尖孢镰刀菌综述
镰刀菌
形态学
形态学
镰刀菌的有性时期分别属于肉座菌科(Hypocreaceae)的赤霉属(Gillerella)、丛赤壳属(Nectria)、丽赤 壳属(Calonectria)和小赤壳属(Micronectriella)等。除Gillerella zea极为常见和易培养外，大部分种类在 培养基上较少形成子囊壳，而且有些种类至未发现有性时期，因此在镰刀菌鉴定上主要根据无性时期的形态特征。
简介
简介
在分类学上，镰刀菌无性时期原属于半知菌亚门，有性时期为子囊菌亚门。自从1809年首先在锦葵科植物上 发现第一株镰刀菌，定名粉红镰刀菌以来，镰刀菌的种类已发现大约44种和7个变种。它们分布极广，普遍存在 于土壤及动植物有机体上，甚至存在于严寒的北极和干旱炎热的沙漠，属于兼寄生或腐生生活。
镰刀菌的有性时期分别属于肉座菌科的赤霉属、丛赤壳属、丽赤壳属和小赤壳属等。除Gillerella zea这 类镰刀菌极为常见和易培养外，大部分种类在培养基上较少形成子囊壳，而且有些种类未发现有性时期，因此在 镰刀菌鉴定上主要根据无性时期的形态特征。
分类
分类
镰刀菌的分类是当今世界上的一大难题。从1809年Link建立镰刀菌属以来，镰刀菌的研究已有200多年的历 史。由于镰刀菌形态变异大，人们常将不同形态的菌当作新种来描述，到了20世纪30年代，全世界出现了近千种 镰刀菌种名。1935年，德国的Wollenweber & Reinking出版了第一本镰刀菌专著(Die Fusarium)，提出了镰刀 菌的第一个较完整的分类系统，成为镰刀菌属分类研究的基础。国际上存在10种不同的镰刀菌分类系统。19401957年，Snyder和 Hansen特别指出镰刀菌的变异性，认为镰刀菌分类必需用单孢分离的方法，最可靠的鉴定性 状是大孢子的形状及小孢子和厚垣孢子的有无等。
镰刀菌真菌毒素的分类与研究
㊀第46卷第2期2024年4月中国糖料Sugar Crops of China Vol.46,No.2Apr. 2024doi :10.13570/ki.scc.2024.02.010http ://收稿日期:2023-05-26基金项目:广西大学甘蔗与制糖产业学院专项科研项目 生物菌肥对甘蔗抗梢腐病的绿色防控 (ASSI -2022005);财政部和农业农村部国家现代农业产业技术体系(糖料)专项(CARS 170109)资助㊂第一作者:林文凤(1998-),女,广西藤县人,在读研究生,研究方向为作物学,E -mail :lin 1224540633@ ㊂通信作者:张木清(1966-),男,福建福州人,教授,博士生导师,研究方向为甘蔗种质创新与遗传改良,E -mail :zmuqing @163.com ;暴怡雪(1991-),女,河南新乡人,助理教授,硕士生导师,研究方向为甘蔗抗病分子育种,E -mail :baoyixue 57319@ ㊂镰刀菌真菌毒素的分类与研究林文凤1,2,暴怡雪1,3,张木清1,2(1.广西大学亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室,南宁530004;2.广西大学广西甘蔗生物学重点实验室,南宁㊀㊀㊀㊀530004;3.广西大学甘蔗与制糖产业学院,南宁530004)摘㊀要:镰刀菌是甘蔗梢腐病的病原菌,它所产生的真菌毒素导致的病害,是当今世界上的一大生产防治难题㊂其中,玉米赤霉烯酮(Zearalenone ),单端孢霉烯族毒素(Trichothecenes )㊁伏马菌素(Fumonisin )是当前研究中最受关注㊁影响极为广泛的三种镰刀菌毒素㊂本文阐述了甘蔗梢腐病病原镰刀菌所产毒素的主要种类㊁危害及相关研究,并探讨了未来可能的研究方向,为甘蔗真菌性病害研究提供相应的参考与借鉴㊂关键词:镰刀菌属;真菌毒素;分类中图分类号:S 566.1㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀文献标识码:A 文章编号:1007-2624(2024)02-0072-06林文凤,暴怡雪,张木清.镰刀菌真菌毒素的分类与研究[J ].