尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种的磷酸化应激诱导蛋白1(FoSTIP1)基因的克隆及表达分析
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香蕉枯萎病菌4号生理小种cat1基因敲除与表型分析
2 中国热 带农 业科 学院热 带 生物技 术研 究所 ,海 南海 1生物技 术重 点 实验 室 ,海 南海 口 5 7 l 1 0 1
摘 要 前期 蛋 白质 组 学 研 究 发 现尖 孢 镰 刀 菌 古 巴专 化 型 4号 生理 小 种 ( F o e 4 ) 中 的过 氧 化 氢 酶 1 ( c a r 1 ) 基 因 受 到
巴西 蕉诱 导 上 调 表 达 ,为 研 究 c a r l基 因 在 F o c 4侵 染 香 蕉 过 程 中 的 作 用 ,利 用 同源 重 组 方 法 敲 除 F o c 4的 c a r l 基
因 ,并 对 获 得 的敲 除 突 变 体 开 展 表 型 分 析 和 致 病 性 测 定 。结 果 表 明 :c a r l基 因 缺 失 对 F o c 4的菌 丝 、孢 子 形 态 、
热 带作 物 学 报 2 0 1 7 ,3 8 ( 2 ) :3 3 5 — 3 4 2
C h i n e s e J o u r n a l o f T r o p i c a l Cr o p s
香蕉枯萎病菌 4号生理小种 c a t l基 因敲除 与表 型 分 析
王小琳 1 , 2 , 3 ,李 春 强 . 一 ,杨 景 豪 一 ,李 文 彬 , 一 ,孙建 波 , v ,彭 明 ,
1 Ha / t mn Un i v e r s i t y ,Ha i k o u , a i l Z O g Z 5 7 0 2 2 8 ,C hi n a
2 I n s t i t u t e o f T r o p i c a l B i o s c i e n c e a n d B i o t e c h n o l o g y ,C h i n e s e A c a d e m y o f T r o p i c a l A g r i c u l t u r a l S c i e n c e s ,
尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种红色荧光蛋白基因转化
2
农 热赫 有 入 盏 怂 点 箍 验 v 77 裹 部 摹 林 萼 物侵 测篓 重 荠 实 霎 刚 57 业 农 生 监 与 制 开 室 晤1 1 蹴 带 害 控 放 T 3 J
摘 要
采 用 P G C C, 导 的 原 生 质 体 转 化 体 系 .成 功 地 将 红 色 荧 光 蛋 白基 因D R d转 入 到 尖 孢 镰 刀 菌 古 巴 E — a 1介 se
中图分类号 ¥ 3 . :0 8 42 4 7 文献 标 识 码 A
Hale Waihona Puke Re l o e c n r ti n ( R d)T a so ma in d F u r s e t P o en Ge e Ds e r n fr t o
o f Fus rum o y po u f p.c e s r c 4 ai x s r m -s ub n e a e
专 化 型 4号 生 理 小 种 B 菌 株 中 。 在 显 微 镜 下 观 察 连 续 转 接 6代 的 转 化 子 ,结 果 都 可 以观 察 到 很 强 的 红 色 荧 光 . 表 明 D R d基 因 在 转 化 的 B 菌 株 中 能 稳 定 遗 传 。通 过 P R验 证 ,也 表 明 红 色荧 光 蛋 白基 因 D R d已 经 转 入 到 se , C se 尖 孢 镰 刀菌 中 。对 香 蕉 的致 病 力测 定 结 果 表 明 ,转 化 子 与 野 生 型 菌 株 B 相 比没 有 明 显 差 异 。 2 关 键 词 尖 孢 镰 刀菌 古 巴专 化 型 ;D R d s e ;原 生 质 体 转 化 ;致 病 力 ;香 蕉 枯 萎病
sx u c s ie u c l r , t e t n r d l o e e c c u d e b ev d n h o t ie ta so ma t u d r i s c e sv s b u t e h sr g e f r c n e o l b o s r e i t e b a n d r n f r n s n e u o u
香蕉枯萎病拮抗菌的筛选鉴定及其防病效果测定
54卷香蕉枯萎病拮抗菌的筛选鉴定及其防病效果测定杨迪1,杜婵娟1,张晋1,潘连富1,叶云峰2*,付岗1*(1广西农业科学院植物保护研究所/农业农村部华南果蔬绿色防控重点实验室/广西作物病虫害生物学重点实验室,广西南宁530007;2广西农业科学院园艺研究所,广西南宁530007)摘要:【目的】从不同作物的根围土壤中分离筛选香蕉枯萎病菌拮抗菌,对拮抗菌进行鉴定并测定其防病效果,以期为香蕉枯萎病的生物防治提供新的菌种资源。
【方法】以尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种(Fusarium oxysporum f.sp.cubense 4,Foc4)Foc 1402菌株为对象,采用稀释涂布法对不同作物根围土壤中的细菌进行分离,并使用平板对峙法和牛津杯法筛选其中的香蕉枯萎病拮抗菌。
