爪哇虫草菌是广谱性虫生真菌,具有防治膜翅目社会性昆虫红火蚁Solenopsis invicta的生防潜能.为探究蚁巢弃尸堆中携菌虫体在侵染循环链的关键作用,探讨腐生条件下爪哇虫草Cordyceps javanica响应寄主的分子致病机制,本研究通过向培养基添加冷冻干燥的虫尸粉进行诱导,对诱导前后的菌丝孢子混合体进行转录组测序分析.结果表明,与纯培养条件相比,菌株经虫尸粉诱导后发掘新基因1912个,有379个得到功能注释.显著差异表达基因有242个,上调表达基因111个,下调表达基因131个;GO富集分析表明,生物学过程的代谢过程和细胞过程、细胞组分的细胞结构体及分子功能中参与催化活性和结合相关的基因可能在爪哇虫草响应寄主过程中发挥了重要作用;KEGG分类和富集分析表明,代谢过程分类的色氨酸代谢、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解、糖酵解/糖原异生和乙醛酸和二羧酸酯代谢,遗传信息过程分类的碱基切除修复和内质网的蛋白质加工,环境信息过程分类的ABC转运蛋白和丝裂原活化蛋白激酶信号通路,细胞过程分类的自噬和过氧物酶体通路是爪哇虫草的主要代谢途径.随机筛选8个差异表达基因进行实时荧光定量PCR验证,这些基因的表达模式与转录组数据分析结果基本一致.本研究结果表明,爪哇虫草在适应腐生环境过程中与氨基酸代谢和能量代谢相关的基因活跃,这可能是其在垂直和水平扩散过程中需维持侵染力,为自身提供营养并转化为能量和中间产物等物质所致.

结合生活经验进行"植物病害的侵染循环"一节教学设计,以侵染循环中概念的层级递进为主线,引导学生在亲历模型表征、模型建构、模型完善以及模型应用的历程中,理解病原物的越冬越夏、病原物的传播和病原物的侵染三大环节,加深对概念的认知,培养分析归纳、反思总结能力以及合作意识,最终达到提升职业能力的目的.

[目的]小瓜虫病是澳洲龙纹斑苗种阶段危害巨大的寄生虫病.探究小瓜虫在澳洲龙纹斑鳃器官上的分布及其影响可以丰富小瓜虫的致病性及病理学方面的研究内容,也可以为渔业生产中小瓜虫病的防治提供参考.[方法]采用光镜及扫描电镜技术确定病原,并观察小瓜虫在澳洲龙纹斑鳃丝、鳃小片及鳃盖上的分布情况及这些器官的变化情况.[结果]小瓜虫侵染澳洲龙纹斑的鳃器官后,分布在鳃丝、鳃小片及鳃盖的表面,上皮细胞之下及鳃小片之间,或是包裹在黏液细胞里,但侵染后期在鳃丝及鳃小片上的数量明显少于鳃盖.侵染后期,鳃丝、鳃小片及鳃盖出现一定程度的膨胀变形,黏液细胞分泌增多,鳃小片末端膨大变形甚至黏连融合,顶端充血呈球状或棒状.[结论]对于鳃部而言,侵染后期小瓜虫主要分布在澳洲龙纹斑的鳃盖上.小瓜虫主要通过侵染引发澳洲龙纹斑鳃部器官的变形膨大,使其丧失正常的功能,造成血液循环受阻、渗透压调节失衡,最终导致鱼体缺氧死亡.

真菌菌核是相关真菌在特殊环境下由营养体菌丝交织和聚集形成的具有抵御恶劣环境能力的休眠结构,在真菌生活史及病原真菌的病害循环中具有重要的生物学和生态学意义.许多引起严重植物病害的病原真菌能够形成菌核,这类真菌通过菌核度过逆境.菌核在适宜条件下萌发形成子囊盘和孢子或菌丝,造成植物的侵染.本文从形成菌核的真菌种类、生物学特性、黑色素及分子生物学等方面进行综述,旨在为深入研究真菌菌核及其在真菌学、植物病理学及药用真菌学等领域应用提供研究思路和参考依据.

粉红聚端孢是多种植物的重要病原菌.本研究通过酶解粉红聚端孢幼嫩菌丝细胞壁获得原生质体,用PEG介导原生质体转化将携带GFP基因和博来霉素抗性基因的外源DNA随机插入粉红聚端孢基因组,共获得博来霉素抗性菌株90株,转化效率达18个/μg.选取22株转化子荧光观察,发现均可表达荧光,菌株间荧光强度不同,其中10株转化子荧光表达较强.与野生型相比,突变菌株TR45的菌落生长、产孢量和致病力等生物学特性均未改变,在不含博来霉素的培养皿中继代培养10代荧光仍能稳定表达.本研究构建的高效原生质体制备和PEG介导粉红聚端孢遗传转化方法,可用于该菌基因功能研究,绿色荧光标记菌株可用于病菌侵入、田间监测、侵染循环等发生规律研究.

