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亚洲镰刀菌二型肌球蛋白合成基因RNAi片段功能鉴定与植物表达载体的构建

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亚洲镰刀菌二型肌球蛋白合成基因RNAi片段功能鉴定与植物表达载体...

作者：解制怡华中农业大学

学位级别：硕士

小麦是世界上重要的粮食作物之一。由亚洲镰刀菌引起的小麦赤霉病(Fusariu m Head Blight,FHB),在我国的发病面积大、危害重,赤霉病流行不仅引起小麦减产甚至绝产,还产生大量危害人畜健康的毒素,影响食品安全。由于小麦赤霉病天然抗病... 详细信息

小麦是世界上重要的粮食作物之一。由亚洲镰刀菌引起的小麦赤霉病(Fusariu m Head Blight,FHB),在我国的发病面积大、危害重,赤霉病流行不仅引起小麦减产甚至绝产,还产生大量危害人畜健康的毒素,影响食品安全。由于小麦赤霉病天然抗病资源匮乏,抗赤霉病小麦品种培育进展缓慢,因此筛选鉴定抗赤霉病新资源,对于培育抗赤霉病新品种具有重要意义。本研究采取Gateway方法构建了不同亚洲镰刀菌关键生长基因的真菌表达载体,通过RNAi在转录后水平抑制靶基因的表达,筛选能抑制赤霉菌生长发育的片段;并构建了小麦表达载体,为培育抗赤霉病小麦品种提供新材料和依据。1.亚洲镰刀菌二型肌球蛋白合成基因(My2)RNAi片段的分析与鉴定。将Myo 2基因的编码区域共分为15个片段,通过引物将各个片段扩增,并在两端加上attB1/attB2位点。利用BP重组酶与中间载体pDON-201(含有attP1/attP2位点)进行重组,获得BP入门载体。再将入门载体与pSXSH-RNAi载体(含有attR1/attR2位点)利用LR重组酶重组,最终获得具有茎环结构的真菌RNA干扰载体,其中正义链和反义链之间存在一个长度为177 bp的内含子。随后将RNAi干扰表达载体通过PEG介导的原生质体转化,导入亚洲镰刀菌5035菌株,经过同源重组定点整合到其基因组的PLS位点;抗性筛选和表型鉴定发现,转化子Myo2-5、Myo2-6、M yo 2-7、Myo 2-9、Myo 2-12、Myo 2-13、Myo 2-14七个片段菌丝形态和野生型亚洲镰刀菌5035相比有显著差异,菌丝扩展缓慢,气生菌丝稀疏,生长速率受到抑制,说明在这七个片段可有效干扰Myo2基因表达;小麦单花接种所有菌株的结果表明,8 个片段的转化子Myo 2-4、Myo2-5、Myo2-6、Myo 2-8、Myo2-10、Myo 2-12、Myo 2-13和Myo 2-14的致病力显著低于野生型菌株5035;实时荧光定量PCR分析表明,所有RNAi片段的转化子的Myo 2基因表达均显著低于野生型菌株,但是不同片段的干扰效率不同,其中Myo2-5、Myo 2-6和Myo 2-14的干扰作用最强。2.小麦表达载体的构建。选取本研究鉴定的Myo 2-6和实验室前期研究筛选的RNAi片段Chs 7-4,PKC-5,Chs3b-5和Gls-6,与不同组成型及组织特异启动子一起,构建了适用于小麦基因枪和农杆菌介导转化的表达载体;同时构建含不同链接短肽的多基因小麦表达载体,用于小麦遗传转化。

关键词： Myo 2 RNAi 亚洲镰刀菌原生质体转化植物表达载体 Gateway

小麦赤霉病穗组织中亚洲镰刀菌定量分析及其在品种(系)抗性评价中的应用

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麦类作物学报 2014年第1期34卷 132-136页

作者：史文琦高振兴杨立军汪华曾凡松向礼波龚双军喻大昭湖北省农业科学院植保土肥研究所农作物重大病虫草害防控湖北省重点实验室湖北武汉430064 泰州出入境检验检疫局江苏泰州225300

