我国科学家发现大丽轮枝菌引发植物落叶的机制

棉花大丽轮枝菌和向日葵大丽轮枝菌受两种寄主诱导后的转录组分析棉花大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）和向日葵大丽轮枝菌（Verticillium longisporum）是引起棉花和向日葵叶枯病的病原真菌。

这两种菌株对不同寄主植物表现出不同的致病特性，因此了解它们在感染不同寄主时的分子机制和适应性演化对于研究和预防这些病害具有重要意义。

近年来，通过转录组分析方案，研究人员可以深入了解这两种大丽轮枝菌感染寄主植物时的基因表达变化和具有的生物学功能。

棉花大丽轮枝菌是影响棉花产量和质量的重要病原真菌。

研究表明，棉花大丽轮枝菌感染棉花后，真菌侵入棉花根部和茎部，导致细胞坍塌和根部组织的黄化。

转录组分析结果显示，感染后，大量的植物基因表达受到调控，包括抗病相关基因、激素合成和信号转导相关基因、光合作用相关基因等。

其中，抗病相关基因如PR基因家族、抗氧化酶基因和防御相关蛋白基因的表达显著上调，从而加强棉花对病原真菌的抗性。

此外，感染棉花大丽轮枝菌还导致光合作用相关基因的下调，进一步影响了棉花植物的生长和光合效率。

与棉花大丽轮枝菌不同，向日葵大丽轮枝菌主要感染向日葵植物，并引起茎脱水性萎蔫病。

转录组分析发现，在感染向日葵后，大量的基因表达受到调控，其中包括与细胞壁合成、寄主细胞凋亡、激素信号转导和抗病应答等相关的基因。

细胞壁合成与修饰相关的基因如纤维素合成相关基因和脆性素合成相关基因在感染后显著上调，可能参与了病原菌的入侵和寄主细胞的分解。

另外，感染后，向日葵大丽轮枝菌还会激活寄主的免疫反应和细胞凋亡，通过上调编码PR （Pathogenesis-Related）蛋白和激活吲哚乙酸途径来提高寄主对病原菌的抵抗能力。

这些结果提示了向日葵大丽轮枝菌的侵染过程与诱导寄主细胞凋亡、激活免疫反应和改变细胞壁结构有关。

综上所述，转录组分析揭示了棉花大丽轮枝菌和向日葵大丽轮枝菌在感染不同寄主时的基因表达变化。

棉花抗黄萎病转基因育种研究进展摘要：棉花（Gossypium hirsutum L.）黄萎病是棉花生长过程中最具毁灭性的病害之一。

国内外研究者运用各种育种手段培育出抗病品种，取得了一定的进展，但仍无应用于生产实践的高抗黄萎病陆地棉品种。

分析了抗病育种工作中存在的问题，综述了棉花抗黄萎病在转基因育种方面的研究进展，指出了利用转基因技术培育棉花抗病品种是目前防治黄萎病最有效而可行的方法。

关键词：棉花（Gossypium hirsutum L.）；抗黄萎病；转基因育种棉花（Gossypium hirsutum L.）产业是我国的支柱产业之一，为广大棉农每年带来400亿～600亿元的直接经济收入，为城镇提供近3 000万个就业岗位。

棉花生产的发展关系到国计民生，地位举足轻重。

在阻碍我国棉花生产可持续发展的诸多因素中，棉花黄萎病的危害是其主要因素之一。

1 棉花黄萎病的危害棉花黄萎病是世界毁灭性病害，病原菌为大丽轮枝菌（Verticillium dahlia Kleb），自从传入我国以来，危害逐年蔓延和加重。

1993年黄萎病暴发成灾，全国棉花发病面积270万hm2，遍及各主要产棉区[1，2]；2003年棉花黄萎病流行面积达320万hm2，造成2.3亿kg的皮棉产量损失[3]。

据中国农业科学院植物保护研究所的研究，7月下旬前发病平均减产高达66.9%，7月下旬后发病平均减产仍达20.3%。

早期遭受落叶型和急性萎焉型黄萎病危害时，容易造成棉株死亡导致绝收。

2 棉花抗黄萎病转基因育种的研究进展棉花黄萎病属土传维管束病害，病原菌寄主范围广，并存在明显的致病力分化现象，防治困难。

在综合防治措施中，化学防治很难奏效并易造成环境污染；生物防治技术虽然表现出良好的应用前景，但因生防因子专化性太强而制约了该技术的推广应用；对于重病田，不得不轮作倒茬，但仍不能彻底解决问题。