中国糖料,2024,46(2):72-77.LIN Wenfeng ,BAO Yixue ,ZHANG Muqing.Classification and research of Fusarium mycotoxins [J ].Sugar Crops of China ,2024,46(2):72-77.0㊀引言甘蔗梢腐病(Pokkah boeng disease ,PBD )是一种世界性的真菌病害,其发生几乎遍及所有的甘蔗生产国家和地区,对我国甘蔗产业造成严重损失,已经成为影响国内甘蔗生产的主要限制条件㊂2009 2011年,广西蔗区甘蔗真菌病害调查显示,甘蔗梢腐病在整个蔗区普遍发生,部分蔗区(柳州㊁隆安和北海等地)发病率在25%以上,最高达40%[1]㊂该病主要发生在甘蔗梢头的嫩叶部位,感病部位叶片扭缠在一起,严重时梢头生长点会出现腐烂,幼嫩叶片坏死,整株甘蔗枯死㊂甘蔗梢腐病的病原菌为镰刀菌(Fusarium ),属半知菌亚门,无性阶段为串珠镰刀菌(Fusarium moniliforme Sheldon ),有性阶段为串珠赤霉菌(Gibberella moniliforme Wineland )㊂其作为农作物以及经济作物的重要病原菌,可以侵染甘蔗㊁小麦㊁水稻和高粱等多种作物,且会伴随分泌多种严重影响作物产量的真菌毒素,其中伏马菌素㊁呕吐毒素㊁玉米赤霉烯酮是在作物生产㊁加工上影响最为广泛的镰刀菌毒素,故在此篇文章中进行重点讲述㊂镰刀菌毒素是由镰刀菌产生的非寄主专化性毒素,具有毒性强㊁污染频率高的特点,可引起植物维管束萎蔫㊁组织腐烂㊁生长抑制等各种症状,对于动物甚至人类来说其作为食源性疾病的重要根源也有不容忽视的损害[2-3]㊂目前国内对甘蔗梢腐病病原的研究主要集中在菌种的分离鉴定上,随着组学技术的发展,病原菌镰刀菌及其毒素的致病机制将会是未来的研究热点㊂其中,真菌毒素基因所编码的真菌毒素使寄主细胞37㊀第46卷,第2期林文凤,等:镰刀菌真菌毒素的分类与研究的正常生理功能失调或直接杀死寄主细胞,因此在甘蔗梢腐病的潜育期和发病期间,除了镰刀菌的侵染及其与寄主互作使得植株感病严重外,镰刀菌产生的真菌毒素对甘蔗致病有着关键性作用㊂目前很多研究利用基因敲除技术对毒素关键基因的功能进行缺失验证,也可证明毒素在植物致病上的重要作用[4]㊂1935年,德国科学家WOLLENWEBER和REINKING将镰刀菌属进行科学分类与归纳[5],但目前对于镰刀菌毒素方面还没有比较系统性的分类㊂本文阐述了镰刀菌毒素的种类㊁相关研究及未来研究方向,以期为有关科研工作者进行甘蔗和其他作物镰刀菌病害的抗病育种研究提供系统的参考㊂1㊀玉米赤霉烯酮(Zearalenone,ZON)1.1㊀ZON相关研究ZON毒素,又称F-2毒素,化学结构与内源性雌激素类似,由尖孢镰刀菌(F.oxysporum)㊁禾谷镰刀菌(F.graminearum)等土壤镰刀菌产生㊂ZON毒素极易污染玉米㊁水稻㊁小麦㊁高粱等谷物及食品,使其蛋白质变性,品质和安全性下降㊂ZON在植物中会导致种子的发芽率显著降低并对叶片产生一定的损伤,同时使作物的产量降低[6],并通过食物链蓄积对人体和动物健康产生重要影响㊂同时,ZON具有较强的生殖毒性㊁致癌毒性㊁基因毒性及细胞毒性,当受污染的食物被人与动物摄入后, ZON会优先与雌激素受体结合,参与并干扰宿主的生殖过程,并对多种脏器产生不同程度的损伤㊂虽然ZON的毒性偏低,但是由于其在粮食和饲料中广泛存在且不易代谢,长期摄入将导致严重的健康问题㊂经研究发现,ZON毒素可以导致猪的生殖功能障碍[7]及引起动物产生雌性激素亢进症,同时会诱导肝脏损伤等[8]㊂有研究表明,浓度为1mg/kg的ZON毒素就能导致动物出现雌性化现象,而达到(50~100mg/kg)时将会对动物的生育㊁胎儿的发育等产生极其恶劣的影响[9]㊂有研究报道,ZON可能和致癌物乙烯雌酚(DES)相似[10],ZON及其代谢产物可能诱导乳腺癌㊁子宫内膜癌㊁前列腺癌等癌症相关基因表达并使抑癌基因表达下调[11-14],国际癌症研究中心(International Agency of Research Cancer,IARC)将该类毒素归类为3类致癌物[15-16]㊂1.2㊀ZON的生物合成调控基因ZON毒素生物合成途径中,有四个基因产物不可或缺,包括PKS4㊁PKS13㊁乙醇氧化酶FG_12056和转录因子FG_02398[17-18]㊂KIM等报道了两种不同的PKS(ZEA1,即PKS13;ZEA2,即PKS4),并推断其在ZON生物合成中发挥着重要作用,这是由于玉米赤霉烯酮中存在酮官能团(如间苯二酚环中的烯醇)[19-20]㊂2㊀单端孢霉烯族毒素(Trichothecene,TS)2.1㊀TS相关研究单端孢霉烯族是由多个融合环组成的化学结构相似的倍半萜烯类化合物,该族毒素包含种类甚广,性质差异也较大㊂根据化学结构可将TS分为A㊁B㊁C㊁D四种类型,目前对TS毒素的研究主要集中在T-2毒素和脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol,DON)㊂TS通过抑制动物体内的遗传物质与蛋白质的合成,破化核糖体的结构以及酶类功能,引起生长阻滞从而产生毒害作用㊂DON作为检出率最高的TS毒素,在全球的污染情况非常严重,是当今真菌毒素的研究重点之一㊂DON毒素又称呕吐毒素,主要由禾谷镰刀菌(F.graminearum)㊁雪腐镰刀菌(F.nivale)㊁串珠镰刀菌(F.moniliforme)和黄色镰刀菌(F.culmorum)等丝状真菌产生㊂DON的产生常伴随着乙酰化衍生物3-乙酰基呕吐毒素(3-Ac-DON)和15-乙酰基呕吐毒素(15-Ac-DON)的形成,同时二者作为其生物合成前体极性很大,扩散速度和转化利用率高,在一些细胞内的毒性甚至比DON更强[21-22]㊂该毒素作为一种强致病因子还会产生广泛的毒性效应,DON在植物疾病发展中常作为毒力因子发挥作用[23],DON对植物的毒性47中国糖料2024作用主要表现为生长迟缓㊁幼苗抑制和绿色苗再生㊂同时由于DON具有水溶性,可以通过植物韧皮部导管分布到穗和籽粒中,从而通过抑制植物反应来促进真菌增殖[24]㊂DON具有强烈的细胞毒性㊁生殖毒性㊁遗传毒性和免疫毒性以及致癌㊁致畸㊁致突变效应㊂DON的毒性源于其能透过细胞屏障,抑制蛋白质㊁RNA等大分子物质的合成,造成细胞代谢紊乱㊁促进炎症反应从而诱导细胞凋亡㊂同时DON毒素及其乙酰化衍生物常与其它毒素存在联合污染现象,例如黄曲霉素㊁伏马菌素等㊂2.2㊀TS的生物合成调控基因目前已发现有12~16个基因与镰刀菌属的TS毒素合成相关,这些基因统称为Tri基因,不同种类的镰刀菌单端孢霉烯族毒素的生物合成基因簇之间具有高度的共线性和一致性㊂其中,Tri5是第一个被鉴定和克隆的单端孢霉烯族毒素合酶基因,现已证实该基因参与镰刀菌真菌毒素DON共同前体-单端孢霉二烯的合成过程,具有重要的生物调控作用㊂Tri5基因簇中依次包含十二个基因(Tri8㊁7㊁3㊁4㊁6㊁5㊁10㊁9㊁11㊁12㊁13㊁14)[25]㊂该基因簇中与Tri5相邻的两个转录因子Tri6和Tri10在毒素合成调控中有重要的作用,基因敲除实验表明删除这三个基因中任何一个都会使得Tri基因不表达,从而导致DON毒素缺失[26]㊂3㊀伏马菌素(Fumonisin,FB)3.1㊀FB相关研究伏马菌素是由串珠镰刀菌(F.moniliforme)㊁轮枝镰孢菌(F.verticillioides)和层出镰刀菌(F. proliferatum)等为主的致病菌产生的具有免疫抑制作用的双酯型水溶性代谢产物,可引起小麦根腐病㊁玉米枯萎病㊁玉米穗腐病等植物疾病㊂目前已发现的伏马菌素主要分为A族㊁B族㊁C族和P族,其中以B族为代表的FB1毒性最强,危害范围最广,含量占伏马菌素的70%~80%㊂由于FB结构式稳定,受热不易分解,水解后的代谢产物仍具有毒性,故此在粮食生产和加工上极易污染,成为生产的一大棘手难题㊂FB对植物的毒害作用主要是通过引起植物发生过敏反应㊁叶绿素降解及细胞膜脂质的过氧化而对植物造成不可逆的伤害[27-28]㊂它与多种动物和人类真菌中毒症有关,据相关研究,FB会造成马脑白质软化症(ELEM)㊁猪肺水肿症(PPE)㊁羊肝肾病变等动物疾病的发生,另外FB也可能对小鼠神经外周有一定的影响[29]㊂FB的毒性机制亦与炎症㊁线粒体损伤和影响细胞周期有关㊂当FB作用于细胞时,相关抗氧化酶基因表达水平下调,细胞内ROS水平会显著上升,对细胞内的生物大分子DNA㊁RNA㊁蛋白质等产生明显的氧化损伤效应[30]㊂1993年,伏马菌素被世界卫生组织下属的癌症研究机构划定为2B类致癌物,评估其可能存在致癌性,但相关机理还待进行更深一步的研究㊂3.2㊀FB的生物合成调控基因伏马菌素的生物合成基因簇(FUM)共17个,由于其合成受高还原性聚酮合酶的参与,其中FUM1作为编码聚酮合酶(PKS)的关键基因若是缺失或失活,菌株均无法合成FB毒素㊂除了FUM家族以外,一些与FB毒素的相关基因也在被发掘与研究㊂如PAC1㊁FCC1㊁CPP1㊁AREA㊁FST1等也对FB毒素的合成起一定作用[31-35]㊂4㊀其他镰刀菌素近年来,各国科研人员以PCR技术为基础对产毒镰刀菌进行一系列分析,许多新型镰刀菌毒素被接连鉴定㊂新兴镰刀菌属毒素中的白僵菌素(Beauvericin,BEA)[36]㊁恩镰孢菌素(Enniatins,ENNs)[37]㊁镰刀菌酸(Fusaric