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Bacillus cereus AR156 primes induced systemic resistance by suppressing miR825/825 and activating defense-related genes in Arabidopsis

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Journal of Integrative Plant Biology 2016年第4期58卷 426-439页

作者： Dongdong Niu Jing Xia chunhao jiang Beibei Qi Xiaoyu Ling Siyuan Lin Weixiong Zhang Jianhua Guo Hailing Jin Hongwei Zhao Department of Plant Pathology College of Plant Protection Nanjing Agriculture University Department of Plant Pathology and Microbiology Center for Plant Cell Biology and Institute for Integrative Genome Biology University of California Department of Computer Science and Engineering Washington University in St Louis The Institute for Systems Biology Jianghan University

Small RNAs play an important role in plant immune responses. However, their regulatory function in induced systemic resistance（ISR） is nascent. Bacillus cereus AR156 is a plant growth-promoting rhizobacterium that induces ISR in Arabidopsis against bacterial infection. Here,by comparing small RNA profiles of Pseudomonas syringae pv. tomato（Pst） DC3000-infected Arabidopsis with and without AR156 pretreatment, we identified a group of Arabidopsis micro RNAs（mi RNAs） that are differentially regulated by AR156 pretreatment. mi R825 and mi R825 are two mi RNA generated from a single mi RNA *** blot analysis indicated that they were significantly downregulated in Pst DC3000-infected plants pretreated with AR156, in contrast to the plants without AR156 pretreatment. mi R825 targets two ubiquitin-protein ligases,while mi R825 targets toll-interleukin-like receptor（TIR）-nucleotide binding site（NBS） and leucine-rich repeat（LRR）type resistance（R） genes. The expression of these target genes negatively correlated with the expression of mi R825 and mi R825. Moreover, transgenic plants showing reduced expression of mi R825 and mi R825 displayed enhanced resistance to Pst DC3000 infection, whereas transgenic plants overexpressing mi R825 and mi R825 were more susceptible. Taken together, our data indicates that Bacillus cereus AR156 pretreatment primes ISR to Pst infection by suppressing mi R825 and mi R825 and activating the defense related genes they targeted.

关键词： Induced systemic resistance ISR micro RNA plant innate immunity small RNA

转录因子SlERF1a调控蜡质芽胞杆菌AR156诱导番茄对青枯病系统抗性作用机制研究

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南京农业大学学报 2022年第6期45卷 1150-1161页

作者：汤淑亚李子桀侯启华郭坚华蒋春号南京农业大学生物农药与绿色植保实验室江苏南京210095

[目的]本文旨在探索蜡质芽胞杆菌AR156诱导番茄对青枯病系统抗性的机制,为青枯病的生物防治提供理论依据。[方法]通过RT-qPCR检测AR156预处理后番茄植株中防御相关基因PR1、PIN2相对表达量的变化,验证AR156可诱导番茄系统抗性。通过转... 详细信息

[目的]本文旨在探索蜡质芽胞杆菌AR156诱导番茄对青枯病系统抗性的机制,为青枯病的生物防治提供理论依据。[方法]通过RT-qPCR检测AR156预处理后番茄植株中防御相关基因PR1、PIN2相对表达量的变化,验证AR156可诱导番茄系统抗性。通过转录组测序分析探究AR156预处理后番茄抗病相关基因的转录水平变化,筛选获得参与AR156诱导系统抗性的相关基因。利用RT-qPCR证实SlERF1a(Solanum lycopersicum ethylene-responsive factors 1a)基因在AR156诱抗过程中的差异表达。利用VIGS技术构建SlERF1a沉默番茄植株,并开展AR156诱导番茄对青枯菌GMI1000抗性表型验证,观察并统计发病率、病情指数,计算AR156防效。利用亚细胞定位、转录活性检测技术初步分析转录因子SlERF1a生化功能。[结果]AR156预处理显著促进番茄植株生长。与清水对照相比,AR156处理番茄的株高、茎粗、地上部鲜重分别增加了21.25%、11.30%和29.21%。AR156预处理番茄可调节防御基因表达,触发番茄对青枯病系统抗性。转录组测序分析结果显示,AR156处理引起大量番茄植株基因表达水平变化,筛选验证发现其中一个乙烯响应因子SlERF1a编码基因的表达量被显著上调。深入研究发现相对于野生型植株,在SlERF1a沉默番茄中,植株对青枯病的敏感性显著增强,同时AR156诱导番茄对青枯病的抗性表型显著下降。进一步研究,确定SlERF1a是作为一种转录因子,参与调控植物对青枯菌抗病性。[结论]转录因子SlERF1a参与调控蜡质芽胞杆菌AR156诱导番茄产生对青枯病系统抗性。