根据细菌菌落形态、生理生化特征结合16S rDNA 序列分析对拮抗菌进行分类鉴定。
使用威廉斯B6香蕉杯苗测定拮抗菌对香蕉枯萎病的盆栽防治效果。
【结果】从不同作物根围分离获得345株细菌,从中筛选获得7株对香蕉枯萎病菌具有较强拮抗活性的菌株,抑菌率最高可达72.65%。
依据形态学观察、生理生化反应和16S rDNA 序列分析结果,菌株Ba02、Ba310、Ba48、Ba62和Ba63被鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens ),菌株Bc11被鉴定为洋葱伯克霍尔德氏菌(Burkholderia cepacia ),菌株Pt05被鉴定为土地类芽孢杆菌(Paenibacillus terrae )。
盆栽试验结果显示,7株拮抗细菌对香蕉枯萎病的防治效果在20.00%~68.89%,其中以菌株Bc11的防治效果最好,为68.89%。
【结论】从不同作物的根围土壤中筛选获得7株对Foc 具有较强拮抗活性的细菌,其中,土地类芽孢杆菌为香蕉枯萎病生防菌家族的新成员。
筛选获得的不同种类拮抗菌可作为研制香蕉枯萎病生防菌剂的候选菌株资源,在后续开发抗病复合菌剂方面具有良好的应用前景。
香蕉抗(耐)枯萎病新品种桂蕉9号的选育及其高产栽培技术
香蕉抗(耐)枯萎病新品种桂蕉9号的选育及其高产栽培技术作者:韦绍龙黄素梅韦莉萍韦弟李朝生覃柳燕田丹丹张进忠周维龙盛风杨柳来源:《南方农业学报》2016年第04期摘要:【目的】选育抗(耐)尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种(FOC4)引起的香蕉枯萎病,且产量、品质性状优良的香蕉新品种,丰富广西抗(耐)枯萎病香蕉品种,为促进广西香蕉产业的健康持续发展提供技术支持。
【方法】采用重病蕉区大田筛选母株,并利用组织培养芽变、盆栽接种病原菌压力选择及大田病区压力选择相结合的方法选育抗(耐)香蕉枯萎病品种,经过品系纯化、品比试验、区域试验、生产试验等,观察其特征特性、抗病性及产量表现等。
【结果】桂蕉9号为巴西蕉芽变异株系,基因型为AAA,属中秆香蕉,全生育期310~350 d;果肉可溶性固形物含量22.3%,总糖含量19.6 mg/100 g,维生素C(Vc)含量16.38 mg/100 g,可滴定酸含量0.43%;果实具有较好的耐贮性,催熟后在室温下可保存3~5 d。
2012~2015年在海南、广东及广西进行种植试验,桂蕉9号对由FOC4引起的枯萎病表现出抗(耐)性,1代及2代香蕉植株的田间发病率为0.95%~52.30%,比对照品种(巴西蕉、桂蕉6号、桂蕉1号)减少7.38%~88.70%(绝对值);1代及2代蕉单株平均产量为19.8~29.6 kg,总产量17001.0~74485.4 kg/ha,比对照品种增产-2.1%~515.5%。
桂蕉9号于2015年6月通过广西农作物品种审定委员会审定。
【结论】桂蕉9号是广西首个自主育成的抗(耐)香蕉枯萎病新品种,适宜在广西、云南、海南等香蕉主产区种植。
关键词:桂蕉9号;香蕉枯萎病;尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种;抗病育种;高产栽培技术中图分类号: S668.103.4 文献标志码:B 文章编号:2095-1191(2016)04-0530-070 引言【研究意义】香蕉枯萎病又称香蕉巴拿马病、黄叶病,是由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp. Cubense,FOC)侵染引起的世界性毁灭性香蕉病害,属于检疫性病害,是香蕉病害中危害最严重的一种土传性、镰刀菌属病害,具有发病迅速、蔓延快、危害严重、危害范围广等特点(Stover,1962;Ploetz and Pegg,2000;徐刚等,2014)。
尖镰孢菌
镰孢属自然条件下分生孢子梗无色,有隔膜或无隔膜,培养条件下,分生孢子梗由菌丝直接分枝产生,极少形成分生孢子座。
分生孢子梗不分枝至多次分枝,顶端为产孢细胞。
产孢细胞内壁芽生瓶梗式产孢,具单个产孢口或多个产孢口。
一般产生两种类型的分生孢子:大型分生孢子微弯或弯曲显著,镰刀形,无色,多隔膜,基部常有一显著的突起称为足胞;小型分生孢子椭圆形、卵形、短圆柱形,无色,单胞或双胞,单生或串生。
瓜类枯萎病症状•瓜类作物枯萎病在黄瓜和西瓜等瓜类作物上的症状相似。
•黄瓜自幼苗期到成株期均可发病,以结瓜期为发病盛期,在长江中下游地区为5~6月。
幼苗发病多表现为出土前的苗腐和出苗后的猝倒。
•成株期枯萎病的典型症状是:初期基部叶片褪绿成黄色斑块,逐渐全叶发黄,随之叶片由下向上凋萎,似缺水症状,中午凋萎,早晚恢复正常,3~5天后,全株凋萎不再恢复。
拔出病根,外表症状不明显,但剖开根后,可见维管柬中有褐变或出现褐色条纹状病变。
•在多雨或高湿环境下,病株基部茎上常产生白色至粉红色的霉层(分生孢子梗和分生孢子)。
•全株凋萎、根系腐烂、茎基部有霉层和维管束变褐色等是黄瓜枯萎病的田间识别特征,据此可将该病和同样引起黄瓜死藤的菌核病和疫病区别开来。
病原物•病原物为尖镰孢Fusarium [fju:'zɑ:raiəm]oxysporum Schlecht.,半知菌亚门镰孢属。
