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南方根结线虫MiSCG5L基因功能的初步研究

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南方根结线虫MiSCG5L基因功能的初步研究

作者：叶梦迪安徽农业大学

学位级别：硕士

根结线虫(Meloidogyne spp.)是农业生产上危害最为严重的植物寄生线虫之一,每年对全球农业造成巨大的经济损失。根结线虫在寄生过程中向寄主植物分泌大量的效应因子,帮助其能够成功寄生与定殖。本论文以本实验室前期筛选出的一个南方根... 详细信息

根结线虫(Meloidogyne spp.)是农业生产上危害最为严重的植物寄生线虫之一,每年对全球农业造成巨大的经济损失。根结线虫在寄生过程中向寄主植物分泌大量的效应因子,帮助其能够成功寄生与定殖。本论文以本实验室前期筛选出的一个南方根结线虫分泌蛋白MiSCG5L为研究对象,利用生物信息学分析、发育表达模式分析、亚细胞定位分析、瞬时表达、基因沉默和植物过表达等手段,初步研究了MiSCG5L蛋白在南方根结线虫寄生过程中的功能,主要得到以下结果:1.对MiSCG5L基因编码蛋白序列进行生物信息学分析,发现该蛋白具有一段19个氨基酸的分泌信号肽,一段7个氨基酸的核定位信号,无跨膜结构域。亚细胞定位分析显示MiSCG5L定位于植物细胞核,发育表达模式分析显示,MiSCG5L在在寄生后3d转录水平是寄生前2龄幼虫的4.6倍,表明MiSCG5L是南方根结线虫分泌的作用于其寄生早期的效应蛋白。2.利用农杆菌介导MiSCG5L在本氏烟草叶片上瞬时表达,发现MiSCG5L能抑制由flg22诱导的活性氧爆发和植物防卫相关基因WRKY7,WRKR8,PTI5,ACRE31,GRAS2的表达,而将MiSCG5L蛋白的核定位信号敲除后,MiSCG5L不能抑制flg22引起的活性氧爆发和植物防卫基因的表达,表明南方根结线虫可能利用MiSCG5L抑制植物的防卫反应,而核定位信号对于MiSCG5L蛋白抑制植物防卫反应的功能有关键作用。3.利用ds RNA介导南方根结线虫2龄幼虫的MiSCG5L基因沉默后接种本氏烟草,根部根结数量下降了26%;利用农杆菌介导构建MiSCG5L的过表达烟草植株,接种MiSCG5L沉默的南方根结线虫2龄幼虫,发现MiSCG5L的过表达能够恢复MiSCG5L沉默后线虫的寄生能力,说明MiSCG5L对南方根结线虫的寄生能力起重要作用。

关键词：南方根结线虫效应蛋白 MiSCG5L in vitro RNAi 过表达

南方根结线虫拮抗放线菌的分离、鉴定与杀线虫活性分析

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中国蔬菜 2015年第4期 41-45页

作者：陈井生朱峰鲁旭鹏刘大伟刘德福段玉玺陈立杰黑龙江省农业科学院大庆分院黑龙江大庆163316 沈阳农业大学植物保护学院北方线虫研究所辽宁沈阳110866 辽宁省植物保护站辽宁沈阳110034

采用稀释分离法从连作大豆根际土壤中分离到1株放线菌H-2,对其进行了形态学特征、培养特征、生理生化特征鉴定及16S rDNA分析,初步鉴定H-2菌株为小链霉菌(Streptomyces parvus)。离体生物测定了小链霉菌H-2菌株发酵培养滤液对南方根结... 详细信息

采用稀释分离法从连作大豆根际土壤中分离到1株放线菌H-2,对其进行了形态学特征、培养特征、生理生化特征鉴定及16S rDNA分析,初步鉴定H-2菌株为小链霉菌(Streptomyces parvus)。离体生物测定了小链霉菌H-2菌株发酵培养滤液对南方根结线虫和小杆线虫的生物活性。结果表明:H-2菌具有较高的选择性杀线虫活性,对南方根结线虫2龄幼虫及其卵囊的孵化具有较好的抑制作用,对土壤中自由生活的小杆线虫毒性微弱;H-2菌株代谢物5倍液处理24 h后,对南方根结线虫2龄幼虫的致死率达74.35%,卵囊孵化抑制率为78.46%,H-2菌株具有较高应用价值。