为探明小麦穗中亚洲镰刀菌Fusarium asiaticum积累菌量与品种赤霉病抗性的关系,并探讨该菌定量分析方法在品种抗性评价中的应用价值,用TaqMan探针实时荧光定量PCR法对接种5d和10d后的9个小麦品种(系)穗组织中的*** DNA进行测定,并与相... 详细信息

为探明小麦穗中亚洲镰刀菌Fusarium asiaticum积累菌量与品种赤霉病抗性的关系,并探讨该菌定量分析方法在品种抗性评价中的应用价值,用TaqMan探针实时荧光定量PCR法对接种5d和10d后的9个小麦品种(系)穗组织中的*** DNA进行测定,并与相应品种(系)田间抗性调查结果进行比较。结果表明,在*** DNA定量检测中,Taq Man探针实时PCR技术具有高度的稳定性和可重复性。小麦品种间***含量差异显著,接种10d后比接种5d后的DNA检测结果更能真实地反映不同品种(系)之间抗性水平的差异。在田间表现中抗水平的品种(系)之间接种10d后***含量也有显著差异。与田间鉴定结果比较,定量分析具有较好的区分作用。

关键词：小麦赤霉病亚洲镰刀菌分子定量分析抗性评价

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禾谷镰刀菌和亚洲镰刀菌的寄主适应性研究

现代食品科技 2024年

作者：高美玲李春盈大连工业大学食品学院西北农林科技大学植物保护学院河南省农业科学院小麦研究所

该文研究了不同地域来源禾谷镰刀菌和亚洲镰刀菌对小麦、玉米和水稻三种寄主植物的适应性。结果表明，来自湖北、安徽、江苏、河北的禾谷镰刀菌产毒基因型均为15ADON型菌株，而来自湖北、安徽、江苏、福建的亚洲镰刀菌产毒基因型均为3A... 详细信息

该文研究了不同地域来源禾谷镰刀菌和亚洲镰刀菌对小麦、玉米和水稻三种寄主植物的适应性。结果表明，来自湖北、安徽、江苏、河北的禾谷镰刀菌产毒基因型均为15ADON型菌株，而来自湖北、安徽、江苏、福建的亚洲镰刀菌产毒基因型均为3ADON型。将不同地域来源菌株以小麦秸秆粉末（WA）、玉米秸秆粉末（MA）和水稻秸秆粉末（RA）为培养基质分别在25℃和15℃条件下培养，发现各菌株在WA中的生长速率最大，然而在MA和RA中的生长速率均显著下降。与WA相比，禾谷镰刀菌和亚洲镰刀菌在25℃分别下降为25.75%和35.06%(MA),25.88%和24.97%(RA)，在15℃分别下降为23.01%和25.22%(MA),27.16%和23.71%(RA)。在小麦秸秆（WS）、玉米秸秆（MS）和水稻秸秆（RS）产子囊壳生物量进行比较，观察到WS是两种菌株产子囊壳的最适宜寄主，同时发现禾谷镰刀菌对MS适应性高于RS，而亚洲镰刀菌对RS适应性高于MS。该研究结果表明，禾谷镰刀菌和亚洲镰刀菌对上述三种寄主植物的适应性不同，相关研究结果可为源头控制粮食赤霉病发生和降低镰刀菌毒素污染提供理论指导。

关键词：禾谷镰刀菌亚洲镰刀菌毒素化学型寄主适应性

长江中下游地区亚洲镰刀菌NX-2毒素群体的检测

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植物保护 2016年第2期42卷 192-197页

作者：罗文张昊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

由禾谷镰刀菌复合种(Fusarium graminearum species complex,FGSC)引起的麦类赤霉病,是农业生产上的重要病害。为明确中国长江中下游冬小麦主产区小麦赤霉病菌种的构成及其地理分布,对2008年从江苏、浙江和湖北3省采集的656株小麦赤霉... 详细信息