镰刀菌是一类世界性分布的真菌,它不仅可以在土壤中越冬越夏,还可侵染多种植物(粮食作物、经济作物、药用植物及观赏植物),引起植物的根腐、茎腐、茎基腐、花腐和穗腐等多种病害,寄主植物达100余种,侵染寄主植物维管束系统,破坏植物的输导组织维管束,并在生长发育代谢过程中产生毒素危害作物,造成作物萎蔫死亡,影响产量和品质,是生产上防治最艰难的重要病害之一•尖镰孢菌在PDA培养基平板上,气生菌丝白色絮状,培养基质呈淡黄或淡紫至紫蓝或紫黑色,在老熟菌丝上可以产生许多直径为1~2毫米的疏松絮状菌核。
2011_2013年广西香蕉病害记述_付岗
该病多发生于香蕉生长后期,在香蕉抽蕾后发 生普遍,但造成经济损失不大。 1. 4. 1 病原
病原 为 香 蕉 链 格 孢 ( Alternaria musae Bour. et Bat) 。 1. 4. 2 症状
发病初期于叶缘或中脉边生褐色椭圆形斑,在 中脉两侧发生的病斑,多朝叶缘方向伸展,呈长方块 或梯形大灰褐斑,斑面上方有细直纹,下方有较粗暗 褐色条纹,斑边暗褐色,斑缘外有淡黄色晕圈。病斑 正背两面生黑色霉层。 1. 6 香蕉长形斑病
该病发生情况与大灰斑病类似。 1. 6. 1 病原
病原为弯孢霉属假弯孢菌( Curvularia fallax Boedijin) 或 塞 内 加 尔 弯 孢 菌[Curvularia senegalensis ( Speg. ) Sabram]。 1. 6. 2 症状
该病是香蕉叶片上的常见病害,偏施氮肥的蕉 园发病更重。 1. 3. 1 病原
病原为香蕉小窦氏霉[Deightoniella torulosa ( Syd. ) M. B. Ellis],异名为簇生长蠕孢[Helminthosporium torulosum( Syd. ) Ashby]。 1. 3. 2 症状
病菌一般从伤口侵入,病斑初期呈暗褐色圆形、 椭圆形或不规则形,后扩展成为椭圆形或长椭圆形 大斑。病斑中央灰白色,同心轮纹明显,病斑周缘具 明显橙黄色晕圈,病斑上常可见黑色小粒点,即病菌 分生孢子盘。 1. 8 香蕉梨孢菌叶斑病
该病在大棚内的蕉苗上发生较重,大田移栽后 减轻。 1. 8. 1 病原
尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种的磷酸化应激诱导蛋白1(FoSTIP1)基因的克隆及表达分析
热带作物学报2019, 40(2): 341 347Chinese Journal of Tropical Crops尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种的磷酸化应激诱导蛋白1(FoSTIP1)基因的克隆及表达分析齐兴柱1,2,汪军3,刘磊31. 海南大学热带生物资源教育部重点实验室,海南海口 570228;2. 海南大学海洋学院,海南海口 570228;3. 中国热带农业科学院环境与植物保护研究所,海南海口 571101摘要本研究克隆了尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4, Foc4)转录因子FoSkn7一个候选的下游基因,结果表明该基因cDNA编码序列全长1737 nt,编码一个含578个氨基酸残基的蛋白质。
对其编码的蛋白进行了结构域和进化分析,结果表明该蛋白质含有胁迫诱导蛋白(stress-in-ducible protein-1, STI1)结构域和多个三角形4肽重复序列结构域(tetratricopeptide repeat, TPR)。
该蛋白质与尖孢镰刀菌番茄专化型的磷酸化应激诱导蛋白1(STIP1)亲缘关系最近,因此初步将其确定为Foc4的磷酸化应激诱导蛋白并命名为FoSTIP1。
采用相对荧光定量PCR方法分析了该基因在野生型B2菌株入侵香蕉苗根部及在外源H2O2诱导情况下的表达变化,也分析了FoSKN7基因缺失突变体中该基因在外源H2O2诱导情况下的表达。
结果表明在入侵香蕉苗根部及在外源H2O2诱导情况下,B2菌株中的FoSTIP1表达均有上调,而FoSKN7基因缺失突变体中FoSTIP1即使有H2O2诱导,其表达也远低于B2菌株中的FoSTIP1。
推测FoSTIP1可能是FoSkn7的靶基因并参与了Foc4抗外源氧化胁迫。
关键词尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种;磷酸化应激诱导蛋白;表达特性中图分类号S432.4 文献标识码 ACloning and Expression Analysis of Stress-induced-Phosphoprotein 1 (FoSTIP1) in Fusarium oxysporum f.sp. cubense race 4QI Xingzhu1,2, WANG Jun3, LIU Lei31. Key Laboratory of Tropic Biological Resources, Ministry of Education, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China;2. College of Ocean, Hainan University, Haikou, Hainan 570228, China;3. Environment and Plant Protection