免费文献传递   相关文献

Detection of Pseudomonas syringae pv. maculicola from imported rape seeds

进境油菜籽中十字花科黑斑病菌的检测



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  45(4): 410 ̄417(2015)
收稿日期: 2014 ̄03 ̄06ꎻ 修回日期: 2015 ̄03 ̄14
基金项目: 国家科技支撑计划( 2012BAK11B02)ꎻ 浙江检验检疫局科研项目(ZK201425)
通讯作者: 易建平ꎬ研究员ꎬ研究方向为检疫性细菌有害生物的检测ꎻTel: 021 ̄38620575ꎬFax: 021 ̄68546481ꎬE ̄mail: yijp@shciq.gov.cn
第一作者: 叶露飞ꎬ男ꎬ湖北人ꎬ硕士ꎬ研究方向为细菌有害生物的检测ꎻ E ̄mail:ylf@zs.ziq.gov.cnꎮ
doi:10.13926 / j.cnki.apps.2015.04.010
进境油菜籽中十字花科黑斑病菌的检测
叶露飞1ꎬ 周国梁2ꎬ 印丽萍2ꎬ 白章红2ꎬ 李孝军1ꎬ 杨赛军1ꎬ 易建平2∗
( 1舟山出入境检验检疫局ꎬ浙江 316000ꎻ 2上海出入境检验检疫局ꎬ上海 200135)
摘要:利用MT选择性培养基从加拿大进境油菜籽样品中分离到 2株细菌分离物 2305 ̄1和 5309 ̄1ꎬ对分离物进行致病性测
定、LOPAT测试、Biolog测试、hrpZ和 cfl基因序列分析ꎬ以及多位点序列分析ꎮ 结果表明:2株分离物人工接种油菜、花椰菜
和番茄幼苗都能引起典型黑斑症状ꎻLOPAT测试和 Biolog测试结果与丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)的各项生理指标
一致ꎻhrpZ基因序列与十字花科黑斑病菌(P. syringae pv. maculicola)和番茄细菌性叶斑病菌(P. syringae pv.tomato)的序列
相似性均为 99.18%~100%ꎻcfl基因序列分析表明分离物 2305 ̄1和 5309 ̄1基因组中存在冠毒素合成基因ꎻ选择gyrB、ropD、
gltA、 gap1、 acnB和 pgi 6个看家基因进行多位点序列分析ꎬ系统发育树显示分离物 2305 ̄1和 5309 ̄1均与P. syringae pv. ma ̄
culicola聚在一起ꎮ 根据试验结果将分离物 2305 ̄1和 5309 ̄1鉴定为十字花科黑斑病菌 P. syringae pv. maculicolaꎮ
关键词:油菜籽ꎻ 十字花科黑斑病菌ꎻ 多位点序列分析ꎻ 看家基因ꎻ 检测
Detection of Pseudomonas syringae pv. maculicola from imported rape seeds   YE
Lu ̄fei1ꎬ ZHOU Guo ̄liang2ꎬ YIN Li ̄ping2ꎬ BAI Zhang ̄hong2ꎬ LI Xiao ̄jun1ꎬ YANG Sai ̄jun1ꎬ YI Jian ̄ping2
( 1Zhoushan Export and Import Inspection and Quarantine Bureauꎬ Zhejiang 316000ꎬ Chinaꎻ 2Shanghai Export and Import Inspec ̄
tion and Quarantine Bureauꎬ Shanghai 200135ꎬ China )
Abstract: Two bacterial isolates 2305 ̄1 and 5309 ̄1 were obtained in rape (Brassica napus) seeds samples
imported from Canada with semi ̄selective MT mediumꎬ and detected by pathogenicity testꎬ LOPAT testꎬ
Biologꎬ hrpZꎬ cfl gene sequencing and multilocus sequence analysis (MLSA) . LOPAT tests and carbon source
oxidation using Biolog GNⅡMicroPlates were used to classify the isolates 2305 ̄1 and 5309 ̄1 as Pseudomonas
syringae. The hrpZ gene sequences of isolates 2305 ̄1 and 5309 ̄1 shared 99.18% ̄100% identity with P. syringae
pv. maculicola and P. syringae pv. tomato. The cfl gene sequences indicated that coronatine biosynthesis genes
present in the genome of isolates 2305 ̄1 and 5309 ̄1. MLSA was done by using six housekeeping gene gyrBꎬ
ropDꎬ gltAꎬ gap1ꎬ acnB and pgiꎬ and the phylogenetic tree of the concatenated sequences showed isolates
2305 ̄1 and 5309 ̄1 clustered with P. syringae pv. maculicola. Based these results aboveꎬ isolate 2305 ̄1 and
5309 ̄1 were identified as P. syringae pv. maculicola.