acid,FA)㊁串珠镰刀菌素(Moniliformin,MON)等毒素的相关研究也接连被报道㊂迄今为止,已发现有20余种镰刀菌可以产BEA或ENNs毒素,二者分别由BEA合成酶和ENNs合成酶催化完成,esyn1基因作为两者的重要产毒基因对其生物合成有着重要影响㊂有报道发现,ENNs毒素可在短期内引起癌症细胞的增殖[38],而BEA具有遗传毒性,可通过诱导染色体畸变㊁姐妹染色单体交换和微核形成引起细胞凋57㊀第46卷,第2期林文凤,等:镰刀菌真菌毒素的分类与研究亡[39]㊂对于这两种毒素,目前国际上研究得比较多,国内在BEA及ENNs毒性方面的研究还是鲜少开展㊂FA属于聚酮衍生的代谢物,由镰刀菌酸生物合成基因簇FUB簇调控其合成㊂FA可以影响植物的生理过程,抑制ATP合成酶活性,破坏细胞内的水分平衡,扰乱植物代谢,从而使植株萎蔫坏死㊂有研究表明, FA对尖孢镰刀菌侵染植物起到先导㊁加速作用,在侵染初期,病菌通过分泌FA来干扰植物体线粒体功能,引起细胞凋亡,为尖孢镰刀菌从根部侵入做准备[40]㊂直至侵染后期,FA都始终在植物根系中产生,同时FA 通过植物的蒸腾作用源源不断运往叶片组织中,使植物出现萎蔫症状,病原菌进入腐生阶段[41]㊂MON作为一种水溶性毒素,常以钠盐和钾盐的形式存在于自然环境中,通过与丙酮酸脱羧酶㊁α酮戊二酸脱氢酶竞争活性位点,阻碍三羧酸循环的正常运转而产生毒性作用㊂MON具有植物毒性,可引起细胞坏死,影响植物的生长调节并发生叶片卷曲等症状[42]㊂5 讨论与展望甘蔗梢腐病是由镰刀菌属(Fusarium sp.)引起的一种真菌性病害㊂目前,甘蔗梢腐病在我国蔗区呈现全年流行的趋势,对我国食糖安全构成巨大威胁㊂镰刀菌产生的毒素不仅影响甘蔗产量,还会污染粮食㊁饲料和环境,严重危害人畜健康㊂因此,对镰刀菌毒素进行研究已经刻不容缓㊂目前,前人在毒素方面的研究已取得一定成果,参与调控镰刀菌毒素的生物合成功能基因也被逐步鉴定和验证,但仍面临着很多挑战与难题㊂关于已分离出的脱毒菌株的具体脱毒机理大多都未被阐明,其安全性也有待验证;梢腐病毒素的调控代谢机理,毒素侵染宿主时的具体作用机制等仍需进一步深入挖掘㊂因此,将来的研究重点建议放在以下方面:1)增加对镰刀菌次生代谢产物的合成㊁分类㊁转化的认识,加强对镰刀菌新兴毒素的研究与防控;2)从基因水平解析镰刀菌毒素的代谢与调控;3)持续挖掘镰刀菌毒素活性快速检测技术的潜力,并探索高效安全无污染的脱毒方法,进一步推动甘蔗产业高质量发展;4)从组学上探索镰刀菌毒素的致病机制,从而建立甘蔗毒素污染防控策略;5)深入研究毒素与毒素,毒素与寄主,毒素与环境之间的相互联系㊂参考文献1韦金菊邓展云黄诚华等.广西甘蔗主要真菌病害调查初报 J .南方农业学报20124391316-1319.2DESJARDINS A E PROCTOR R H.Molecular biology of Fusarium mycotoxins J .International Journalof Food Microbiology 2007119147-50.3SMITH D HENDERSON R.Mycotoxins and animal foods M .Boca Raton CRC Press 1991.4林镇跃阙友雄刘平武等.植物致病镰刀菌的研究进展 J .中国糖料2014158-6478.5WOLLENWEBER H W REINKING O A.Die fusarium ihre bescheribung schadwirkung und bekampfung M .Berlin Verlag Paul Parey 1935.6周英焕冯雪莲李留安等.玉米赤霉烯酮脱毒以及植物精油抑菌作用的研究进展 J .养殖与饲料2021201084-86. 7TSAKMAKIDIS I A LYMBEROPOULOS A G ALEXOPOULOS C et al.In 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Guangxi Key Lab for Sugarcane Biology,Guangxi University,Nanning530004;3.Academy of Sugarcane and Sugar Industry,Guangxi ㊀㊀㊀㊀University,Nanning530004)Abstract:Fusarium is a pathogen of sugarcane pokkah boeng disease.The disease caused by mycotoxins produced by