Institute, Chinese Academy of Tropical Agricultural Sciences, Haikou, Hainan 571101, ChinaAbstract In this study, a putative target gene of FoSkn7, a transcription factor in Fusarium oxysporum f. sp. cubenserace 4 (Foc4) was cloned. The result showed that the ORF sequence was 1737 nt and encoded a protein containing 578 amino acids. Domain and phylogenetic analysis showed that the protein contained a STI1 domain and several tetratri-copeptide repeat (TPR) domains. The protein had the highest similarity with the stress-induced-phosphoprotein 1 of F. oxysporum f. sp. lycopersici 4287, indicating that the protein was STIP1 in Foc4 and named FoSTIP1. To analyze the expression of FoSTIP1 in Foc4 during invasion of the roots of banana seedling sorbeing induced by H2O2, the real timeRT-PCR was performed. The results showed that the expression of FoSTIP1 was significantly up-regulated under thesetwo conditions. The different expression of FoSTIP1 between wild-type B2 strain and FoSKN7 deletion mutant werealso analyzed by the real time RT-PCR after being induced by H2O2. The result showed that the expression of FoSTIP1 in FoSKN7 deletion mutant was much lower than that of FoSTIP1 in B2 strain, even it was induced by H2O2. The results suggested that the putative target gene of FoSkn7may be involved in the process of Foc4 resistance to exogenous oxi-dative stress.收稿日期 2018-06-27;修回日期 2018-09-30基金项目 国家自然科学基金项目(No. 31560491);海南大学博士科研启动基金项目(No. kyqd1543)。
同时检测尖孢镰刀菌古巴专化型1号与4号小种的LAMP方法[发明专利]
专利名称:同时检测尖孢镰刀菌古巴专化型1号与4号小种的LAMP方法
专利类型:发明专利
发明人:杨雷亮,孙丽霞,陈定虎,邱德义,王章根,管维
申请号:CN201310737490.9
申请日:20131230
公开号:CN103773854A
公开日:
20140507
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明提供了一种同时检测尖孢镰刀菌古巴专化型1号与4号小种的LAMP方法。
所述检测方法包括LAMP引物的设计与合成、模板DNA的提取、LAMP扩增体系建立,LAMP扩增方法,所述的LAMP扩增方法反应温度为63℃左右、反应在90min内完成扩增,引物包括外引物、内引物。
所述方法操作简便,成本低廉、高灵敏度、检测特异性大于99%、高特异性、不易污染。
申请人:中华人民共和国中山出入境检验检疫局
地址:528403 广东省中山市中山六路二号
国籍:CN
代理机构:南京理工大学专利中心
代理人:朱显国
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一种尖孢镰刀菌古巴专化型菌株复壮的方法;
一种尖孢镰刀菌古巴专化型菌株复壮的方法;下载温馨提示:该文档是我店铺精心编制而成,希望大家下载以后,能够帮助大家解决实际的问题。
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4个抗枯萎病香蕉品种果实性状和品质比较
热带作物学报2021, 42(3): 782 788Chinese Journal of Tropical Crops4个抗枯萎病香蕉品种果实性状和品质比较何勤勤1,黄新敏1,赖丽娴1,钟声2,陈广全2,冯声海2,韩寒冰1*1. 广东石油化工学院生物与食品工程学院,广东茂名 525000;2. 茂名市水果科学研究所,广东茂名 525000摘要:香蕉枯萎病是危害全球香蕉产业发展的主要病害,选育抗病品种是控制枯萎病的有效措施,而开展抗病香蕉品种的果实特性及品质研究是选育和推广抗病品种的基础。
