炭疽病是油茶的主要病害,造成巨大经济损失.果生刺盘孢是油茶炭疽病优势致病菌.本研究旨在探讨果生刺盘孢中组蛋白乙酰化转移酶Rtt109的生物学功能,为油茶炭疽病防治提供理论依据.通过构建基因敲除载体,根据同源重组原理,敲除目标基因CfRTT109,进一步筛选获得突变体ΔCfrtt109;构建CfRTT109基因回补质粒,转化至突变体ΔCfrtt109,通过荧光筛选回补菌株.生物学表型测定结果显示:相比于野生型,突变体ΔCfrtt109生长速率下降了 51.23％,分生孢子的形成率下降了 71.89％;在含有5.0 mmol/L内质网胁迫剂二硫苏糖醇的PDA培养基中,突变体ΔCfrtt109的生长抑制率为50.75％,显著高于野生型和回补菌株;荧光定量PCR结果表明,与野生型和回补菌株相比,内质网相关的基因HAC1、SCJ1与PDI1基因在突变体中显著上调表达;在含有DNA损伤试剂甲基磺酸甲酯的PDA培养基中,突变体ΔCfrtt109停止生长;进一步研究发现,在甲基磺酸甲酯胁迫下,突变体ΔCfrtt109中的DNA损伤修复基因RHM52、RHM54与REV1表达量上调幅度显著低于野生型;致病力测定结果显示,突变体ΔCfrtt109在油茶叶上形成的病斑面积减小了 77.60％,在苹果上减少了 89.91％.综上所述,组蛋白乙酰化转移酶CfRtt109参与调控果生刺盘孢营养生长、分生孢子形成、内质网胁迫和DNA损伤胁迫应答以及致病力.

果生刺盘孢是油茶炭疽病的主要致病菌.研究果生刺盘孢RNA结合蛋白基因CfNOP12 的生物学功能,阐述果生刺盘孢致病的分子机制,为油茶炭疽病的防治提供理论基础.根据同源重组原理,在果生刺盘孢中敲除目标基因 CfNOP12,PCR 验证获得正确的突变体ΔCfnop12;进一步构建PYF11::CfNOP12 回补质粒,导入突变体原生质体中,筛选成功互补菌株ΔCfnop12-C.对这些菌株进行生物学表型测定,发现突变体ΔCfnop12 营养生长速率显著下降,分生孢子的产量及附着胞形成率显著降低;在含有细胞壁胁迫剂的 PDA培养基上,突变体ΔCfnop12 的抑制率相较于野生型和回补菌株显著升高,在低温条件下,突变体的生长速率表现出明显下降;野生型和回补菌株几丁质聚集在菌丝顶端,突变体ΔCfnop12 尖端几丁质分布不正常;相比于野生型和回补菌株,突变体致病力显著降低.综上所述,潜在RNA结合蛋白基因CfNOP12 参与调控了果生刺盘孢生长发育、低温胁迫响应和致病力.

对实验室分离保存的一株橡胶炭疽菌(Rubber tree anthracnose)进行鉴定并对其拮抗药剂进行筛选,为橡胶树炭疽病的防治提供理论基础.通过分子生物学与形态学相结合的手段对该菌株进行鉴定,对其生物学特性进行研究,并且比较生防菌剂与化学药剂对该菌株的抑菌效果.结果表明:通过分子生物学与形态学将该菌株鉴定为果生刺盘孢菌(Colletotrichum fructicola),命名为HD-1.其最适生长的培养基、碳源、氮源分别为马铃薯葡萄糖琼脂培养基(PDA)、山梨醇和牛肉浸膏,最适pH值为8.0.通过测试和比较发现,咪鲜胺、苯醚甲环唑和贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)HN-2正丁醇提取物对菌株HD-1抑制效果明显,并且通过显微镜观察发现只有HN-2正丁醇提取物处理后的菌丝发生了膨大现象.实验结果将为对田间橡胶树炭疽病的防控提供理论依据和技术支撑.

