松材线虫与拟松材线虫RAPD检测技术

采用RAPD技术对松材线虫和拟松材线虫进行了检测研究,从140个随机引物中筛选出引物OPK09与引物组合OPC18 OPN18。引物OPK09对12个松材线虫株系扩增出一条约2400bp左右的特异片段,引物组合OPC18 OPN18对10个拟松材线虫株系扩增出一条970bp左右的特异片段。实验表明,引物OPK09与引物组合OPC18 OPN18具有特异性强、灵敏度高的优点。用这两组引物可以快速、准确鉴定松材线虫和拟松材线虫。     

松材线虫和拟松材线虫种间及种内遗传相关性的RAPD分析

运用RAPD技术对来自日本、韩国、美国、加拿大和中国大陆6省及台湾地区的松材线虫和拟松材线虫16个虫株的基因组DNA进行随机扩增,聚类分析结果显示,松材线虫和拟松材线虫明显分为两大类。在松材线虫群体中,又可分为3个亚组:中国大陆虫株与日本虫株为一亚组,加拿大虫株为一亚组,中国台湾虫株与美国虫株为一亚组。拟松材线虫群体亦可分为两亚组:一为日本、中国台湾和中国江苏虫株,二为韩国和中国湖南虫株。     

松材线虫快速检测试剂盒研制

采用引物对K09F2/R对枯死松树内分离的松材线虫、拟松材线虫及其他线虫进行检测,结果表明,所有松材线虫株系均扩增出一条340 bp的清晰、明亮的条带.而拟松材线虫、其他线虫均无扩增产物.利用引物对K09F2/R构建了松材线虫检测试剂盒.采用该试剂盒可使整个检测过程不超过2.5 h;该试剂盒检测灵敏度为1/7 条线虫,达到了对幼虫成功鉴定的目的,且检测结果便于判读,检测费用较低.     

松材线虫和拟松材线虫的繁殖力及其超氧自由基差异

采用不同毒力的松材线虫和拟松材线虫进行研究,探讨不同毒力线虫的繁殖力及虫体自身超氧自由基(O·2)释放能力差异与各虫株致病力之间的关系。对强、弱毒松材线虫和无毒拟松材线虫在单异活体培养下的繁殖力进行测定,发现三者的繁殖力从大到小依次为：无毒拟松材线虫、强毒松材线虫、弱毒松材线虫。单异活体培养下的松材线虫和拟松材线虫虫体、水培滤液的超氧自由基测定表明,两组分中的超氧自由基含量与供试线虫的毒力呈负相关,从高到低依次为：无毒拟松材线虫、弱毒松材线虫、强毒松材线虫。结果表明：供试的不同毒力松材线虫和拟松材线虫的致病力与其繁殖力无显著相关性,但与其虫体超氧自由基含量有密切关系。     

拟松材线虫两个HSP基因的克隆与分析

采用RACE(快速扩增cDNA末端)技术从拟松材线虫中克隆了HSP70蛋白编码基因mc2和HSP90蛋白编码基因mc19,两个基因的全长cDNA分别为2 067和1 222 bp。生物信息学分析结果表明：mc2基因的ORF为1 926 bp,推测的编码蛋白包含642个氨基酸,分子质量为170.85 ku,等电点为4.69。mc19基因的ORF为1 083 bp,推测的编码蛋白包含361个氨基酸,分子质量为97.70 ku,等电点为4.83。多序列比对和系统进化树结果分析都表明,拟松材线虫的mc2、mc19基因的编码蛋白与植物寄生线虫HSP70和HSP90蛋白具有较高的同源性,拟松材线虫和松材线虫之间的亲缘关系尤其密切。     

黑松与松材线虫和拟松材线虫互作早期超氧自由基研究

为探讨黑松受不同毒力松材线虫与无毒拟松材线虫侵染后,超氧自由基(O2.-)在互作早期对松材线虫病发生发展的作用,采用2年生黑松接种强毒、弱毒松材线虫与无毒拟松材线虫,于接种后4、12、24、48、72、96、120 h对受侵染黑松的茎干和针叶取样测定。结果表明:黑松受不同毒力供试线虫侵染后体内O2.-和SOD活性变化差异显著。接种后12 h,松树茎、叶中的O2.-均出现第1次突增,茎部突增的强度与供试线虫毒力呈负相关,在针叶内O2.-出现第2次突增,且无毒拟松材线虫处理(48 h)的启动时间早于强毒松材线虫(72 h)的。SOD活性在接种无毒拟松材线虫的松树茎、叶中出现两次突增,而接种强毒松材线虫的处理仅出现1次突增。3种处理黑松茎、叶的Mn-SOD含量在24 h后第1次突增,且接种无毒拟松材线虫的高于接种强毒松材线虫的。O2.-与SOD的变化趋势在一定程度上呈正相关关系,但SOD的特异变化滞后于O2.-的变化。由此可见,超氧自由基可能是松树受松材线虫侵染后进行信号转导的重要桥梁物质。     

松材线虫与拟松材线虫hsp70和hsp90基因结构特征及其分子进化

转录组的多态性是探讨物种多样性与分子进化的重要方面。笔者选取物种间保守性较高的HSP70、HSP90蛋白作为研究对象,探讨二者在松材线虫和拟松材线虫基因组中的结构差异,探明他们在松材线虫和拟松材线虫中的特点,并试图揭示两种线虫的系统发育关系。结果表明二者内含子具有丰富的多态性,内含子中的G+C含量也显著不同。核酸序列gABG和gmc2分别编码松材线虫和拟松材线虫HSP70的642个氨基酸,相似性高达99%,仅存在9个氨基酸的差异,并且这种差异是由13个碱基的多态性造成的。gABO和gmc19分别编码松材线虫和拟松材线虫的HSP90,其氨基酸序列相似性为92%。对同义密码子的偏好性分析表明,17种氨基酸对应的58个密码子中,gABG和gmc2存在10个密码子差异,gABO和gmc19存在5个密码子差异。采用邻接法分别构建的系统进化树表明松材线虫与拟松材线虫hsp70和hsp90在系统发育关系上最为接近,并与其他线性动物门物种高度同源。     