由禾谷镰刀菌复合种(Fusarium graminearum species complex,FGSC)引起的麦类赤霉病,是农业生产上的重要病害。为明确中国长江中下游冬小麦主产区小麦赤霉病菌种的构成及其地理分布,对2008年从江苏、浙江和湖北3省采集的656株小麦赤霉病菌株进行了分类鉴定。结果显示,其中558个菌株为亚洲镰刀菌(Fusarium asiaticum),98个菌株为禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum sensu stricto),表明中国长江中下游冬小麦主产区小麦赤霉病的主要致病菌是亚洲镰刀菌。选择亚洲镰刀菌(***)为研究对象,通过PCR-RFLP的方法对其进行产NX-2毒素菌株的检测。结果没有检测到产NX-2毒素菌株,表明中国长江中下游冬小麦主产区并未出现NX-2毒素群体。本研究旨在了解NX-2毒素群体在中国长江中下游地区的地理分布,为进一步研究麦类赤霉病菌群体遗传多样性和演化趋势奠定基础,为麦类赤霉病的防治和毒素污染的控制提供理论依据。

关键词：小麦赤霉病亚洲镰刀菌 NX-2

尖孢镰刀菌和亚洲镰刀菌对杀菌剂氰烯菌酯的抗药性调控机制研究

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尖孢镰刀菌和亚洲镰刀菌对杀菌剂氰烯菌酯的抗药性调控机制研究

作者：刘华琪淮阴工学院

学位级别：硕士

镰刀菌能引起许多严重危害作物生产的世界性病害,其中包括由尖孢镰刀菌引起的枯萎病、根腐病,和亚洲镰刀菌引起的小麦赤霉病等,在农业生产上造成了严重的产量损失和经济损失。目前,农业生产上的许多重要镰刀菌病害仍以化学防治为主。杀... 详细信息

镰刀菌能引起许多严重危害作物生产的世界性病害,其中包括由尖孢镰刀菌引起的枯萎病、根腐病,和亚洲镰刀菌引起的小麦赤霉病等,在农业生产上造成了严重的产量损失和经济损失。目前,农业生产上的许多重要镰刀菌病害仍以化学防治为主。杀菌剂氰烯菌酯对镰刀菌属,特别是亚洲镰刀菌和串珠镰刀菌具有强烈的抑制活性。实验室研究表明,亚洲镰刀菌对氰烯菌酯具有中等抗药性风险,为了延缓镰刀菌对氰烯菌酯的抗药性,本文通过研究亚洲镰刀菌和尖孢镰刀菌对氰烯菌酯的抗药性调控机制,筛选出可能参与氰烯菌酯抑菌活性及抗性调控相关的关键基因及途径,为后续开发防治小麦赤霉病及作物枯萎病的新型杀菌剂提供参考。1.为了研究尖孢镰刀菌对氰烯菌酯的天然抗药性,本研究通过对1μg·m L氰烯菌酯处理后的尖孢镰刀菌抗性菌株Fo II5、Fo1st和敏感菌株Fo3＿a的转录组分析,结果发现多种氧化还原途径中基因表达上调,特别是硝酸盐还原酶NADPH、亚硝酸盐还原酶NADH、2,4-二烯酰辅酶A还原酶NADPH2等以及MFS转运蛋白的表达上调增强了抗性菌株代谢药物、转运药物及增加能量供给以增强耐药性的分子机制。而与RNA解旋酶、核糖体生物合成以及几丁质酶等相关基因显著下调表达。因此推断氰烯菌酯通过干扰RNA代谢,影响核糖体生物合成等途径来抑制尖孢镰刀菌菌丝生长。2.为了研究亚洲镰刀菌高抗药菌株对氰烯菌酯的抗性调控机制,以亚洲镰刀菌敏感菌株H1为出发菌株,通过基因组片段同源重组及原生质体遗传转化方法构建了Fa Myo5马达结构域K216N、S217P、E420G点突变的高抗药菌株HA、HC、H1R,经过PCR鉴定及测序正确后为后续实验奠定基础。3.本研究测定了1μg·m L和10μg·m L氰烯菌酯处理后的点突变抗性菌株HA,HC,H1R和敏感菌株H1S的转录组。结果显示抗性菌株在未用氰烯菌酯处理条件下与敏感菌株相比,氨转运蛋白MEP1、MEP2,铜胺氧化酶等表达显著上调,铁载体转运蛋白mir B,苯酚-2-单加氧酶等表达显著下调;抗性菌株在氰烯菌酯处理下与敏感菌株相比,罗斯曼折叠NAD（P）(+)结合蛋白、依赖锌的醇脱氢酶以及水解酶FUB4等表达显著下调;并且发现ABC型多药转运蛋白、嘌呤核苷渗透酶、OPT寡肽转运蛋白和YRO2样细胞膜蛋白等在抗性菌株和敏感菌株中表达均显著下调。因此推断氰烯菌酯也可以通过干扰嘌呤及寡肽的转膜运输,影响核酸和蛋白质的生物合成从而抑制亚洲镰刀菌菌丝生长。