关键词：蜡质芽胞杆菌AR156 番茄青枯病番茄转录因子SlERF1a 诱导系统抗性基因功能分析

尖孢镰刀菌西瓜专化型RPA检测方法的建立与评价

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南京农业大学学报 2024年第4期47卷 665-673页

作者：董文盼杨纪潇杨项明吕明慧朱彦泽蒋春号南京农业大学植物保护学院生物农药及绿色植保实验室江苏南京210095

[目的]构建了西瓜枯萎病菌——尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium oxysporum ***,FON)的重组酶聚合酶扩增技术(recombinase polymerase amplification,RPA)的快速检测体系,以期为田间西瓜枯萎病的快速检测提供技术支持。[方法]从NCBI网站... 详细信息

[目的]构建了西瓜枯萎病菌——尖孢镰刀菌西瓜专化型(Fusarium oxysporum ***,FON)的重组酶聚合酶扩增技术(recombinase polymerase amplification,RPA)的快速检测体系,以期为田间西瓜枯萎病的快速检测提供技术支持。[方法]从NCBI网站下载包括西瓜枯萎病菌在内的11种病原真菌的基因组序列,利用SeqHunter 2软件进行生物信息学分析,经比对得到4个FON的特异性基因片段,并对其进行引物设计和筛选。利用聚合酶链式反应(PCR)验证引物的特异性和灵敏度,然后利用建立的RPA检测体系对引物的特异性和灵敏度进行验证,最后进行人工接种FON的西瓜植株的RPA检测与评价。[结果]建立了FON的RPA检测体系,并对DNA恒温快速扩增试剂盒的扩增体系进行最佳反应时间(40 min)和最适反应温度(30℃)的摸索,得到其最佳反应体系的检测下限为100 pg·μL^(-1)。利用DNA恒温快速扩增试剂盒(胶体金试纸条型)进行扩增时,只需在38℃反应12 min,取50μL稀释20倍的扩增产物用胶体金试纸条进行检测,5 min后即可进行结果的判断,检测下限为100 pg·μL^(-1)。[结论]成功构建FON的RPA检测体系,且建立的RPA检测体系能够从温室接种FON之后未显症的西瓜植物组织基因组DNA中检测到FON,可为田间西瓜枯萎病早期的快速检测提供技术支持。

关键词：西瓜枯萎病尖孢镰刀菌西瓜专化型重组酶聚合酶扩增技术(RPA) 快速检测

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金银花根腐病的病原鉴定及生物防治研究

植物病理学报 2024年第5期54卷 1008-1019页

作者：代晓雪李晓涵姚志鹏蒋春号牛冬冬南京农业大学植物保护学院南京210095

为了查明引起金银花(Lonicera japonica)根腐病的病原,本研究从表现根腐病症状的金银花根系中分离病菌。经致病性测定,结合形态特征和分子生物学鉴定结果,确定引起金银花根腐病的病原菌为茄腐皮镰刀菌(Fusarium solani)和变红镰刀菌(Fus... 详细信息

为了查明引起金银花(Lonicera japonica)根腐病的病原,本研究从表现根腐病症状的金银花根系中分离病菌。经致病性测定,结合形态特征和分子生物学鉴定结果,确定引起金银花根腐病的病原菌为茄腐皮镰刀菌(Fusarium solani)和变红镰刀菌(Fusarium incarnatum),且这两种镰刀菌复合侵染时根腐病发生更严重。对这两种病原菌进行生物学特性分析,结果表明其菌丝生长最适温度均为28℃,在低于4℃和高于50℃条件下停止生长;***孢子萌发最适温度为28℃,***孢子萌发最适温度为25~28℃;二者对于pH值的变化不敏感,在pH值为5~11条件下均能生长;***适宜在12 h光照;12 h黑暗光周期条件下生长,而***适宜在全黑暗条件下生长;***和***菌丝生长的致死温度分别为50℃和55℃(处理10 min);孢子萌发的致死温度均为50℃(水浴10 min);两种病原菌最适生长碳源同为果胶,但最适生长氮源有差异,***为胰蛋白胨,对其它氮源的利用效率较低,而***为蛋白胨,且具有广谱碳、氮源适应性。进一步分离和筛选能抑制金银花根腐病菌的高效生防菌株,从发生根腐病的金银花田块采集健康植株周围土壤,通过菌株分离、平板对峙培养、酶活测定、温室促生防病试验最终筛选到2株能促进金银花生长并且能高效防治金银花根腐病的生防菌株。经鉴定BG1为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa),其防效为59.41%,BS37为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis),其防效为52.47%。研究结果为金银花根腐病的防治提供了十分有潜力的生防资源,具有实际应用价值。