关键词：放线菌H-2 南方根结线虫杀线虫活性 16S rDNA

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南方根结线虫感知吲哚相关基因及其功能研究

南方根结线虫感知吲哚相关基因及其功能研究

作者：任巧娜云南大学

学位级别：硕士

植物寄生线虫利用头部和尾部的化学感觉神经元进行化学定向的能力对它们的生存至关重要,对于检测宿主的根系分泌物、食物刺激物、食物威慑物和性信息素至关重要。研究根结线虫是如何感知寄主植物分泌的信号化合物,从识别寄主阻断线虫侵... 详细信息

植物寄生线虫利用头部和尾部的化学感觉神经元进行化学定向的能力对它们的生存至关重要,对于检测宿主的根系分泌物、食物刺激物、食物威慑物和性信息素至关重要。研究根结线虫是如何感知寄主植物分泌的信号化合物,从识别寄主阻断线虫侵染是防治根结线虫病害的新途径。但由于根结线虫感知信号的遗传背景知之甚少,导致这方面进展缓慢。通过筛选南方根结线虫与秀丽隐杆线虫同源率高的23个化感基因,利用q RT-PCR发现这些同源基因在线虫被吲哚吸引的过程中,与对照相比相对表达量上调,选出AWC、AWA和ASH神经元上相对表达量明显上调的17个同源基因,克隆了它们的CDS片段进行RNA干扰实验。AWC神经元上同源基因在干扰后,对吲哚的吸引显著下降,而AWA和ASH神经元上同源基因在被干扰后,对吲哚的趋化能力没有影响,由此说明AWC神经元参与对吲哚的调控。通过进一步实验证实,AWC神经元感知吲哚的信号转导途径为:吲哚与受体Mi-STR-193结合,激活G蛋白Mi-GPA-5后,向下激活Mi-ODR-1/Mi-DAF-11,产生c GMP继而产生信号转导打开环腺核苷酸离子通道Mi-TAX-4/Mi-TAX-2。而另一条感知挥发性化合物的神经元AWA不参与对吲哚的感知。进一步研究发现,AWA神经元上基因Mi-odr-10、Mi-odr-7、Mi-gpa-6、Mi-plc-1、Mi-egl-8、Mi-ocr-2和Mi-osm-9和ASH神经元上基因Mi-gpa-11被干扰后,南方根结线虫对番茄的趋化和侵染都有所下降。AWA神经元上感知番茄根系的信号途径为:根系信号与受体Mi-ODR-10结合,激活G蛋白Mi-GPA-6后,向下激活Mi-PLC-1/Mi-EGL-8调控的PLC途径,产生第二信使DAG和IP,激活蛋白激酶PKC产生多不饱和脂肪酸PUFA,继而产生信号转导打开TPRV离子通道Mi-OSM-9/Mi-OCR-2。ASH神经元感知根系的信号通路为:根系信号与ASH上未知的受体结合,激活G蛋白Mi-GPA-11后,向下激活一条未知的磷脂酶途径,产生信号传导打开TPRV离子通道Mi-OSM-9/Mi-OCR-2。合成了南方根结线虫AWC上感知吲哚的受体基因Mi-str-193和G蛋白Mi-gpa-5,AWA上受体基因Mi-odr-10和G蛋白Mi-gpa-6这四个基因的探针,进行DNA-RNA原位杂交,结果显示这四个基因均在南方根结线虫的头部神经元处有杂交信号,说明这四个基因表达在南方根结线虫头部神经元。本研究确定了南方根结线虫感知吲哚的相关信号通路,为研究吲哚对南方根结线虫感知行为影响奠定了基础。并进一步筛选确定了与南方根结线虫感知番茄根系的相关AWA和ASH信号通路,为从干扰根结线虫识别寄主角度去阻断根结线虫对植物寄主的感知和侵染,开发新的根结线虫生防制剂提供了靶点和理论依据。

关键词：南方根结线虫吲哚番茄根系信号感知趋化行为

南方根结线虫和瓜果腐霉菌生防细菌的筛选与应用

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南方根结线虫和瓜果腐霉菌生防细菌的筛选与应用

作者：何亮亮南京农业大学

学位级别：硕士

根结线虫和瓜果腐霉是危害农作物以及蔬菜的重要土传病原物,其寄主广泛,给农业生产造成严重的经济损失。根结线虫藏匿于土壤中,不仅防治困难,而且容易同其它植物病原菌构成复合侵染,从而加快发病速度,导致植物病害防控困难并且加剧土传... 详细信息