Fusarium is a major problem in production and control in the world today.Among them, Zearalenone,Trichothecenes and Fumonisin are the three Fusarium toxins that have attracted the most attention and have an extremely wide influence in current research.This paper describes the main types,hazards and related research of Fusarium toxin produced by sugarcane Fusarium,and discusses possible future research directions,providing corresponding reference for the research of sugarcane fungal diseases.Key words:Fusarium;mycotoxin;classification。
镰刀菌的分类和研究现状
合物 ， 生物降解有 机物 的功效 ， 改 善 环 境 。与 此 同 时， 镰 刀 菌还 能分 泌植 保 素 、 类 生 长素 等促 进动 植 物
生 长 发育 ［ ３ ｊ 。但 是 还 有 一 些 镰 刀 菌 的种 类 给 植 物 、 动 物 和人 类带 来危 害 ： 作 为植 物病 原菌 ， 镰 刀菌 引起 多种植 物 病害 的 发生 。根 据赵 培 宝 的园林 花 卉病 害 调查， １ ６ ０种 园林 花卉 都 遭 受 镰 刀 菌 的危 害 ； 刘 彩 云２ ０ １ ４年 调查 园林 树 木 的病 害 ， 由于 镰刀 菌 引起 的
造 成 巨大 的损 失 。此 外 ， 在 免 疫 系统 、 功 能低 下 的情
在 镰 刀菌 的分 类 中 ， 形 态 学分 类 的依 据 主要 根 据 各
种 孢子 的形态 特征 、 生 物 学特 性 和 菌 丝 的培 养 形 状
分类 。
收 稿 日期 ： ２ ０ １ ７ － １ ０ — １ ０ 基金 项 目： ２ ０ １ ７年 度 山 西 省教 育 厅 研 究生 教 育创 新 项 目（ ２ ０ １ ７ Ｂ Ｙ ０ ６ ５ ）
况下 ， 镰 刀 菌真 菌也 可 以侵 染人 和 动物 引起 疾 病 ， 增
加 癌症 的发生 率和 引起 人 和动 物 的生 长 缺 陷 、 发 育
迟 缓等 疾 病 ， 严 重 时 候 危 及 生命 安 全 引起 生物 个体
的死亡 。可见 ， 镰 刀菌 类 的真 菌作 为病 原 菌 的同时 ， 在 植物 保 护生 产 、 生物防治、 环境保护 、 工 业 生 产 等
且 具 有 弯 月 形 的 真 菌 。 由 于 许 多 腔 孢 纲 真 菌 也 产 生
镰刀菌属真菌毒素在植物和病原菌互作中的研究进展
广东农业科学Guangdong Agricultural Sciences2024，51（3）：56-69 DOI:10.16768/j.issn.1004-874X.2024.03.006卓梦霞，刘思文，李春雨，胡位荣. 镰刀菌属真菌毒素在植物和病原菌互作中的研究进展［J］. 广东农业科学，2024，51（3）：56-69.ZHUO Mengxia, LIU Siwen, LI Chunyu, HU Weirong. Research progress on Fusarium mycotoxins in plant and pathogen interactions［J］. Guangdong Agricultural Sciences, 2024，51（3）：56-69.镰刀菌属真菌毒素在植物和病原菌互作中的研究进展卓梦霞1，刘思文2，李春雨2，胡位荣1（1.广州大学生命科学学院，广东 广州 510006；2.广东省农业科学院果树研究所/农业农村部南亚热带果树生物学与遗传资源利用重点实验室/广东省热带亚热带果树研究重点实验室，广东 广州 510640）摘 要：镰刀菌是世界上最重要的植物病原菌之一，可影响植物的生长发育，严重威胁全球粮食安全和生物多样性。
几乎所有的镰刀菌都会产生真菌毒素，其毒素种类多、毒性强，一方面可以作为致病因子之一参与镰刀菌的致病过程，另一方面可污染粮食和饲料，进而引起人类和动物的相关病症。