关键词：金银花根腐病病原菌生物学特性生物防治

拮抗酵母菌挥发物单体对草莓灰霉病的防治效果

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食品科学 2018年第21期39卷 230-236页

作者：余伟宋玥佘仲露奚裕婷郭虹娜蒋春号肖红梅南京农业大学食品科技学院江苏南京210095 南京农业大学植物保护学院江苏南京210095

为研究葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)挥发物单体对草莓灰霉病的防治作用,研究了21种挥发物单体离体条件下对灰葡萄孢的抑制作用,以及活体条件下3-羟基己酸乙酯、癸酸乙酯、桂皮醛和辛酸乙酯对草莓果实灰霉病的防治作用。结... 详细信息

为研究葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)挥发物单体对草莓灰霉病的防治作用,研究了21种挥发物单体离体条件下对灰葡萄孢的抑制作用,以及活体条件下3-羟基己酸乙酯、癸酸乙酯、桂皮醛和辛酸乙酯对草莓果实灰霉病的防治作用。结果表明:除月桂酸外,其余20种单体均对灰葡萄孢菌丝生长和孢子萌发有抑制作用,其中桂皮醛剂量为62.5μL/L时完全抑制菌丝生长,625μL/L时可以完全抑制孢子萌发;活体条件下,4种单体均能有效地抑制草莓果实采后灰霉病的发生,保持草莓色泽,延缓草莓可溶性固形物质量分数、可滴定酸质量分数、硬度等质构特性的下降,其中桂皮醛防治草莓灰霉病效果最好,具有商业开发前景。

关键词：挥发物单体桂皮醛草莓灰霉病果实品质

高效防治半夏软腐病生防菌的筛选及其生物防治效果研究

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南京农业大学学报 2024年第6期47卷 1077-1085页

作者：张欣悦张华梦姚志鹏王莹陈雯蒋春号牛冬冬南京农业大学植物保护学院江苏南京210095

[目的]本研究旨在从实验室现有的生防细菌菌库中筛选对半夏软腐病具有较高防治效果的生防菌株,为半夏软腐病的绿色防控技术提供新的菌株资源。[方法]通过平板拮抗从实验室保存的300株具有生防潜力的菌株中,筛选对半夏软腐病具有拮抗效... 详细信息

[目的]本研究旨在从实验室现有的生防细菌菌库中筛选对半夏软腐病具有较高防治效果的生防菌株,为半夏软腐病的绿色防控技术提供新的菌株资源。[方法]通过平板拮抗从实验室保存的300株具有生防潜力的菌株中,筛选对半夏软腐病具有拮抗效果的菌株。进一步测定拮抗菌株的水解酶活性和透明圈半径,通过对抑菌圈和透明圈半径进行统计赋值得到对半夏软腐病较高防治效果的复筛菌株。通过离体及温室防效试验验证复筛菌株对半夏软腐病的防治效果。[结果]初筛得到20株对半夏软腐病具有生防潜力的菌株,测定抑菌圈、透明圈半径大小,按照统计结果对20株菌株进行赋值,结果显示5YN8、XZ231和7Ze3赋值分数最高,分别为11.0、11.0和10.5。经离体防效验证得到20株初筛菌株对半夏软腐病腐烂程度的不同影响,对比赋值大小及半夏块茎的腐烂程度发现建立的赋值体系与菌株的生防效果具有较好的相关性,即赋值分数越高,半夏块茎的生防效果越好。将筛选得到的赋值分数最高的3株生防菌株5YN8、XZ231与7Ze3进行温室防效验证,发现它们对半夏软腐病防治效果分别为85.01%、79.55%和79.62%。通过16S rRNA基因测序比对发现5YN8为贝莱斯芽胞杆菌(Bacillus velezensis),XZ231和7Ze3均为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)。[结论]5YN8、XZ231与7Ze3三株生防菌株能够有效防治半夏软腐病,具有潜在的应用价值。

关键词：半夏软腐病生防菌筛选菌种鉴定防治效果

贝莱斯芽胞杆菌5YN8生物被膜在防治番茄灰霉病过程中的功能研究

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中国生物防治学报 2022年第5期38卷 1223-1230页

作者：司方洁任金瑶黄涛祥俞仪阳郭坚华蒋春号南京农业大学植物保护学院南京210095

番茄灰霉病是由灰葡萄孢菌Botrytis cinerea引起的番茄上重要的土传病害之一,危害番茄果实、叶、茎等部位,严重制约番茄的安全生产,微生物菌剂的施用被认为是防治该病害的有效措施。前期研究发现贝莱斯芽胞杆菌5YN8能够显著防治番茄灰霉... 详细信息

