大白菜干燒心病原菌Pantoea ananatis的生物學(xué)特性及全基因組序列分析.pdf

書 書 書 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 收 稿 日 期 基 金 項 目 山 東 省 重 點 研 發(fā) 計 劃 國 際 科 技 合 作 項 目 年 度 山 東 省 渤 海 糧 倉 科 技 示 范 工 程 升 級 版 項 目 山 東 省 重 點 研 發(fā) 計 劃 項 目 山 東 省 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 院 農(nóng) 業(yè) 科 技 創(chuàng) 新 工 程 項 目 地 理 標(biāo) 識 性 名 產(chǎn) 蔬 菜 標(biāo) 準(zhǔn) 生 產(chǎn) 關(guān) 鍵 技 術(shù) 泰 山 學(xué) 者 青 年 專 家 計 劃 項 目 作 者 簡 介 張 燁 女 博 士 主 要 從 事 蔬 菜 分 子 生 物 學(xué) 研 究 張 庶 男 博 士 主 要 從 事 蔬 菜 分 子 生 物 學(xué) 研 究 同 為 第 一 作 者 通 信 作 者 高 建 偉 男 博 士 研 究 員 主 要 從 事 蔬 菜 分 子 育 種 研 究 大 白 菜 干 燒 心 病 原 菌 的 生 物 學(xué) 特 性 及 全 基 因 組 序 列 分 析 張 燁 張 庶 李 化 銀 王 鳳 德 高 建 偉 山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所 山東省設(shè)施蔬菜生物學(xué)重點實驗室 國家蔬菜改良中心山東分中心 山東濟(jì)南 黃山學(xué)院 安徽黃山 摘 要 大白菜干燒心病主要包括兩種類型 細(xì)菌性干燒心和缺素 鈣元素等 性干燒心 年 我們首 次報道了泛菌 能導(dǎo)致大白菜細(xì)菌性干燒心病的發(fā)生 本研究即對 菌株的生 物學(xué)特性進(jìn)行分析 并對其進(jìn)行全基因組測序 結(jié)果表明 發(fā)病初期 大白菜內(nèi)部球葉邊緣呈水漬狀腐爛 后 期所有內(nèi)部球葉邊緣腐爛 而整個發(fā)病過程外部球葉無明顯發(fā)病癥狀 在 培養(yǎng)基上培養(yǎng) 呈 圓形菌落 菌落直徑 表面較為光滑 邊緣整齊 培養(yǎng)初期為乳白色 后期變?yōu)樯铧S色 革蘭氏染 色陰性 單個菌體呈桿狀 大小 基因組大小為 鑒 定到 個編碼基因 個散在重復(fù)序列 個串聯(lián)重復(fù)序列 個非編碼 個基因島 個前噬 菌體和 個 同時在 和 數(shù)據(jù)庫中對編碼基因進(jìn)行了通用功能注釋 本研究有利于加 快大白菜干燒心病的研究進(jìn)程 對全面揭示大白菜干燒心病的分子機(jī)理及培育優(yōu)質(zhì) 高產(chǎn) 抗病大白菜品種具 有重要意義 關(guān) 鍵 詞 大白菜 泛菌 細(xì)菌性干燒心 生物學(xué)特性 全基 因組測序 中 圖 分 類 號 文 獻(xiàn) 標(biāo) 識 號 文 章 編 號 大白菜 原產(chǎn) 于中國 是我國的特產(chǎn)蔬菜 大白菜產(chǎn)量高 生產(chǎn) 成本低 種植方法簡單 耐運輸 耐儲藏 且味美 營養(yǎng)豐富 深受人們喜愛 在蔬菜產(chǎn)業(yè)中具有重要 地位 據(jù)統(tǒng)計 我國大白菜播種面積每年高達(dá) 萬公頃 產(chǎn)值約 億元以上 占全國蔬菜 播種總面積的 左右 同時 大白菜是城鄉(xiāng) 居民的主要食用蔬菜 在保障全國蔬菜均衡供應(yīng) 平抑菜價和農(nóng)民增收等方面做出了突出貢獻(xiàn) 自 世紀(jì) 年代以來 大白菜干燒心病發(fā) 生嚴(yán)重 對大白菜產(chǎn)量和品質(zhì)造成了嚴(yán)重的影響 減少了菜農(nóng)收入 干燒心病又稱頂燒病 心 腐病和緣腐病 前人在水果和蔬菜上的研究表明 缺鈣時其生長點及附近組織的生長會受到影響 表現(xiàn)出頂燒或心腐的癥狀 因此 以往通常 認(rèn)為大白菜干燒心病是一種生理性病害 主要由 植株體內(nèi)生理性缺鈣引起 表現(xiàn)為結(jié)球前期內(nèi)部 幼葉的邊緣呈水漬狀 半透明 隨后脫水萎蔫 葉 色變淺 發(fā)黃 頂邊干枯 葉肉呈黃白色的干紙 狀 如在結(jié)球后期發(fā)病 則植株外觀正常 但葉 球內(nèi)部的心葉邊緣部分變干 黃化 焦枯 出現(xiàn)干 紙狀的帶狀病斑或不規(guī)則病斑 發(fā)病部位與健康 部位界限較為清晰 大白菜干燒心病多發(fā)生在蓮 座期或包心期 但當(dāng)生長環(huán)境不適宜或者該品種 對干燒心病的抗性較弱時 苗期也會發(fā)生干燒心 病 另外 貯藏期間 由于生理活動仍緩慢進(jìn)行 且鈣元素供應(yīng)停止 大白菜干燒心病可持續(xù)發(fā)展 并且在貯藏條件不好的情況下大白菜植株極易受 病菌侵染 使葉球出現(xiàn) 夾葉爛 的現(xiàn)象 最終導(dǎo) 致整個植株腐爛 根據(jù)傳統(tǒng)描述的大白菜干燒心病癥特點 本 課題組經(jīng)多年田間調(diào)查發(fā)現(xiàn) 除缺鈣引起的大白 菜干燒心病外 細(xì)菌感染也會導(dǎo)致大白菜干燒 心 因此 將其界定為細(xì)菌性干燒心和缺素 鈣 元素等 性干燒心兩種類型 早期細(xì)菌性干燒心 病葉邊緣呈濕腐狀 而缺鈣引起的干燒心病葉邊 緣則成干枯狀 這是兩種類型大白菜干燒心病的 主要區(qū)別 目前 對大白菜干燒心病的研究主要 集中于生理性缺鈣引起的病害 而對細(xì)菌性干燒 心病研究較少 且人們對兩種類型的干燒心病往 往區(qū)分不清 僅采用常規(guī)田間栽培管理措施 難以 實現(xiàn)對大白菜干燒心病的有效防治 年 我們首次報道了泛菌 能導(dǎo)致大白菜細(xì)菌性干燒心病的發(fā)生 本 研究即對分離得到的 菌株進(jìn)行生 物學(xué)特征及其引起的大白菜干燒心病發(fā)病規(guī)律調(diào) 查 并對 的全基因組進(jìn)行測序 分析 基因組特征 本研究將有助于人們?nèi)娼沂敬蟀?菜干燒心病發(fā)生的分子機(jī)理 對利用現(xiàn)代生物技 術(shù)手段結(jié)合傳統(tǒng)育種方式培育大白菜高產(chǎn) 優(yōu)質(zhì) 抗病品種具有重要意義 材 料 與 方 法 試 驗 材 料 本試驗在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所 試驗基地進(jìn)行 所用品種為春大王 將大白菜種 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 第 卷 子在僅含有蒸餾水的培養(yǎng)皿上萌發(fā)后轉(zhuǎn)入基質(zhì) 營養(yǎng)土 蛭石 中 在 光 暗 以及相對濕度 的條件下培養(yǎng)至完全 展開第七片葉 用于細(xì)菌接種 病 原 菌 分 離 從田間取回大白菜感病植株 用刀片在大白 菜葉片病健交界處切取 左右的方塊 在超 凈臺進(jìn)行組織表面消毒后放入無菌三角瓶中 加 入 乙醇消毒 期間不斷搖晃三角瓶 倒 出 乙醇后 再加入 次氯酸鈉 現(xiàn)用現(xiàn)配 消毒 用滅菌蒸餾水沖洗 遍后 用滅菌濾 紙吸干多余水分 并轉(zhuǎn)移至無菌研缽中 向研缽 中加入 滅菌水 用研磨棒將組織研磨充分 靜置 左右 