已有研究表明，镰刀菌侵染植物后产生的不同种类真菌毒素不仅毒害植物细胞，引起植物组织的坏死，还会加速病原菌的侵染；同时，针对病原菌产生的毒素，植物会激活防御酶并启动防御相关基因的表达，或将致病毒素转化为无毒或低毒物质并转运到胞外，或通过分泌次生代谢物直接抑制病原菌毒素的生物合成。
为全面解析镰刀菌毒素在病原菌侵染植物中的作用，提高植物对病原菌的抗性，该文综述了镰刀菌属真菌毒素的种类、毒性机理以及毒素在植物和病原菌互作中的作用，并讨论了植物对真菌毒素的防御反应策略，以期为镰刀菌毒素致病机制和病原菌防治策略研究提供参考。
藏红花球茎腐烂病发生原因及其防治方法探讨
霉素抑菌机理初步研究发现，其对尖孢镰刀菌菌丝有显著的致畸作用，可能是这种畸变作用造成了尖孢镰刀菌菌丝失活，影响了尖孢镰刀菌的生长[4]。
高苇等人从平菇栽培料上分离到了6种绿色木霉，并测试这6种木霉对尖孢镰刀菌的拮抗作用，从中筛选出了绿色木霉TH4对尖孢镰刀菌有较强的抑制作用[5]。
王芳等人进行青霉素、放线菌株和石灰水对尖孢镰刀菌孢子萌发、营养竞争、菌丝生长和重寄生作用进行的研究，研究表明青霉素、放线菌株和石灰水对尖孢镰刀菌菌丝生长有不同程度的抑制作用，青霉素对尖孢镰刀菌在营养竞争、抗生作用方面均有明显作用并具有较好的抑制作用[6]。
2.2化学防治沈国辉等人分别用50%多菌灵、75%百菌灵、50%代森锰锌、70%甲基托布津在稀释1000倍数下对镰刀菌进行抑制测定，结果表明多菌灵的抑制最强，即可用多菌灵杀菌剂浸种；也可以采用多菌灵与其他杀菌剂混合，一般用25%多菌灵500倍液与三氯杀螨醇或乐果3000倍液，两药混合，浸种20min ，立即下种效果更好[2]。
沈洪坤等人在带病球茎上分离到了尖孢镰刀菌和茄病镰刀菌及青霉菌，并用多菌灵、百菌清、菌毒清等20多种杀菌剂不同浓度下进行测定，结果表明，祛菌灵、赛霉灵和多得清等3~5种有效杀菌剂可作为西红花球茎腐烂病的防治应用[7]。
庄敬华等人分别用不同浓度的50%多菌灵WP 、50%福美双WP 、70%甲基托布津WP 、75%百菌清WP 、98%噁霉灵原药进行对镰刀菌的抑制生长测试，结果表，明多菌灵的生长抑制作用最强，其次是福美双[8]。
刘春英在试验中先用95%甲基立枯磷、98%多菌灵、95%扑海因、98%福美双、95%咪鲜胺、98%恶霉灵在500mg/L 浓度下的抑菌效果，效果最佳的是扑海因，其次为多菌灵。
之后选用了上述试验中抑制率为75%以上的杀菌剂分别进行不同浓度的抑菌测定，结果表明，扑海因的抑菌效果最好。
在常规杀菌剂中，以扑海因对尖孢镰刀菌的作用效果最强，但多菌灵对尖孢镰刀菌也具有优良的抑制作用[9]。
山东省番茄尖孢镰刀菌的分离及鉴定
山东省番茄尖孢镰刀菌的分离及鉴定作者：张秀刘蕾王辉李文丽王富来源：《山东农业科学》2019年第12期摘要：本研究以山东省单县番茄枯萎病及临淄、寿光、胶州、即墨、海阳、莱阳等地区的番茄颈腐、根腐病发病植株为主要试验材料，对病原菌进行分離、纯化及培养，并利用分子检测技术对供试菌株进行生理小种鉴定。
结果显示，山东单县番茄枯萎病的致病菌为番茄枯萎病菌生理小种1，其他地区番茄颈腐、根腐病致病菌为番茄枯萎病菌生理小种3。
关键词：山东省;番茄;分子检测;尖孢镰刀菌中图分类号：S432.4+4;文献标识号：A;文章编号：1001-4942（2019）12-0078-04Abstract;In the study， tomato plants infected fusarium from Shanxian and happened neck rot and root rot in Linzi， Shouguang， Jiaozhou， Jimo， Haiyang and Laiyang areas were selected as research materials. The pathogen was isolated， purified and cultured. The physiological race of the samples were identified by molecular markers. The results showed that the pathogenic fungus of tomato fusarium wilt in Shanxian was Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici race 1， while that of tomato neck rot and root rot in other areas was Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici race 3.Keywords;Shandong Province; Tomato; Molecular markers; Fusarium oxysporum番茄枯萎病和番茄颈腐病是危害番茄生产的主要土传病害，尤其在华北、东北地区发病较为严重[1]。