关键词：尖孢镰刀菌亚洲镰刀菌氰烯菌酯抗药性调控机制抑菌活性

江苏省水稻赤霉病病原菌分离鉴定与致病力分析

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植物保护学报 2022年第6期49卷 1612-1619页

作者：陈祥祥吴季荣武德亮徐剑宏史建荣董飞江苏大学食品与生物工程学院镇江212013 江苏省农业科学院农产品质量安全与营养研究所农业农村部农产品质量安全控制技术与标准重点实验室农业农村部农产品质量安全风险评估实验室江苏省现代粮食流通与安全协同创新中心南京210014

为明确江苏省水稻赤霉病的病原菌组成及致病特征,于2018—2019年从江苏省13个市41个县区采集341份水稻样品,采用组织分离法对病原菌进行分离纯化,基于翻译延伸因子(translation elongation factor-1α,TEF-1α)序列分析对分离菌株进行鉴... 详细信息

为明确江苏省水稻赤霉病的病原菌组成及致病特征,于2018—2019年从江苏省13个市41个县区采集341份水稻样品,采用组织分离法对病原菌进行分离纯化,基于翻译延伸因子(translation elongation factor-1α,TEF-1α)序列分析对分离菌株进行鉴定,通过TRI11基因序列鉴定及产毒力测定对其产毒化学型进行分析,并按照柯赫氏法则对其致病力进行验证。结果显示,从水稻样品中共分离获得病原菌392株,其中亚洲镰刀菌Fusarium asiaticum为385株,禾谷镰刀菌***为7株。亚洲镰刀菌分为3-乙酰化脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-acetyldeoxynivalenol,3ADON)化学型和雪腐镰刀菌烯醇(nivalenol,NIV)化学型菌株,分别占亚洲镰刀菌总菌株数的66.8%和33.2%;禾谷镰刀菌均为(15-acetyldeoxynivalenol,15ADON)化学型。产3ADON的亚洲镰刀菌在全省范围内为优势群体,而产15ADON的禾谷镰刀菌仅在淮北地区被发现;产NIV的亚洲镰刀菌对水稻的致病性要显著高于产3ADON的亚洲镰刀菌。不同产毒化学型亚洲镰刀菌对水稻均有一定致病性,但NIV化学型亚洲镰刀菌对水稻的致病力最强。

关键词：水稻赤霉病禾谷镰刀菌亚洲镰刀菌产毒化学型致病性

甜瓜新镰刀菌果腐病病原菌Fusarium asiaticum的生物学特性研究及抗病品种筛选

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中国瓜菜 2023年第6期36卷 16-22页

作者：郝芳敏臧全宇丁伟红马二磊黄芸萍王毓洪宁波市农业科学研究院浙江宁波315040

由镰刀菌属引起的甜瓜果腐病是全球甜瓜生产的重要真菌性病害之一,2020年从浙江宁海发病甜瓜上分离获得一株亚洲镰刀菌(Fusarium asiaticum)Fa-25,可引起浙江省的甜瓜果腐病,为明确该亚洲镰刀菌的生物学特性,开展Fa-25的最适生长条件和... 详细信息

由镰刀菌属引起的甜瓜果腐病是全球甜瓜生产的重要真菌性病害之一,2020年从浙江宁海发病甜瓜上分离获得一株亚洲镰刀菌(Fusarium asiaticum)Fa-25,可引起浙江省的甜瓜果腐病,为明确该亚洲镰刀菌的生物学特性,开展Fa-25的最适生长条件和致病力的探究。结果表明,亚洲镰刀菌Fa-25的最适生长温度为28℃,比较适合的碳源为葡萄糖和乳糖,比较适合的氮源为KNO3、甘氨酸、亮氨酸和丙氨酸,尿素则不利于生长。该病原菌喜光,菌丝致死温度为35℃,最适的pH为6。利用亚洲镰刀菌Fa-25对瓜类果实进行刺伤接种,筛选到柏格、HXC12和P80这3个较抗的甜瓜材料。此外,Fa-25还可对西瓜和黄瓜产生致病力。