使組織中的細(xì)菌進(jìn)入水中 形 成懸浮液 將細(xì)菌懸浮液分別進(jìn)行 倍稀釋 分別取 涂布在 培 養(yǎng)基上 含 瓊脂 倒置培養(yǎng) 對平板上出現(xiàn)的主要菌落進(jìn)行純化 病 原 菌 致 病 性 的 測 定 在 液體培養(yǎng)基中接種純化的菌落 條件下振蕩培養(yǎng)過夜 常溫下 離心 后 用滅菌蒸餾水重懸菌體 并調(diào)整菌液濃度 為 用 無針頭無菌注射器吸 取重懸菌液并注射進(jìn)大白菜葉片背面 以無菌蒸 餾水作為對照 設(shè)置 次重復(fù) 每個重復(fù)處理 棵大白菜幼苗 接種后 觀察大白菜葉片的發(fā)病 情況 完成柯赫氏法則的驗證 對分離得到的致病 菌再次確認(rèn) 病 原 菌 的 生 物 學(xué) 特 性 形 態(tài) 學(xué) 觀 察 參照 常見細(xì)菌系統(tǒng)鑒定 手冊 進(jìn)行革蘭氏染色 使用光學(xué)顯微鏡觀察菌 體形態(tài) 生 理 生 化 鑒 定 依照 伯杰氏系統(tǒng)細(xì)菌 學(xué)手冊 對 進(jìn)行生理生化鑒定 包括革 蘭氏染色 糖發(fā)酵試驗 氧化酶反應(yīng) 試驗 檸檬酸鹽利用試驗 基 因 組 測 序 分 析 提 取 采用天根生化科技 北京 有 限公司的細(xì)菌基因組 提取試劑盒 進(jìn)行 測 序 文 庫 構(gòu) 建 及 測 序 提取的細(xì)菌 使用瓊脂糖凝膠電泳檢測 使用 進(jìn)行定量 使用 超聲破碎儀從 上隨機(jī)打斷成長 度約為 的片段 并對該片段進(jìn)行末端修 復(fù) 加 加測序接頭 純合與 擴(kuò)增等完成文 庫制備 使用 進(jìn)行測序 生 物 信 息 學(xué) 分 析 原始數(shù)據(jù)處理 使 用 對原始數(shù)據(jù)進(jìn)行過濾 包括 去除含低質(zhì)量堿基的 含 堿基超過 的 含 的 可能來源于宿主的 和 污染 樣品組裝 使用 和 對預(yù)處理后的 進(jìn)行組裝 使用 軟件進(jìn)行整合 初步組裝結(jié)果使用 進(jìn)行優(yōu)化和補洞 并過濾掉 以下的片段 基因組組分分析 使用 軟件對基因組編碼基因預(yù)測 使用 軟件進(jìn)行散 在重復(fù)序列預(yù)測 使用 搜尋 序列中的串聯(lián) 重復(fù)序列 通過 軟件 對 進(jìn)行預(yù)測 通過與近緣參考序 列的 庫與 軟件 預(yù) 測 使用 對 進(jìn)行注 釋 使用 程序 確 定最終的 使用 軟件 預(yù)測基因島 使用 軟件 預(yù)測樣品基因組上的前噬菌體 使用 對樣品基因組進(jìn) 行 預(yù)測 功能注釋 使用通用功能數(shù)據(jù)庫與特定 功能數(shù)據(jù)庫進(jìn)行注釋 通用功能數(shù)據(jù)庫包括 數(shù)據(jù)庫 數(shù)據(jù)庫 和 數(shù)據(jù)庫 特 定功能數(shù)據(jù)庫包括 數(shù)據(jù)庫 碳水化合物活性酶 數(shù) 第 期 張 燁 等 大 白 菜 干 燒 心 病 原 菌 的 生 物 學(xué) 特 性 及 全 基 因 組 序 列 分 析 據(jù)庫 和病原與宿主互作數(shù)據(jù)庫等 結(jié) 果 與 分 析 的 致 病 性 鑒 定 年 月 在山東省農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉 研究所試驗基地對大白菜進(jìn)行春季調(diào)查時發(fā)現(xiàn)了 由 引起的細(xì)菌性干燒心癥狀 圖 與生理性缺鈣引起的大白菜干燒心癥狀 圖 明 顯不同 葉邊緣腐爛還是干枯是細(xì)菌性與生理性 缺鈣引起的大白菜干燒心病的主要區(qū)別 