根结线虫和瓜果腐霉是危害农作物以及蔬菜的重要土传病原物,其寄主广泛,给农业生产造成严重的经济损失。根结线虫藏匿于土壤中,不仅防治困难,而且容易同其它植物病原菌构成复合侵染,从而加快发病速度,导致植物病害防控困难并且加剧土传性病害的发生严重度。在线虫发生危害严重的田块,我们采集健康植株的根围土壤,并以根围土为实验材料,从中分离并筛选对南方根结线虫具有拮抗作用的生防菌株。采用稀释分离法共分离到457株细菌。通过根结线虫离体拮抗实验,最终获得16株具有拮抗根结线虫效果较好的菌株。选取离体拮抗线虫致死率较高的2株细菌RL3、RL11用于温室盆栽实验。实验结果表明:与对照处理相比,RL3和RL11的发酵液处理番茄植株1周后,均可以降低番茄的根结数,分别减少60.61%和64.08%。同时,RL11对南方根结线虫的繁殖能力具有一定的抑制效果,RL11处理后,番茄根部卵块数较对照处理减少49.83%。田间防效结果表明:细菌RL11处理的番茄植株病情指数均低于清水对照、RL3处理、10%噻唑膦药剂处理。菌株RL11处理的番茄病情指数最低,病情指数为19.88,相对防效为49.85%;RL11具有较好的生防效果。通过对菌株RL11的生理生化分析以及gyrB和16S rRNA基因测序和序列比对,鉴定为 Pseudomonas sp.。为初步探究生防菌RL11对南方根结线虫的防治作用研究,将不同浓度生防菌发酵液处理番茄幼根进行线虫吸引实验,结果表明,生防菌100倍液明显的抑制了线虫在番茄根部的聚集。与对照相比,12h时发酵液处理的番茄根对线虫的侵染抑制效果最好,线虫侵染数量减少68%,其他时间点发酵液处理的番茄幼根较对照处理均显著降低线虫侵染数目。为获得具有高效拮抗南方根结线虫和瓜果腐霉菌活性的生防菌株,将前期已分离出的16株离体拮抗根结线虫效果较好的细菌与多种腐霉菌进行平板拮抗实验,得到抑菌效果明显的2株菌株RL3、RL11。在此基础上,测定生防菌株的抗菌谱,结果表明,菌株RL3、RL11对香蕉枯萎病菌、莲藕腐败病菌、柑桔褐腐疫霉菌、小麦赤霉病菌以及棉花立枯病菌等病原真菌和卵菌也具有明显的平板拮抗效果,初步表明其有一定的广谱性。此外,还测定了 2株生防菌对腐霉菌的抑菌效果,结果显示菌株对多种腐霉具有高效广谱的抗菌效果且菌株发酵液的浓度与抑菌率成正比。温室盆栽结果表明:2株生防细菌处理的黄瓜和番茄植株病情指数均低于对照组,尤其菌株RL11处理的黄瓜和番茄植株病情指数最低,病情指数分别为29.20、28.73;相对防效分别达到42.90%、47.41%。显示出了生防菌株RL11广阔的潜在开发应用前景。