关键词：甜瓜果腐病亚洲镰刀菌生物学特性刺伤接种

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小麦赤霉病生防菌的筛选及其田间防效研究

中国农业科技导报 2020年第1期22卷 67-77页

作者：周红姿周方园赵晓燕吴翠霞张广志苑伟伟吴晓青谢雪迎范素素张新建齐鲁工业大学(山东省科学院)生态研究所山东省应用微生物重点实验室济南250103 泰安市农业科学研究院山东泰安271000 山东蔚蓝生物科技有限公司山东滨州251700

为了减少化学农药的使用并建立小麦赤霉病的高效生防技术,从各地小麦赤霉病发病穗部分离筛选到1株对小麦赤霉病具有高拮抗活性的细菌Z54,对该菌株进行菌株鉴定、室内抑菌测定、盆栽防病试验和田间小区防治试验。经分子生物学鉴定结合形... 详细信息

为了减少化学农药的使用并建立小麦赤霉病的高效生防技术,从各地小麦赤霉病发病穗部分离筛选到1株对小麦赤霉病具有高拮抗活性的细菌Z54,对该菌株进行菌株鉴定、室内抑菌测定、盆栽防病试验和田间小区防治试验。经分子生物学鉴定结合形态学分析,将该菌株鉴定为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)。平板对峙结果显示,Z54菌株对亚洲镰刀菌(Fusarium asiaticum)P2的菌丝抑制率达到70.13%;Z54菌株发酵液与亚洲镰刀菌P2在PDA上共培养结果显示,Z54菌株对P2的抑制率达到100%。盆栽防病试验显示,Z54菌株的菌体和菌株发酵液对小麦赤霉病的防治效果分别为78.57%和77.95%。田间小区试验显示,菌体与菌株发酵液对小麦赤霉病的防治效果分别为73.63%和75.82%。研究结果表明,枯草芽胞杆菌Z54菌株对亚洲镰刀菌引起的小麦赤霉病具有较好的防治效果,开发应用前景广阔。

关键词：枯草芽胞杆菌亚洲镰刀菌小麦赤霉病生物防治

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一种快速检测小麦赤霉病菌种类的方法

河南农业科学 2017年第1期46卷 88-92页

作者：张林张梦雅康健闫红飞刘大群河北农业大学植物保护学院/国家北方山区农业工程技术研究中心/河北省农作物病虫害生物防治工程技术研究中心河北保定071000

为建立一种能够快速、简便和准确检测我国小麦赤霉病菌种类的方法,直接采用发病麦穗快速提取DNA,并结合特异性分子标记对采自我国的小麦赤霉病菌种类进行快速检测。该检测方法成功实现了对小麦赤霉病菌基因组DNA的快速提取和特异性分子... 详细信息

为建立一种能够快速、简便和准确检测我国小麦赤霉病菌种类的方法,直接采用发病麦穗快速提取DNA,并结合特异性分子标记对采自我国的小麦赤霉病菌种类进行快速检测。该检测方法成功实现了对小麦赤霉病菌基因组DNA的快速提取和特异性分子标记检测,通过对河北、河南、江苏、安徽四省41份样本的检测验证,结果显示,安徽合肥与江苏南京地区的18份材料均为亚洲镰刀菌(Fusarium asiaticum),河北安新与赵县地区的12份材料均为禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum),而河南地区的11份材料中2种致病菌株均有出现,检测结果与已经报道的这2种致病菌的地区分布情况一致。该方法不仅可以达到传统方法(CTAB法提取DNA)的效果,而且与之相比还具有快速、简便的优点,可用于小麦赤霉病菌群体结构和地区分布情况的研究。

关键词：小麦赤霉病菌快速检测禾谷镰刀菌亚洲镰刀菌