引起的細(xì)菌性大白菜干燒心病 生理性缺鈣大白菜干燒心病 圖 與 生 理 性 缺 鈣 引 起 的 大 白 菜 干 燒 心 病 癥 狀 對 比 將分離 純化得到的 菌株回 接至健康的大白菜葉片 以接無菌水為對照 天后從回接部位發(fā)現(xiàn)壞死病灶 圖 天后 發(fā)病癥狀與田間自然條件下發(fā)病時一致 再次分 離純化得到的細(xì)菌菌株形態(tài)學(xué)特征與接種細(xì)菌一 致 病原菌回接白菜葉片正面與背面 對照 水 葉片正 背面 圖 病 原 菌 回 接 天 大 白 菜 病 斑 的 生 物 學(xué) 特 性 形 態(tài) 學(xué) 特 征 呈圓形菌落 菌 落直徑 表面較為光滑 邊緣整齊 培養(yǎng)初期為乳白色 后期變?yōu)樯铧S色 圖 生 理 生 化 特 性 革蘭氏染色 陰性 單個菌體桿狀 菌體大小 能利用 葡萄糖 乳 糖 蔗糖 果糖和 鼠李糖產(chǎn)酸但不產(chǎn)氣 不 能利用麥芽糖產(chǎn)酸產(chǎn)氣 試驗和檸檬酸利用 試驗結(jié)果為陽性 氧化酶試驗結(jié)果為陰性 表 參照 常見細(xì)菌系統(tǒng)鑒定手冊 與 伯杰細(xì)菌手 冊 該病原菌與泛菌屬細(xì)菌的特征極為相似 圖 細(xì) 菌 性 大 白 菜 干 燒 心 病 病 原 菌 的 菌 落 培 養(yǎng) 形 態(tài) 表 的 生 理 生 化 特 性 鑒 定 結(jié) 果 處理 結(jié)果 革蘭氏染色 葡萄糖 乳糖 蔗糖 果糖 鼠李糖 麥芽糖 反應(yīng) 氧化酶試驗 檸檬酸鹽利用試驗 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 第 卷 的 全 基 因 組 測 序 分 析 數(shù) 據(jù) 處 理 與 樣 品 組 裝 使用 測序平臺對 進(jìn)行了 全基因組測序 獲得了 原始數(shù)據(jù) 其中過 濾后的有效數(shù)據(jù)為 占原數(shù)據(jù)量的 有效數(shù)據(jù)的 達(dá)到 達(dá) 到 預(yù)測基因組大小為 表 表 基 因 組 測 序 數(shù) 據(jù) 統(tǒng) 計 注 原始數(shù)據(jù)量 過濾后的有效數(shù)據(jù)量 有效數(shù)據(jù)的 有效數(shù)據(jù)的 基因組大小 獲得的有效數(shù)據(jù)經(jīng) 和 軟件組裝后 使用 軟件進(jìn)行整合 使用 等軟 件進(jìn)行優(yōu)化后 組裝成 個 總 長度為 含量為 其中 長度最長的 包含 序列 長度 最短的 包含 序列 表 表 基 因 組 組 裝 結(jié) 果 統(tǒng) 計 總數(shù) 總長 長度 長度 最大長度 最小長度 含量 編 碼 基 因 預(yù) 測 結(jié) 果 對編碼基因進(jìn)行預(yù) 測 結(jié)果 表 顯示 預(yù)測編碼基因 個 基 因總長度 平均基因長度 在 全基因組序列中編碼基因占 編碼基因 的長度從小于 到大于 均有分布 其中基因長度 范圍內(nèi)分布的編碼基因數(shù)目較多 而基因長度在 的編碼基因數(shù)目較少 圖 表 編 碼 基 因 預(yù) 測 結(jié) 果 基因數(shù) 基因總長度 平均基因長度 在全基因組中占比 圖 基 因 長 度 分 布 重 復(fù) 序 列 統(tǒng) 計 結(jié) 果 散在重復(fù)序列 串聯(lián) 重復(fù)序列是根據(jù)重復(fù)序列在基因組上的分布確定 的 在 中共有 個散在重復(fù)序 列 包括 長末端重復(fù)序列 個 轉(zhuǎn)座子 個 長散在重復(fù)序列 個和短散在重復(fù)序列 個 這些散在重復(fù)序列長度范圍 在基因組中所占比例從 到 