惟一经济、有效、环保的防治措施是使用抗病棉花新品种。

在国家的高度重视和大力支持下，棉花生产用种的品种改良得到长足发展，但从现有育成品种来看，仍不能满足棉花生产的现实需求，兼备丰产、优质、多抗、广适的棉花新品种极少，尤其是没有兼抗棉花黄萎病的新品种。

基金项目：国家重点基础研究发展规划（９７３）项目（Ｎｏ．２０１１ＣＢ１００７００）和中俄国际合作项目收稿日期：２０１１－０５－２７接受日期：２０１１－０７－３０研究报告Ｌｅｔｔｅｒ大丽轮枝菌蛋白激发子ＰｅｖＤ１诱导的烟草对烟草花叶病毒（ＴＭＶ）系统获得性抗性及其分子机制王炳楠＊王双超＊檀贝贝邱德文＊＊杨秀芬＊＊中国农业科学院植物保护研究所／生物防治农业部重点开放实验室，北京１０００８１＊同等贡献作者＊＊通讯作者，ｙａｎｇｘｉｕｆｅｎ＠ｃａａｓ．ｎｅｔ．ｃｎ，ｑｉｕｄｅｗｅｎ＠ｃａａｓ．ｎｅｔ．ｃｎ摘要从大丽轮枝菌（Verticillium dahliae ）的胞外分泌物中分离到一种蛋白激发子ＰｅｖＤ１（ＵｎｉＰｒｏｔＫＢａｃｃｅｓｓｉｏｎＮｏ．Ｐ８６８４０）。

为了明确该蛋白激发子的特性以及诱导植物抗病的机制，本研究在大肠杆菌（Escherichia coli ）中表达了重组蛋白６Ｈｉｓ－ＰｅｖＤ１。

该重组蛋白激发子可以引起烟草（Nicotiana tabacum ｃｖ．Ｓａｍｓｕｎ－ＮＮ）悬浮细胞死亡，提高烟草植株对烟草花叶病毒（ＴＭＶ）的系统获得抗性（ＳＡＲ），枯斑抑制率最高可达４６．６４％。

重组蛋白激发子处理后的烟草叶片中的苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）、多酚氧化酶（ＰＰＯ）和过氧化物酶（ＰＯＤ）活性均有大幅度提高。

处理后１４４ｈＰＡＬ活性最大，是对照的３．３倍；处理后１２０ｈ，ＰＰＯ和ＰＯＤ活性分别增加２３６．８％和２０４．６％。

ＰｅｖＤ１可以诱导抗性相关基因酸性病程相关基因１（ａｃｉｄｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ－ｒｅｌａｔｅｄｇｅｎｅ１，PR1－a ）、碱性病程相关基因１（ｂａｓｉｃｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ－ｒｅｌａｔｅｄｇｅｎｅ１，PR1－b ）、病程相关基因非表达子１（ｎｏｎｅｘｐｒｅｓｓｏｒｏｆｐａｔｈｏｇｅｎｅｓｉｓ－ｒｅｌａｔｅｄｇｅｎｅ１，NPR1）和苯丙氨酸解氨酶基因（ｐｈｅｎｙｌａｌａｎｉｎｅａｍｍｏｎｉａｌｙａｓｅｇｅｎｅ，PAL ）的表达。

棉花大丽轮枝菌培养性状对比与致病力分化研究棉花大丽轮枝菌（Rhizoctonia solani）是一种广泛分布于世界各地的植物病原真菌，属于担子菌门、大丽轮枝菌属。