Key words: rape seedsꎻ Pseudomonas syringae pv. maculicolaꎻ multilocus sequence analysis (MLSA)ꎻ
housekeeping geneꎻ detection
中图分类号: S435.121          文献标识码: A          文章编号: 0412 ̄0914(2015)04 ̄0410 ̄08
    由丁香假单胞菌斑生致病变种(Pseudomonas
syringae pv. maculicolaꎬ Pma)侵染引起的细菌性
黑斑病是世界范围内十字花科蔬菜上的重要细菌
病害之一ꎬ1911 年 McCulloch 在花椰菜上报道了
该病菌ꎬ随后在萝卜、甘蓝、芥菜、芜菁、油菜等超过
25种十字花科植物上陆续发现了该病菌的危
 
  4期 叶露飞ꎬ等:进境油菜籽中十字花科黑斑病菌的检测
害[1]ꎮ 病菌可由带菌种子及病残体传播ꎬ田间以
风雨和昆虫传播为主ꎮ 病菌广泛分布于世界各地ꎬ
如美国、英国、法国、澳大利亚和阿根廷等国[1~4]ꎮ
2002年ꎬ该病菌引起的萝卜细菌性黑斑病在我国
湖北省长阳县高山蔬菜基地爆发流行ꎬ产量损失最
高超过 50%[5]ꎮ 2007年该病菌被列为我国检疫性
有害生物ꎮ 目前ꎬ国内对该病菌的研究较少ꎬ分布
和危害情况尚未有正式文献记载ꎮ 近年来ꎬ我国每
年大量进口商用油菜籽和十字花科植物种子ꎬ仅油
菜籽年进口量已超过 300 万 tꎬ病菌随带菌种子传
入定殖和扩散的风险极大ꎮ
    2012年 3月ꎬ从加拿大进境油菜籽样品中分离到
2株疑似 Pma的分离物ꎬ利用致病性测定、LOPAT测
试、Biolog鉴定、hrpZ和 cfl基因序列分析以及MLSA
等技术手段ꎬ对细菌分离物进行了鉴定ꎮ
1  材料与方法
1.1  材料
1.1.1  供试油菜籽  供试油菜籽样品为 2012 年 3
月从加拿大进口的油菜籽ꎬ进境口岸为福州和深
圳ꎬ样品编号分别为 2305和 5309ꎮ
1.1. 2   供试菌株   P. syringae pv. maculicola
(Pma)菌株 ATCC51320由中国检验检疫科学研究
院赵文军博士提供ꎮ
1.1.3  供试培养基  MT 选择性培养基、KB 培养
基(King’s medium B)、NA 平板(含 5%蔗糖) 参
考 Goszczynska 等的方法进行配置[6ꎬ7]ꎻBUG 培养
基ꎬ即 1 000 mL水中加入 57 g BUG琼脂ꎮ
1.1.4  供试引物   引物 MM5F / 5R 来源于 P. sy ̄
ringae pv. tomato及相关种的 hrpZ基因序列[8]ꎬ引
物 cfl F / R源于 P. syringae冠毒素合成相关基因序
列[9]ꎬ其余引物均由本室根据 P. syringae pv. to ̄
mato菌株 DC3000全基因组(AE016853)序列及相
关序列设计(表 1)ꎮ 引物委托上海生工生物技术
服务有限公司合成ꎮ
1.2  细菌分离
    将 50 g油菜籽样品加入 100 mL PBS 缓冲液
中ꎬ4℃浸泡过夜ꎻ纱布过滤ꎬ滤液 10 000 r / min 离
心 20 minꎻ1 mL PBS悬浮沉淀并转入 EP管 12 000
r / min 离心 5 minꎬ沉淀用 PBS悬浮后 10倍梯度稀
释至 10-4ꎬ分别取 10-2 ~ 10-4稀释液 100 μL 涂布
MT培养基平板ꎬ每个稀释度10个重复ꎮ26℃培
Table 1  Primers used in the study
Primers Nucleotide sequence(5′ ̄3′) Gene name Amplicon / bp
MM5F gaacgagctgaaggaagaca
MM5R cagcctggttagtctggtta