本研究通过以巴西蕉为对照,对4个香蕉枯萎病抗性品种的果实特性、果实品质及感官评价进行分析。
结果表明,‘中蕉9号’的单穗重、果梳数和果指直径显著高于巴西蕉,单株产量比巴西蕉增加21.9%,而‘南天红’和‘南天黄’的单穗重、果梳重及果指数均显著低于巴西蕉,‘中蕉4号’的果实性状则与巴西蕉无显著差异。
‘南天红’的含水量显著高于巴西蕉,其他3个品种的含水量则与巴西蕉无显著差异。
‘中蕉4号’的可食用率显著高于巴西蕉,其他3个品种的可食用率与巴西蕉无显著差异。
‘中蕉9号’的果实硬度和维生素C含量显著低于巴西蕉,而可溶性固形物含量则显著高于巴西蕉。
‘中蕉9号’和‘南天红’的单宁含量显著低于巴西蕉,‘南天黄’的单宁含量则显著高于巴西蕉。
‘南天红’和‘中蕉9号’的果肉色泽、气味、甜味及口感等感官评价显著高于巴西蕉,其他2个品种则与巴西蕉无显著差异。
隶属函数法综合分析表明,4个抗枯萎病香蕉品种的综合表现可分为3个等级,‘南天红’和‘中蕉9号’为第1等级,‘中蕉4号’为第2等级,‘南天黄’为第3等级。
综上,‘中蕉9号’的单株产量高、综合性状优异,可进一步开展大面积的示范推广。
关键词:香蕉枯萎病;抗病品种;果实性状;果实品质;感官评价中图分类号:S668.1 文献标识码:AComparing the Fruit Characteristics and Quality of Four Fusarium Wilt-Resistant Varieties of BananaHE Qinqin1, HUANG Xinmin1, LAI Lixian1, ZHONG Sheng2, CHEN Guangquan2, FENG Shenghai2, HAN Hanbing1*1. College of Biology and Food Engineering, Guangdong University of Petrochemical Technology, Maoming, Guangdong 525000, China;2. Maoming Fruit Science Research Institute, Maoming, Guangdong 525000, ChinaAbstract: Banana Fusarium wilt is the main disease threatening the development of the banana industry worldwide. Breeding resistant varieties is an effective measure to control Fusarium wilt. In this study, the fruit characteristics, fruit quality, and sensory qualities of four Fusarium wilt-resistant varieties of banana were analyzed, using Brazil banana as the control. ‘Zhongjiao 9’ had a significantly higher ear weight, combs kept number, and fruit diameter, and its yield per plant was 21.9% higher than that of Brazil banana. The ear weight, combs kept number, and fruit number of both ‘Nantianhong’ and ‘Nantianhuang’ were significantly lower than those of Brazil banana, while these same characteristics in ‘Zhongjiao 4’ were not significantly different from those of Brazil banana. The water content of ‘Nantianhong’ was significantly higher than that of Brazil banana, while tha of the other three varieties was not significantly different from that of Brazil banana. The edible rate of ‘Zhongjiao 4’ was significantly higher than that of Brazil banana, but there was no significant difference between the edible rate of the other three varieties and that of Brazil banana. Both fruit hard-ness and vitamin C content of ‘Zhongjiao 9’ were significantly lower than corresponding values of Brazil banana, while the soluble solid content was significantly higher than that of Brazil banana. The tannin content of ‘Zhongjiao 9’ and 收稿日期 2020-04-23;修回日期 2020-05-27基金项目 广东省科技专项资金纵向协同管理省市联动项目(No. 2060503);广东省科技创新战略专项资金(纵向协同管理方向)项目(No. KJ025)。
