香蕉细菌性软腐病菌的检测及其侵染过程分析

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由Dickeya spp.引起的香蕉细菌性软腐病是近年来在我国发生的一种严重危害香蕉的病害,并且该病的发生面积不断扩大,已对香蕉生产安全和产业发展构成严重威胁。鉴于其检疫重要性,已被列为我国进境检疫对象。检测方法的建立和应用是防止病害传播和实时防治的一种重要手段。本研究依据报道的Dickeya spp.通用引物,试图建立用于香蕉细菌性软腐病发病植株和带菌土壤的实时荧光PCR检测方法。结果表明,优化后的检测体系对香蕉软腐细菌(XJ8-3-3)靶片段克隆质粒DNA的检测灵敏度可达到2.4×10-5 ng/μL,对XJ8-3-3菌悬液的检测灵敏度可达到4×102 cfu/mL,而常规PCR对XJ8-3-3靶片段克隆质粒DNA的检测灵敏度为2.4×10-3 ng/μL,对XJ8-3-3菌悬液的检测灵敏度为4×104 cfu/mL,以上结果表明实时荧光PCR的灵敏度相对比常规PCR高100倍。利用实时荧光PCR能够快速的检出香蕉细菌性软腐病发病植株及带菌土壤中的病原量,对梯度稀释的菌悬液接菌的带菌土壤检测结果表明实时荧光PCR可检测到带菌土壤中存在的香蕉软腐病菌DNA最低含量为0.35 pg/L,植株各组织的微观检测结果也可反映其病情扩展情况,该方法适用于初步对香蕉软腐病菌的检测和监控。  目前,国内对香蕉细菌性软腐病菌引起的病害尚无有效、稳定的控制措施。通过植物病理学方法研究香蕉软腐细菌在香蕉植株中的侵染过程,揭示病原菌的侵染途径,为香蕉细菌性软腐病的防治提供重要的理论基础。构建了含有LacZ启动子驱动的绿色荧光蛋白原核表达载体pBBRIMCS-5-eGFP,证明了绿色荧光蛋白(GFP)的氮端连接肽对GFP功能的发挥起着至关重要的作用。  本研究首次利用三亲杂交法将表达绿色荧光蛋白基因的原核载体转化入香蕉细菌性软腐病菌XJ8-3-3中,通过PCR鉴定获得了GFP标记后的香蕉细菌性软腐病菌XJ8-3-3,将标记菌的生长速度及致病性与野生菌XJ8-3-3进行了比较,发现标记菌的生长速度及致病性与XJ8-3-3基本一致,标记菌在转管培养15次后,仍可以检测到54%的质粒携带率,表明此表达绿色荧光蛋白基因的原核载体在XJ8-3-3中相对较为稳定。  研究了标记菌在3~5叶期广粉一号和巴西焦植株中的侵染过程。采用假茎中部及生长点注射接菌植株4 d后,利用激光共聚焦显微镜观察接菌后植株的根部,未观察到标记菌,进一步利用实时荧光定量PCR检测植株不同部位(根、球茎、假茎中部、生长点叶柄)病原菌含量,结果表明,病原菌主要集中在生长点,假茎中部病原菌含量较少,球茎及根部几乎不含病原菌。推测病原菌可以经植株的维管束组织向上蔓延至植株的生长点,使其生长点腐烂。采用伤根接菌植株4 d后,可以从其根部观察到标记病原菌,但接菌相同的时间后,从植株的其它不同部位未检测到病原菌。推测伤根接菌后4 d病原菌未能从根部快速的蔓延到植株的其它假茎部位,但可以通过损伤的植株根部侵入,使其部分叶片枯黄、萎焉。
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