中国桃疮痂病菌遗传多样性、侵染过程、抗药性及早期检测技术研究

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:squallcl
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
中国是桃产业大国,栽培面积和产量均为世界第一。然而,桃疮痂病在我国各桃产区普遍发生,造成桃品质下降、产量降低,对我国桃产业的健康发展构成严重威胁。本研究通过对我国14省、不同品种、不同发病部位的桃疮痂病样进行症状观察,对病原菌进行分离、鉴定、生物学研究,对病原菌种群进行遗传多样性分析;对桃疮痂病菌侵染桃叶片过程进行细胞学观察;同时,建立了一套桃疮痂病菌对杀菌剂敏感性的检测体系,并基于此系统调查了我国桃疮痂病菌对5种杀菌剂的敏感性;最后,成功开发了一种利用LAMP技术快速检测田间桃疮痂病样的方法。研究结果可为我国桃疮痂病的诊断和综合防治提供理论依据和技术支持,为系统研究桃疮痂病菌的致病机制奠定基础,为桃疮痂病抗病育种提供新的思路。取得的主要研究结果如下:1、中国桃疮痂病原种类及其遗传多样性分析。2017年至2019年从全国14省采集桃疮痂病样,从新疆、安徽采集苹果疮痂病样,从河北采集梨疮痂病样,从黑龙江采集海棠果疮痂病样,从华中农业大学果园采集梅和杏疮痂病样,采用单孢分离法获得单孢菌株950余株。选取其中的126株作为代表菌株进行形态学和多基因系统发育分析(ITS+LSU)。结果表明,供试的代表菌株被鉴定为Venturia属的4个不同的种,分别为Venturia carpophila、Venturia inaequalis、Venturia nashicola和Venturia asperata。其中,桃疮痂病(V.carpophila)、梅疮痂病(V.carpophila)、杏疮痂病(V.carpophila)和海棠果疮痂病(V.asperata)的病原鉴定为国内首次报道。对桃疮痂病样的田间症状进行系统观察,发现不同品种,不同生长阶段和不同地区的桃疮痂病样的发病症状有所不同。同时,桃疮痂病的发病症状与桃细菌性穿孔、桃黑斑病十分相似,特别是侵染早期极易混淆。将国内首次报道的4个新记录种进行科赫氏法则验证,结果均观察到了与田间一致的症状。分离自桃、杏和梅的V.carpophila菌株之间在生长速度、菌落形态、产孢量等方面表现出显著差异。进一步选取186株分离自不同寄主的V.carpophila进行遗传多样性分析,结果显示,我国的V.carpophila种群根据特定的寄主进行聚类,显示出种水平的寄主专化性。同时,来源于相同寄主的不同地理种群,不同品种或不同组织的种群间无明显差异,表明V.carpophila种群没有地理环境、品种或组织的专化性。2、V.carpophila侵染桃叶片过程研究。利用光学显微镜、激光共聚焦显微镜、扫描电镜和透射电镜,系统地描述了V.carpophila分生孢子在桃叶片上的侵染过程。结果表明,V.carpophila主要侵染桃叶片的背面。整个侵染过程可以分为三个主要阶段,即附着孢、侵入钉形成的侵入阶段,皮下菌丝、皮下子座形成的扩展阶段和分生孢子梗、分生孢子产生的繁殖体形成阶段。具体侵染过程为:2 dpi,V.carpophila分生孢子萌发产生芽管,芽管顶端膨大分化为附着孢,并被粘液物质覆盖吸附在桃叶片表面。3 dpi,附着孢向下分化出杯状结构的感染囊,并进一步发育为侵入钉。5 dpi,侵入钉穿透角质层后,分化成皮下菌丝,并在果胶层扩展。10 dpi,皮下菌丝在果胶层延伸,分化成皮下次生菌丝,并逐渐形成网状结构。15 dpi,皮下次生菌丝在果胶层不断扩展,并发生剧烈的形态变化,形成葡萄串状的皮下子座。30 dpi,皮下子座分化出分生孢子梗,并开始穿透角质层。40 dpi,大量分生孢子梗穿透角质层,并在顶端产生分生孢子。3、中国桃疮痂病菌对5种杀菌剂的敏感性测定。基于微孔板法经过优化,建立了V.carpophila对杀菌剂的敏感性检测体系。使用MEB培养液、初始孢子悬浮液浓度106个/m L、培养时间96 h。使用该检测体系,测定了135株V.carpophila对5种常用杀菌剂的敏感性。结果表明,异菌脲、丙环唑、嘧菌酯和啶酰菌胺的平均EC50分别为16.287μg/m L,0.165μg/m L,0.570μg/m L和0.136μg/m L。V.carpophila对上述4种杀菌剂的EC50值符合单峰分布,且未发现抗性菌株。然而,V.carpophila对多菌灵的EC50值为双峰分布,表明V.carpophila对多菌灵产生了抗药性,且抗性发生十分普遍,所有省份均发现抗性菌株。经分子检测发现高抗菌株的TUB2基因发生了E198K突变,中抗菌株的TUB2基因发生了E198G突变。中抗和高抗菌株抗性均稳定,抗性菌株未出现明显的适合度下降现象。相反,某些抗性菌株在一定选择压力下表现出了更强的竞争力,流行风险较高。4、快速检测桃疮痂病菌LAMP方法的建立。基于ITS序列设计了一套LAMP引物,以检测V.carpophila。与常规PCR方法相比,LAMP检测方法表现出更高的灵敏度和特异性。LAMP检测的极限DNA浓度为56.6 fg/μL,其灵敏度是PCR的100倍。同时,LAMP检测无需复杂设备,在较短的时间内即可获得准确结果。使用23株分离自14省的V.carpophila和其它8种真菌及1种细菌验证LAMP的特异性和通用性,结果表明该方法能特异性地检测出V.carpophila。此外,将田间桃果实样品的粗DNA用于LAMP检测,发现该方法也能准确地检测出患疮痂病的果实,而健康果实和阴性对照均为阴性。
