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植物青枯菌LAMP检测方法的建立

中国农业科学 2016年第11期49卷 2093-2102页

作者：黄雯徐进张昊许景升丁伟冯洁西南大学植物保护学院中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室

【目的】由茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum,简称青枯菌)引起的青枯病(bacterial wilt of plants)是世界范围内危害最为严重的土传细菌病害之一,严重制约了多种经济作物的生产。建立高效、精准的早期诊断技术,是实现青枯病有效防... 详细信息

【目的】由茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum,简称青枯菌)引起的青枯病(bacterial wilt of plants)是世界范围内危害最为严重的土传细菌病害之一,严重制约了多种经济作物的生产。建立高效、精准的早期诊断技术,是实现青枯病有效防控的基础。论文旨在建立一种能够特异检测青枯菌的环介导等温扩增方法(loop-mediated isothermal amplification,LAMP),实现青枯菌的田间快速检测。【方法】通过比对分析青枯菌的lpx C基因序列,并利用在线引物设计软件Primer Explorer Version 4.0得到4条LAMP特异性引物,F3(5′-CCTGTACGTGGTCGGCTAT-3′)、B3(5′-ACCGCAACACGGGATCA-3′)、FIP(5′-TACGCCGTTTCATCGGCCAGGTACACGGCGCACAAGT-3′)、BIP(5′-ATCGTCACGTTCGACAAGGTGGAATGCCGGCTGCAACTG-3′)。通过单因素变化试验对LAMP反应体系中的各参数进行优化,设置反应温度为60、61、62、63、64、65℃,设置镁离子浓度为2、4、6、8、10、12 mmol·L-1,设置内外引物浓度比为2﹕1、4﹕1、6﹕1、8﹕1、10﹕1、12﹕1,确定最优反应体系。以分离自不同寄主的24个青枯菌株为参试对象,5个非青枯菌株(Ralstonia mannitolilytica、Ralstonia pickettii、Enterobacter sp.、Acidovorax citrulli、Burkhoderia cepacia)为对照,验证LAMP检测方法的特异性。将青枯菌GMI1000菌株的基因组DNA进行10倍梯度系列稀释,以原液和10~1、10~2、10~3、10~4、10~5、10~6、10~7倍的稀释液为模板同步进行LAMP和普通PCR检测,比较两者的检测灵敏度。将马铃薯青枯病菌株Po41、姜青枯病菌株Z-Aq-1分别与马铃薯块茎和生姜根茎组织悬浮液混合,以LAMP检测方法对混合物进行检测,并以同样方法对表现典型萎蔫症状的人工接种番茄植株和健康植株以及田间马铃薯罹病块茎样品进行检测。反应结果直接通过观察产生的白色焦磷酸镁沉淀情况进行判定,或通过加入1μL SYBR GreenⅠ荧光染料进行观察,阳性样品为绿色,阴性样品为橙色。【结果】建立了特异性检测青枯菌的LAMP方法,优化后确立了检测体系中FIP/BIP与F3/B3的浓度比为8﹕1(1.6﹕0.2μmol·L),镁离子浓度为6 mmol·L,反应温度为63℃。特异性检测结果显示,仅参试青枯菌反应管中的反应液呈现绿色,表明建立的检测体系具有高度特异性。以青枯菌GMI1000菌株的DNA原液及不同梯度的稀释液为模板进行的LAMP和普通PCR检测结果显示,LAMP的检测灵敏度为1.42 pg,比普通PCR高10倍。能够快速准确地从植物组织悬浮液、罹病番茄植物组织及田间罹病样品中检测到青枯菌。【结论】建立的青枯菌LAMP检测方法,高效特异,操作简单,无需复杂仪器,肉眼可直接观察检测结果,适合基层和现场检测。