type III helper protein hrpZꎬ hrpZ 532
cfl F ggcgctccctcgcactt
cfl R ggtattggcgggggtgc
coronafacate ligaseꎬ cfl 670
gyF1 tcctacaaagtatccggcgg
gyR1 gtcgatcatcttgccgacga DNA gyrase subunit Bꎬ gyrB 807
gyF2 gcagtggaacgacagcttca
gyR2 cgattagctccggcaactga
DNA gyrase subunit Bꎬ gyrB 800
rp1 cgttgaacttctgacccgt
rp4 caagttggcttcaaccatct
RNA polymerase sigma factorꎬ rpoD 894
gltA ̄F tacagtgggtccggacgtga
gltA ̄R gttcttgtagacccggtgac
citrate synthaseꎬ gltA 865
gap1 ̄F ccgtatcgcaatcaacggt
gap1 ̄R agcgggttgtgattgaagtcgt
glyceraldehyde ̄3 ̄phosphatedehydrogenaseꎬ
gap1
861
acnB ̄F ccgaacaactcaagcacact
acnB ̄R cgccttgccgaccatcttct
aconitate hydratase 2ꎬ acnB 832
pgi ̄F caatagccgaccacagcga
pgi ̄R cgtactaccgcaatccttc
glucose ̄6 ̄phosphate isomeraseꎬ pgi 840
114
 
植物病理学报 45卷
养 3~4 d后挑取单菌落至 KB 平板进行纯化ꎮ 保
存方法参考文献[10]ꎮ
1.3  致病性测定
    分离物在 KB 平板上 28℃培养 24 h 后ꎬ用无
菌水配成 108 CFU / mL的菌悬液ꎬ无菌棉签蘸取菌
悬液均匀涂布接种四周龄健康油菜幼苗、花椰菜幼
苗和番茄幼苗嫩叶ꎬ以无菌水作为对照ꎬ幼苗接种
后保湿 24 hꎬ之后转入 20℃光照培养箱内培养ꎬ
10 d 后记录油菜、花椰菜和番茄发病情况ꎮ 对接
种发病幼苗叶片进行病原菌的再分离、纯化ꎬ并与
最初的接种物进行比较ꎮ
1.4  LOPAT测试
    LOPAT测试包括果聚糖产生、氧化酶和精氨
酸双水解酶实验、马铃薯软腐和烟草过敏反应ꎬ具
体实验步骤见 Goszczynska等[7]的方法ꎮ
1.5  Biolog鉴定
    利用 GNⅡ微孔板进行 Biolog 鉴定ꎬ具体步骤
参照 Biolog使用说明ꎮ
1.6  hrpZ和 cfl基因序列分析
    参照植物基因组 DNA 提取试剂盒方法
(TIANGEN DP305)提取分离物 2305 ̄1 和 5309 ̄1
的 DNAꎮ 利用引物 MM5F / 5R 和 cfl F / R 进行
PCR 扩增ꎬPCR 反应体系及程序分别参考 Zac ̄
cardelli 等[8]和 Bereswill [9]等的报道ꎮ 用 1.5%琼
脂糖凝胶 1×TAE缓冲液电泳检测目的条带ꎮ 扩增
产物送上海生工生物技术服务有限公司进行测序
拼接后ꎬ在 GenBank中进行序列比对分析ꎮ
1.7  多位点序列分析
    用表 1中所述引物分别扩增分离物 2305 ̄1和
5309 ̄1基因组中的看家基因ꎬ包括 gyrB、rpoD、gl ̄
tA、gap1、acnB和 pgiꎮ PCR反应体系及程序、电泳
及成像分析、PCR 扩增产物测序及分析ꎬ均同 1.6ꎮ
将核实拼接后的序列在 GenBank、PAMDB (The
Plant ̄Associated Microbes Databaseꎬ www. pamdb.
