灰葡萄孢BCIN16G00950与BCIN16G00980基因功能分析和MBC类杀菌剂抗性快速检测试剂盒研发

来源 :华中农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chengrong
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由灰葡萄孢引起的灰霉病每年对我国果蔬生产造成严重损失,目前生产中使用化学杀菌剂仍是防治该病的主要手段。灰葡萄孢具有较高的抗药性风险,解析灰葡萄孢对杀菌剂的抗性机制和抗性快速检测技术的研发具有重要现实意义。苯胺基嘧啶类杀菌剂(APs)是一类对灰霉病高效的杀菌剂,但相关抗性机理尚不明确;苯并咪唑类杀菌剂(MBCs)是防治灰霉病的常用药剂,生产中已经产生抗性。本课题从AP类杀菌剂抗性相关候选基因功能分析和MBC类杀菌剂抗性快速检测试剂盒研发两个方面开展研究,旨在为灰霉病的绿色防控提供理论依据和实践指导。取得的主要结果如下:(1)AP类杀菌剂抗性相关基因可作为抗药性检测分子靶标,为抗性快速检测试剂盒的开发奠定理论基础。本实验室前期经QTL-seq技术定位到4个抗性相关候选基因,本研究针对其中Bcin16g00950和Bcin16g00980开展研究。经嘧菌环胺处理1h、2h和4h后,在敏感菌株中基因Bcin16g00950的表达量呈先下降后上升趋势,在抗性菌株中,其表达动态为先上升后下降。应用PEG介导的遗传转化方法在灰葡萄孢抗性菌株中对候选基因进行敲除,Bcin16g00950敲除转化子对嘧菌环胺的敏感性未发生变化。在菌丝形态、产酸性、产孢和致病性等方面,转化子和亲本无显著性差异。Bcin16g00980基因在嘧菌环胺处理的敏感和抗性菌株中表达均是先下降后上升,但在抗性菌株中,4h后的表达量超过了未加药对照组。对Bcin16g00980进行敲除和回补,转化子对嘧菌环胺的敏感性无明显变化。转化子和亲本在菌丝形态、产酸性、产孢和致病性等方面也无显著性差异。在含有CR的PDA平板上,敲除转化子的生长抑制率减弱,表明Bcin16g00980在灰葡萄孢细胞壁完整性通路(CWI)中发挥作用。(2)抗性快速检测试剂盒可以用于快速检测田间病菌抗药性,为合理选择杀菌剂,减少环境污染进行科学指导。本研究将实验室前期开发的MBC类杀菌剂抗性LAMP检测体系经冷冻干燥后制成试剂盒,只需加入模板DNA和水即可完成反应,简化了繁琐的加样步骤,提高了可操作性,便于基层人员使用。冻干试剂盒与原液相体系具有类似的特异性和通用性,能从B.cinerea敏感菌株和其它相近种B.sinoallii、B.porri和S.sclerotiorum等菌株中特异性检测出B.cinerea抗性菌株。在灵敏度方面,检测限达到7.7 pg/μl,低于常规PCR的灵敏度,但仍能实现基于粗提灰葡萄孢DNA的扩增,满足田间检测要求。同时,冻干试剂盒可以在37℃下保存30天,在-20℃、4℃和25℃环境下,3个月后仍具有良好的检测活性,便于运输和储存。以上结果表明,本试验开发的冻干试剂盒操作简便,可长期常温保存,适用于田间野外等复杂环境。综上所述,本研究分析了AP类抗性相关候选基因Bcin16g00950和Bcin16g00980的功能,对MBC类杀菌剂抗性LAMP检测进行了产品化,为进一步揭示灰葡萄孢对AP类杀菌剂的抗性机制,推进灰葡萄孢杀菌剂抗性的田间快速检测具有重要意义。
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