番茄灰霉病是由灰葡萄孢菌Botrytis cinerea引起的番茄上重要的土传病害之一,危害番茄果实、叶、茎等部位,严重制约番茄的安全生产,微生物菌剂的施用被认为是防治该病害的有效措施。前期研究发现贝莱斯芽胞杆菌5YN8能够显著防治番茄灰霉病,本研究通过构建相关基因突变体,探究生物被膜在5YN8防病过程中的作用,结果显示生物被膜增强突变体具有更致密的褶皱,而减弱突变体生物被膜光滑。进一步研究发现,菌株5YN8及其突变体处理14 d后,生物被膜减弱突变显著减少细菌在叶面的定殖,而增强突变则提升其定殖。另外,生物被膜减弱突变体防病效果显著降低,?spo0A对灰霉病防效仅为16.02%,而生物被膜增强突变体?abrB、?sinR防病效果显著增强,分别达80.77%、78.94%。相关性分析表明,5YN8的抑菌率、叶面定殖与其防效显著正相关。综合结果表明,5YN8生物被膜的形成依赖保守基因的调控,通过改变生防菌定殖及抑菌能力影响对番茄灰霉病防效。上述研究将为生防菌5YN8的功能修饰增强及在番茄灰霉病的应用提供理论基础。

关键词：番茄灰霉病贝莱斯芽胞杆菌生物防治生物被膜定殖

葡萄汁有孢汉逊酵母对采后草莓灰霉病抗性诱导机理研究

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园艺学报 2019年第7期46卷 1290-1302页

作者：窦国霞蒋春号郭虹娜刘佳贺沁玉肖红梅南京农业大学食品科技学院南京210095 南京农业大学植物保护学院南京210095

以采后‘红颜’草莓果实为试验材料,通过接种葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)、灰葡萄孢(Botrytis cinerea)、先接种H. uvarum后挑战接种B. cinerea来探究H. uvarum对草莓采后灰霉病的生防效果及对草莓抗性诱导的相关机理。... 详细信息

以采后‘红颜’草莓果实为试验材料,通过接种葡萄汁有孢汉逊酵母(Hanseniaspora uvarum)、灰葡萄孢(Botrytis cinerea)、先接种H. uvarum后挑战接种B. cinerea来探究H. uvarum对草莓采后灰霉病的生防效果及对草莓抗性诱导的相关机理。结果显示,H. uvarum可短时间内在果实伤口部位定殖并大量繁殖,对草莓灰霉病有较好的防治效果,果实病斑直径显著减小。基因表达结果显示,先接种H. uvarum后挑战接种B. cinerea处理草莓果实的水杨酸(Salicylic acid)信号通路相关基因PR1、PR5、GLU、WRKY1、NPR1和PAL表达丰度在接种后12~24 h内显著上调,并高于H. uvarum和B. cinerea单独处理,但对茉莉酸(Jasmonic acid)信号通路标志基因PDF1和JAR1无影响;先接种H. uvarum后挑战接种B. cinerea处理可以短时间内提升草莓果实抗性相关酶SOD、APX、CAT和PAL的活性;接种H. uvarum可以延缓果实冷藏期间的劣变速度,维持较高的品质。

关键词：草莓灰霉病采后葡萄汁有孢汉逊酵母诱导抗病性水杨酸信号通路

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现代农业视角下产学研合作教育模式探索

高等农业教育 2018年第5期 19-22页

作者：付鹏蒋春号赵瑞郭坚华南京农业大学江苏南京210095

对国内外农业领域产学研合作教育模式、新形势下我国农业领域产学研合作存在的影响因素进行具体分析。利用课题组创建的"有益微生物驱动的全程有机/绿色种植体系",以及在积极推动其规模化应用过程中与农资企业、有机农场合作培养研究生... 详细信息

对国内外农业领域产学研合作教育模式、新形势下我国农业领域产学研合作存在的影响因素进行具体分析。利用课题组创建的"有益微生物驱动的全程有机/绿色种植体系",以及在积极推动其规模化应用过程中与农资企业、有机农场合作培养研究生的案例,阐明产学研合作教育模式对培养相关领域人才的重要性及方式方法;从农业领域科技成果创新性应用和推广、产学研合作过程中的人才培养方案、实验实践教育、社会服务教育等角度出发,创新性建立新形势下我国农业领域产学研合作教育新模式——"在校在农产学研融合互动模式",以期为我国新型农业教育提供可复制的模式。

关键词：产学研合作有机农业融合互动