org)数据库中进行同源性比对分析ꎮ 利用 Clus ̄
terX1.83、MEGA5.0等软件构建分离物与 Pma、Pto
及相关种的系统发育树[11]ꎮ
2  结果与分析
2.1  分离物培养性状
    油菜种子提取液在 MT 培养基上培养 3 d 后
可见 Pma典型菌落ꎬ菌落米白色ꎬ圆形至椭圆形ꎬ
革兰氏阴性ꎬ并产生蓝绿色荧光ꎬ周围无透明水解
圈ꎮ 培养 4~ 7 d 后ꎬ菌落周围出现小而模糊的吐
温 80水解圈ꎬ与大而透明的酪蛋白水解圈差异明
显ꎮ 分离物 2305 ̄1的菌落白色ꎬ表面光滑湿润ꎻ分
离物 5309 ̄1菌落为米白色ꎬ表面略干扁ꎮ
2.2  分离物致病性
    分离物 2305 ̄1和 5309 ̄1接种油菜后ꎬ油菜叶
片初期产生针尖大小斑点ꎬ后变为褐色坏死状病
斑ꎬ病斑周围伴随着大量黄绿色晕圈ꎬ后期病斑融
合成不规则的大坏死斑ꎻ分离物接种花椰菜叶片 7
d后ꎬ叶片产生针尖大小的黑褐色小斑点ꎬ斑点周
围伴随黄绿色晕圈ꎻ分离物接种番茄叶片 7 d 后叶
片产生黑褐色斑点ꎬ但斑点直径较大ꎬ症状较油菜
和花椰菜明显ꎬ斑点周围也伴随黄绿色晕圈(图
1)ꎻ2株分离物在油菜、花椰菜和番茄上均可引起
黄绿色晕圈ꎬ这也与冠毒素引起的症状相符合ꎮ 分
离物在花椰菜和番茄上均可引起黑褐色病斑ꎬ与文
献中描述的由 Pma 引起的典型症状一致ꎬ而油菜
叶片则多为黄绿色坏死状病斑ꎮ 2 株分离物对油
菜、花椰菜和番茄均具有致病性ꎬ但症状略有差异ꎮ
Pma菌株 ATCC51320 可能由于致病力减弱ꎬ症状
已不明显ꎬ但与 2 株分离物引起的病斑症状一致ꎮ
从接种发病油菜、花椰菜和番茄叶片重新分离病
菌ꎬ均可得到与接种物同样的分离物ꎮ
2.3  LOPAT测试
    LOPAT测试结果表明分离物 2305 ̄1和 5309 ̄1
与 Lelliott等[12]描述的 P. syringae 组群特征一致ꎮ
其中ꎬ分离物 2305 ̄1和 5309 ̄1氧化酶和精氨酸双水
解酶反应均为阴性ꎻ分离物在 NA 平板(含 5%蔗
糖)ꎬ28℃黑暗培养 5 d后均形成凸起的白色粘稠菌
落ꎬ表明均可利用蔗糖产生果聚糖ꎻ针刺法接种马铃
薯切片ꎬ28℃黑暗培养 24 h 后没有出现软腐症状ꎻ
采用组织渗透法接种普通烟叶背面ꎬ28℃光照培养
24 h后观察均引起过敏性坏死反应(图 2)ꎮ
2.4  Biolog鉴定
    Biolog GNⅡ微孔板将分离物 2305 ̄1 鉴定为
P. syringae pv. tomatoꎬPROB为 86%ꎬSIM为0.582ꎻ
分离物 5309 ̄1 鉴定为 P. syringae pv. apiiꎬPROB
为66%ꎬSIM为0.567ꎻ将Pma菌株ATCC51320鉴定
214
 
  4期 叶露飞ꎬ等:进境油菜籽中十字花科黑斑病菌的检测
Fig. 1  Pathogenicity test of isolates 2305 ̄1 and 5309 ̄1 on rapeꎬ cauliflower and tomato
Aꎬ Eꎬ I: Water controlꎻ Bꎬ Fꎬ J: Symptom produced on rapeꎬ cauliflowerꎬ tomato by strain ATCC51320ꎻ
Cꎬ Gꎬ K: Symptom produced on rapeꎬ cauliflowerꎬ tomato by isolates 5309 ̄1ꎻ
Dꎬ Hꎬ L: Symptom produced on rapeꎬ cauliflowerꎬ tomato by isolates 2305 ̄1.