关键词：青枯菌检测环介导等温扩增

水稻白叶枯病菌TonB-Dep-Rec蛋白家族成员Tdrxoo的功能鉴定

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微生物学报 2010年第2期50卷 155-161页

作者：许景升吴茂森何晨阳中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室北京100193

【目的】旨在揭示水稻白叶枯病菌(Xanthomonas ***,Xoo)致病性和运动性及其基因表达的调控途径。【方法】本研究通过基因克隆、序列分析和缺失突变方法,对与应答调节子GacAxoo互作的Tdrxoo的分子特征和功能进行了鉴定。【结果】利用序... 详细信息

【目的】旨在揭示水稻白叶枯病菌(Xanthomonas ***,Xoo)致病性和运动性及其基因表达的调控途径。【方法】本研究通过基因克隆、序列分析和缺失突变方法,对与应答调节子GacAxoo互作的Tdrxoo的分子特征和功能进行了鉴定。【结果】利用序列特异性引物进行基因扩增,成功地从野生型菌株PXO99A中克隆了tdrxoo基因。Tdrxoo与其它病原黄单胞菌的同源序列高度保守,具有TonB-Dependent-Receptor(TDR)结构域,推测其是位于细菌外膜、可能接收来自细菌体外环境信号的蛋白。用基因标记交换法,构建了△tdrxoo基因缺失突变体。与PXO99A相比,Δtdrxoo在人工培养条件下的生长受到影响,致病性完全丧失,胞外纤维素酶和木聚糖酶活性和运动能力显著减弱,基因互补可以使之恢复;Δtdrxoo嗜铁素产生无明显改变。【结论】Tdrxoo作为一种细胞外膜蛋白,可能参与调控了病菌的生长、致病性、胞外酶活性和运动性等表型。

关键词：水稻白叶枯病菌 Tdrxoo TonB—Dep-Rec蛋白致病性调控作用

植物青枯菌aac基因克隆及猝灭群体感应信号功能的研究

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中国农业科学 2008年第9期41卷 2651-2656页

作者：张争徐进许景升何礼远冯洁中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室

【目的】研究植物青枯菌(Ralstonia solanacearum)aac基因编码的蛋白是否具有降解细菌群体感应信号分子的功能。【方法】PCR扩增获得青枯菌GMI1000菌株的aac基因,将aac基因克隆到pET-5a原核表达载体上,在大肠杆菌中表达出AAC融合蛋白,将... 详细信息

【目的】研究植物青枯菌(Ralstonia solanacearum)aac基因编码的蛋白是否具有降解细菌群体感应信号分子的功能。【方法】PCR扩增获得青枯菌GMI1000菌株的aac基因,将aac基因克隆到pET-5a原核表达载体上,在大肠杆菌中表达出AAC融合蛋白,将AAC融合蛋白与胡萝卜软腐欧氏杆菌(Erwinia ***)混合后,共接种于马铃薯块茎,研究细菌致病力的变化。【结果】克隆了全长的aac基因,完成了aac基因原核表达载体的构建,研究了AAC融合蛋白对细菌致病力的影响。【结论】青枯菌aac基因编码的蛋白具有减弱胡萝卜软腐欧氏致病力的功能,为开发新的控害策略提供了依据。

关键词：植物青枯菌 aac基因克隆群体感应信号猝灭

用基因芯片技术分析水稻白叶枯病菌侵染过程的基因表达图谱

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植物病理学报 2005年第S1期35卷 164-167页

作者：张新建许景升何晨阳中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室北京100094

水稻白叶枯病是由水稻黄单胞细菌(Xan- thomonas oryzae ***,简称Xoo)侵染引起的。对Xoo致病机理的研究已从传统生物学、生理生化学逐渐向分子生物学以及新近发展起来的基因组学方向发展。已经从Xoo中克隆和定性了 vir、avr、hrp等几十... 详细信息

