番茄对AAL-toxin和链格孢菌抗性的调控机制研究
番茄对AAL-toxin和链格孢菌抗性的调控机制研究腐马素(fumonisin)和AAL-toxins是一种神经鞘脂类似类真菌毒素(sphinganineanalogymycotoxins,SAMTs),它们通过竞争性抑制神经酰胺合成酶,使植物细胞中神经鞘氨醇的含量上升,从而诱发细胞程序性死亡(programmed cell death,PCD)。
腐马素能够提高镰刀菌属真菌对玉米等粮食作物的致病性,而AAL-toxins是番茄链格孢菌(Alternaria alternata f.sp.lycopersicp.AAL)的致病因子,除此之外,两者对动物和人的健康造成严重威胁。
因此研究植物对SAMT及其产毒病原菌的抗性机理,挖掘调控该过程的关键基因,不仅有助于加深对植物防御体系的理解,而且为通过遗传工程手段提高植物对SAMT产毒菌的抗性,减少农业中SAMT的污染奠定基础。
本研究在克隆拟南芥FB1(fumonisin B1)抗性基因Fumonisin B1resistant 41(FBR41)的基础上,进一步探究FBR41在拟南芥和番茄中防御SAMT的作用及其机理,以及在番茄中对产毒菌AAL的抗性机制;同时,首次探究了植物激素油菜素甾醇(brassinosteroid,BR)信号转导途径在番茄对AAL-toxin及AAL抗性中的作用。
主要研究结果如下:1、拟南芥突变体fbr41在FB1处理后,没有出现明显的PCD表型。
FBR41突变位点发生在拟南芥SPT(serine palmitoyltransferase)的LCB2b(long chainbase 2b)亚基上。
通过对FBR41和AtLCB2b氨基酸序列的比对发现,FBR41上缺少SPT必需的赖氨酸催化位点;荧光素酶互补实验证明,FBR41可以与AtLCB1亚基结合;进一步对SPT下游产物神经鞘氨醇的含量进行分析发现,在FB1的处理下,fbr41中神经鞘氨醇的含量明显减少,而神经鞘氨醇对于诱导PCD具有重要的作用。
由以上结果可知,FBR41可能通过影响SPT的功能,缓解FB1诱导的神经鞘氨醇的积累,从
而提高拟南芥对FB1的抗性。
2、将FBR41在AAL-toxin敏感型番茄品种中过表达,获得FBR41过表达转基因植株。
转基因植株在AAL-toxin处理下,PCD症状明显减轻,说明FBR41可以普遍提高植物对SAMT的抗性。
FBR41过表达番茄植株在AAL-toxin处理下积累更少的神经鞘氨醇,说明FBR41可以缓解AAL-toxin引起的神经鞘氨醇的积累,从而提高番茄对AAL-toxin 的抗性。
3、FBR41过表达番茄植株叶片在AAL接种后,细胞死亡程度明显减轻,且积累的真菌量明显减少,说明FBR41提高了番茄对AAL的抗性。
神经鞘氨醇可以诱导植物细胞死亡,而茉莉酸(jasmonate,JA)可以促进AAL 的入侵。
在AAL处理情况下,FBR41过表达番茄植株神经鞘氨醇和JA的含量均明显减少,由此可知,FBR41可能一方面通过缓解神经鞘氨醇的积累,抑制细胞的死亡,另一方面通过抑制JA的合成,阻止AAL的入侵过程,从而提高番茄对AAL的抗性。
4、AtBZR1 的P234 位点与番茄S1LAT61 的P239及S1BZR1L 的P232位点是保守的。
将S1LAT61 和S1BZR1L的保守位点进行定点突变,获得
SlLAT61P239L(mSlLAT61)和 S1BZR1LP232L(mSlBZR1L),并转化番茄植
株,mSlLAT61和mSlBZR1过表达植株表现出BR信号增强的表型,包括BR生物合成基因受到抑制、植株矮化、叶片卷曲。
mSlLAT6和mSlBZR1L过表达植株在AAL-toxin的处理下,细胞死亡程度明显上升,且在接种AAL后,出现更严重的发病症状,说明SlLAT61和SlBZR1L介导的BR信号途径降低了番茄对AAL以及AAL-toxin的抗性。
转录因子调控番茄抗旱性研究进展
櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄櫄 andinfection[J].TheNewPhytologist,2021,230(3):1126-1141. [78]赵明富,黄 菁,吴毅歆,等.玉米褪绿斑驳病毒及传播介体研究进展[J].中国农业科技导报,2014,16(5):78-82.[79]李敬娜,王乃顺,宋 伟,等.玉米褪绿斑驳病毒研究进展及防治策略[J].生物技术通报,2018,34(2):121-127.[80]李晓静.三七病毒病病原种类鉴定及其相关病毒分子变异分析[D].昆明:云南农业大学,2014.[81]陈 莎.深度测序鉴定玉米病毒及感病玉米组织中小RNA分析[D].杭州:浙江大学,2015.[82]LommelS,KendallT,SiuN,etal.Characterizationofmaizechloroticmottlevirus[J].Phytopathology,1991,81:819-823.董舒超,凌嘉怡,赵丽萍,等.转录因子调控番茄抗旱性研究进展[J].江苏农业科学,2023,51(9):9-16.doi:10.15889/j.issn.1002-1302.2023.09.002转录因子调控番茄抗旱性研究进展董舒超1,2,凌嘉怡1,3,赵丽萍1,2,宋刘霞1,2,王银磊1,2,赵统敏1,2(1.江苏省农业科学院蔬菜研究所,江苏南京210014;2.江苏省高效园艺作物遗传改良重点实验室,江苏南京210014;3.扬州大学园艺园林学院,江苏扬州225009) 摘要:番茄原产自热带地区,是全世界栽培面积最大的蔬菜之一。
农业生产上,干旱胁迫是限制番茄产量和品质的主要制约因素。
因此,挖掘抗旱基因用于番茄抗旱育种意义重大。
番茄的抗旱性状是由多基因控制的复杂性状,而转录因子能通过转录级联效应同时调控干旱胁迫响应通路上的多个基因来调节植物的抗旱性,是培育抗旱番茄品种的重要遗传资源。
番茄抗叶霉病分子机制研究进展
安徽农学通报2023年09期病原菌·有害生物·动植物防护作者简介牛义岭(1993—),女,硕士,农艺师,从事作物栽培技术推广工作。
收稿日期2022-11-25番茄抗叶霉病分子机制研究进展牛义岭商丽敏(安达市农业技术推广中心,黑龙江安达151400)摘要叶霉病是番茄常见病害之一,发病后不仅会阻碍植株生长,果实品质和产量也显著下降。
