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青枯菌是一个复合种,寄主范围,地理分布,致病性,生理特性均表现出显著的多样性。国外引进的抗性种质资源在国内的抗性水平下降或者表现感病,而本课题组开发的新型K系抑菌剂对青枯菌也存在选择性抑制现象,而造成这两种现象根本原因,可能就是不同地理来源的青桔菌菌系多态性造成的。因此为了更好地进行针对性的防控,探明不同地区烟草青枯菌菌系差异就显得尤为重要。
青枯菌的快速定量检测、以及压力下生理状态的研究能为青枯菌病情预告、逆境机理的深入提供非常重要的信息。流式细胞术最为一种同时采集单个细胞的多项参数、速度快、并能提供细胞群体的均值与分布情况等诸多优点的技术,进入植病领域就应运而生了。FCM对于植病领域以及青枯菌领域来说,是一门非常新颖的技术,各方面的应用研究都是起步阶段。本文初入探讨了FCM技术在青枯菌研究领域的应用,旨在荧光探针发展落后的现实情况下,充分挖掘FCM的应用能力。
基于以上背景本研究主要展开了以下几个方面的工作:
1.应用BacLigntLive/Dead试剂盒联合流式细胞术FCM,从死细胞的处理方法、染料比例以及稀释处理等角度,优化了烟草青枯菌死活比例的测定流程,结论如下:1)操作手册推荐的核酸比例Syto9∶PI=1∶6可以应用到青枯菌测定上;2)死细胞悬液处理方法建议由70%异丙醇处理调整为800C度水浴下加热20min;3)稀释方法还是建议边稀释边染色,不推荐提前稀释从而减少中间处理过程的损失;4)BacLightLive/Dead试剂盒可以用来对青枯菌纯培养物死活比例进行相对快速地测定,并且在以上推荐的前处理条件下,线性相关系数R2可达0.98以上。
2.对流式细胞术研究烟草青枯菌与K系抑菌剂相互作用进行了初步探讨。基于流式细胞术与荧光定量微球作为内标一法,测定不同稀释倍数的青枯菌RS71菌悬液(原液分别稀释104、103、102、101、100倍)的菌密度,并对测定结果与稀释倍数分别取对数值(即分别是y与X),发现y=-0.5057x+9.2494,R2=0.9637,这说明目标菌密度值与稀释倍数之间存在着很好的相关性,因此应用此法测定菌密度的绝对量是个可行的手段。再利用这一手段来检测不同药剂(K1、K2、K3与农用链霉素)在不同的浓度(200mg/ml,20mg/ml,2mg/ml)时对烟草青枯菌RS71菌密度的影响,旨在探明RS71与不同药物在液态条件下的短期互作关系,结果发现不同浓度的药剂对菌密度的影响存在着极显著的差异,且随着药剂浓度的增加,对菌密度的压制越大;但是不同药剂之间对菌密度的影响差异不显著,具体原因尚待进一步研究。
3.对全国烟草青枯菌生理多态性进行了研究。通过使用生物型,种内异质性以及生长力等指标法对2010年从全国10个省市田间烟草病株上分离出的41个烟草青枯病菌株的生理多态性进行研究,旨在探究全国烟草青枯菌菌系构成,为下一步选择针对性抑菌剂提供依据。生物型的测定结果表明,属于传统标准生物型的菌株有18株,而非标准生物型菌株有23株。标准生物型菌株以Ⅲ型生化变种为主,占55.6%,且首次从烟草上分离出一个Ⅰ型生化变种菌株,非标准型以靠近Ⅲ型(不能利用甜醇,能利用其它五种碳源)的菌株为主,占73.9%。本研究首次应用流式细胞术来表征纯培养物的种内异质性,结果显示异质性从大到小出现的频率分别是19.5%、24.4%、31.7%与24.4%。不同地理来源的青枯菌生长力结果显示,生长力强(b与c),生长力中等(a),生长力弱(d)所占的比例分别为58.3%、31.7%以及10%。以上研究结果显示,不同地理来源的烟草青枯菌生理性质呈现很强的多态性。
4.在前面41株全国烟草青枯菌生理多态性研究的基础上,于2011年又收集了烟草青枯菌34株,并研究了它们的生化型.并结合前面研究,聚类分析了75株烟草青枯菌生化型。全国烟草青枯菌可分为三类,第一类为Ⅲ型以及靠近Ⅲ型的非标准型,占57.3%;第二类为可以利用2-4个碳源的Ⅱ和Ⅴ型以及其他非标准型,占22.7%;第三类为只能利用1种及以下碳源的生化型,占20%。因此,全国烟草青枯菌仍是以Ⅲ型以及靠近Ⅲ型的非标准型为主。