水稻白叶枯病是由水稻黄单胞细菌(Xan- thomonas oryzae ***,简称Xoo)侵染引起的。对Xoo致病机理的研究已从传统生物学、生理生化学逐渐向分子生物学以及新近发展起来的基因组学方向发展。已经从Xoo中克隆和定性了 vir、avr、hrp等几十个致病相关基因,对这些基因结构和功能的研究,在一定程度上增加了对Xoo 与水稻互作分子基础的认识。然而,病原菌致病过程是一个极其复杂的过程,病原菌需要侵入寄主, 避开寄主的防卫反应,摄取营养,形成有效定殖。这一过程不是一个或几个基因产物所能完成的,而是需要大量的毒性因子在特定的时间、空间进行特异水平的表达,才能实现成功的侵染。为了全面认清病菌的致病机理,仅仅对单个基因的功能进行研究显然是不够的。

关键词：侵染过程 Xoo 白叶枯病菌基因表达图谱水稻基因芯片

PMA-qPCR定量检测青枯菌活菌方法的建立

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植物保护 2018年第6期44卷 122-128,135页

作者：王帅徐进许景升张昊冯洁中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室北京100193

本文将叠氮溴化丙锭(PMA)与荧光实时定量PCR技术相结合,建立了一种适于青枯菌不同小种菌株活细胞精准、快速检测的PMA-qPCR方法。通过单因素变化试验对PMA预处理反应体系中的各参数进行优化,确立了PMA终浓度为15 ng/μL,黑暗孵育时间为1... 详细信息

本文将叠氮溴化丙锭(PMA)与荧光实时定量PCR技术相结合,建立了一种适于青枯菌不同小种菌株活细胞精准、快速检测的PMA-qPCR方法。通过单因素变化试验对PMA预处理反应体系中的各参数进行优化,确立了PMA终浓度为15 ng/μL,黑暗孵育时间为10 min,曝光时间为5 min的PMA预处理体系。试验结果表明,当活菌比例大于10%,PMA-qPCR的测定结果均在理论活菌数相对应的95%置信区间内。检测灵敏度测试结果显示,该方法适用于活菌数在5.0×10~2～5.0×10~8 cfu/mL范围内菌悬液的检测。本文建立的PMA-qPCR方法可在一定范围内有效去除青枯菌死菌的干扰,定量检测出活菌数量,研究结果可为植物细菌性青枯病的流行规律研究提供新的技术支撑。

关键词： PMA-qPCR 青枯菌活菌检测

烟草品种青枯病抗性的组培苗接种鉴定方法研究

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中国烟草科学 2016年第5期37卷 51-56页

作者：徐进许景升张昊冯洁顾钢中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室北京100193 福建省烟草农业科学研究所福州350003

由茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的青枯病是制约我国烟草产业发展的瓶颈之一。选育抗病品种是防控该病最经济有效的策略。为探寻快速评价烟草品种青枯病抗性的方法,以6个抗感水平差异显著的烟草品种试管苗为研究对象,采用... 详细信息

由茄科雷尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的青枯病是制约我国烟草产业发展的瓶颈之一。选育抗病品种是防控该病最经济有效的策略。为探寻快速评价烟草品种青枯病抗性的方法,以6个抗感水平差异显著的烟草品种试管苗为研究对象,采用浸根接种法,评价了室内快速鉴定方法的可行性。结果显示,以浓度为3×106 cfu/m L的青枯菌体悬液接种21 d后,红花大金元、翠碧1号、云烟85、K326、G80和岩烟97的病情指数分别为100.0、90.5、88.8、86.6、56.0和53.8,各品种试管苗的病情指数与田间自然发病情况呈明显正相关性,相关系数为0.936,达极显著水平。由此可见,室内无菌苗接种法能正确反映出不同烟草品种对青枯病的抗性水平,可作为快速、可靠评价烟草品种抗性水平的初筛手段。

关键词：烟草品种青枯病抗性试管苗

一步双重PCR法检测梨火疫病原细菌(Erwinia amylovora)

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农业生物技术学报 2008年第2期16卷 363-364页