抗病育种依然是防治该病害最有效的方法。
在与叶霉病的长期互作过程中,番茄已经进化出一系列抗性机制以抵抗病原菌入侵。
在分子水平上关于番茄对叶霉病抗性机制的研究已有很多,主要集中在Cf 抗性基因的克隆及抗病机制分析等。
本文主要综述了番茄叶霉病的生理小种、抗病基因结构和功能等分子抗性机制的研究进展,以期为番茄抗病育种提供一定的参考。
关键词番茄;叶霉病;分子抗性机制中图分类号S436.412文献标识码A文章编号1007-7731(2023)09-0137-03叶霉病又称黑毛病,病原菌是半知菌亚门真菌,其定名为黄枝孢菌。
当植株被侵染后,发病快、蔓延快,若防控不到位,很可能造成绝产。
该病害虽然可以侵染植株的整株器官,但主要危害叶片,当环境适宜或病情严重时也会危害茎、花和果。
植株被病菌侵染后,光合能力减弱,养分汲取和积累下降。
叶片最先出现病症,主要表现为叶表面出现椭圆形或不规则的淡黄色病斑,叶背面长出白色霉层,为病原菌的菌丝体,随着病情加重,白色霉层褐变直至变为黑褐色绒毛状,即为病原菌的分生孢子、分生孢子梗。
在高温高湿环境下,发病叶片正面也会长出黑霉。
1番茄叶霉病菌的侵染机制番茄叶霉病菌的侵染能否成功取决于与寄主植株的亲和性。
番茄叶霉病菌的侵染机制包括2种,①与抗病番茄品种的非亲和互作类型。
在适宜的温湿度条件下,病原菌分生孢子落在叶片上,萌发形成芽管,而后生长形成菌丝,菌丝通过叶片气孔向维管组织生长、吸收营养。
在这一过程中会激发寄主对病原菌的防御反应,防御反应启动后一方面部分菌丝则不能穿过气孔或穿过气孔后会生长停止,另一方面菌丝肿胀弯曲,无法在叶片内生长蔓延,因此病菌菌丝只存在于侵染部位附近区域内,形成坏死病斑,这一过程也被称为过敏反应[1]。
番茄早疫病拮抗放线菌的筛选
番茄早疫病拮抗放线菌的筛选袁鹤;沈志红;杨丽丽;李凯【摘要】为筛选番茄早疫病菌的强拮抗放线菌,探索生物防治的可行性,从不同番茄栽培地土壤中采样,通过平板稀释法分离得到32株放线菌.以番茄早疫病菌为指示菌,通过纸片扩散法进行拮抗放线菌的初筛和复筛,结果筛选出3株对番茄早疫病具有良好拮抗效果的放线菌,编号分别为Act-11,Act-13和Act-25,该菌株作为具有较高生防活性的放线菌,在番茄早疫病的生物防治中具有潜在的应用前景.%To screen a germ which has significant antagonism against tomato early blight and to approach biocontrol feasibility, thirty two strains of actinomycetes were separated from soil samples collected from different tomato cultivation soils by diluting and separating methods. Three strains had been proved to have antagonistic activity against Alternaria solani by disk diffusion method for screening and rescreening, numbered Act-11, Act-13 and Act-25. Act-11, Act-13 and Act-25 strains had higher biological control activity. It was suggested that strains Act-11, Act-13 and Act-25 had the potential application prospect in biological control of tomato early blight.【期刊名称】《山西农业科学》【年(卷),期】2012(040)011【总页数】3页(P1223-1225)【关键词】番茄早疫病;拮抗放线菌;抑菌效果;生物防治【作者】袁鹤;沈志红;杨丽丽;李凯【作者单位】山西舜天农业微生物科学技术研究院,山西阳泉045000;山西舜天农业微生物科学技术研究院,山西阳泉045000;山西舜天农业微生物科学技术研究院,山西阳泉045000;山西舜天农业微生物科学技术研究院,山西阳泉045000【正文语种】中文【中图分类】S436.412.1+4番茄早疫病又称轮纹病,是由茄链格孢菌(Alternaria solani)所导致的一种番茄重要病害之一,也是一种世界性病害。
放线菌制剂对番茄PPO活性及生物量的影响
放线菌制剂对番茄PPO活性及生物量的影响陈秦;薛泉宏;申光辉;段春梅;赵娟;王玲娜;薛磊;毛宁【摘要】[目的]研究2种放线菌制剂对供试番茄生物量、保护性酶活性的影响,探索生防菌剂的防病促生机理.[方法]以Actl(加州链霉菌Streptomyces californicus),Act2(假刺孢链霉菌Streptomyces pseudovenezuelae)、Actll(肉质链霉菌Streptomyces carnosus)、Act12(密旋链霉菌Streptomyces pactum)及Act8(1株未定种的链霉菌Streptomyces sp.)5种放线菌为材料,制成菌剂BCA1(由放线菌Act1、Act11和Act12按1:1:1的质量比混合而成)和菌剂BCA2(由Act1、Act2和Act8按1:1:1的质量比混合而成)2种放线菌制剂.以不接菌为对照,分别将BCA1和BCA2进行稀释后对番茄进行蘸根处理,采用常规称质量及PPO酶活性测定法分别对番茄生物量及叶片PPO酶活性进行测定.[结果]①2种放线菌制剂均使苗期番茄叶片PPO活性降低,根系PPO活性升高,随着植株生长期的延长,菌剂对PPO活性的影响逐渐减小.②接种2种放线菌制剂对番茄生长均有明显的促进作用,BCA1使番茄的总生物量、茎质量、根系质量及须根质量分别增加了44.27%,47.38%,14.58%及52.85%;BCA2使番茄的总生物量、茎质量、根系质量及须根质量分别增加了46.87%,47.89%,42.63%及93.65%.