其他文献
由于多因素疾病的复杂性,单靶点药物并不总是表现出令人满意的治疗效果,而多靶点药理学被认为是发现新药并治疗复杂疾病的一种重要策略。与单靶点药物相比,多靶点药物可同时调节多个靶点进而提高治疗的有效性和安全性。急性肺损伤(ALI)与病情进一步严重的形式急性呼吸窘迫综合征(ARDS)是一种多系统、多靶点、高死亡率的复杂性疾病,其病理特征包括不受控制的炎症反应、严重的肺水肿及其他肺部损伤的发生,且目前尚无有
桃炭疽病是严重危害桃生产的一种真菌性病害,主要由胶孢炭疽复合种(Colletotrichum gloeosporioides species complex)和尖孢炭疽复合种(Colletotrichum acutatum species complex)引起。在炭疽病的防控中,化学杀菌剂已被广泛使用多年。由于抗药性的产生,生产中常出现杀菌剂防治失败的案例。基于抗药性产生的严重性,生产中交替使用不
基因组的多倍化是物种形成与进化的重要推动力。据估计75%以上的被子植物均为多倍体,包括许多重要的农作物,如甘蓝型油菜、小麦、棉花、土豆等。人工合成的多倍体及其衍生的非整倍体是遗传及育种研究的重要材料。白菜(Brassica rapa,AA,2n=20)和甘蓝(Brassica oleracea,CC,2n=18)是中国乃至全球最重要的蔬菜和油料作物之一,具有非常近的亲缘关系。但目前为止,尚没有关于
骨软骨病(osteochondrosis,OC)是以软骨内骨化发生局灶性紊乱为特征的软骨疾病。通常引起人和动物关节疼痛和功能障碍等临床症状。OC患者初期临床症状不明显,导致其早期诊断困难。发展到中后期却治疗困难。关于OC的病因学的研究集中在缺血性生长软骨损伤,主要表现为细胞大量坏死或凋亡,软骨基质胶原和蛋白聚糖降低。然而,这种基质的主要成分和微观结构的变化规律还不明确,引起这种病变的潜在生物学机制
测序技术的迅速发展促进了猪参考基因组的日益完善。然而猪基因组中绝大多数的顺式调控元件尚不明确,这限制了猪作为动物蛋白供应和生物医学模型的遗传改良与应用。为了弥补这方面的空白,本研究采用类似于DNA元件百科全书(ENCODE)和Roadmap表观基因组计划的策略,基于转录组测序(RNA-seq)、染色质可及性测序(ATAC-seq)和组蛋白修饰(H3K27ac和H3K4me3)的染色质免疫共沉淀测序
香蕉属于典型的“嗜钾”作物,生育期需要大量的钾肥。然而,我国华南香蕉产区部分蕉园土壤有效钾含量偏低以及不合理追施钾肥等问题现状的存在,加剧香蕉缺钾胁迫的危害程度。为阐明香蕉应答缺钾胁迫的生理和分子机制,本研究以香蕉主栽品种“巴西蕉”(Musa acuminate L.AAA ground,cv.Brazilian)为实验材料,采用幼苗盆栽试验,设置3个钾浓度水平:K0(0.00mmol/L)、K1
绵羊是重要的畜种,它能够为我们提供羊肉、羊奶、羊皮和羊毛等多种产品。对于肉用绵羊,生长和繁殖是选育的主要目标。但是,与绵羊生长和产肉相关的遗传因素还没有完全确认。因此,研究调节控制生长和产肉性状的代谢通路和基因将为提高羊肉产量和质量提供新策略。瘦素-黑皮质素信号通路上的基因在体重调节和能量稳态中至关重要。该通路上的相关基因,尤其是黑皮质素4受体(MC4R)、信号转导和转录激活因子3(STAT3)和
高校英语专业课程思政的教学实践是以课堂话语为媒介,教师和学生共同诠释思政意涵、构建价值理解、达成理性共识的过程。分析英语专业的12节课程思政课例,梳理教师在课堂话语中融入的高频思政元素,构建了涵盖人文情怀、家国情怀、个人品格和科学观的思政元素框架图。教师运用以互文性为前提的互动、意义协商和突显信息焦点的课堂话语策略,形成"对话—理解—共识"的课程思政教学路线,将思政元素有机融入英语专业教学实践中。
结核病(TB)是分别由结核分枝杆菌(Mtb)和牛分枝杆菌(牛分枝杆菌)引起的人类和牛的高传染性疾病。两种物种都拥有近99%的基因组同一性,并且可以以比感染自己的宿主更少的疾病严重程度感染彼此的宿主。这一观察结果导致了针对人类结核病的卡介苗芽孢杆菌(BCG)疫苗(牛分枝杆菌的改良形式)的开发。目前,卡介苗是唯一可用于结核病的疫苗,对成人没有增强作用和功效。有希望的辅助剂或BCG补充剂仍然是克服结核病