平 均長度范圍 表 表 散 在 重 復(fù) 序 列 統(tǒng) 計 結(jié) 果 類型 數(shù)量 總長 基因組中占比 平均長度 長末端重復(fù)序列 轉(zhuǎn)座子 長散在重復(fù)序列 短散在重復(fù)序列 在 中共鑒定到串聯(lián)重復(fù)序列 個 包括 串聯(lián)重復(fù)序列 個 小衛(wèi)星 個和微衛(wèi)星 個 串聯(lián)重復(fù)序列總長度范 圍是 在基因組中所占比例為 表 表 串 聯(lián) 重 復(fù) 序 列 統(tǒng) 計 結(jié) 果 類型 數(shù)量 重復(fù)大小 總長度 基因組占比 串聯(lián)重復(fù)序列 小衛(wèi)星 微衛(wèi)星 非 編 碼 統(tǒng) 計 結(jié) 果 對于微 生物而言 非編碼 中研究較為普遍的包括 等 在 中 共 鑒定到 個 其中 數(shù)目最多 鑒 定到 個 次之 鑒定到 個 第 期 張 燁 等 大 白 菜 干 燒 心 病 原 菌 的 生 物 學(xué) 特 性 及 全 基 因 組 序 列 分 析 鑒定到 個 和 數(shù)目最 少 各鑒定到 個 表 這些 的平均長 度從 到 總長度從 到 表 表 去 冗 余 后 的 統(tǒng) 計 結(jié) 果 類型 數(shù)量 平均長度 總長 基 因 島 前 噬 菌 體 和 統(tǒng) 計 結(jié) 果 在 中 鑒定到 個基因島 其總長度為 平均長度為 表 對基因島基因分布進(jìn)行統(tǒng)計 其中長度 小于 的基因島中的基因分布見圖 在 中 鑒定到 個前噬菌體 總長度為 平均長度為 表 在 中 僅鑒定到 個 長度為 表 表 基 因 島 前 噬 菌 體 和 預(yù) 測 結(jié) 果 統(tǒng) 計 項目 數(shù)量 總長 平均長度 基因島 前噬菌體 圖 小 于 的 基 因 島 中 的 基 因 分 布 的 基 因 組 功 能 注 釋 功 能 注 釋 鑒定到的 編碼基因的分子功能可以分類為 個條目 其中 富集基因數(shù)目最多的兩個條目是 和 圖 依細(xì)胞組分分類 編碼基因 可富集到 個條目中 和 富集的基 因數(shù)目最多 圖 在生物過程類別中 編碼基 因富集在 個條目中 富集基因數(shù)目最多的條目 是 和 圖 注 釋 從 鑒定到的 編碼基因在多個 條目中均有富集 在 類別中 富集基因數(shù)目最多的兩個條 目是 和 在 類別中 都富集在兩個條目 分別是 和 在 類別中 編碼基因被富集到 個條目中 富集 基因數(shù)目最多的條目是 在 類別中 編碼基因被富集到 個條目中 基 因數(shù)目最多的兩個條目是 和 編碼基因 在 類別中富集的條目最多 有 個條 目 富集基因數(shù)目最多的是 其次是 和 在 分類中 編 碼基因被富集為 個條目 包括 和 等 圖 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 第 卷 圖 基 因 功 能 注 釋 功 能 分 類 圖 基 因 功 能 注 釋 代 謝 通 路 分 類 第 期 張 燁 等 大 白 菜 干 燒 心 病 原 菌 的 生 物 學(xué) 特 性 及 全 基 因 組 序 列 分 析 注 釋 編碼基因在 數(shù)據(jù)庫按照功能一共可以分為 類 其中 富集基因數(shù)目最多的 個條目分別是 和 圖 圖 基 因 功 能 注 釋 功 能 分 類 注 釋 轉(zhuǎn)運蛋白分類數(shù)據(jù)庫 是膜轉(zhuǎn)運蛋白包括離子通道的分類系統(tǒng) 以 個 級別進(jìn)行分類 編碼基因在 轉(zhuǎn)運蛋白分類數(shù)據(jù)庫中的第一級分類共富集 在 個條目中 富集基因數(shù)目最多的條目是 其次是 圖 圖 基 因 功 