[结论]接种放线菌制剂对番茄有明显的促生作用,可促进根系生长,增加生物量,并提高根系PPO活性,进而增强番茄根系的免疫力和抗病性.【期刊名称】《西北农林科技大学学报(自然科学版)》【年(卷),期】2010(038)003【总页数】5页(P184-188)【关键词】番茄;生防放线菌;生物量;多酚氧化酶(PPO)活性;促生效应【作者】陈秦;薛泉宏;申光辉;段春梅;赵娟;王玲娜;薛磊;毛宁【作者单位】西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学生命科学学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学生命科学学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学生命科学学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学生命科学学院,陕西杨凌712100;西北农林科技大学资源环境学院,陕西杨凌712100【正文语种】中文【中图分类】S641.201;S154.39番茄营养丰富、产量高,是深受广大消费者喜爱的茄果类蔬菜。
杂草生防真菌研究现状
杂草生防真菌研究现状苟志辉钟圣赟曾亚红(海南省林业科学研究院(海南省红树林研究院),海南海口571100)摘要杂草生防真菌是从罹病杂草组织中分离筛选获得的一类能够有效侵染有害植物,并在一定程度上控制其生长或繁殖的植物病原真菌。
利用杂草病原真菌防控杂草具有巨大的潜在优势。
本文从杂草生防真菌的控草潜力、主要类群、生物防控机理、寄主范围、应用前景等方面总结了杂草生防真菌的研究现状,以期为杂草生防真菌的开发与利用提供一定的参考。
关键词杂草生防真菌;控草潜力;主要类群;生物防控机理;寄主范围;应用前景中图分类号S451.1文献标识码A文章编号1007-5739(2024)04-0061-05DOI:10.3969/j.issn.1007-5739.2024.04.017开放科学(资源服务)标识码(OSID):Research Status of Weed Biocontrol FungiGOU Zhihui ZHONG Shengyun ZENG Yahong(Hainan Academy of Forestry(Hainan Academy of Mangrove),Haikou Hainan571100) Abstract Weed biocontrol fungi are a type of plant pathogenic fungi isolated and screened from diseased weed tissues,which can effectively infect harmful plants and control their growth or reproduction to a certain extent.The use of weed pathogenic fungi for weed control has enormous potential advantages.This paper summarized the research status of weed biocontrol fungi from the aspects of their potential for controlling weeds,main groups,biological control mecha-nisms,host range and application prospects,so as to provide some references for the development and utilization of weed biocontrol fungi.Keywords weed biocontrol fungus;potential for controlling weed;main group;biological control mechanism;host range;application prospect全球约有2000种杂草能够通过与农林作物争夺水肥、争夺阳光、侵占地上和地下空间等方式,干扰农林作物正常生长、威胁农林作物产量和品质,甚至影响人畜健康。
食品中链格孢霉毒素污染现状及检测技术研究进
基金项目:上海市“科技创新行动计划”农业领域项目(编号:21N31900600)作者简介:王霞,女,上海市农产品质量安全中心畜牧师,硕士。
通信作者:张维谊(1979—),女,上海市农产品质量安全中心研究员,硕士。
E mail:zhangharewei@163.com收稿日期:2022 07 13 改回日期:2022 12 09犇犗犐:10.13652/犼.狊狆犼狓.1003.5788.2022.80542[文章编号]1003 5788(2023)05 0224 08食品中链格孢霉毒素污染现状及检测技术研究进展Pollutionstatusandresearchprogressonthedetectiontechnologyof犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪mycotoxinsinfoods王 霞犠犃犖犌犡犻犪 丰东升犉犈犖犌犇狅狀犵 狊犺犲狀犵 童金蓉犜犗犖犌犑犻狀 狉狅狀犵 高猛峰犌犃犗犕犲狀犵 犳犲狀犵 张维谊犣犎犃犖犌犠犲犻 狔犻(上海市农产品质量安全中心,上海 201708)(犛犺犪狀犵犺犪犻犆犲狀狋犲狉狅犳犃犵狉犻 狆狉狅犱狌犮狋狊犙狌犪犾犻狋狔犪狀犱犛犪犳犲狋狔,犛犺犪狀犵犺犪犻201708,犆犺犻狀犪)摘要:链格孢霉毒素是由链格孢霉属(犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪species)产生的次级代谢产物,具有致突变、致癌、致畸等多种毒性。
文章概述了水果、蔬菜、谷物及其制品中链格孢霉毒素的污染现状,综述了链格孢霉毒素检测方法的研究现状,并展望了链格孢霉毒素检测技术今后的研究方向。