运用基因敲入技术,将GFP、mCherry整合到果生刺盘孢Colletotrichum fructicola组蛋白histone H1位点,实现融合表达,获得细胞核荧光标记菌株.基于标记菌株可以对分生孢子、营养菌丝、附着胞、侵染菌丝等结构中的细胞核进行实时活体观察.果生刺盘孢存在性亲和的“+”、“-”型菌株分化,GFP“+”型菌株和mCherry“-”型菌株接触形成明显杂交线,杂交线上单子囊内含红绿两种孢子,表明“+”、“-”型菌株间发生杂交;杂交线上子囊壳壁表达mCherry,表明由“-”型菌株发育而来.本研究构建的核荧光标记菌株将是研究果生炭疽菌细胞周期调控和有性繁殖过程的重要材料.

油茶炭疽病是油茶Camellia oleifera上最重要病害之一,引起该病害的主要致病菌为果生刺盘孢菌Colletotrichum fructicola.本研究以果生刺盘孢菌bZIP类转录因子CfHac1为研究对象,研究其在果生刺盘孢菌的营养生长、产孢量、附着胞形成、致病力及耐受性等方面的生物学功能,为油茶炭疽病的防控提供理论依据.研究结果表明,果生刺盘孢菌中具有一个与灰色大角间座壳(稻瘟菌)bZIP转录因子MoHac1直系同源的基因,命名为CfHAC1.该基因全长1 627bp,编码526个氨基酸,该蛋白含有一个碱性亮氨酸链(bZlP)结构域和3个未知功能结构域.CfHAC1基因敲除突变体的菌丝生长速度显著变慢,分生孢子产量显著减少且不能正常形成附着胞,并对山梨糖醇和KCI渗透压胁迫敏感性增加;致病力测试结果表明,果生刺盘孢菌基因敲除突变体ΔCfhac1对油茶的致病力显著下降.转录因子CfHac1参与调控果生刺盘孢菌的生长、产孢、附着胞的形成、致病力以及响应外界渗透压胁迫过程.

果生刺盘孢Colletotrichum fructicola是油茶炭疽病优势病原菌.前期研究发现bZIP转录因子CfHac1参与调控该菌的生长发育和致病性.为了揭示转录因子CfHac1调控果生刺盘孢响应内质网压力和致病机理,本研究测定了△Cfhac1突变体对内质网压力胁迫剂的敏感性,发现突变体对二硫苏糖醇(dithiothreitol,DTT)的耐受性下降,说明fHAC1基因可能参与调控果生刺盘孢响应内质网压力胁迫过程.进一步利用高通量RNA-seq技术对该病菌野生型菌株和CfHAC1敲除突变体菌株在DTT胁迫下的转录组进行了比较分析,结果表明差异表达基因共有2 680个,其中上调表达基因有1 181个,下调表达基因有1 499个.Gene Ontology功能分析结果显示,差异表达基因主要参与催化活性、结合、代谢过程、细胞过程、细胞成分合成、生物过程调控和应激反应等生物学过程.KEGG功能富集分析表明,上调表达基因主要被富集到核糖体、真核细胞的核糖体生物合成、RNA转运和氰基氨基酸代谢通路中;下调表达基因显著富集在内质网蛋白质加工、N-聚糖生物合成、类固醇合成和蛋白质分泌等通路中.分析发现转录因子CfHac1调控内质网胁迫应答和致病相关基因的表达.本研究提供了在全基因组水平上对CfHAC1基因与内质网压力胁迫应答之间关联的新认识,为阐明果生刺盘孢响应内质网压力胁迫和致病机制奠定了基础.

油茶炭疽病是由刺盘孢属Colletotrichum真菌引起的重要病害,在中国各油茶产区均有发生,严重威胁茶油的产量与品质.前期发现果生刺盘孢Colletotrichum fructicola是油茶炭疽病的优势致病菌,自噬相关蛋白Atg8在果生刺盘孢中的生物学功能尚不清楚.本研究根据同源重组的原理及PEG介导的原生质体转化方法,获得了 Cf4TG8基因敲除突变体及其互补菌株.进一步通过生物学表型分析,发现突变体生长减慢、产孢量减少、附着胞形成率降低、对细胞壁完整性胁迫耐受性降低,并且丧失对油茶的致病性.上述结果表明,CfAtg8参与调控果生刺盘孢的营养生长、无性繁殖、附着胞形成、对外界胁迫应答及致病过程.