能 注 釋 功 能 分 類 分 泌 蛋 白 預(yù) 測 分泌蛋白是指在細(xì)胞內(nèi) 合成的可在信號肽引導(dǎo)下穿過細(xì)胞膜分泌到細(xì)胞 外起作用的蛋白質(zhì) 分泌蛋白中有許多是生命活 動所需的重要酶類 分泌蛋白的 端是由 個氨基酸組成的信號肽 對分泌蛋白的分泌起 主導(dǎo)作用 使用 和 可對信號肽和跨膜結(jié)構(gòu)進(jìn)行預(yù)測 以確認(rèn)預(yù)測蛋白序列是否屬于分泌蛋白 編碼基因中有 個蛋白含有信號 肽 有 個蛋白含有跨膜結(jié)構(gòu) 綜合預(yù)測為分 泌蛋白的數(shù)目為 個 表 表 分 泌 蛋 白 預(yù) 測 結(jié) 果 類型 蛋白 蛋白 分泌蛋白 數(shù)量 效 應(yīng) 蛋 白 預(yù) 測 即 型分泌系統(tǒng) 目前確定的有 種 為 型 病原菌通過將 效應(yīng)蛋白分 泌至胞外或宿主細(xì)胞中控制免疫應(yīng)答反應(yīng)及細(xì)胞 衰亡 從而引起病理反應(yīng) 其中 型分泌 系統(tǒng) 通常用來從分子水平研究革蘭氏陰性菌的 感染機(jī)制和毒力作用等 是研究得比較多的分泌 系統(tǒng) 的編碼基因只有 型分泌 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 第 卷 系統(tǒng)效應(yīng)蛋白 數(shù)量為 個 表 而采用 軟件 預(yù)測其 效應(yīng) 蛋白 發(fā)現(xiàn)在 個編碼基因中 效應(yīng)蛋白 數(shù)目為 個 表 兩種結(jié)果差異的具體原 因還有待進(jìn)一步研究 表 和 結(jié) 果 統(tǒng) 計 總基因數(shù) 次 級 代 謝 基 因 簇 分 析 次級代謝產(chǎn)物是 微生物在一定的生長時期以初級代謝產(chǎn)物為前體 合成的 對微生物的生命活動無明確功能 并非生 長繁殖所必需的物質(zhì) 采用 程序 對 的次級代謝基 因簇進(jìn)行鑒定 結(jié)果表明 在 中有 條次級代謝基因簇 被分成了 類 其中 和 各有 條 和 各有 條 圖 病 原 菌 與 宿 主 互 作 注 釋 分 析 是病 原菌與宿主互作數(shù)據(jù)庫 病原菌主要為真菌 卵菌 和細(xì)菌 感染的宿主包括動物 植物 真菌以及昆 蟲 對 編碼基因在 數(shù)據(jù)庫中 匹配的基因數(shù)目進(jìn)行統(tǒng)計 結(jié)果 圖 表明 編 碼基因在 數(shù)據(jù)庫中鑒定到 個基因分布在 分類中 個 基因分布于 分類中 個基因分 布于 分類中 未見其它致病相關(guān)分類含有 的編碼基因 圖 次 級 代 謝 基 因 簇 及 相 應(yīng) 基 因 數(shù) 量 圖 病 原 體 數(shù) 據(jù) 庫 基 因 分 布 討 論 與 結(jié) 論 年 月 在山東大白菜種植地區(qū)發(fā)生大 面積疑似干燒心感病現(xiàn)象 即頂葉邊緣初期水浸 狀 半透明 后變淡黃褐色 皺縮干枯成干邊 但持 續(xù)觀察發(fā)現(xiàn)到發(fā)病后期與生理性干燒心病害的癥 狀并不相同 沒有出現(xiàn)葉面變干黃化或心葉邊緣 枯焦等現(xiàn)象 而是葉片邊緣嚴(yán)重腐爛 因此 懷 疑其并非生理性病害 可能受病原菌感染所致 我們從感病葉片的病健交界處取樣 通過分子生 物學(xué)鑒定 確定該病病原菌為泛菌屬的 泛菌屬細(xì)菌廣泛存在于土壤 水 種子以及植 物表面 甚至人與動物的尿液 汗液中也檢測出此 類細(xì)菌 目前 很多學(xué)者對此屬細(xì)菌的致病性仍 存在爭議 認(rèn)為泛菌屬細(xì)菌是非植物致病菌 僅是 植物病灶中的次生菌或腐生性細(xì)菌 