CLIBASIA–04580重组蛋白。

为进一步了解柑橘黄龙病菌亚洲种Clas的致病机理，从Prasad预测的166种分泌蛋白中选取1个在柑橘植株中表达量较高的CLIBASIA–04580基因进行研究。提取感染柑橘黄龙病的柑橘叶片总DNA，经 PCR扩增得到 CLIBASIA–04580基因，切胶回收PCR产物双酶切连接到pET–28a载体上，使用菌落PCR和限制性内切酶双酶切鉴定筛选阳性克隆；转化大肠杆菌 BL21(DE3)，使用0.5、1.0、1.5、2.0 mmol/L的异丙基硫代半乳糖苷(IPTG) 诱导重组蛋白表达融合组氨酸标签的CLIBASIA–04580重组蛋白，聚丙烯酰氨凝胶电泳(SDS–PAGE)检测重组蛋白的表达水平，然后使用蛋白纯化镍柱进行纯化。结果表明，携带组氨酸标签的CLIBASIA–04580重组蛋白得到表达，且异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)浓度为1.5 mmol/L时相对表达量达到峰值，通过SDS–PAGE凝胶分析，与未经过镍柱纯化的蛋白原液比较可知成功纯化了CLIBASIA–04580重组蛋白。

本试验筛选出一株强致病力茶树刺盘孢菌株ＺＲＧ，并测定其侵染后对茶树叶片相对电导率，丙二醛（ＭＤＡ）含量，超氧化物歧化酶（ＳＯＤ）、过氧化物酶（ＰＯＤ）、过氧化氢酶（ＣＡＴ）等抗氧化酶活性及其基因表达量的影响，探究茶树刺盘孢对茶树叶片生理特性的影响．结果表明：ＺＲＧ侵染４８ ｈ内，茶树叶片相对电导率明显增高；ＭＤＡ先是快速积累，含量上升，随后下降；ＰＯＤ、ＳＯＤ和ＣＡＴ活性都出现不同程度的上升，随后下降．ｑＲＴ－ＰＣＲ验证结果显示，ＰＯＤ、ＳＯＤ和ＣＡＴ相关基因的表达先上调后下降，三者相互协调配合，起到清除过剩自由基的作用．

利用双向电泳技术,分析了高感白粉病和对白粉病表现免疫的2种小麦在接种白粉病菌前后的叶片蛋白的变化。结果表明:无论抗病小麦Pm3b还是易感小麦Chancellor,在白粉菌接种前后,叶片蛋白都有明显变化。都有部分蛋白消失。对于抗病小麦Pm3b,在白粉病菌接种后,在电泳图谱上还发现诱导产生许多新的叶片蛋白。经统计,在白粉菌接种后,抗病小麦Pm3b的叶片诱导产生至少20个新蛋白。推测可能与小麦受白粉病菌诱导后一些抗性蛋白大量表达有关。

[目的 ]研究烂皮病菌侵染对新疆杨叶片光合响应以及水分代谢特征的影响,探讨病菌侵染下杨树光合作用与水分代谢之间的相关性,为杨树烂皮病的发生及控制提供理论及实验依据。[方法 ]以1年生新疆杨为植物材料,采用枝干表皮微环割方法接种烂皮病菌,研究烂皮病菌侵染10～30天新疆杨的叶片气体交换、叶绿素荧光、根部非结构性碳水化合物以及叶片正午水势等指标,分析蒸腾速率、正午水势分别与气孔导度以及水汽压亏缺之间的关系。[结果 ]与环割对照相比,烂皮病菌侵染显著降低新疆杨叶片的净光合速率(62.45%～91.05%)、气孔导度(64.19%～87.43%)、光系统Ⅱ的最大光化学效率(19.13%～42.79%)、实际光化学效率(46.04%～69.93%)、电子传递速率(52.58%～68.03%)等参数;显著抑制新疆杨叶片最大净光合速率(76.94%)、光饱和点(40.40%)及表观量子效率(46.09%),并显著升高暗呼吸速率(82.14%)及光补偿点(242.42%)。烂皮病菌侵染显著降低根部可溶性糖(35.06%～44.50%,20～30天)及淀粉含量(35.77%～58.39%,10～30天)。烂皮病菌侵染显著抑制叶片的蒸腾速率(57.36%～80.49%)、水分利用效率(24.92%～70.55%)以及升高水汽压亏缺(13.59%～33.65%)和叶片正午水势(39.74%,20天)。相关性分析结果表明蒸腾速率与气孔导度呈正相关,与水汽压亏缺呈负相关;叶片正午水势与气孔导度及水汽压亏缺均无线性关系,烂皮病菌侵染导致的气孔关闭与叶片水分状况无关。[结论 ]烂皮病菌侵染下新疆杨叶片净光合速率降低的主要原因是叶片光能转化、光合电子传递及光能利用受阻。烂皮病菌侵染并未造成新疆杨叶部水分胁迫,甚至有一定的改善作用;同时,影响寄主根系的碳积累,导致根部非结构性碳水化合物含量始终在胁迫初期时的水平。