该真菌能够侵染多种植物，引起根腐病和茎部病害，造成植物生长不良甚至死亡，给农业生产带来了严重的危害。

对棉花大丽轮枝菌的培养性状、致病力分化等进行详细研究，对疾病防治和病害管理具有重要意义。

1.生长特征棉花大丽轮枝菌具有广泛的生态分布，因而其培养性状也表现出一定的多样性。

在不同的培养基上，菌丝的生长特征可能存在差异。

在研究中可以选择多种培养基进行对比培养，观察不同环境下棉花大丽轮枝菌的菌丝生长情况、菌落形态等。

2.生理生化特性棉花大丽轮枝菌的生理生化特性是指其在不同环境条件下的生物学特性和生化代谢特征。

包括温度对其生长的影响、对不同培养基的适应性、产孢规律等。

通过对其生理特性进行比较研究，可以为深入了解其生物学特性提供依据。

3.形态特征棉花大丽轮枝菌在形态特征上也存在一定的变异。

通过对其分生孢子、子实体、菌丝等形态结构的观察，可以对其进行鉴定和分类，为后续的致病力研究提供基础数据。

1.侵染特性棉花大丽轮枝菌对不同寄主植物的侵染特性存在一定的差异，可能表现为侵染速度、侵染程度、侵染部位等方面的区别。

对其在不同寄主上的侵染特性进行研究，可以揭示其侵染机制和途径。

2.毒力对比毒力对比研究可以通过人工接种实验、病害评价等方法进行。

通过对不同菌株、不同寄主的毒力进行对比研究，可以鉴定不同毒株、毒系，为选育抗病品种提供依据。

3.遗传变异棉花大丽轮枝菌的致病力分化还涉及到其遗传变异。

通过对其菌株的遗传多样性进行分析，可以揭示其不同菌株在致病力上的差异，为抗病品种的选育提供依据。

三、结语通过对棉花大丽轮枝菌的培养性状对比和致病力分化研究，可以揭示其在不同环境条件下的适应性和生理生化特性，加深对其生态学和生物学特性的了解。

可以为抗病育种和病害管理提供科学依据。

黄栌枯萎病的症状与防治黄栌枯萎病 (黄萎病)为黄栌树种的一种系统浸染的毁灭性病害。

自20世纪80年代开始，北京、山东青岛、济南等地的黄栌开始出现枯萎病现象。

如今，全国范围内该病呈现出扩散的态势，被感染植株逐年增加。

病原病原菌为半知菌亚门丝孢目的大丽轮枝孢菌，是一种土壤习居性真菌，通过土壤传播，从寄主植物根部侵染进入植物体，沿导管扩散至植物各个部分，导致植物水分、矿物质等吸收、运输出现障碍，从而使寄主植物出现枯萎、衰弱，甚至死亡的症状。

其寄主范围极为广泛，除了漆树科黄栌属植物外，还有栾树等超过26个属70余种的木本植物，可造成植株大量黄叶、落叶，最后整株死亡。

症状黄栌枯萎病 (黄萎病)的具体症状表现形式多样。

首先，叶部一般出现两种萎蔫类型：一种是绿色萎蔫型(不落叶型)，初期叶片表现失水状萎蔫，自叶缘向里逐渐干缩并卷曲，但不失绿，不落叶，约两周后变焦枯。

叶柄皮下可见黄褐色病线;一种是黄色萎蔫型或落叶型，先自叶缘起叶肉变黄，逐渐向内发展至大部或全叶变黄，叶脉仍保持绿色，部分或大部分落叶。

未落的叶干缩、卷曲，变焦枯，叶柄皮下可见黄褐色病线。

其次，植物根、茎横切面上有褐色病斑，形成完整或不完整环形。

剥皮后可见褐色病线，有时病线不在皮下而在木质部，这是由于浸染发生后，次生生长形成的新组织将受害部位包在里面。

发病严重时导致整个植株生长势衰弱或死亡;在发病过程中，可能或引起植株整株或部分枝杈迅速死亡，也可能会在较长时间内持续影响植株，减缓生长速度。

发生规律病菌以菌丝或菌核在病植株残体或土壤中越冬(菌核可单独在土壤中存活多年)。

次年6、7月份借浇水、中耕、地下害虫等传播浸染，通过伤口侵入或根部直接浸染，发病程度与根系所分布的土壤层中的病菌数目成正比。

在土壤温度20℃左右且湿度较大的微碱性土壤中易于浸染发病，过量氮肥会加重病害，增施钾肥可缓解病情。

防治难度1、大丽轮枝菌作为一种土传真菌可在土壤中形成大量微菌核，长期存活于土壤中，且耐高温能力强，可在33℃的环境中继续存活。

大丽轮枝菌致病机理及相关致病基因研究进展作者：金利容黄薇杨妮娜尹海辰万鹏来源：《安徽农业科学》2021年第10期摘要大丽轮枝菌是农作物上为害最严重的土传病原物之一，对于该病原物引起的病害目前仍缺乏有效的防控手段，而明确其致病机理被认为是开发新型药剂和防治技术的理论基础。

