【摘 要】
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金针菇(Flammulina filiformis)是深受消费者欢迎的食用菌之一,工厂化栽培已经成为我国金针菇最主要的栽培模式,细菌性病害严重影响金针菇产量和品质,但有关金针菇细菌性病害的研究较少。本课题采用柯赫氏法则鉴定了工厂化栽培中金针菇的两种细菌性病害,分别称之为金针菇菌丝发育迟滞病和幼蕾腐烂病。研究结果如下:1.菌丝发育迟滞病症状为金针菇菌瓶表面培养料颜色变深,底部无菌丝,从发病菌瓶中分离
【基金项目】
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现代农业产业技术体系专项资金(CARS20);
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金针菇(Flammulina filiformis)是深受消费者欢迎的食用菌之一,工厂化栽培已经成为我国金针菇最主要的栽培模式,细菌性病害严重影响金针菇产量和品质,但有关金针菇细菌性病害的研究较少。本课题采用柯赫氏法则鉴定了工厂化栽培中金针菇的两种细菌性病害,分别称之为金针菇菌丝发育迟滞病和幼蕾腐烂病。研究结果如下:1.菌丝发育迟滞病症状为金针菇菌瓶表面培养料颜色变深,底部无菌丝,从发病菌瓶中分离纯化到1种细菌。幼蕾腐烂病症状为幼嫩的子实体菌盖出现明显褐斑,菌柄伸长停滞,从腐烂幼蕾上分离纯化到3种细菌。依据科赫氏法则对上述4种细菌分离物进行致病性验证,结果表明1种细菌分离物能够引起菌丝发育迟滞病,2种细菌分离物能够引起幼蕾腐烂病。采用形态观察和16S rRNA序列分析鉴定病原细菌。结果表明,引起金针菇菌丝发育迟滞病的细菌为米氏假单胞杆菌(Pseudomonas migulae),属于革兰氏阴性细菌,在34℃或pH为8时生长活性较高;引起幼蕾腐烂病的2种细菌分别为阿氏节杆菌(Arthrobacter arilaitensis)和雅马纳假单胞杆菌(Pseudomonasyamanorum),它们分别属于革兰氏阳性和革兰氏阴性细菌,温度和pH对其生长活性的影响相似,在19~37℃范围内均能生长,活性分别在28℃和37℃时较高,且在弱酸性pH(5~6)条件下生长较好。2.根据细菌基因组中常用于分类鉴定的基因序列设计特异性鉴定引物,以常见细菌为参考菌株,筛选3种病原细菌的特异性分子标记。米氏假单胞杆菌DNA拓扑异构酶基因的扩增引物(Topo-F和Topo-R)可在感染金针菇菌丝发育迟滞病的菌瓶培养料中扩增出大小约为1.8 kb的特异性条带,可用于鉴定米氏假单胞杆菌。阿氏节杆菌Y家族DNA聚合酶基因的扩增引物(Yf--F和Yf-R)可在感染金针菇幼蕾腐烂病的菌瓶培养料中扩增出大小约为2.1 kb的特异性条带,可用于鉴定阿氏节杆菌。在雅马纳假单胞杆菌中,未筛选出特异性分子标记。3.采用高通量测序技术,分析了金针菇正常培养料与发病培养料中细菌群落的组成和结构。在感染菌丝发育迟滞病的培养料样品中,细菌群落总数量比对照组显著减少,其优势菌属只有假单胞杆菌属,丰度为99.6%,细菌关联网络分析显示假单胞杆菌属可能抑制了其他细菌的生长。在感染幼蕾腐烂病的培养料样品中,细菌群落总数量较对照组也明显减少,其中假单胞杆菌属为优势属之一,丰度为44.1%,节杆菌属的丰度为0.1%。4.在金针菇菌丝体上接种米氏假单胞杆菌后,对3个时间点(接种后2h,ST阶段;接种后12h,MT阶段;接种后10d,LT阶段)的转录组样本进行时间序列分析,结果表明不同表达模式的基因聚类到6个模块。GO和KEGG富集分析结果表明,ST阶段的差异表达基因主要富集于线粒体膜和脂质转运的分子功能,MT阶段的差异表达基因富集到DNA损伤和高分子合成负调控等生物学过程及DNA修复的通路,LT阶段的差异表达基因主要富集于糖苷键水解酶活性的分子功能。结合ST和MT阶段的基因共表达网络分析结果,推测ST阶段菌丝细胞通过MAPK级联反应转导细菌侵染信号,激活应激反应;在MT阶段细胞DNA发生损伤,激活DNA修复,且大分子物质合成受阻;LT阶段细胞中蛋白质和多糖遭到水解破坏,细胞失去生命活性,造成菌丝停止生长。在阿氏节杆菌和雅马纳假单胞杆菌单独接种和混合接种的金针菇幼蕾腐烂病样本中,与对照组相比,重叠的差异表达基因达到1099个,GO富集到与跨膜转运和氧化胁迫应答相关的功能,KEGG富集到与细胞色素外源物质代谢和酪氨酸代谢相关的通路。基于基因共表达网络分析结果,推测金针菇受到细菌侵染后,主要发生细胞壁延伸停滞、酚类底物氧化和应激防御三方面反应。本课题针对工厂化栽培金针菇的两种新细菌性病害,在病原菌特异性鉴定及其生物学特性,以及金针菇响应病原菌侵染的机制等方面开展了较为全面的研究,有助于深入了解食用菌细菌性病害的发生规律及宿主与病原菌之间的互作关系,对于开展金针菇细菌性病害的高效防治及金针菇工厂的安全生产,都具有重要的实践价值。
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