多组学分析揭示三七镰刀菌属致病菌的生物学差异
核农学报2024，38（3）：0443~0454Journal of Nuclear Agricultural Sciences多组学分析揭示三七镰刀菌属致病菌的生物学差异张丽燕聂红艳闻进蕊廖洪新凌翠琼徐福荣董鲜 *（云南中医药大学中药学院，云南昆明650500）摘要：镰刀菌属病原菌是三七根腐病的主要病原菌。
为探究不同种镰刀菌之间产生生物学差异的机制，本研究结合多组学数据，对尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporium）、层出镰刀菌（Fusarium proliferatum）和腐皮镰刀菌（Fusarium solani）的生物学特性进行分析。
采用马铃薯葡萄糖琼脂（PDA）培养基培养菌株，同时对孢子萌发率、菌丝生长、孢子产量及致病力进行测定，并采用广泛靶向代谢组学和转录组学，对尖孢镰刀菌、层出镰刀菌和腐皮镰刀菌3种镰刀菌9个样本进行转录组高通量测序及代谢物分析，比较镰刀菌属不同种间的差异表达基因（DEGs）和差异代谢物（DAMs），并结合GO和KEGG数据库对DEGs和DAMs进行功能注释和代谢通路分析。
结果显示，孢子萌发率表现为：尖孢镰刀菌<层出镰刀菌<腐皮镰刀菌；菌丝生长及孢子产量表现为：尖孢镰刀菌>层出镰刀菌>腐皮镰刀菌；致病力表现为：尖孢镰刀菌>腐皮镰刀菌>层出镰刀菌。
DAMs分析结果表明，氨基酸类化合物是主要的差异代谢物，其成分和含量的差异是造成这3种镰刀菌生长差异的主要因素。
转录组数据结果显示，不同种镰刀菌中的DEGs功能主要与核糖体和氧化磷酸化相关。
本研究结果为三七镰刀菌属根腐病害的防控提供了理论依据。
关键词：三七；根腐病；代谢组；转录组；氨基酸DOI：10.11869/j.issn.1000‑8551.2024.03.0443三七［Panax notogineseng （Burk.） F.H. Chen］是我国传统名贵中药材，为五加科多年生草本植物，具化瘀止血、补血活血定痛的功效［1］。
尖孢镰刀菌cox1基因的克隆与生物信息学分析
基金项目山西省高等学校教学改革创新项目——应用型高校《生物化学实验》信息化教学探索与实践(J20221472)。
作者简介田雨纯(2002—)，男，河北涿县人，本科生，从事生物科学方面研究。
*通信作者收稿日期2023-05-30尖孢镰刀菌cox1基因的克隆与生物信息学分析田雨纯赵丹*（晋中信息学院，山西太谷030800）摘要尖孢镰刀菌可引起豆科、葫芦科、茄科等100多种植物发生根腐病、茎腐病、茎基腐病等病变，本试验对尖孢镰刀菌cox1基因进行克隆，并对其编码的蛋白质进行生物信息学分析，为进行感染尖孢镰刀菌的鉴定提供理论基础。
结果表明，尖孢镰刀菌cox1基因大小为1590bp ，编码530个氨基酸序列，理论等电点为8.46，具有疏水性，存在12个跨膜区域，不存在信号肽，二级结构中α-螺旋含量占比较高，为55.66%，三级结构预测结果与二级结构预测占比一致，进化上与轮枝镰刀菌位于一个分支，同源性较高。
该结果为植物真菌病害的鉴定与防治提供了新线索。
关键词尖孢镰刀菌；cox1基因；生物信息学中图分类号S432.4文献标识码A文章编号1007-7731（2023）15-0110-04尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum ）为白色气生菌丝，是植物枯萎病菌的病原菌，是一种土传病原性真菌，具有致病力强、致病范围广等特点[1]。
从初发到大面积泛滥只需2~3年，发病率通常为10%~30%，病情严重的年份发病率可达50%，严重影响植株果实产量，甚至还会导致绝收[2]。
研究尖孢镰刀菌内部主要成分，并针对性地研制相关药物抑制病菌生长成为了刻不容缓的任务。
cox1（细胞色素c 氧化酶第I 亚基）是呼吸复合物IV 的3个线粒体DNA （mtDNA ）编码的亚基（MTCO1，MTCO2，MTCO3）中的1个，它从还原的细胞色素c 中收集电子，并将电子转移到氧气中以产生水，释放的能量用于跨线粒体内膜传输质。