关键词：南方根结线虫瓜果腐霉假单胞菌生物防治

长枝木霉菌株TL16防治南方根结线虫的作用机理

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植物保护学报 2020年第2期47卷 384-393页

作者：李瑞李惠霞谢丙炎卢智琴罗宁甘肃农业大学植物保护学院甘肃省农作物病虫害生物防治工程实验室兰州730070 中国农业科学院蔬菜花卉研究所北京100081

为探明长枝木霉Trichoderma longibrachiatum菌株TL16防治南方根结线虫Meloidogyne incognita的作用机理,采用原生质体转化法获得绿色荧光蛋白(green fluorescent protein,GFP)标记菌株GFP-TL16,通过测定菌株TL16和GFP-TL16对南方根结线虫卵和2龄幼虫(2nd-stage juvenile,J2)的寄生与致死作用,其发酵液对卵孵化的抑制作用和对J2的致死作用,以及菌株GFP-TL16在黄瓜根系的定殖情况和菌株TL16对番茄根结形成的抑制作用来综合分析其作用机理。结果显示:菌株TL16菌丝对南方根结线虫卵无寄生作用,处理19 d后卵降解率为26.33%,致死作用较低;菌株TL16分生孢子悬浮液处理南方根结线虫J2后72 h的致死率为1.65%,且无寄生作用。菌株TL16发酵液处理南方根结线虫J2后48 h的校正死亡率为10.71%,处理卵15 d后对卵孵化的相对抑制率为77.11%。菌株GFP-TL16可定殖于黄瓜根系中,经菌株TL16处理后接种南方根结线虫J2,番茄根结减退率为55.88%。表明长枝木霉菌株TL16可通过抑制根结线虫卵孵化和诱导番茄产生抗病性来防治根结线虫病。

关键词：长枝木霉南方根结线虫作用机理诱导抗性

不同类型烟草新品种(系)对南方根结线虫的抗性鉴定

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烟草科技 2017年第11期50卷 22-26页

作者：李梅云焦芳婵曾建敏王丙武宋中邦吴兴富李永平高玉龙李文正云南省烟草农业科学研究院昆明市圆通街33号 650021

为明确烟草新品种(系)对南方根结线虫的抗性,在南方根结线虫病圃中对烤烟和白肋烟共42个新品种(系)进行了南方根结线虫的抗性鉴定。结果表明,42个烟草新品种(系)中有7个抗病品种(系),分别为烤烟LJ986、LY30604、贵烟6号、YN116、贵烟2号... 详细信息

为明确烟草新品种(系)对南方根结线虫的抗性,在南方根结线虫病圃中对烤烟和白肋烟共42个新品种(系)进行了南方根结线虫的抗性鉴定。结果表明,42个烟草新品种(系)中有7个抗病品种(系),分别为烤烟LJ986、LY30604、贵烟6号、YN116、贵烟2号、CF226和白肋烟27018,占鉴定材料总数的16.67%;有26个中抗品种(系),占鉴定材料总数的61.90%;有8个中感品种(系),占19.05%;1个感病品种(系),占2.38%。其中,中抗品种(系)所占比例最高,无高抗、高感品种(系)。

关键词：烟草南方根结线虫抗性鉴定品种(系)

南方根结线虫在河北日光温室黄瓜上的种群动态

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河北农业大学学报 2016年第5期39卷 87-91页

作者：李秀花马娟高波王容燕陈书龙河北省农林科学院植物保护研究所/河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心/农业部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室河北保定071000

为明确蔬菜南方根结线虫（Meloidogyne incognita）在日光温室中的种群动态,对河北一年两茬日光温室黄瓜土壤中及根系上的线虫数量进行了系统调查。结果表明,在土壤中一年四季均可检测到2龄幼虫（J2）和卵。土壤中J2和卵的数量在7月中... 详细信息

为明确蔬菜南方根结线虫（Meloidogyne incognita）在日光温室中的种群动态,对河北一年两茬日光温室黄瓜土壤中及根系上的线虫数量进行了系统调查。结果表明,在土壤中一年四季均可检测到2龄幼虫（J2）和卵。土壤中J2和卵的数量在7月中旬作物收获时达到高峰（450.1条/100mL土和333.4粒/100mL土）,在7月19日—9月14日作物休闲季节均呈下降趋势,12月下旬秋冬茬作物收获时分别达到30.3条/100 mL和176粒/100mL土。对冬春茬黄瓜,J2大量侵入期在3~5月,高峰期在3月下旬;3龄幼虫发生高峰期在4月下旬和5月中下旬;4龄幼虫发生高峰期在5月中旬和6月中下旬;根结数量在6月中下旬达到高峰。对秋冬茬黄瓜,J2和3龄幼虫发生高峰期均在10月中旬;4龄幼虫发生高峰期在10月下旬;12月下旬根系内雌虫数量和根结数量在秋冬茬黄瓜收获时达到高峰期。对一年两茬日光温室黄瓜,根结线虫对冬春茬的危害重于秋冬茬。

关键词：南方根结线虫种群动态侵染黄瓜日光温室

‘红根甘肃桃1号’抗南方根结线虫活性物质分析

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果树学报 2020年第2期37卷 254-263页

作者：刘扩展王力荣朱更瑞方伟超李勇曹珂中国农业科学院郑州果树研究所

【目的】探讨‘红根甘肃桃1号’抗南方根结线虫的生理机制。【方法】选取对南方根结线虫免疫的‘红根甘肃桃1号’、高抗的‘白根甘肃桃1号’、高感的‘贝蕾’以及‘红根甘肃桃1号’与‘贝蕾’的回交群体BC1为试验材料,采用广泛靶向代谢... 详细信息