香蕉枯萎病菌1_号和4_号生理小种在‘巴西蕉’植株及根际土壤中的时空分布
饶雪琴, 唐瑞, 李华平. 香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种在‘巴西蕉’植株及根际土壤中的时空分布[J]. 华南农业大学学报, 2023, 44(4): 563-569.RAO Xueqin, TANG Rui, LI Huaping. Spatiotemporal distribution of Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 1 and race 4 in Brazilian plant and rhizosphere soil[J]. Journal of South China Agricultural University, 2023, 44(4): 563-569.香蕉枯萎病菌1号和4号生理小种在‘巴西蕉’植株及根际土壤中的时空分布饶雪琴† ,唐 瑞†,李华平(广东省微生物信号与病害防治重点实验室/华南农业大学 植物保护学院, 广东 广州 510642)摘要: 【目的】香蕉Musa spp.是我国重要的经济作物之一,由尖孢镰刀菌古巴专化型Fusarium oxysporum f. sp.cubense (Foc) 引起的香蕉枯萎病蔓延快、根治难,严重阻碍了我国香蕉产业发展。
由于Foc 菌量和空间分布与其侵染和致病作用直接相关,探索Foc 在‘巴西蕉’Musa acuminate L. AAA group, cv. Brazilian 植株和土壤中的时空分布具有重要意义。
【方法】采用伤根接种法对‘巴西蕉’苗分别接种香蕉枯萎病菌1号生理小种(Foc1)和4号生理小种(Foc4),通过实时荧光定量PCR 技术检测接种后不同时间、不同香蕉组织及根际土壤中的菌量,分析了香蕉枯萎病菌在植株和土壤中的时空分布。
【结果】温室中接种Foc 后2~21 d 内,‘巴西蕉’根部和球茎中Foc1和Foc4菌量随时间延长而逐渐增加,但Foc4菌量始终大于Foc1;在‘巴西蕉’球茎中,Foc1和Foc4分别在接种后21和14 d 菌量达到最大。
尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种fpd1基因敲除与表型分析
尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种fpd1基因敲除与表型分析王飞燕;郭立佳;杨腊英;汪军;王国芬;黄俊生【摘要】为了研究尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种fpd1基因的功能,构建了该基因敲除突变体并对其表型特征进行了分析.结果表明,与野生型菌株相比,fpd1基因敲除突变体生长减慢,产孢量显著降低,对巴西蕉的致病性明显减弱;fpd1基因可能在尖孢镰刀菌古巴专化型的产孢、生长发育和致病性等方面具有重要作用.本研究结果为进一步研究fpd1基因的功能和尖孢镰刀菌的致病机理奠定了基础.【期刊名称】《热带作物学报》【年(卷),期】2015(036)008【总页数】7页(P1462-1468)【关键词】尖孢镰刀菌古巴专化型;fpd1基因;敲除;致病性;产孢【作者】王飞燕;郭立佳;杨腊英;汪军;王国芬;黄俊生【作者单位】海南大学,海南海口570228;中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业部热带农林有害生物入侵监测与控制重点开放实验室海南海口571101;中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业部热带农林有害生物入侵监测与控制重点开放实验室海南海口571101;中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业部热带农林有害生物入侵监测与控制重点开放实验室海南海口571101;中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业部热带农林有害生物入侵监测与控制重点开放实验室海南海口571101;中国热带农业科学院环境与植物保护研究所农业部热带农林有害生物入侵监测与控制重点开放实验室海南海口571101;海南大学,海南海口570228【正文语种】中文【中图分类】S482.2doi 10.3969/j.issn.1000-2561.2015.08.017香蕉枯萎病又称香蕉黄叶病、香蕉巴拿马病,由尖孢镰刀菌古巴专化型(Fusarium oxysporum f. sp.Cubense)从香蕉根系侵入并造成维管束萎蔫和植株枯萎,是一种典型的土传维管束病害,病原菌主要有1号和4号生理小种[1-4]。