【背景】柑橘黄龙病(Huanglongbing,HLB)是由候选韧皮部杆菌亚洲种(‘Candidatus Liberibacter asiaticus’,CLas)侵染引起的一种柑橘病害。对于该病害的防治主要采取综合措施,包括实施检疫、种植无病苗木、及时挖除病树和集中大面积联防联控柑橘木虱等。前3种方法都需要依靠准确的柑橘黄龙病诊断技术。【目的】利用环介导等温扩增技术(loop-mediated isothermal amplification, LAMP),结合膜吸附法DNA快速提取和Gelgreen荧光染料可视化,建立黄龙病田间核酸快速检测方法。【方法】以黄龙病菌β-操纵子与原噬菌体DNA聚合酶基因为模板设计LAMP特异性引物,包括外引物F3/B3、内引物FIP/BIP、环引物LoopF/LoopB和茎引物StemF/StemB。通过对环引物和茎引物设定不同的用量组合,对LAMP引物体系进行优化,确定合适的引物浓度。用优化后的LAMP引物体系对188份田间柑橘叶片进行检测,并构建受试者工作特征(receiver operating characteristic,ROC)曲线分析实时荧光LAMP(qLAMP)在CLas检测上的准确性。对qLAMP预混反应液进行两步的常温干燥,分别设定不同的存放条件,评估LAMP常温干燥试剂的稳定性。用本研究建立的CLas可视化LAMP快速检测方法,对田间71个柑橘叶片样品和35个柑橘果实样品进行检测,与实时荧光定量PCR(qPCR)比较两者的符合率。【结果】在LAMP体系中加入环引物、茎引物或增加其浓度都能促进反应速率的提升,并且同时加入终浓度均为1.6μmol·L-1的环引物和茎引物能进一步提高LAMP反应速率。LAMP预混液通过两步法干燥在不同温度存放1—4周均能保持反应活性基本不变,表明制备的两步法干燥LAMP试剂检测性能较好,在低温和常温环境下的稳定性尚可,仅35℃高温存放会略微增加LAMP试剂的反应时间。使用孔径0.1μm尼龙膜代替纤维素滤纸作为核酸吸附材料能提升CLas快速诊断技术的灵敏度。结合DNA快速提取和可视化LAMP建立的CLas快速核酸诊断方法最低能检测到浓度为102 copies/μL的重组质粒样品,总体准确率高。经配对卡方检验,该方法的诊断结果与qPCR无显著差异。可视化LAMP快速检测相较常规检测有着更低的成本和耗时,而且可视化LAMP快速检测无需离心机和PCR仪等昂贵的仪器,仅需一台65℃恒温设备即可。【结论】建立的CLas快速核酸检测方法成本低,30 min即可观察到检测结果,操作简便,准确性高,可替代qPCR在田间进行黄龙病的快速鉴定。

