土壤杆菌介导的绿色木霉插入突变及重复寄生与生物防治能力的关系

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根癌农杆菌介导的遗传转化法( Agrobacterium tumefaciens-mediated transformation, ATMT)已广泛地应用于丝状真菌的插入突变。本实验以具有植物病害生物防治功能的绿色木霉LTR-2(Trichoderma viride)的分生孢子为实验材料,研究建立了绿色木霉的高效ATMT插入技术,该技术无需制备原生质体,具有操作简单、转化效率高和突变体遗传稳定等特点,转化效率约为200-300个/107分生孢子。通过继代培养和PCR检测,证明T-DNA中的潮霉素抗性基因插入到木霉基因组中并可以随着有丝分裂稳定遗传。Southern杂交分析表明,T-DNA在木霉染色体上的插入位点是随机的,并且大约有90%突变体的T-DNA插入是单拷贝。利用上述ATMT突变技术,建立了绿色木霉菌株LTR-2的插入突变体库。共得到具有潮霉素抗性的突变体400多个,主要考察了以下性状的变异情况:(1)形态变化:大部分菌落形态变化不大,具有明显变化的约占总数的2%,分生孢子颜色也基本没有变化,仍然为绿色,T1-25突变体产生的分生孢子为黄褐色,但后期仍然显出绿色,产孢量减少;(2)拮抗能力变化:突变体与立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)进行平板对峙实验,抑菌能力降低的约占28%,增强的约占56%,无变化的约占16%;(3)重寄生能力变化:36.2%的突变体重寄生能力减弱,其中T4-59和T4-31几乎丧失重寄生能力,51%的突变体增强。说明ATMT插入突变技术能够造成原始菌株的随机突变,是研究功能相关基因信息的有力工具,而该突变体库的构建,为研究木霉的植病生防功能基因提供了丰富的种质资源。选择重寄生能力较强、减弱和基本丧失的突变体T2-58,T2-60,T1-25, T4-31,T4 -59,以野生型LTR-2为对照,以病原菌谷禾丝核菌(Rhizoctonia cerealis)为靶标,盆栽条件下测定了这些突变体对小麦纹枯病的生物防治活性,发现重寄生能力显著减弱的突变体T4-59和T4-31对小麦纹枯病的防治效果明显降低,约降低7-13%,而重寄生能力明显增强的菌株T2-58和T2-60则对病害的防治效果明显增强,约增强10-12%,说明木霉的重寄生能力与其生防活性密切相关。进一步的研究应利用这些突变体,探索与重寄生能力相关的基因信息。
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