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尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种的磷酸化应激诱导蛋白1(FoSTIP1)基因的克隆及表达分析作者:齐兴柱汪军刘磊来源:《热带作物学报》2019年第02期摘; 要; 本研究克隆了尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4, Foc4)转录因子FoSkn7一个候选的下游基因,结果表明该基因cDNA编码序列全长1737 nt,编码一个含578个氨基酸残基的蛋白质。
对其编码的蛋白進行了结构域和进化分析,结果表明该蛋白质含有胁迫诱导蛋白(stress-in-ducible protein-1, STI1)结构域和多个三角形4肽重复序列结构域(tetratricopeptide repeat, TPR)。
该蛋白质与尖孢镰刀菌番茄专化型的磷酸化应激诱导蛋白1(STIP1)亲缘关系最近,因此初步将其确定为Foc4的磷酸化应激诱导蛋白并命名为FoSTIP1。
采用相对荧光定量PCR方法分析了该基因在野生型B2菌株入侵香蕉苗根部及在外源H2O2诱导情况下的表达变化,也分析了FoSKN7基因缺失突变体中该基因在外源H2O2诱导情况下的表达。
结果表明在入侵香蕉苗根部及在外源H2O2诱导情况下,B2菌株中的FoSTIP1表达均有上调,而FoSKN7基因缺失突变体中FoSTIP1即使有H2O2诱导,其表达也远低于B2菌株中的FoSTIP1。
推测FoSTIP1可能是FoSkn7的靶基因并参与了Foc4抗外源氧化胁迫。
关键词; 尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种;磷酸化应激诱导蛋白;表达特性中图分类号; S432.4; ; ; 文献标识码; A当细胞面临各种环境胁迫时,细胞内热休克蛋白基因被激活并表达,导致热休克蛋白大量产生。
热休克蛋白主要作为分子伴侣参与到蛋白质的折叠、转运及组装等过程,能恢复或加速清除细胞内已变性的蛋白质进而稳定细胞结构[1]。
近年来的研究表明,分子伴侣如Hsp70和Hsp90生物功能的发挥受到各种辅助伴侣分子的调控。
磷酸化应激诱导蛋白(stress-inducible protein 1, STIP1)是迄今为止研究最为广泛的辅助伴侣分子,也被称为热休克蛋白70/90组织蛋白[heat shock protein (HSP) 70/90 organizing protein, HOP],是一个62.6 ku蛋白,有9个三角形4肽重复结构域和一个核定位信号(NLS)[2]。
该蛋白能够直接与Hsp70和Hsp90相结合,并且作为连接体分子,把细胞质中的Hsp70-client蛋白复合物转运到Hsp90上[3]。
STIP1的TRR结构域在Hsp90伴侣机制中参与Hsp70和Hsp90的结合[4]。
这种蛋白质复合物参与了多种细胞过程,包括转录、蛋白质折叠、蛋白质转运、病毒复制、信号转导和细胞分裂[5-6]。
核定位信号序列允许STIP1在细胞周期蛋白激酶的控制下从细胞质运输到细胞核[2]。
然而,作为一个热休克蛋白的辅助伴侣分子,除了酿酒酵母中报道过STIP1[7]之外,目前在植物和真菌中,无论国内还是国外的文献中都未见关于STIP1的报道。
Foc4是香蕉枯萎病的强致病性病原菌,这种病原菌对海南省乃至我国香蕉种植业造成了重大影响。
本实验室在研究Foc4抗外源氧化胁迫的转录组测序数据过程中获得了一个候选的cDNA片段与已报道STIP1基因高度同源[7],同时发现在FoSkn7转录因子缺失突变体中,该基因的表达大幅下调。
因此,笔者将该预测基因命名为FoSTIP1,并对其进行了克隆鉴定和表达分析,为进一步开展该类蛋白作用机理研究提供基础。
1; 材料与方法1.1; 材料1.1.1; 实验用菌株和香蕉苗; Foc4的野生型B2菌株分离自海南省乐东县香蕉枯萎病病株,由中国热带农业科学院环境与植物保护研究所提供。
FoSKN7基因缺失突变体由本实验室制备。
袋装巴西蕉(Musa AAA, Cavendish cv. Brazil)组培苗购自海南省儋州市组培中心。
1.1.2; 试剂、引物及培养基; 植物总RNA提取试剂盒,PCR Mix反应混合物,反转录试剂盒[FastKing RT Kit (With gDNase)]和荧光定量PCR试剂盒[Talent qPCR PreMix (SYBR Green)]均为北京天根生化科技有限公司的产品。
PCR引物(表1)由上海生工生物科技有限公司合成。
真菌菌株的培养采用葡萄糖-马铃薯培养基(potato- glucose-agar medium, PDA; potato-glucose-dextrose broth medium, PDB)。
香蕉苗采用自来水培养。
1.2; 方法1.2.1; 菌株及香蕉苗培养方法; 为了提取H2O2处理的菌体总RNA,将Foc4野生型B2菌株及FoSKN7基因缺失突变体于PDB液体培养基中培养6 d,然后在超净工作台中用6层擦镜纸过滤培养物并收集滤液(即孢子液)然后按孢子与液体PDB培养基为1∶50的比例将孢子液接种到新的PDB培养基中,28 ℃、120 r/min振荡培养12 h,然后加入H2O2至终浓度10 μmol/mL,继续振荡培养5 h收集菌体,液氮研磨,提取总RNA。
