真菌无处不在,种类繁多,许多真菌是野生和栽培植物的病原菌,能引起植物病害,真菌病害是植物病害中最大的一类,约占全部植物病害的70%- 80%。白粉病是目前世界公认植物十大真菌病害之一,因产生大量覆盖于宿主表面的白色或无色的分生孢子而得名。
Morphological characteristics of Blumeria graminis f. sp. tritici (Bgt) colonies (Zhu et al.,2022,Phytopathology Research)
白粉菌能够侵染多种植物的地上部分,包括多种农作物和经济作物的叶、茎、花和果实,严重影响植物的生长发育和结实。由于不同植物上的白粉病病原菌分类不同,且白粉病菌寄主范围十分广泛且可能扩大,仍有大量植物白粉病病原菌信息仍不明确。当前对于白粉菌分类等基础学科研究相对匮乏,严重影响白粉菌的深入研究。
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近日,河南师范大学生命科学学院、植物生长发育与逆境应答机理实验室、河南省农业微生物生态与技术国际联合实验室朱墨老师团队,在国际知名实验方法平台Bio-protocol发表题为“Identification of Plant Pathogenic Fungi (Powdery Mildews) Based on Morphological Characteristics and Molecular Analysis”的文章,描述了一种基于形态学和分子生物学手段鉴定植物病原真菌-白粉病菌的方法。
https://doi.org/10.21769/BioProtoc.2204666
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本文通过图、文及视频介绍有关白粉病菌的鉴定,以期提供实验简单且快速高效的操作方法,准确鉴定白粉菌种类,同时为后续针对性的开展白粉菌的鉴定及综合防治奠定理论依据和基础。
步骤
一、基于形态学鉴定白粉病菌
(1) 将收集到的带有白粉病的叶片剪成约1 cm x 1 cm的叶段,有菌生长的一面朝上,放在铺有滤纸的培养皿中,加入脱色液脱色,直至叶片完全透明或者呈现浅黄色;
(2) 脱色后的叶片转移到以乳酸、甘油、水(1:1:1, v/v/v) 浸湿的滤纸上,滴加0.4%台盼蓝染色3小时后进行显微镜观察。
二、基于分子生物学鉴定白粉病菌
(1)白粉菌 DNA 的提取
https://www.bilibili.com/video/BV1bS4y1w7tY/?spm_id_from=pageDriver
(2)白粉菌核糖体ITS区域PCR扩增
引物为ITS通用引物ITS1(5’-TCCGTAGGTGAACCTGCGG-3’)和ITS4(5’-TCCTCCGCTTATTGATATGC-3’)以及PMITS1(5’-TCGGACTGGCCYAGGGAGA-3’)和PMITS2(5’-TCACTCGCCGTTACTGAGGT-3’),PCR及电泳检测;后进行目的片段的克隆,连接到T载上转化,挑选阳性克隆送测。
(3)测序结果分析
整理测序结果后,先在NCBI 数据库进行BLAST 分析,再进一步进行系统发育分析,在NCBI 中的GenBank 核酸序列数据库中查找、下载并选取高度同源序列进行同源性比较,利用 MEGA-X 软件构建生物进化树并分析亲缘关系,采用Maximum likelihood法,bootstrap value设置为1000,确定病原菌的分类地位。
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亮点
1. 通过图、文及视频介绍有关白粉病菌的鉴定,主要包括形态学观察、PCR扩增内部转录间隔区 (ITS) 区域并测序、ITS的进化关系分析、病原菌侵染实验,简单易懂。
2. 方法操作简单,快速高效,运用最基础的分子生物学实验进行操作即可获得准确的病原鉴定结果。
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实验相关系列视频已上传至哔哩哔哩网站,植物真菌病害鉴定流程合集
https://www.bilibili.com/video/BV1Kh411k7MH/?spm_id_from=333.788
包括:
1. 真人演示真菌的收集、测序及鉴定;
2. 真菌鉴定实验流程具体注意事项
3. 真菌侵染宿主实验
4. 系统发育树构建
5. 基因序列上传
https://www.bilibili.com/video/BV13L411g7RN/?spm_id_from=pageDriver
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朱墨老师团队研究方向为植物病原真菌及其生物防治。主要包括: (1) 以植物病原真菌(如白粉菌、青霉菌、赤霉菌等)为研究对象,研究真菌孢子萌发和附着孢分化过程中的调控机制;(2)基于形态与分子生物学手段,鉴定植物致病真菌的种类;(3)筛选作物真菌病害生防菌,并利用基因组学和遗传转化手段探究生防菌的作用机理。
目前,团队通过真菌病害或生防菌的鉴定,已在Phytopathology research、Plant Disease和Canadian Journal of Plant Pathology发表论文8篇。欢迎各位老师交流指导,Email: zhumo@htu.edu.cn,微信:zm2282298
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统筹监制:
张犇(山西大学生命科学学院)
朱墨(河南师范大学生命科学学院)
柳海涛(河南农业大学资源与环境学院)
责任编辑:
任锐(河南农业大学农学院)
稿件来源:
朱墨(河南师范大学生命科学学院)
审核校对:
包查娜(西北农林科技大学园艺学院)
崔江宽(河南农业大学植物保护学院)
国志信(河南农业大学园艺学院)
李正男(内蒙古农业大学园艺与植物保护学院)
廖新阳(华南农业大学生命科学学院)
舒灿伟(华南农业大学植物保护学院)
夏子豪(沈阳农业大学植物保护学院)
肖金宝(西北农林科技大学农学院)
徐世强(广东省农业科学院作物研究所)
朱玉涛(河南城建学院生命科学院)
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