【目的】探讨‘红根甘肃桃1号’抗南方根结线虫的生理机制。【方法】选取对南方根结线虫免疫的‘红根甘肃桃1号’、高抗的‘白根甘肃桃1号’、高感的‘贝蕾’以及‘红根甘肃桃1号’与‘贝蕾’的回交群体BC1为试验材料,采用广泛靶向代谢组技术测定样品间的代谢组成分,并利用转录组分析了黄酮醇合成途径关键基因在‘红根甘肃桃1号’与‘贝蕾’中的表达。【结果】在不同样品间,共检出17类、427种代谢产物,比较这些物质在BC1亲本和抗/感病混合池材料以及‘红根甘肃桃1号’和‘白根甘肃桃1号’种质间的含量变化,鉴定出4种差异的代谢物质,其中甲基槲皮素O-己糖苷的相对含量在‘红根甘肃桃1号’中是‘白根甘肃桃1号’的31.15倍。转录组分析表明,黄酮醇合成酶基因在不同抗性种质间表达有明显差异,其关键基因为Prupe.1G502300。【结论】差异代谢物质甲基槲皮素O-己糖苷可能作为一种重要的抗线虫物质,参与了‘红根甘肃桃1号’对南方根结线虫的免疫反应,该研究为解析‘红根甘肃桃1号’抗根结线虫的生理和分子机制奠定理论基础。

关键词： ‘红根甘肃桃1号’ 南方根结线虫代谢产物甲基槲皮素O-己糖苷候选基因

南方根结线虫内生细菌多样性和传递方式的研究

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南方根结线虫内生细菌多样性和传递方式的研究

作者：杨桂芳云南大学

学位级别：硕士

根结线虫（Root-knot nematode）是世界范围内危害性最高的植物寄生线虫,可侵染3000多种植物,其中,南方根结线虫（Meloidogyne incognita）是危害性最高的根结线虫。越来越多的研究表明内生细菌在宿主的生长发育和繁殖等方面发挥着重要... 详细信息

根结线虫（Root-knot nematode）是世界范围内危害性最高的植物寄生线虫,可侵染3000多种植物,其中,南方根结线虫（Meloidogyne incognita）是危害性最高的根结线虫。越来越多的研究表明内生细菌在宿主的生长发育和繁殖等方面发挥着重要作用。目前,对于***是否存在着内生细菌还不清楚。为了回答这一问题,本论文运用高通量16S r RNA基因测序和纯培养两个方法来研究***不同组织的内生细菌群落。根据高通量测序和纯培养两个方法,本论文发现在门的分类水平上,变形菌门、厚壁菌门、拟杆菌门多样性最丰富,在此水平,两种方法得到的多样性差异最小。在属的分类单元,两种方法的结果差异性较大。在卵的样品中,纯培养方法分离得到芽胞杆菌属最丰富,而高通量测序同样检测到芽胞杆菌属,但鞘脂单胞菌属和短波单胞菌属最为丰富。在雌虫样品中,纯培养方法显示肠杆菌属最为丰富,而高通量测序结果表明肠杆菌属、假单胞菌和气单胞菌属多样性最大。在性腺的样品中,纯培养的方法仅分离到隶属于厚壁菌门芽胞杆菌属的蜡样芽胞杆菌,而高通量测序同样检测到芽胞杆菌属,但乳酸菌属和不动杆菌属是最为丰富的两个属。基于纯培养结果,我们利用荧光原位杂交（FISH）方法探究***内共生细菌可能存在的传递方式。结果表明,在***内共生细菌中,蜡样芽胞杆菌以垂直传递的方式通过性腺从雌虫传递到卵中。最后,我们用抗生素抑制卵的部分内生细菌以探究对其发育的影响。结果表明,***卵部分内生细菌被抑制后,卵的发育被延缓,提示内生菌参与了***的生理功能综上所述,***存在内生细菌,并且多样性丰富。部分***内共生细菌通过垂直传播的方式传递到下一代。研究内生细菌在***生理功能的作用的可为根结线虫的防治找到一个新的途径。

关键词：南方根结线虫内生细菌多样性传递方