生物信息学（Bioinformatics ）是一门新兴的交叉学科，综合运用了生物学、数学、计算机科学和工程学。
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图2 不同温度对尖孢镰刀菌发酵产色素的影响
8
******学位论文答辩
➢尖孢镰刀菌液态发酵产蒽醌类色素的最佳694
0.6
0.5
0.4
0.409
0.3
0.2 0.1 0.123
0.276
0 pH2.0 pH4.0
pH6.0
0.196 pH8.0 Ph10.0
初始pH值
图3 不同初始pH值对尖孢镰刀菌发酵产色素的影响
10
******学位论文答辩
结论
本文在前人的基础上，研究了尖孢镰刀 菌产蓝色素的最适碳源、最适温度，最 适初始pH、最适Tween-80添加量。实 验表明尖孢镰刀菌产生蓝色素的的最佳 碳源是可溶性淀粉，最佳温度是28 ℃ ， 最佳初始pH是6.0，最佳Tween-80添加 量是4%。
11
******学位论文答辩
0.255
果糖 碳源
0.154
0.185
蔗糖
麦芽糖
图1 不同碳源对尖孢镰刀菌发酵产色素的影响
7
******学位论文答辩
➢尖孢镰刀菌液态发酵产蒽醌类色素的最佳温度
OD值
0.6 0.5 0.4 0.3 0.273 0.2 0.1
0 26℃
0.58 0.318
27℃
28℃
温度
0.374
0.316
29℃
30℃
9
******学位论文答辩
➢尖孢镰刀菌液态发酵产蒽醌类色素的最佳Tween–80添加量
OD值
0.5
0.45
0.4
0.35
0.3
0.25 0.2
0.213
0.15
0.1
0.05
0 2%
0.457
0.234
0.245
3%
4%
5%
Tween-80添加量
0.147 6%
图4 不同Tween-80添加量对尖孢镰刀菌发酵产色素的影响
50 mL种子培养基
高压灭菌
接种
原料
45 mL摇瓶培养基
高压灭菌
接种
测OD值
稀释6倍
调pH 12
取上清液
离心
原液
6
******学位论文答辩
结果与分析
➢尖孢镰刀菌液态发酵产蒽醌类色素的最佳碳源
OD值
0.5 0.45
0.4 0.35
0.3 0.25
0.2 0.15
0.1 0.05
0
0.479 淀粉
0.305 葡萄糖
致谢
本论文是在***老师的悉心指导和亲切关怀下完 成的，在此谨向老师表示深深的谢意和崇高的 敬意！
向四年来所有关心帮助我的各位老师和同学表 示衷心的感谢！向参与本论文评阅、答辩的所 有老师们致以最诚挚的谢意!
12
******学位论文答辩
谢谢！
敬请各位老师批评指正！
13
4
******学位论文答辩
材料与方法
实验材料
➢供试菌种：尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum Schl) ➢实验方法 ：均匀培养和比照培养法
5
******学位论文答辩
实验方法
本实验均采用均匀培养和比照培养法，具体方法和实验步 骤可以概括为：
菌种保藏斜面试管
菌种活化培养基活化菌种
药品
会失去其天然色泽，使人产生食品变质的错觉。为了使食
品的外观色泽均匀一致，就必需利用各种食用色素来改善
食品的外观，提高产品的商品性。
本文以为出发菌种，均采用均匀培养和比照培养法，在不 同碳源、不同温度、不同起始pH值、不同Tween–80添加 量下发酵84 h后就分泌出了有色物质，通过测产生蓝色素 的量的不同，主要对尖孢镰刀菌液态发酵产生蓝色素的最 佳条件进行了探索性研究。
******学位论文答辩
一种蓝色素液态发酵条件的优 化
姓名 班级 学号 指导教师
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1
******学位论文答辩
主要内容
➢ 引言 ➢ 材料与方法
➢ 结果与分析 ➢ 致谢
2
******学位论文答辩
引言
研究背景
色素是影响食品感官性状的重要因素之一，然而天然食品
的颜色容易受光、热、氧以及加工处理过程的影响，有时
3
******学位论文答辩
目的及意义
➢ 目前，国内外对于尖孢镰刀菌的研究主要集中于其致病机 理以及生物防治方法的深入研究。另外，对于尖孢镰刀菌 的应用方面也有相关的报道。例如，尖孢镰刀菌能够生产 醌类化合物、转化木糖生产木糖醇、利用工业残留物固体 发酵生产角质酶，尖孢镰刀菌可以水解啤酒糟生产酒精， 降解多环芳烃用于生物除污等。本实验对尖孢镰刀菌液态 发酵产蒽醌类红色素的发酵条件进行了初步优化。