但越來 越多的研究發(fā)現(xiàn)泛菌屬細(xì)菌可引起多種植物病 第 期 張 燁 等 大 白 菜 干 燒 心 病 原 菌 的 生 物 學(xué) 特 性 及 全 基 因 組 序 列 分 析 害 如 可引起玉米細(xì)菌性枯萎病 鑒 于其危害性及傳播性極強 已被列為我國植物檢 疫對象 能引起玉米枯萎病 葉疫 病 以及玉米莖腐病 近年來 國外大量報 道指出多種植物的細(xì)菌性病害由 引 起 如 可引起玉米細(xì)菌性褐腐病以及 加州高粱葉斑病 并且發(fā)病面積和危害程度 不斷加重 引起國外大量學(xué)者的廣泛關(guān)注 然而 在我國引起病害的報道較少 其 引起大白菜葉部腐爛尚屬首次報道 本研究對從大白菜中分離鑒定到的細(xì)菌性干 燒心病原菌 菌株進(jìn)行生理生化鑒 定和基因組測序分析 獲得的組裝基因組大小約 為 拼接獲得 個 編碼 個 基因 將 菌株的基因組與已知的 和 基因組進(jìn)行比對 表 發(fā)現(xiàn)其比已知的 和 的 基因組更大 編碼的基因數(shù)也更多 但 含量 差異不大 是從空氣 中分離得到的 是從水稻 根際土壤中分離得到的 未見這兩個菌株具有致 病性的報道 而本試驗分離得到的 菌株具有植物致病性 基因組大小的差異可能是 導(dǎo)致其具有致病性的原因 表 不 同 菌 株 基 因 組 比 較 項目 基因組大小 含量 數(shù)量 在 菌株中鑒定到 個重復(fù) 序列 個串聯(lián)重復(fù)序列 個非編碼 個基因島 個前噬菌體和 個 在 數(shù)據(jù)庫中 的編碼基因在分子功能 分類中富集到 個條目中 在細(xì)胞組分分類中富 集到 個條目中 在生物過程分類中富集在 個條目中 在 數(shù)據(jù)庫中 的 蛋白富集到 大分類的 條途徑中 在 數(shù) 據(jù)庫中 的蛋白在 個分類中有 富集 同時對 菌株在膜轉(zhuǎn)運蛋 白 碳水化合物活性酶 分泌蛋白 分泌系統(tǒng)蛋白 及 效應(yīng)蛋白 次級代謝基因簇及病原菌與 宿主互作等特定功能進(jìn)行了注釋 盡管在 中鑒定到 個強致病相關(guān)基因 但是 目前尚未見到其在大白菜葉片致病機(jī)理方面的研 究 因而這 個基因?qū)ζ渲虏×Φ挠绊戇€需進(jìn)一 步深入研究 這將有利于今后對大白菜葉片細(xì)菌 性干燒心致病機(jī)理及大白菜對其抗性的研究 參 考 文 獻(xiàn) 張鳳蘭 于拴倉 余陽俊 等 十二五 我國大白菜遺傳 育種研究進(jìn)展 中國蔬菜 安志信 鞠佩華 蘇幼梅 等 大白菜干燒心病的發(fā)生和心 葉補鈣效果的研究 中國蔬菜 張鶴 趙熙 劉莉 大白菜干燒心病的研究進(jìn)展 天津 農(nóng)業(yè)科學(xué) 馬俊英 茄果類蔬菜缺鈣癥狀及防治方法 現(xiàn)代農(nóng)村 科技 泮金云 泮建富 郭小茍弟 等 防治芹菜缺鈣爛心試驗簡 報 上海農(nóng)業(yè)科技 李林章 應(yīng)泉盛 王毓洪 等 寧波地區(qū)甘藍(lán)干燒心發(fā)生原 因及防治 長江蔬菜 崔丕輝 蘋果缺鈣癥狀與補鈣技術(shù) 北方果樹 王忠和 草莓缺鈣癥初步調(diào)查 煙臺果樹 劉英勝 梨樹缺鈣癥原因及預(yù)防措施 河北果樹 黃寶 楊樹鳳 果樹缺鈣的癥狀與防治 河北林業(yè)科 技 許正成 白菜燒心病的發(fā)生與防治 技術(shù)與市場 山 東 農(nóng) 業(yè) 科 學(xué) 第 卷 曹慧英 玉米新病害 細(xì)菌干莖腐病的研究 北京 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院 第 期 張 燁 等 大 白 菜 干 燒 心 病 原 菌 的 生 物 學(xué) 特 性 及 全 基 因 組 序 列 分 析