Fig. 2  LOPAT test of isolates 2305 ̄1 and 5309 ̄1
Aꎬ B: Levan production by isolates 2305 ̄1 and 5309 ̄1ꎻ
Cꎬ Dꎬ E: Symptom produced on potato slice by inoculation with waterꎬ 2305 ̄1 and 5309 ̄1ꎻ
Fꎬ Gꎬ H: Hypersensitivity reaction on tobacco by infiltration with waterꎬ 2305 ̄1 and 5309 ̄1.
314
 
植物病理学报 45卷
为 Pseudomonasꎮ Biolog数据库中无 Pma 菌株ꎬ其
判定结果仅供参考ꎮ 95 种不同碳源反应中ꎬ分离
物 2305 ̄1 有 81 种碳源反应结果与 Pma 菌株
ATCC51320一致ꎬ而分离物 5309 ̄1 有 78 种ꎬ表明
分离物 2305 ̄1和分离物 5309 ̄1在碳源利用方面与
ATCC51320非常相似ꎬ且三者均与 P. syringae 的
各项指标相符合ꎬ其差异为 D ̄山梨醇分离物 2305 ̄
1 和 ATCC51320 为阳性ꎬ分离物 5309 ̄1 阴性ꎻ
D ̄葡萄糖胺酸 ATCC51320 为阴性ꎬ分离物 2305 ̄1
和 5309 ̄1为阳性ꎻ甘氨酰 ̄L ̄谷氨酸分离物 2305 ̄1
和 ATCC51320为阳性ꎬ分离物 5309 ̄1为阴性ꎮ
2.5  hrpZ及 cfl基因序列分析
    分离物 2305 ̄1和 5309 ̄1 的 hrpZ 基因片段均
为 487 bp (KJ543472、KJ543473)ꎬ与 GenBank 中
Pma 菌 株 M2 ( AY325899 ) 和 菌 株 PMC8301
(AB112566)序列相似性为 100%ꎬ与 Pma 对照菌
株 ATCC51320(KJ543474)序列相似性为 100%ꎮ
与 31株 Pto菌株序列相似性为 99.18% ~100%ꎬ序
列差异为 0~4 bpꎮ 而与其它 P. syringae致病变种
的菌株差异较大ꎬ序列相似性仅为 68%~94%ꎮ
    分离物 2305 ̄1和 5309 ̄1 的 cfl 基因片段均为
621 bp(KJ543475、KJ543476)ꎬ与 GenBank 中 Pto
菌株 DC3000(AE016853)序列相似性为 100%ꎬ与
Pma菌株 ES4326(AEAK01000467)序列相似性为
99.84%ꎬ序列差异1bpꎬ与对照菌株ATCC51320
(KJ543477)序列相似性为 100%ꎮ
2.6  多位点序列分析
    看家基因引物分别扩增分离物 2305 ̄1、分离物
5309 ̄1和 Pma菌株 ATCC51320的 DNAꎬPCR产物双
向测序后均得到 1 204 bp 的 gyrB 基因序列
(KJ634655 ̄57)、800 bp 的 rpoD基因序列(KJ634658 ̄
60 )、825 bp 的 gltA 基因序列(KJ634661 ̄63)、806 bp
的 gap1基因序列(KJ641614 ̄16)、790 bp的 acnB基因
序列 (KJ634664 ̄66) 和 802 bp 的 pgi 基因序列
(KJ634667 ̄69 )ꎻ 分 离 物 2305 ̄1 与 对 照 菌 株
ATCC51320的 6段看家基因序列完全一致ꎬ与分离
物 5309 ̄1在 gyrB、acnB、pgi基因序列分别有 16、7
和 4 bp的差异ꎻPAMDB 数据库中比对分析ꎬ结果
表 明 分 离 物 2305 ̄1、 分 离 物 5309 ̄1、
PmaATCC51320 6段看家基因序列与 Pma、Pto 相
应的看家基因序列均高度相似ꎬ相似性均达 98% ~
100%ꎬ这也与 GenBank 中 BLAST 结果一致ꎮ 将
分离物 2305 ̄1、分离物 5309 ̄1 和 PmaATCC51320