作者：许景升徐进冯洁北京100094 中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室

由梨火疫病原细菌(Erwinia amylovora)导致的火疫病(fire blight)是梨、苹果及其它蔷薇科植物上的毁灭性病害,我国将其定为对外一类检疫性有害生物。该病随种苗、果实及包装材料传播。目前国际上所建立的***分子检测技术主要基于该病菌... 详细信息

由梨火疫病原细菌(Erwinia amylovora)导致的火疫病(fire blight)是梨、苹果及其它蔷薇科植物上的毁灭性病害,我国将其定为对外一类检疫性有害生物。该病随种苗、果实及包装材料传播。目前国际上所建立的***分子检测技术主要基于该病菌所含有的pEA29质粒序列,

关键词：梨火疫病原细菌双重PCR 直接检测火疫病

植物青枯菌Ⅵ型分泌系统核心基因vasK突变株的构建及其致病性的测定

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植物保护 2011年第4期37卷 33-37页

作者：张丽勍许景升徐进冯洁中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室北京100193

[目的]通过测试vasK基因突变株对番茄的致病力变化,评价该基因在青枯菌致病过程中的作用。[方法]根据青枯菌(Ralstonia solanacearum)中存在的Ⅵ型分泌系统基因簇中的核心基因vasK序列设计PCR引物,扩增并克隆vasK基因,将庆大霉素抗性基... 详细信息

[目的]通过测试vasK基因突变株对番茄的致病力变化,评价该基因在青枯菌致病过程中的作用。[方法]根据青枯菌(Ralstonia solanacearum)中存在的Ⅵ型分泌系统基因簇中的核心基因vasK序列设计PCR引物,扩增并克隆vasK基因,将庆大霉素抗性基因(Gm)插入vasK基因内部,克隆至自杀质粒pK18mobsacB中,获得重组自杀质粒pK18-vasK-Gm。将自杀质粒电转化至青枯菌GMI1000感受态细胞中,采用同源重组双交换法,将野生型vasK基因置换。对vasK基因突变菌株进行三步筛选和PCR扩增鉴定。[结果]筛选获得了具有庆大霉素抗性的目标基因被抗性基因替换的青枯菌突变株(GMI1000-m)。土壤接种番茄青枯菌结果显示,突变株GMI1000-m的致病性较野生型GMI1000明显下降。[结论]vasK基因在青枯菌致病过程中具有重要作用。

关键词：青枯菌 Ⅵ型分泌系统 vasK基因

水稻白叶枯病菌双组分调控系统应答调节子基因gacAxoo的功能鉴定

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植物病理学报 2010年第3期40卷 282-289页

作者：许景升吴茂森何晨阳中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室北京100193

为了阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas ***,Xoo)双组分系统(TCS)的调控作用,本研究通过基因克隆、序列分析、缺失突变和互补、表型测定,对TCS应答调节子基因gacAxoo的功能进行了鉴定。克隆的gacAxoo基因编码蛋白GacAxoo与其它病原黄单胞... 详细信息

为了阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas ***,Xoo)双组分系统(TCS)的调控作用,本研究通过基因克隆、序列分析、缺失突变和互补、表型测定,对TCS应答调节子基因gacAxoo的功能进行了鉴定。克隆的gacAxoo基因编码蛋白GacAxoo与其它病原黄单胞菌的同源序列高度保守。GacAxoo是LuxR蛋白家族成员之一,具有磷酸受体结构域(REC)和DNA结合保守结构域(HTH)。用基因标记交换法,构建了△gacAxoo基因缺失突变体。与PXO99A相比,△gac-Axoo的致病性、致敏性、胞外降解酶类活性和嗜铁素产生能力无显著变化,但运动性明显减弱,基因互补可以使之恢复。因此,gacAxoo基因可能参与了Xoo运动性的调控。

关键词：水稻白叶枯病菌 gacAxoo 双组分调控系统致病性运动性