关键词:链格孢霉菌;链格孢霉毒素;污染现状;检测技术;食品犃犫狊狋狉犪犮狋:犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪mycotoxinsarethesecondarymetabolitesof犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪species,whichhaveobvioustoxicity(mutagenicity,teratogenicityandcarcinogenicity,犲狋犮)tohumansandanimals.Alternariol(AOH),alternariolmonomethylether(AME),alternuene(ALT),tenuazonicacid(TeA)andtenoxin(TEN)arethemoststudiedatpresent.犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪mycotoxinswasreportedinapples,orange,tomatoes,cornsandotheragriculturalproducts.Eatingthesefoodscontaminatedby犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪mycotoxinswillcauseseriousharmtohumanhealth.Inthispaper,thepollutionstatusandthedetectiontechnologyof犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪mycotoxinsweresummarized,andthefutureresearchdirectionof犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪mycotoxinswasprospected.Thepurposewastoprovidereferencesfortheriskassessment,detectionandpreventionof犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪mycotoxinsinfoods.犓犲狔狑狅狉犱狊:犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪;犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪mycotoxins;pollutionstatus;detectiontechnology;food链格孢霉毒素(犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪mycotoxins)是由链格孢霉菌属(犃犾狋犲狉狀犪狉犻犪species)产生的一类具有致突变、致癌、致畸、致死、细胞毒性、基因毒性、胚胎毒性等多种毒性的次级代谢产物[1]。
调控番茄果实品质的转录因子及其应用[发明专利]
专利名称:调控番茄果实品质的转录因子及其应用专利类型:发明专利
发明人:庄焜扬,孟庆伟,吕巍,马娜娜
申请号:CN202010418466.9
申请日:20200518
公开号:CN111518185A
公开日:
20200811
专利内容由知识产权出版社提供
摘要:本发明涉及涉及植物生物技术领域,具体涉及调控番茄果实品质的转录因子及其应用。
本发明研究发现,EIL2转录因子能够直接结合到LCYB的启动子上抑制其表达,减少番茄红素的转化;WHY1转录因子又能够结合到EIL2的启动子上抑制其表达,从而促进了LCYB的转录,推进番茄红素向β‑胡萝卜素的转化;EIL2还能够通过直接结合启动子元件的方式抑制肌醇单磷酸酶(IMP,肌醇合成限速酶)及肌醇加氧酶(MIOX,肌醇途径合成抗坏血酸的限速酶)基因的表达,减少抗坏血酸的合成。
WHY1则能够通过抑制EIL2促进抗坏血酸的合成。
本发明的WHY1‑EIL2介导的调控机制对番茄果实番茄红素及抗坏血酸的积累有重要的意义。
申请人:山东农业大学
地址:271018 山东省泰安市岱宗大街61号
国籍:CN
代理机构:济南誉丰专利代理事务所(普通合伙企业)
代理人:薛鹏喜
更多信息请下载全文后查看。
微生物菌剂在番茄上的应用效果比较研究
微生物菌剂在番茄上的应用效果比较研究作者:田慧敏郭成袁树先胡利喆来源:《赤峰学院学报·自然科学版》2021年第01期摘要:为探讨微生物菌剂对番茄整个生育期生物性状以及产量结构的影响,本研究以番茄新品种威利斯特F1代为试材,选择枯草芽孢杆菌哈茨木霉单独喷施和复合处理在番茄幼苗移栽前、苗期、花期、结果期喷施叶面和根部,比较菌剂不同处理对番茄田间生理指标、产量指标的影响。
结果表明,对生育期的调查,草芽孢杆菌哈茨木霉单独喷施和复合处理较对照处理延长了整个生育期3-5天;田间生长性状幼苗移栽率、株高、叶面积、茎粗均有增加,不同处理均能优化产量结构,单株结果数量、单果重、每小区产量都有不同程度的增加。
因此,喷施微生物菌剂延长了番茄生育期,促进营养生长,优化了产量结果,提高了小区产量。
其中喷施枯草芽孢杆菌和哈茨木霉复合剂对番茄生长的影响最大,结果个数和单果重分别比对照增加1.44个和5.6g,每小区(40m2)产量增加5.6kg。
哈茨木霉和枯草芽孢杆菌共同施用效果最好。
研究结果为微生物菌剂在设施番茄上应用方法和推广提供了依据。
关键词:微生物菌剂;番茄;应用效果中图分类号:S641.2 文献标识码:A 文章编号:1673-260X(2021)01-0025-04番茄(Lycopersicon esculentum Mill.)是我国重要的蔬菜之一,从营养成分上来说,含有各种维生素以及番茄红素,还含有镁、铁、磷等矿物质,维生素A的含量是极为丰富的,此外还含有丰富的胡萝卜素、钾、钙以及纤维素等人体必需的营养成分[1],目前我国在世界上番茄栽培面积最大产量最多。
随着设施农业的迅速发展,因投资少、高产出、回报快,番茄成为设施栽培调整结构的首选作物之一[2]。
但是随着栽培面积增大、年限增多和化肥农药使用不合理,部分地区土壤出现板结、养分失调、病害逐年增加的问题,而化学农药防治病虫害致使果实农药残留量增加,影响番茄品质[3]。
