紫茎泽兰是世界性外来恶性杂草,在我国被列为头号外来入侵种。本项目组从紫茎泽兰自然发生病害的植株上分离获得强致病的链格孢菌株,经过10年的深入研究,发现该菌株产生一种新的AAC-毒素,具有开发为广谱性生物源除草剂的潜力。本项目拟通过AFLP技术研究链格孢菌紫茎泽兰专化型种群的遗传多样性、种群分化趋势;并利用REMI 技术筛选链格孢菌毒素缺失突变体,寻找与链格孢菌产毒相关的控制基因;通过链格孢菌产毒基因序列分析,形成强产毒菌株的快速检测方法,并最终确定链格孢菌菌株产毒的演化特性。该项目的特色与创新之处在于,首次对新毒素、新基因进行分子生物学研究,从链格孢菌产毒基因的分离、克隆入手,从根本上确定链格孢菌菌株产毒的演化特性及高产毒菌株的检测方法,这些研究结果将为后续构建工程菌、为广谱性生物源除草剂产业化研究奠定理论基础。
链格孢菌(Alternaria alternata (Fr.) Keissler)是世界恶性杂草紫茎泽兰(Eupatoriun adenophorum Spreng.)的自然致病菌,其产生的毒素是使紫茎泽兰及其它农田杂草发病的主要因素。通过本项目研究,确定了该致病毒素的高效提取分离工艺,获得致病性毒素单体并确定其理化性质;利用质谱、核磁共振、红外和紫外光谱等技术鉴定出其结构名称为交链格孢酮酸,并确定了该毒素主要作用于光系统II D1蛋白,是一种新型的光系统II抑制剂。以筛选出的产毒量最大的链格孢菌株NEW为供试菌株,探索出了原生质体数量和再生率都符合转化的要求的原生质体制备体系和条件培养20 h后的菌丝体,以0.7 mol/ L NaCl为稳渗剂,1 % Lysing Enzyme、1 % Drislase 和1 % Snailase 3 种酶溶液混合使用,30 ℃酶解3 h。研究了REMI的转化体系,确定了限制性内切酶的用量,质粒的形式及用量;通过HPLC检测和PCR扩增验证,从获得的转化子中筛选出产毒缺失突变株,是克隆产毒相关基因的很好突变材料。发表SCI论文4篇,获专利1项。