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莲腐败病菌pg基因的克隆及真核表达分析

2020-01-16石绪根孙晓棠郑兴汶杨良波崔汝强

生物灾害科学 2019年4期

龚 鑫,石绪根,孙晓棠,郑兴汶,杨良波,崔汝强*

(1.江西农业大学 农学院,江西 南昌330045;2.江西省广昌县白莲产业发展局,江西 广昌344900)

近年来莲腐败病的发生面积快速增加,尤其是长时间的连作导致土传病原真菌逐渐积累,莲腐败病发生日益严重[1]。目前该病害很难通过农事操作及化学防治达到有效控制,已经成为莲生产中的一种重要制约因素。在江西,白莲主产区每年约有30%~70%的莲田发生莲腐败病,其中有10%~15%的莲田发病严重,甚至颗粒无收[2-3]。实验室通过分离病原物和体外接种实验证实,江西省广昌县莲腐败病的病原菌为尖孢镰刀菌莲专化型(Fusarium oxysporumf.sp.nelumbicola)[2]。发病初期,莲叶从叶缘处开始出现褐色病斑后逐渐向内扩展,后期叶片枯萎死亡,甚至整株枯死。

植物细胞壁是抵御病原菌侵入的主要屏障。病原菌通过分泌一系列的细胞壁降解酶降解寄主细胞壁,突破屏障入侵寄主植物[4]。在细菌、真菌和植物中广泛存在的多聚半乳糖醛酸酶(Polygalacturonase,PG)是一种重要的细胞壁降解酶,通过降解植物细胞壁中的同源多聚半乳糖醛酸,引起植物组织浸解进而导致原生质体死亡[5],在病原菌侵染寄主引起病害过程中起着关键作用[6-7]。本实验室证实莲腐败病菌在侵染致病过程中能够产生多种细胞壁降解酶,其中PG活性最高,且强致病性菌株的PG活性显著高于弱致病性菌株[3],说明菌株致病力与PG酶活性密切相关,PG是重要的致病因子。本研究克隆了莲腐败病菌PG基因,并通过构建原核表达载体以期进一步分析PG基因的功能,探讨该基因在病原菌浸染过程中的作用机理,为莲腐败病的防治提供科学依据。……

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