松材线虫鉴定方法的研究与比较

通过形态学观察,同工酶分析,ITS-RFLP以及RAPD分析等方法分别对来自于不同国家和地区的40个线虫群体进行鉴定,并对四种分析方法进行比较.形态学观察可以初步区分松材线虫和拟松材线虫;通过谷草转氨酶的同工酶分析,可以准确地区分上述两种线虫;基于分子生物学的ITS-RFLP分析除了可以准确地鉴定两种线虫外,还可以对拟松材线虫的地域特征作出判断,划分为亚洲型和欧洲型;而RAPD分析不仅能准确地鉴定两种线虫,还可以描述各种松材线虫和拟松材线虫种内以及种间的遗传进化关系.     

拟松材线虫个体发育研究

【目的】探索拟松材线虫(Bursaphelenchus mucronatus)的繁殖能力,并对其胚胎发育过程中经历的重要阶段和卵的形态变化进行研究,了解胚胎发育和完成整个生活史所需时间,为进一步研究其生长发育并进行有效防控提供参考。【方法】分别挑取3组180条拟松材线虫雌成虫,观察记录雌虫在25 ℃条件下的产卵情况,每隔2 h统计每组线虫的累积产卵量,直至卵的数量基本不再增加。挑取尚未产卵的拟松材线虫雌虫于载玻片上,待其产卵后,将卵置于蔡司体视显微镜下观察。连续观察胚胎的发育过程并使用照片记录不同发育阶段胚胎的形态变化,记录卵发育至不同阶段所需时间。挑取约200个刚产下的拟松材线虫卵,在25 ℃条件下发育24 h后每隔4 h统计其总孵化率,直至孵化数不再增加,设置3组重复。将刚孵化的2龄幼虫接种于灰葡萄孢(Botrytis cinerea)上,分为3组,每组设置3个重复,分别在接种1、2、3 d后使用贝尔曼漏斗法收集线虫,计算混合龄线虫中每龄期线虫所占比例,计算拟松材线虫胚后发育及完成整个生活史所需时间。【结果】① 在拟松材线虫产卵能力方面,0~10 h拟松材线虫产卵总量增长较快,16 h后产卵量逐渐趋于稳定,28 h内雌虫平均累积产卵12粒/条。② 拟松材线虫的胚胎发育过程主要经历以下几个关键阶段:单胞期、双胞期、3胞期、4胞期、5胞期、8胞期、16胞期、囊胚期、利马豆期、蝌蚪期、蠕虫期、1龄幼虫(J1),至孵化为2龄幼虫(J2)时结束。③ 在胚胎发育前期,第1次卵裂发生的位置存在两种情况,即卵的1/2和1/3处。双胞发育至5胞时也存在两种不同的发育方式,一种是双胞不移动直接分裂成3胞并列排列,另外一种是细胞进行移动,3胞呈三角形排列。通过观察30个卵的第1次卵裂和100个卵双胞的发育过程发现,这些不同的发育方式均是普遍存在的。④ 在25 ℃条件下,拟松材线虫卵的累积孵化率随时间增加而增加,在32 h时达到最高(93.31%),随后逐渐趋于稳定。⑤ 在25 ℃条件下记录了拟松材线虫卵从单胞发育至各个阶段的时间,完成整个胚胎发育过程需要约28 h。2龄幼虫接种于灰葡萄孢3 d后即可获得新的2龄幼虫,因此拟松材线虫完成整个生活史只需要3 d。【结论】对拟松材线虫卵从单胞阶段直至孵化的整个胚胎发育过程进行观察发现,拟松材线虫完成胚胎发育大约需要28 h,完成整个生活史需要3 d。对拟松材线虫产卵能力和卵的孵化率进行统计,收集拟松材线虫卵和2龄幼虫的最佳时间分别为16 h和36 h。拟松材线虫胚胎发育前期,在第1次卵裂期以及由双胞期发育至5胞期的两个过程中均存在两种与同属线虫不同的发育方式。这种现象还有待进一步研究。     

“松材线虫SCAR标记与系列分子检测技术及试剂盒研制”项目通过鉴定

2006年5月，我校森林资源与环境学院叶建仁教授主持完成的“松材线虫SCAR标记与系列分子检测技术及试剂盒研制”通过了江苏省科技厅组织的科技成果鉴定。该项研究对松材线虫与拟松材线虫特异片段进行了系统筛选，共获得了7个松材线虫DNA特异片段与5个拟松材线虫DNA特异片段，为松材线虫与拟松材线虫的分子鉴定奠定了基础。首次将2个松材线虫与2个拟松材线虫的DNA特异片段成功转化为SCAR标记，丰富了松材线虫与拟松材线虫分子标记方法。首次采用SCAR标记方法成功构建了松材线虫检测试剂盒，PCR检测过程仅需2．2h。首次成功标记了一个可用于检测松材线虫的非放射性探针DlG—F2／R1。用该探针对线虫基因组DNA点杂交，松材线虫均表现有较强的杂交信号，而拟松材线虫、霍夫曼尼伞滑刃线虫、大核滑刃线虫、长尾属线虫等均无杂交信号。成功设计、合成了TaqMan探针与其配套的引物对F11／R11。