将袋装香蕉组培苗转入透明塑料杯中,自来水室温培养10 d左右直到香蕉苗长出幼嫩的白根,再将苗转入新的塑料杯,并加入如前所述培养12 h的B2菌株,继续室温放置24 h,收集菌体及香蕉苗根的混合物,液氮研磨,提取总RNA,检测目的基因在病原菌入侵香蕉苗根部时的表达变化情况。
为了检测目的基因在FoSKN7基因缺失突变体菌株中的表达差异,突变体和B2菌株分别用H2O2(5和10 μmol/mL)处理5 h后再提取总RNA。
1.2.2; FoSTIP1基因组编码区、启动子和cDNA序列的克隆及生物信息学分析方法; 利用Foc4的FoSKN7基因缺失突变体菌株转录组信息获得了1个表达下调明显的热休克蛋白基因的cDNA信息。
利用该cDNA信息在NCBI网站查找同源序列的方法,获得了一段与Foc4有较高同源性的水稻恶苗病菌(Fusarium fujikuroi IMI 58289 )的基因組序列(GenBank登录号: HF679023.1),以此序列为模板设计了2对引物(表1),分别用于PCR扩增目的基因的基因组序列及其上游启动子区的序列。
利用其cDNA序列信息在其起始密码子和终止密码子附近设计2对引物(表1),并以10 μmol/mL H2O2诱导5 h的总RNA反转录的cDNA为模板,采用镶嵌PCR方法扩增、克隆并测序Foc4的STIP1基因的cDNA序列。
利用目的基因的cDNA序列预测的蛋白质序列在NCBI中进行结构域分析并查找了其他物种中与该蛋白质序列类似的蛋白。
参考相关文献[8-9]分析了启动子序列中FoSkn7转录因子可能的结合位点。
所应用的生物信息学分析软件包括:NCBI blast在线软件http:///Blast. Cgi;NCBI结构域预测在线软件CDD http://www./Structure/cdd/wrpsb.cgi。
基因结构在线预测软件softberry:http://linux1.softberry. com/。
Clustal X软件对Foc4的STIP1蛋白序列及所获得的同源蛋白序列进行多重序列比对,以鉴定它们之间的同源性;MEGA 10软件对所获得的序列构建了邻位相接的系统发育树,并用Bootstrap方法(Bootstrap method; model: P-distance; 1000 replicates;seed=64238)对该树进行分析。
1.2.3; 实时荧光定量PCR分析基因表达; 按植物总RNA提取试剂盒说明书提取处理后菌株的总RNA,然后反转录获得cDNA第一链,利用荧光定量PCR试剂盒[Talent qPCR PreMix (SYBR Green)]进行相对荧光定量PCR分析,所用引物为:5-STyg、3'-STyg,5-Actin、3-Actin(表1)。
PCR反应体系按照荧光定量PCR试剂盒说明书配制。
PCR反应在BIO-RAD公司的Mini OpticonTM Rreal-Time PCR System上进行。
PCR热循环条件如下:94 ℃变性30 s;退火温度设梯度温度48~50 ℃,并退火15 s;72 ℃延伸15 s;然后读取荧光值,重复40个循环;最后从45~90 ℃,每隔0.2 ℃读取溶解曲线荧光值,每读数一次,停留2 s。
运行完毕后,从Opticon Monitor 3.1软件读取C(t)值,以β-actin基因作为内参对照,检测目的基因在野生型菌株入侵香蕉苗以及H2O2处理时的表达水平时,采用2ΔC(t)法计算,检测目的基因在FoSKN7基因缺失突变体菌株中的表达水平时,采用2ΔΔC(t)法计算目的基因的相对表达水平。
2; 结果与分析2.1; FoSTIP1基因的克隆、序列分析及蛋白质产物结构分析在筛选Foc4抗外源氧化胁迫的功能基因的过程中获得了一个候选基因(命名为FoSTIP1)的cDNA片段,通过输入Genbank进行blast比对,发现与水稻恶苗病菌(Fusarium fujikuroi IMI 58289,基因组登录序列号:HF679023.1)高度同源。
因此,以该水稻恶苗病菌同源序列为模板,设计引物扩增成功获得了FoSTIP1的基因组编码区序列及上游启动子序列,其中,基因组编码区序列的PCR扩增产物长2113 nt,上游启动子序列PCR扩增产物长2221 nt,2个DNA片段部分重叠,测序后经序列比对分析,最终鉴定该基因组编码区序列1902 nt,上游启动子序列1501 nt。
经与水稻恶苗病菌基因组相应序列比对,同源性达90%,将该序列递交到GenBank,获得登录序列号:MG742355。
将上述克隆及测序获得的FoSTIP1基因组序列信息输入到softberry基因结构预测网站,选择了4个物种模式(Fusraium, Glarea_lozoyensis, Grosmannia_clavigera和Fusraiumgraminearum)预测转录序列,结果发现,以前3个物种模式为参照,预测的转录起始位点存在差异,但参照3个物种模式均预测到一个长1737 nt的ORF,编码一个由578个氨基酸残基组成的蛋白质,预测该蛋白质等电点pI=5.50,分子量为64.35127 ku,将该ORF序列与FoSTIP1(转录组测序编号为Gene5608)的cDNA序列进行BLAST比对,结果完全相同。