综述了大丽轮枝菌的侵染过程、植物细胞壁的降解、微菌核和黑色素的形成等一些重要的生理过程相关的致病基因，并总结了转录调控基因、毒力蛋白基因、效应因子、无毒基因和激发子等多方面致病相关基因的研究结果，最后概述了筛选致病基因和研究基因功能的方法。

关键词大丽轮枝菌;致病机理;致病基因中图分类号 S435.621.2 文献标识码 A 文章编号 0517-6611（2021）10-0015-05doi：10.3969/j.issn.0517-6611.2021.10.005开放科学（资源服务）标识码（OSID）：Research Progress on the Pathogenesis and Pathogenic Related Genes of Verticillium dahliaeJIN Li-rong， HUANG Wei， YANG Ni-na et al（Key Laboratory of Integrated Management of Crop Pests in Central China， Ministry of Agriculture and Rural Affairs， Institute of Plant Protection， Soil and Fertilizer， Hubei Academy of Agricultural Sciences，Wuhan，Hubei 430064）Abstract Verticillium dahliae was one of the most destructive soil-borne pathogens in crop plants. There was no effective method to control the diseases caused by V. dahliae. The studies on its pathogenic mechanism were thought as the theoretical basis to develop new pesticides and control techniques. This article reviewed some pathogenic genes related with some important physiological processes such as the process of infection， the degradation of plant cell walls and the formation of microsclerotia and melanin. The research results of multiple pathogenic genes such as transcriptional regulatory genes， virulence protein genes， effector genes， avirulence genes and elicitors were summarized. The strategies of screening the pathogenic genes and researching the functions of the genes were summarized.Key words Verticillium dahliae;Pathogenesis;Pathogenic genes大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）隶属半知菌类丝孢纲丝孢目丛梗孢科轮枝菌属。

热带作物学报2022, 43(1): 034 042 Chinese Journal of Tropical Crops收稿日期 2021-05-10；修回日期 2021-06-16基金项目 国家自然科学基金项目（No. 32001603）；广西自然科学基金项目（No. 2018JJA130113）；研究生创新课题（No.YCSW2019039）。

作者简介 李慧雪（1996—），女，硕士研究生，研究方向：甘蔗遗传育种；*同等贡献作者：黄 振（1994—），男，博士研究生，研究方向：甘蔗遗传育种。

**通信作者（Corresponding author ）：张木清（ZHANG Muqing ），E-mail ：***************；姚 伟（YAO Wei ），E-mail ：******************。

甘蔗镰孢菌碳水化合物结合模块效应基因Fs11724的分离鉴定及功能分析李慧雪1,2，黄 振1,3*，周宇明1,2，暴怡雪1,3，姚姿婷1,2，张木清1,3**，姚 伟1,2,3**1. 亚热带农业生物资源保护与利用国家重点实验室，广西南宁 530004；2. 广西甘蔗生物学重点实验室，广西南宁 530004；3. 广西大学农学院，广西南宁 530004摘 要：甘蔗镰孢菌（Fusarium sacchari ）是引起毁灭性病害甘蔗梢腐病（sugarcane pokkah boeng disease, PBD ）的主要病原菌之一。

病原菌分泌的效应蛋白在病原与植物互作中发挥至关重要的作用。

本研究基于课题组前期甘蔗镰孢菌全基因测序数据，设计基因特异性引物，通过RT-PCR 扩增得到一个新的含CBM4_9结构域的效应蛋白基因，并对其功能进行了初步探索。

序列分析表明Fs11724基因开放阅读框822 bp ，编码273个氨基酸，分子量为28.24 kDa ，理论pI 值为4.29，亲水性平均系数–0.072，属于亲水性分泌蛋白；通过农杆菌介导的烟草瞬时表达系统证实Fs11724抑制由BAX 诱导的细胞程序性死亡，表明Fs11724具有潜在抑制寄主防御反应的毒性功能；同时，利用酵母分泌系统对其编码蛋白信号肽的分泌功能进行验证，确定该基因编码蛋白为典型分泌蛋白；qRT-PCR 结果分析表明Fs11724在甘蔗镰孢菌侵染前、后期上调表达，表达量在168 hpi 达到峰值。