[目的]柑橘小RNA不仅是黄龙病抗性的调控因子,也可以开发成为黄龙病早期诊断的分子标记。本研究旨在探明小RNA在柑橘黄龙病与寄主互作中的作用。[方法]分别设计并合成了4个小RNA的反转录茎环引物以及相应的表达检测引物;利用实时荧光定量PCR对引物的特异性和扩增效率进行了测试;进一步检测分析了4个小RNA对靶标基因表达的调控情况。[结果]利用本研究设计的引物在健康样品和黄龙病发病样品中均可特异性检测到4个小RNA。相对定量标准曲线斜率表明,4个小RNA引物的扩增效率相近。表达量的相对定量分析表明:4个小RNA的表达与相应靶标基因的表达均呈负相关性; miR-753E-3p、miR-451b、miR2633和miR838-3p在发病样品中的表达量分别为健康对照样品中的4.69、0.44、0.36和3.08倍,而其靶标Cs6g21280、Cs6g05770、Cs2g08190和Cs8g02530在发病样品中的表达量分别为对照的0.14、8.95、3.06和0.29倍。进一步分析表明:这些小RNA的靶标基因在拟南芥中均存在同源基因:Cs6g21280在拟南芥中的同源基因为ATSMC4,与抑制开花和抑制逆境相关的DNA修复有关; Cs6g05770在拟南芥中的同源基因为BAK1,与病原特征分子诱导的抗病反应有关; Cs2g08190在拟南芥中的同源基因为CIPK23,与促进钾离子吸收、扩大叶片的气孔开度有关;Cs8g02530在拟南芥中的同源基因为PIP2,是一个水通道蛋白,可调节植物耐涝耐旱性。[结论]本研究揭示了黄龙病菌与柑橘在小RNA水平上发生的侵染与防卫的对抗作用,为黄龙病病症形成以及寄主免疫相关分子机制的研究提供了新的线索。

【目的】研究外源２４－表油菜素内酯（２４－ｅｐｉｂｒａｓｓｉｎｏｌｉｄｅ，ｅｂｒ）处理对霜霉菌侵染葡萄叶片的影响，为探究葡萄霜霉病的致病机理提供参考。【方法】试验以欧亚种酿酒葡萄（Ｖｉｔｉｓ Ｖｉｎｉｆｅｒａ．ｌ）赤霞珠（Ｃａｂｅｒｎｅｔ ｓａｕＶｉｇｎｏｎ）叶片为材料，在霜霉菌侵染离体葡萄叶片的初期，研究不同浓度的ｅｂｒ处理（０．１、０．５和１．０ ｍｇ·ｌ～（－１） ｅｂｒ）对葡萄叶片霜霉病发病率和病情指数、霜霉菌菌丝生长、孢囊梗的形成、气孔周围孢子数量、葡萄叶片气孔开度和内源激素含量的影响及相互关系。【结果】ｅｂｒ各处理均显著抑制了接种霜霉菌０．５ ｈ后葡萄叶片气孔开度，以及接种后１ ｄ．．．

玉米瘤黑粉病是我国玉米产区的主要病害之一,明确抗、感瘤黑粉病玉米自交系苗期感染瘤黑粉菌后的组织细胞、可溶性糖及保护性酶差异,是深入解析瘤黑粉病发生规律的基础和前提。以感病玉米自交系掖478和抗病自交系齐319为材料,播种后25d对幼苗进行人工接种瘤黑粉菌FB1×FB2,利用激光共聚焦显微镜、体视显微镜、扫描电镜和透射电镜观察接菌0,2,4,8,12d的叶片组织细胞结构差异。结果表明:掖478接菌后,菌丝快速增殖,通过叶肉细胞逐渐向维管束鞘细胞侵染,致使维管束鞘细胞叶绿体肿胀,淀粉粒增多,花环结构被破坏,最终形成瘤状物;齐319接菌后,菌丝增殖受抑制,组织细胞结构完整清晰,线粒体数量显著增加。通过分析接菌后不同时间节点抗、感玉米自交系叶片的可溶性糖含量和保护性酶活性差异,发现掖478可溶性糖含量逐渐上升,接菌后12d含量最高,齐319可溶性糖含量先升高后降低;抗、感玉米自交系的超氧化物歧化酶(SOD)活性均呈先升高后降低趋势,过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性均持续上升;且不同时间节点齐319保护性酶活性显著高于掖478。研究结果可为进一步揭示瘤黑粉病的侵染机制提供理论参考。