水稻(Oryza sativa)细菌性穗枯病是世界性的重要病害之一,严重威胁全球范围水稻的高产稳产.虽然该病目前仍被列为我国的检疫性病害,但近几年的研究表明,穗枯病随时有在内地蔓延的潜在危险,因此除了加强检疫工作,开展针对性的防控技术研发也十分必要.水稻细菌性穗枯病菌在侵染过程中涉及多种毒力因子,同时,水稻在与病原菌的长期互作过程中演化出了多种防卫机制,抗性基因是主要的防卫机制之一.挖掘水稻基因组中抗细菌性穗枯病遗传位点并培育抗病品种是最安全且经济有效的防治途径.该文综述了水稻细菌性穗枯病的病原菌特性、发病特征、发病机制、病害循环和对水稻细菌性穗枯病的抗性研究现状,以期为挖掘和分离水稻穗枯病抗性位点提供参考.

目的 探索腺苷二磷酸糖基化因子6的鸟苷三磷酸酶激活蛋白3(ARAP3)与VAV鸟苷交换因子2(VAV2)新的作用方式及可能的生理功能.方法 通过构建VAV2和ARAP3的突变体,在人子宫颈癌细胞(He La细胞)中共转VAV2的野生型和APAP3的突变体或者在人胚胎肾细胞(HEK-293T细胞)中共转ARAP3的野生型和VAV2的突变体,免疫共沉淀揭示二者的相互作用方式;在He La细胞中分别过表达VAV2和ARAP3野生型或突变体,荧光标记实验观察它们对纤维状肌动蛋白(F-actin)的调控作用.结果 除了肉瘤基因同源2(SH2)结构域以外,VAV2的N端(1-660氨基酸)区域亦能介导其与ARAP3的相互作用,He La细胞中过表达VAV2和ARAP3均能影响细胞内F-actin的形成.结论 VAV2多个结构域均能介导其与ARAP3相互作用,两者之间的相互作用可能是促进大鼠肉瘤同源癌基因A(Rho A)活性的动态变化或循环,从而调节细胞内F-actin动态性以及肿瘤细胞的迁移和侵染能力.

灰霉病是由灰葡萄孢Botrytis cinerea Pers.引起的一种重要的全球性农业病害.灰葡萄孢繁殖快、变异频率高、抗药性问题突出,防治难度大.本文对人参灰霉病病原、病菌形态、侵染循环、致病机理、防治手段及存在的问题进行综述,以期为人参灰霉病相关研究提供参考.

[目的]研究桑椹肥大性菌核病菌分生孢子的生物学特性,诱导菌丝产生分生孢子的方法及产生途径,为桑椹肥大性菌核病的防治提供依据.[方法]显微镜下面观察病果形成不同阶段以及人工诱导产生的分生孢子形态特征;测定不同温度和湿度对菌丝产生分生孢子的影响;分别用病果和人工诱导产生的分生孢子悬浮液接种健康的桑椹,统计其发病率;以不同发病阶段的病椹在PDA、诱导培养基上产生的菌丝和菌核为材料,通过qPCR方法检测相关基因的表达水平,研究cAMP途径对于分生孢子形成的影响.[结果]C.shiraiana在温度为20℃-30℃,相对湿度为50％-80％条件下可以产生大量的分生孢子.人工诱导产生的分生孢子和病果中的分生孢子形态差异较大;病果中分生孢子悬浮液侵染健康的桑椹,其发病率为37％,而人工诱导产生的分生孢子对桑椹不具有侵染能力;分生孢子梗和分生孢子可在马铃薯片上被诱导产生;外源添加的cAMP影响菌丝的形态和分生孢子的形成,但不影响菌核的形成.AC含量在桑椹发病的第2阶段增长迅速,在发病的第3阶段和第4阶段迅速下降,PKA在发病的桑椹中始终没有表达.[结论]桑椹肥大性菌核病病果可通过分生孢子造成再次侵染.分生孢子的形成对cAMP途径中的AC和PKA表达量起负调控作用.研究结果能够进一步增加我们对病原菌侵染桑果所需外界环境条件的理解,同时也进一步完善了C.shiraiana的侵染循环和分生孢子形成途径.

有活力但不可培养(viable but non-culturable,VBNC)状态是细菌遭遇逆境时进入的一种特殊状态,该状态下的菌体在条件适宜时可复苏并恢复其致病性,被认为是细菌躲避不良环境的一种生存策略.VBNC状态菌体对人类医学和工农业生产具有巨大的潜在威胁,开展关于VBNC状态的检测及诱导、复苏及其机制研究可为减少或避免该状态细菌的危害提供理论基础.本文简要综述了细菌VBNC状态在诱导、复苏及致病性等方面的研究进展,并结合本实验室及国内外相关团队近年来在植物病原细菌VBNC状态研究中的结果,详细总结了VBNC状态细菌的形成和复苏机制,对植物病原细菌在环境胁迫下的存活机制、病害田间初侵染来源分析及VBNC状态菌体在病害循环中的作用等相关研究具有重要参考意义.