基于WGCNA识别IgG介导的西红柿不耐受枢纽蛋白
其潜在关键调控蛋白;本研究从系统生物学的角度,为IgG介导的西红柿不耐受发生机制探索提供了依据和研究方向。
【关键词】 加权基因共表达网络分析 共表达网络分析IgG介导西红柿不耐受 枢纽蛋白
【中图分类号】R195. 1
【文献标识码】A
DOI 10. 3969/j. issn. 1002 -3674.2021.03. 001
方法
过敏史的14例健康人作为对照组。患者及对照的年 龄、性别、西红柿特异性IgG抗体浓度信息如表1所示。
1.研究对象
表1 IgG介导的西红柿不耐受患者及健康对照基本信息
西红柿不耐受样本 Case1 Case2 Case3 Case4 Case5 Case6 Case7
性别 女
年龄(岁) 43
女
57
女
50
Control 6 女
50
Control 7 男
25
Control 8 男
Identification of Hub Proteins in IgG Mediated Tomato Intolerance based on WGCNA
Zhang Wei, Sun Lin, Wang Yupeng, et al( Department of Medical Statistics, Harbin Medical University^ 150081) , Harbin) [Abstract] Objective We aimed to identify the protein co-expression modules and hub proteins of IgG mediated tomato
集到2条通路,补体和凝血级联通路、吞噬体通路。筛选岀IgG介导的西红柿不耐受相关模块中的枢纽蛋白为APOA1、
番茄颈腐根腐病病原菌鉴定及抗性品种筛选
㊀山东农业科学㊀2024ꎬ56(4):145~150ShandongAgriculturalSciences㊀DOI:10.14083/j.issn.1001-4942.2024.04.018收稿日期:2023-06-07基金项目:山东省自然科学基金项目(ZR2020QC152)ꎻ山东省重点研发计划农业良种工程项目(2022LZGC009)ꎻ中央引导地方科技发展专项资金项目(YDZX2022136)作者简介:苏晓梅(1988 )ꎬ女ꎬ博士ꎬ助理研究员ꎬ主要从事番茄遗传育种研究ꎮE-mail:sxm198846@126.com通信作者:侯丽霞(1970 )ꎬ女ꎬ博士ꎬ研究员ꎬ主要从事番茄遗传育种研究ꎮE-mail:houlx2006@126.com番茄颈腐根腐病病原菌鉴定及抗性品种筛选苏晓梅ꎬ王梦蕊ꎬ吕宏君ꎬ刘淑梅ꎬ王施慧ꎬ侯丽霞(山东省农业科学院蔬菜研究所/山东省设施蔬菜生物学重点实验室/国家蔬菜改良中心山东分中心ꎬ山东济南㊀250100)㊀㊀摘要:番茄颈腐根腐病是设施番茄冬春生产中最严重的病害之一ꎬ严重威胁我国设施番茄的安全生产ꎮ近年来番茄颈腐根腐病在我国番茄主产区发生日益严重ꎬ培育抗病品种是防治该病最经济有效的方法ꎮ本试验采集典型症状的发病植株进行病原菌分离纯化ꎬ综合运用形态学观察㊁分子生物学鉴定和致病性测定方法ꎬ确定病原菌为尖孢镰刀菌番茄颈腐根腐病专化型(Fusariumoxysporumf.sp.radicis ̄lycopersiciꎬForl)ꎮ之后利用分离的病原菌通过苗期人工接种鉴定结合抗性基因分子标记方法ꎬ对32个番茄商品种进行抗颈腐根腐病鉴定分析ꎬ结果显示有18个表现抗病ꎬ与分子标记Frl-ZL的鉴定结果一致ꎬ可用于番茄抗颈腐根腐病育种或生产ꎮ关键词:番茄ꎻ颈腐根腐病ꎻ抗性鉴定ꎻ分子标记中图分类号:S436.412.1㊀㊀文献标识号:A㊀㊀文章编号:1001-4942(2024)04-0145-06IdentificationofPathogenCausingFusariumCrownandRootRotandScreeningResistantVarietiesinTomatoSuXiaomeiꎬWangMengruiꎬLyuHongjunꎬLiuShumeiꎬWangShihuiꎬHouLixia(InstituteofVegetablesꎬShandongAcademyofAgriculturalSciences/ShandongProvincialKeyLaboratoryforBiologyofGreenhouseVegetables/ShandongBranchofNationalImprovementCenterforVegetablesꎬJinan250100ꎬChina)Abstract㊀Fusariumcrownandrootrot(FCRR)isoneofthemostseriousdiseasesthreatingprotectedtomatoproductioninChina.InrecentyearsꎬtheincidenceofFCRRisincreasinginthemainproducingareasoftomatoinChina.Cultivatingresistantvarietiesisthemostcost ̄effectivemethodforpreventingthedisease.Inthisstudyꎬthepathogenwasisolatedfromdiseasedtomatoplantsbytissue ̄isolationmethod.Basedonmorpho ̄logicalcharacteristicsꎬmolecularidentificationandpathogenicitytestꎬthecausalpathogenwasidentifiedasFusariumoxysporumf.sp.radicis ̄lycopersici(Forl).ToexploretheresistantvarietiesagainstForlinproduc ̄tionꎬtheresistanceof32varietiestoForlwereidentifiedthroughartificialinoculationatseedlingstageandmolecularmarker ̄assistedidentificationofFrlgene.Theresultsofinoculationshowed18materialswithresist ̄ancetoFCRRꎬwhichwasconsistentwiththeidentificationresultsusingmolecularmarkerFrl ̄ZL.Thesese ̄lectedvarietiescouldbeusedinbreedingorproductionoftomatowithFCRRresistance.Keywords㊀TomatoꎻFusariumcrownandrootrotꎻResistanceidentificationꎻMolecularmarker㊀㊀番茄颈腐根腐病(FusariumcrownandrootrotꎬFCRR)ꎬ俗称 死棵病 ꎬ是由尖孢镰刀菌番茄颈腐根腐病专化型(Fusariumoxysporumf.sp.radicis ̄lycopersiciꎬForl)引起的番茄土传性真菌病害[1]ꎬ能够造成番茄黄化萎蔫㊁发育不良和根茎腐烂ꎮ该病害在设施栽培地区发生严重ꎬ尤其是连作栽培导致病原菌在土壤中富集ꎬ对设施番茄生产造成严重影响[2-5]ꎮ近年来ꎬ番茄颈腐根腐病已成为威胁我国设施番茄冬春生产的最重要病害之一ꎬ侵染后可造成番茄严重减产甚至绝收[6-8]ꎮ此病侵染周期相对较长ꎬ早期不易发现ꎬ目前还没有十分安全有效的物理和化学防治方法[9]ꎮ相对来说ꎬ培育和利用抗病品种是防治该病害最为经济有效的措施ꎮ国外开展番茄颈腐根腐病抗性鉴定工作较早ꎬ并且在抗性基因定位和分子标记开发应用方面也取得一定的进展[10-14]ꎮ然而我国有关番茄颈腐根腐病的研究报道较少ꎬ且多数集中在该病害的发生和病原菌鉴定方面ꎬ而在抗性资源筛选研究方面还相对落后ꎬ抗病育种工作进展也较为缓慢ꎮ本研究采集山东省内不同地区番茄发病植株进行病原菌分离纯化ꎬ之后采用形态学观察㊁分子生物学鉴定和致病性测定方法对其进行鉴定ꎬ确定其为番茄颈腐根腐病菌后再利用苗期人工接种鉴定结合分子标记分析方法ꎬ对不同来源的32个番茄商品种进行抗颈腐根腐病鉴定分析ꎬ以期为番茄抗颈腐根腐病育种和生产提供理论和技术依据ꎮ1㊀材料与方法1.1㊀试验材料供试病株材料:于2020 2022年对山东省济南市㊁聊城市㊁青岛市和威海市四地番茄颈腐根腐病田间发病症状进行调查ꎬ采集番茄颈腐根腐病病株组织ꎬ带回实验室进行病原菌分离鉴定ꎮ抗性鉴定材料:试验所用鉴定材料共32个番茄商品种ꎬ由育种公司惠赠或市场购买ꎮ抗病对照LA3273和感病对照Heinz1706来自番茄遗传资源中心(TomatoGeneticsResourceCenterꎬTGRC)ꎬ由山东省农业科学院蔬菜研究所番茄课题组收集保存ꎮ试验于2023年4 5月在蔬菜所实验楼土培室中进行ꎮ以上材料各选取12粒饱满无病种子ꎬ在28ħ恒温箱中催芽ꎬ待露白后播种于基质土中ꎬ每个品种播种8株ꎬ24~28ħ培养室内育苗ꎮ1.2㊀试验方法1.2.1㊀病原菌分离与形态观察㊀采用常规组织分离法对病原菌进行分离纯化[15]ꎮ将染病植株根部冲洗干净ꎬ于超净工作台中将植株病健交界处组织切为大小约3mmˑ3mm的茎段ꎬ用75%酒精消毒20s后无菌水冲洗1次ꎬ然后用1%Na ̄ClO对病茎消毒5min后无菌水冲洗4~5次ꎬ最后将该组织置于马铃薯葡萄糖琼脂(PDA)培养基上ꎬ每皿放置2~3块ꎬ于25ħ恒温培养箱中黑暗培养ꎮ病原菌长出后ꎬ选取疑似番茄颈腐根腐病病原菌菌落转接至新的PDA培养基上ꎬ于25ħ培养箱内黑暗培养ꎬ直至菌落外观均一ꎮ将纯化的病原菌于显微镜下观察鉴定ꎬ-80ħ保存备用ꎮ1.2.2㊀病原菌分子生物学鉴定㊀将分离纯化后的病原菌挑至马铃薯葡萄糖(PD)液体培养基中ꎬ25ħ条件下120r/min振荡培养4dꎬ过滤收集菌丝体ꎬ冻干后提取菌株基因组DNAꎮ利用ITS通用引物(ITS1:TCCGTAGGTGAACCTGCGGꎻITS4:TCCTCCGCTTATTGATATGC)和根据NCBI中Forl序列设计引物(F:CTCCGACCTATTCTGTTC ̄TATGꎻR:TTCAGTTCTTTGCCGTGTAA)对病原菌DNA进行PCR扩增ꎮ扩增产物经1.5%琼脂糖凝胶电泳检测后送至北京六合华大基因科技有限公司测序ꎮ利用NCBI数据库的Blast程序对测序结果进行比对ꎮ1.2.3㊀病原菌致病性测定㊀病原菌在PD培养基中振荡培养4d后ꎬ用无菌水配成浓度为1ˑ107个/mL的孢子悬浮液ꎮ以感病番茄材料Heinz1706为接种对象ꎬ采用浸根法回接番茄幼苗ꎬ同时以清水接种作为对照ꎮ接种后控制温度为20ħꎬ相对湿度为50%~60%ꎬ正常栽培管理ꎮ待植株发病后再次进行病原菌分离与纯化ꎬ观察其菌落外观形态ꎬ镜检菌丝与孢子形态ꎮ1.2.4㊀番茄品种抗病性鉴定㊀分别以LA3273和Heinz1706为抗感病对照ꎬ参照王梦蕊等[15]的浸根法对32个番茄商品种进行接种鉴定ꎮ接种后置于18~22ħ室内环境中培养ꎬ4周后调查发病情况ꎮ1.2.5㊀番茄品种分子标记检测㊀每个编号的番茄品种混合取样ꎬ采用CTAB法提取基因组DNAꎬ使用与Frl基因连锁的分子标记PNU-641山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀D4[13](F:CAGCTGAAAGATGTCACCCAꎻR:TGAT ̄CATTTACAAGGCGGCA)和Frl-ZL[16](F:ACAAT ̄TTTGCCTTTAGTGTTGGꎻR:CCTAAAGTAGTGAAACTTATGGTG)对番茄品种进行PCR扩增分析ꎮPNU-D4的PCR产物经MboⅠ酶切后用2%琼脂糖凝胶电泳检测ꎮ2㊀结果与分析2.1㊀番茄颈腐根腐病发病症状调查发现ꎬ番茄颈腐根腐病常发生于保护地冬春季番茄生产中ꎬ成株期发生时出现植株下部叶片黄化和植株直立而萎蔫的症状ꎬ萎蔫最早出现在一天最暖和的时候ꎬ晚上恢复ꎮ该病最明显的特征为茎基部缢缩且呈深褐色ꎬ主根部分或全部腐烂脱落ꎻ病株根部纵向剖面可以看到广泛的褐变和腐烂现象ꎬ维管束呈褐色并向地上部延伸ꎬ高度不超过土壤线上25cm(图1)ꎮ2.2㊀病原菌鉴定2.2.1㊀病原菌形态学鉴定㊀在PDA培养基中于25ħ黑暗条件下进行恒温培养ꎬ结果(图2)看出ꎬ病原菌呈灰白色或粉紫色ꎬ菌落圆形㊁平铺生长ꎬ菌丝绒毛状ꎬ培养5d菌落直径60mm左右ꎮ病原菌主要产生三种类型的孢子:小分生孢子㊁大分生孢子和厚垣孢子ꎮ小分生孢子数量最多ꎬ呈长椭圆形或纺锤形ꎻ大分生孢子呈镰刀形ꎬ有2~4个分隔ꎻ厚垣孢子为透明状球形ꎬ顶生或间生于短侧枝上ꎬ多为单独生长ꎬ偶尔也对生或串生ꎮ该形态与其他研究者[17-18]描述的尖孢镰刀菌番茄颈腐根腐病专化型相一致ꎬ可初步确定该病原菌为尖孢镰刀菌ꎮ图1㊀番茄颈腐根腐病田间病株(左)和根茎纵切面(右)A:菌落形态ꎻB:分生孢子ꎻC:厚垣孢子与孢子梗ꎮ图2㊀菌株的菌落形态与显微形态2.2.2㊀病原菌分子生物学鉴定㊀使用真菌ITS通用引物和Forl基因设计的引物对病原菌DNA进行PCR扩增ꎬ经检测分别获得520bp和1400bp左右的条带(图3)ꎮ将PCR产物测序后提交至NCBI进行Blast比对ꎬ结果表明ꎬITS1/4扩增产物与尖孢镰刀菌(KY073258.1)同源性为99%以上ꎻForl扩增产物与尖孢镰刀菌颈腐根腐病专化型(AB208073.1)的同源性为99%以上ꎮ2.2.3㊀病原菌致病性测定㊀从不同地区分离到的4个菌株分别接种到感病番茄Heinz1706上ꎬ接种后两周番茄幼苗下部叶片黄化ꎬ根部与茎基部褐化腐烂ꎬ表现为典型的番茄颈腐根腐病症状(图4)ꎮ从病株发病组织再次分离病原菌进行观察ꎬ其菌落形态和孢子形态与2.2.1中描述的菌株一致ꎮ结合病原菌形态观察和分子生物学鉴定ꎬ确认分离的病原菌为尖孢镰刀菌番茄颈腐根腐病专化型Fusariumoxysporumf.sp.radicis ̄lycop ̄ersiciꎮ741㊀第4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀苏晓梅ꎬ等:番茄颈腐根腐病病原菌鉴定及抗性品种筛选A:ITS扩增产物的琼脂糖凝胶电泳图谱ꎻB:Forl-1扩增产物的琼脂糖凝胶电泳图谱ꎻ1~4:不同地区分离出的病原菌菌株ꎮ图3㊀颈腐根腐病病原菌分子生物学鉴定图4㊀接种病原菌的番茄幼苗发病情况2.3㊀品种接种鉴定与分子标记检测采用苗期人工接种鉴定方法对32个番茄商品种进行抗颈腐根腐病鉴定ꎬ接种后4周进行病情调查ꎬ确定抗性级别ꎬ鉴定结果如表1所示ꎮ其中ꎬ表现抗病的品种有18个ꎬ包括来自伟丽公司的4个砧木以及其他公司选育的栽培品种ꎬ这些材料可用于番茄抗颈腐根腐病生产ꎮ使用基因连锁标记PNU-D4和Frl-ZL对32个番茄商品种进行分析ꎬ结果(图5)显示ꎬ标记PNU-D4检测结果中有28个与接种鉴定结果一致ꎬ该标记的准确率为87.5%ꎻ标记Frl-ZL检测结果与接种鉴定结果完全一致ꎬ准确率为100%ꎬ表明该标记可用于番茄抗颈腐根腐病辅助育种ꎮ表1㊀32个番茄品种人工接种鉴定与分子标记检测结果序号品种名称来源类型果重/g标记PNU-D4标记Frl-ZL人工接种鉴定结果1天妃十一沈阳谷雨粉果250~280HH抗病2卓粉一号沈阳谷雨粉果250HS感病3天宝326沈阳谷雨粉果250~300HS感病4天赐595沈阳谷雨粉果300~350SS感病5冠群七号南澳绿亨粉果280HH抗病6吉丽二号南澳绿亨粉果250~280SS感病7喜旺二号南澳绿亨粉果280~300HH抗病8粉抗四号南澳绿亨粉果260~280SS感病9普金901南澳绿亨粉果240~260SS感病10鲜美五号南澳绿亨口感120HS感病11罗拉海泽拉粉果240~270HH抗病12安纳西海泽拉粉果240~260SH抗病13桃乐丝海泽拉红果200~240HH抗病14圣罗兰海泽拉粉果200~240HH抗病15瑞拉海泽拉粉果220~240SS感病16齐达利先正达红果220SS感病17瑞菲先正达红果200SS感病18冬暖先正达红果200SS感病19凯利3号先正达红果200HH抗病20思贝德先正达红果200SS感病21丰收128宁夏巨丰粉果200~250HH抗病22意佰芬-5宁夏巨丰粉果250HH抗病841山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀表1(续)序号品种名称来源类型果重/g标记PNU-D4标记Frl-ZL人工接种鉴定结果23沃粉2号宁夏巨丰粉果250SS感病24凯德雅丽87360宁夏巨丰粉果280HH抗病25砧如意伟丽种苗砧木 RR抗病26砧爱一号伟丽种苗砧木 HH抗病27RT1703伟丽种苗砧木 RR抗病28D609伟丽种苗砧木HH抗病29诺粉309艾维特粉果280HH抗病30京番309京研益农口感80~120SS感病31喜来德1号纽内姆粉果220~270HH抗病32托瑞德澳特粉果160~180HH抗病33LA3273TGRC抗病对照 RR抗病34Heinz1706TGRC感病对照 SS感病㊀㊀注:H表示杂合抗病ꎬR表示抗病ꎬS表示感病ꎬ 表示无数据ꎻ果重为单一数值时表示果重为该数值左右ꎮM:DNAladderꎬ100bpꎻH:杂合型ꎬR:抗病型ꎬS:感病型ꎻLA3273(33)和Heinz1706(34)分别为抗感病对照ꎻ1~32为番茄商品种ꎮ图5㊀分子标记PNU-D4(A)和Frl-ZL(B)在32个番茄商品种中的扩增检测结果3㊀讨论与结论我国是番茄生产大国ꎬ近年来随着设施栽培面积的不断增大ꎬ多地出现颈腐根腐病危害番茄生产的报道ꎬ该病已成为威胁我国设施番茄生产的重要病害之一ꎮ目前生产上对番茄颈腐根腐病认识不足ꎬ常与枯萎病㊁青枯病等混称为 死棵 病ꎬ难以采取针对性的防治措施ꎮ病原菌的分离鉴定是确定病害类型并进行有效防治的前提ꎮ本研究对在山东省不同地区采集的疑似番茄颈腐根腐病病株进行病原菌分离ꎬ通过形态学特征观察㊁分子生物学鉴定和致病性测定方法鉴定分离得到的病原菌为番茄颈腐根腐病专化型Forlꎮ随着分子生物学的发展ꎬ分子标记辅助选择已成为番茄育种过程中不可或缺的一种技术手段ꎬ可以有效缩短育种时间ꎬ提高育种效率ꎮ然而其准确性取决于分子标记与目标基因的连锁程度ꎮ目前应用于番茄抗颈腐根腐病育种的分子标记有C2-25和PNU-D4ꎮ程琳等[6]通过人工接种结合分子标记C2-25方法对25份番茄种质材料进行鉴定ꎬ结果表明标记C2-25的准确率为100%ꎬ然而在王梦蕊等[15]的研究中ꎬ该标记的准确率仅为59%ꎬ其原因可能在于不同研究者使用的材料遗传背景不同ꎮ2016年ꎬKim等[13]筛选获得一个CAPS标记PNU-D4ꎬ其在F2群体及60份商品种番茄中的准确率分别为92.8%和90%ꎬ在王梦蕊等[15]的研究中ꎬPNU-D4在51份杂交种中鉴定的准确率为86%ꎬ在本研究中该标记的准确率为87.5%ꎬ与前人结果基本一致ꎮ随着Frl基因定位与克隆的研究进展ꎬ李传友等[16]开发了一个SCAR标记Frl-ZLꎬ本研究中该标记在32个商品种抗病鉴定中的准确率为100%ꎬ表明该标记可用于番茄抗颈腐根腐病辅助育种ꎮ接下来还需进一步加强Frl基因的克隆研究ꎬ为明确番茄抗颈腐根腐病分子机理和加快新品种选育奠定基础ꎮ941㊀第4期㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀苏晓梅ꎬ等:番茄颈腐根腐病病原菌鉴定及抗性品种筛选参㊀考㊀文㊀献:[1]㊀JarvisWRꎬShoemakerRA.TaxonomicstatusofFusariumox ̄ysporumcausingfootandrootrotoftomato[J].Phytopatholo ̄gyꎬ1978ꎬ68(12):1679-1680.[2]㊀SonodaRM.OcurrenceofaFusariumroot ̄rotoftomatoesinSouthFlorida[J].PlantDiseaseReporterꎬ1976ꎬ60:271-274.[3]㊀JarvisWRꎬThorpeHJꎬMelocheRB.SurveyofgreenhousemanagementpracticesinEssexCountyꎬOntarioꎬinrelationtoFusariumfootandrootrotoftomato[J].PlantDiseaseꎬ1983ꎬ67:38-40.[4]㊀KimJTꎬParkIHꎬHahmYHꎬetal.CrownandrootrotofgreenhousetomatocausedbyFusariumoxysporumf.sp.radi ̄ces ̄lycopersiciinKorea[J].PlantPathologyJournalꎬ2001ꎬ17(5):290-294.[5]㊀Porta ̄PugliaAꎬTantiRꎬMifsudD.AsevereoutbreakofcrownandrootrotoftomatocausedbyFusariumoxysporumf.sp.radicis ̄lycopersiciinMalta[J].PhytopathologiaMediterraneaꎬ2005ꎬ44(3):319-321.[6]㊀程琳ꎬ张生ꎬ李艳青ꎬ等.番茄颈腐根腐病病原菌鉴定与抗病种质材料的筛选[J].园艺学报ꎬ2016ꎬ43(4):781-788. [7]㊀张尚卿ꎬ韩晓清ꎬ缪作清ꎬ等.番茄颈腐根腐病病原鉴定及2种接种方法的评价[J].华北农学报ꎬ2017ꎬ32(5):124-129.[8]㊀李潇ꎬ李雪萍ꎬ漆永红ꎬ等.番茄颈腐根腐病病原鉴定及其品种抗性鉴定[J].甘肃农业大学学报ꎬ2019ꎬ54(5):121-127.[9]㊀LiuJBꎬGilardiGꎬSannaMꎬetal.BiocontrolofFusariumcrownandrootrotoftomatoandgrowth ̄promotingeffectofbac ̄teriaisolatedfromrecycledsubstratesofsoillesscrops[J].Phy ̄topathologiaMediterraneaꎬ2010ꎬ49(2):163-171. [10]FazioGꎬStevensMRꎬScottJW.IdentificationofRAPDmarkerslinkedtoFusariumcrownandrootrotresistance(Frl)intomato[J].Euphyticaꎬ1999ꎬ105:205-210.[11]StaniaszekMꎬSzczechuraWꎬMarczewskiW.IdentificationofanewmolecularmarkerC2 ̄25linkedtotheFusariumoxyspo ̄rumf.sp.radicis ̄lycopersiciresistanceFrlgeneintomato[J].CzechJournalofGeneticsandPlantBreedingꎬ2014ꎬ50(4):285-287.[12]MutluNꎬDemirelliAꎬIlbiHꎬetal.Developmentofco ̄domi ̄nantSCARmarkerslinkedtoresistantgeneagainsttheFusari ̄umoxysporumf.sp.radicis ̄lycopersici[J].TheoreticalandAp ̄pliedGeneticsꎬ2015ꎬ128(9):1791-1798.[13]KimBꎬKimNꎬKimJYꎬetal.Developmentofahigh ̄resolu ̄tionmeltingmarkerforselectingFusariumcrownandrootrotresistanceintomato[J].Genomeꎬ2016ꎬ59(3):173-183. [14]DevranZꎬKahveciEꎬHongYꎬetal.IdentifyingmolecularmarkerssuitableforFrlselectionintomatobreeding[J].Theo ̄reticalandAppliedGeneticsꎬ2018ꎬ131(10):2099-2105. [15]王梦蕊ꎬ刘淑梅ꎬ侯丽霞ꎬ等.番茄颈腐根腐病抗性鉴定技术的建立及抗性种质资源筛选[J].中国农业科学ꎬ2022ꎬ55(4):707-718.[16]李传友ꎬ赵伟ꎬ邓磊ꎬ等.与番茄抗颈腐根腐病基因Frl紧密连锁的分子标记及其应用:CN113943826B[P].2023-05-05.[17]耿丽华ꎬ李常保ꎬ迟胜起ꎬ等.番茄颈腐根腐病病原鉴定及不同条件对其生长的影响[J].植物病理学报ꎬ2012ꎬ42(5):449-455.[18]李景富ꎬ孙亚莉ꎬ赵婷婷ꎬ等.番茄颈腐根腐病菌分离鉴定与生物学特性研究[J].东北农业大学学报ꎬ2018ꎬ49(2):22-30.051山东农业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第56卷㊀。