的看家基因序列与数据库中相关菌株的对应看家
基因序列用 ClusterX1. 83 软件比对分析后截齐ꎬ
6段基因并齐后获得 3 555 bp的序列ꎮ
    根据 PAMDB 数据库中对不同菌株间各位点
等位基因的分类ꎬ将 49株菌株分为 15种序列类型
( sequence type ) (表2 ) ꎮ其中 Pma菌株分为 8种
Table 2  Strains belonging to the STs in the phylogenetic tree
Strain No. Straina
1 Pan126
2 PanICMP4303

PtoT1ꎬ PtoMax1ꎬ PtoMax13ꎬ PtoPST6ꎬ PtoPT13ꎬ PtoPT14ꎬ PtoPT18ꎬ PtoPT2ꎬ
PtoPT21ꎬ PtoPT26ꎬ PtoPT32ꎬ PtoNCPPB1108ꎬ PtoB181ꎬ PtoKS127
4 PtoMax14
5 PtoJL1065ꎬ PtoJL1031ꎬ PtoPT28ꎬ PtoPT29ꎬ PtoPT30ꎬ PtoPST26Lꎬ PtoKS112
6 PmaF1ꎬ PmaF7
7 Pap1089ꎬ PapCFBP1726
8 PmaF15
9 PmaM3
10 PmaM6ꎬ PmaM1ꎬ PmaM2ꎬ PmaM8ꎬ PmaNCPPB1766ꎬ Pmamac1
11 PmaICMP4981
12 PmaICMP795
13 PmaICMP2744
14 PtoDC3000
15 PmaF9ꎬ PmaF6ꎬ PmaF10Aꎬ PmaF16ꎬ PmaF17ꎬ PmaF18ꎬ PmaF19ꎬ Pma84 ̄59
  a :Representative strain showed in Fig.3 are bold.
414
 
  4期 叶露飞ꎬ等:进境油菜籽中十字花科黑斑病菌的检测
Fig. 3  Phylogenetic tree of the concatenated sequences based on six housekeeping genes
Outgroup: PsyB728A.
STꎬPto菌株分为 4 种 STꎬ相同 ST 的菌株 6 段看
家基因的序列相似性均为 100%ꎬ每种 ST 选择一
株代表性菌株ꎬMEGA5.0 软件中采取最大似然法
构建分离物与 Pma、Pto 及相关种的系统发育树ꎬ
MEGA5.0计算最佳碱基替代模型为 Tamura ̄Nei+
G+Iꎬ结果表明除 PtoDC3000 外ꎬ所有 22 株 Pto 菌
株均位于亚组 I 内ꎬ22 株 Pma 菌株分别位于亚组
II和亚组 III 内(图 3)ꎮ 分离物 5309 ̄1 与 13 株
Pma菌株位于同一亚组 II 内ꎬ且与 Pma 菌株 F1、
F7的遗传关系最近ꎻ分离物 2305 ̄1 和对照菌株
ATCC51320位于同一亚组 III 内ꎬ与亚组 II 不同ꎬ
亚组 III 内包含 8 株 Pma 菌株及 1 株 Pto 菌株
DC3000ꎮ 系统发育树显示分离物 2305 ̄1、分离物
5309 ̄1和 PmaATCC51320 均可与 Pma 聚在一起ꎬ
而与 DC3000 之外的 Pto 菌株差异明显ꎬ它们与
Pma的遗传关系更为接近ꎮ
    根据致病性测定、LOPAT 测试、Biolog 鉴定、
hrpZ和 cfl基因序列分析及多位点序列分析的结
果ꎬ将分离物 2305 ̄1和 5309 ̄1均鉴定为十字花科
黑斑病菌 P. syringae pv. maculicolaꎮ
3  讨论
    丁香假单胞杆菌 P. syringae 的寄主范围非常
广泛ꎬ根据其寄主范围及引发症状ꎬ将其划分为 50
多个致病变种[12]ꎬ其致病变种鉴定是植物病原细
菌鉴定中的难点ꎮ Gardan 等根据 DNA ̄DNA 杂交
和核糖体分型将 48个 P. syringae致病变种及相关
假单胞杆菌划分为 9 类基因型[13]ꎬ位于基因型
3中的Pma与同组的 P. syringae pv. tomato(Pto)、