果生刺盘孢是油茶炭疽病的主要流行致病菌.本文研究果生刺盘孢中液泡分选蛋白CfVps17的生物学功能,为阐明该蛋白调控致病分子机制提供依据.采用over-lap方法构建CfVPS17基因敲除载体片段,使用PEG介导法将敲除载体片段转化至果生刺盘孢原生质体中,通过验证筛选获得突变体菌株△Cfvps17.构建目的 基因CfVPS17回补载体pYF11::CfVPS17,经转化获得△Cfvps17-C回补菌株.测定野生型、突变体△Cfvps17及回补菌株△Cfvps17-C的生物学表型,结果表明,与野生型和回补菌株相比,突变体△Cfvps17菌丝生长速率、产孢量和附着胞形成率显著降低,突变体菌丝中糖原积累减少,对氯化钠和刚果红胁迫耐受性增强;致病力测定结果表明,突变体△Cfvps17丧失了对油茶叶片的致病力.液泡分选蛋白CfVps17参与调控果生刺盘孢糖原积累、生长发育、外界胁迫应答和致病力.

本研究比较了健康与患叶斑病刺梨植株叶际真菌群落特征差异,以期探索病原菌的潜在来源,为人工构建具拮抗功能群落和刺梨叶斑病的生物防控提供参考.通过可培养方法对不同健康状况的刺梨叶际真菌进行分离培养,结合形态学和分子系统学对菌株进行综合鉴定;利用FUNGuild平台对真菌进行功能注释;结合根际、根部真菌作拆分网络分析探索病原菌的潜在来源.本研究结果表明:1)刺梨叶际真菌具有丰富的多样性.从刺梨叶际8个样品中共分离到真菌266株,其隶属于3门、6纲、13目、30科、46属中的61个种.其中,健康植株叶际内生真菌(LHE)包括8属10种27株,附生真菌(LHS)包括33属37种77株.患病叶际内生真菌(LDE)分离到7属10种38株;附生真菌(LDS)分离到31属35种124株.2)不同样品的真菌优势属和特有类群有差异.不同健康状况下叶际附生真菌的优势属均为拟盘多毛孢属Pestalotiopsis,但二者的相对多度存在差异,LHS为11.49％,LDS为32.26％;内生真菌优势属二者均为链格孢属Alternaria,但相对多度各异,LHE为33.33％,LDE为63.16％.其中,LHE特有类群为盘长孢状刺盘孢Colletotrichum gloeosporioides和果生刺盘孢Colletotrichum fructicola等8种;LDE特有类群为茄链格孢Alternaria solani和Didymella sinensis等8种;LHS特有类群是草酸青霉Penicillium oxalicum 和 Peniophora crassitunicata 等21种;LDS 特有类群是尖孢镰刀菌 Fusarium oxysporum、赭绿青霉Penicillium ochrochloron和易脆毛霉Mucor fragilis等19种.3)不同样品叶际真菌功能不同.经FUNGuild解析表明,LHS、LHE和LDE的叶际真菌功能群主要以腐生型为主,LDS则主要以植物病原菌群为主.本研究结果初步揭示刺梨植株健康与患叶斑病叶际间真菌多样性、群落组成及营养功能群存在差异,植株健康状况与其真菌群落特征密切相关;叶斑病病原菌主要源于刺梨叶际的附生微生物群.

炭疽病是油茶Camellia oleifera的重要病害,该病害的优势致病菌是刺盘孢属Colletotrichum的果生刺盘孢C.fructicola,在全国的油茶产区普遍发生.我们前期发现组蛋白乙酰转移酶 CfGcn5调控油茶果生刺盘孢的生长发育和致病过程,但组蛋白去乙酰化酶在该病菌中的生物学功能尚不清楚.本研究以组蛋白去乙酰化酶CfSnt2为研究对象,利用反向遗传学的方法,通过对野生型、CfSNT2基因敲除突变体及互补菌株的生物学表型进行比较分析,发现CfSNT2基因敲除突变体的菌丝生长速率明显减缓、分生孢子的产量显著减少、附着胞形成率降低、对细胞壁胁迫剂的响应异常,同时对油茶致病力显著减弱.以上现象说明CfSnt2调控果生刺盘孢的生长、产孢、附着胞的形成、对细胞壁完整性胁迫剂的耐受性及致病力.