【目的】甘蔗鞭黑粉菌引起的甘蔗黑穗病是甘蔗上最严重的系统性真菌病害,对全球甘蔗生产造成严重的损失。然而,该病原菌的致病机制在很大程度上仍然未知,对甘蔗鞭黑粉菌致病性调控机制的研究将有助于开发新的病害防治策略。【方法】利用农杆菌T-DNA介导的CRISPR-Cas9基因插入突变及回补系统分别在甘蔗鞭黑粉菌两个不同的交配型担孢子中构建水杨酸感知调节因子SsRss1的敲除株和回补株。通过对细胞表型观察、生长速度、压力应激、水杨酸耐受性、有性配合以及致病的检测,明确SsRSS1基因在甘蔗鞭黑粉菌重要生物过程中的功能。【结果】SsRss1是一个具有保守锌簇DNA结合结构域的GAL4样转录因子,受水杨酸诱导表达;敲除SsRss1编码基因SsRSS1不影响甘蔗鞭黑粉菌单倍体担孢子的细胞形态、体外生长速率及有性配合能力,但降低了单倍体担孢子对水杨酸的耐受力;SsRSS1缺失突变体对甘蔗的侵染率下降约40%,受侵染植株的黑鞭症状形成时间延迟或植未能形成黑鞭;SsRSS1基因缺失不影响植株体内菌丝的形态及冬孢子的形成与萌发。【结论】甘蔗鞭黑粉菌SsRss1参与病原菌对水杨酸的响应并对水杨酸的耐受性和致病性有明显贡献。【创新性】本研究首次报道了甘蔗鞭黑粉菌转录因子SsRss1在致病性调控方面的作用及机制,加深了该病原菌与甘蔗互作机理的认识。
葡萄根结线虫(Meloidogyne vitis)是在云南省葡萄根部发现的一种新的根结线虫种类,该线虫在侵染地高密度存在,已对葡萄造成严重损害。葡萄根结线虫病的发生可能对我国葡萄产业发展构成威胁,为了建立一种快速、可靠的葡萄根结线虫特异性分子检测方法,本研究以葡萄根结线虫核糖体DNA内转录间隔区(ribosomal DNA-internal transcribed spacer,rDNA-ITS)基因片段为靶标,设计筛选葡萄根结线虫种特异性检测引物,通过优化反应体系,并对所设计引物的可靠性、特异性及灵敏性进行检测验证,建立了葡萄根结线虫PCR快速分子检测技术体系。结果表明,优化后的引物最佳退火温度为53℃,该引物能够对不同龄期葡萄根结线虫进行检测;特异性检测结果表明,本研究建立的PCR分子检测技术能够从葡萄根结线虫中扩增获得长度为174 bp的特异性片段,选用的5种非靶标根结线虫则无任何扩增条带,从而将葡萄根结线虫和其他5种非靶标根结线虫有效区分开;灵敏度检测结果表明,该PCR分子检测技术能够有效的检测单头2龄幼虫和10-4头雌虫的DNA;此外,该PCR分子检测技术能够从混合线虫种群中特异性地检测出葡萄根结线虫,并能够有效检测出土壤中的葡萄根结线虫,检测灵敏度为0.5 g土壤中可检测出2头2龄幼虫或一头雄虫。本研究建立的快速、灵敏、特异的PCR分子检测技术可用于葡萄根结线虫单头2龄幼虫的直接鉴定、混合线虫群体中葡萄根结线虫的检测及0.5 g土壤中2头2龄幼虫或一头雄虫的直接检测。本研究建立的PCR分子检测技术能够准确、快速地检测出葡萄根结线虫,将为葡萄根结线虫的发生危害调查和高效绿色防控策略的制定提供技术支撑。
草地贪夜蛾又名秋行军虫,严重危害玉米和水稻等农作物,目前已经入侵我国。昆虫病毒作为生物农药,在控制害虫过程中具有重要的作用。昆虫浓核病毒具有环境友好和高效杀虫等优点,是一种潜在的生物杀虫剂。我们采用多种昆虫细胞系和鳞翅目昆虫幼虫从鹿眼蛱蝶浓核病毒全基因组感染性克隆成功拯救了病毒粒子。采用感染性克隆质粒转染的昆虫细胞系的匀浆物饲喂二龄草地贪夜蛾幼虫,具有致死效应。该浓核病毒感染致死的斜纹夜蛾的匀浆物对二龄草地贪夜蛾的半致死剂量是1.76×108 病毒基因组拷贝, 高于斜纹夜蛾(7.39×107 病毒基因组拷贝)和棉铃虫(9.71×107 病毒基因组拷贝)。这种匀浆物对草地贪夜蛾的半致死时间是6.96 d, 高于斜纹夜蛾(6.18)和棉铃虫(5.94 d)。该病毒能够感染棉铃虫的脂肪体,但是不能感染草地贪夜蛾和斜纹夜蛾的脂肪体。虽然这三种昆虫都对该病毒敏感,但是毒力大小具有差异。鹿眼蛱蝶浓核病毒可以作为控制草地贪夜蛾的潜在的生物杀虫剂。
叶绿体对植物光合作用和生长是必要的。许多基因被鉴定参与调控植物叶绿体发育。然而,在分子水平上这些基因如何调控叶绿体生物合成是未知的。在本研究中,我们分离了一个色素缺乏的突变体ygl2。YGL2编码一个牻牛儿基牻牛儿基还原酶。YGL2的第三外显子有一个碱基突变(T1361G),导致编码产物发生错义突变(L454R)。透射电镜显示,突变体ygl2的叶绿体发育受损。在突变体ygl2中,质体编码基因的表达水平发生显著变化。此外,通过酵母双杂交分析我们发现YGL2与RNA编辑因子MORF8互作。