P. syringae pv. antirrhini(Pan)、P. syringae pv. apii
(Pap)遗传关系均非常接近ꎬ尤其与 Pto 在生理生
化、遗传学水平方面非常相似ꎬ且部分菌株存在寄
主交叉ꎬ难以区分[11]ꎮ
    Pma和 Pto 都是我国的检疫性有害生物ꎬ准确
514
 
植物病理学报 45卷
有效区分 2种病菌具有十分重要的意义ꎮ 常规检
测方法包括 LOPAT 测试、Biolog、脂肪酸分析等ꎬ
可将病原物鉴定到 P. syringaeꎬ但 Biolog和脂肪酸
分析对致病变种的鉴定常缺乏足够的准确度[1ꎬ12]ꎬ
难以区分 Pma 和 Ptoꎮ 致病性测试可作为区分二
者的辅助手段ꎬWiebe 等分析了 25 株 Pma 和 4 株
Pto的致病性ꎬ发现 25 株 Pma 对十字花科植物和
番茄均具有致病性ꎬ而 4 株 Pto 仅对番茄有致病
性[14]ꎮ Yan等根据寄主范围ꎬ将 Pto 分为 2 种类
型ꎬ两类菌株间具有显著差异[11]ꎬ一种对十字花科
植物无致病性ꎬ绝大多数菌株属于这一类型ꎻ另外
一种以 DC3000 为代表ꎬ对番茄和十字花科植物均
有致病性ꎬ在致病性方面这些菌株与 Pma 更为相
似ꎮ Gironde等对 69株 Pma和 18株 Pto菌株进行
分子系统发育分析及致病性测定ꎬ认为 Pto 中
DC3000以及同类的菌株应该归为 Pma[2]ꎮ 本试
验结果表明分离物在致病性方面与 Pma一致ꎮ
    分子生物学检测中冠毒素基因常作为鉴定
Pma的指标[1]ꎬcfl基因位于冠毒素合成基因簇内ꎬ
其序列在 P. syringae 种内较为保守ꎬ其编码产物
冠毒素连接酶是冠毒素生物合成所必需的ꎬ分离物
的 cfl基因序列分析表明ꎬ在其基因组中存在冠毒
素合成基因ꎮ Zaccardelli等根据 Pto及近似菌株的
hrpZ基因设计了检测 Pto 的特异性引物 MM5F /
5R[8]ꎬ试验结果表明该引物也可扩增 Pmaꎬ其 hrpZ
基因序列与其他 P. syringae 致病变种的菌株差异
较大ꎬ通过分析 hrpZ基因可将 Pma、Pto 与其他 P.
syringae致病变种区分开ꎮ 但 Pma 与 Pto 的 hrpZ
基因序列无明显差异ꎬ故不能有效鉴定 2种病菌ꎮ
    近年来ꎬMLST / MLSA (Multilocus sequence
typing / analysisꎬ多位点序列分型 /多位点序列分
析)越来越多地应用于植物病原细菌的进化与群
体遗传学研究中ꎬ如 P. syringae、 Xanthomonas
spp.、 R. solanacearum、 Xylella spp.和 Acidovorax
citrulli[13]ꎬYan 等[11]和 Cai 等[15]通过 MLST / ML ̄
SA方法区分 Pma、Pto 及其近似种ꎬAlmeida 等构
建了 PAMDB 数据库用于 P. syring 的 MLST 研
究[16]ꎮ Yan等根据 MLST 及寄主范围测试ꎬ认为
PtoDC3000不是典型的 Pto菌株ꎬ因为它与 Pma 菌
株聚在一起ꎬ对十字花科植物具有致病性ꎻ而其他
2种序列型(T1 和 JL1065)的 Pto 菌株聚在同一亚
组内ꎬ这些 Pto 菌株对十字花科植物均无致病性ꎬ
且它们对番茄的致病性比 DC3000 更强[11]ꎮ Cai
等收集了 1942 年 ̄2009 年世界范围内分离的 112
株 Pto 菌株ꎬ通过 MLST 将它们分为 3 种序列型
T1、JL1065和 DC3000ꎬ其中 89 株菌株属于 T1ꎬ21
株菌株属于 JL1065ꎬ仅有 2 株菌株属于 DC3000ꎬ
1961年之后发现的 Pto菌株均属于 T1 或 JL1065ꎬ
T1这类菌株出现的频率快速增长ꎬ1999 年之后所
有欧洲和北美收集的 Pto菌株都属于 T1[17]ꎮ
    对分离物 6个看家基因进行多位点序列分析ꎬ
结果表明分离物 2305 ̄1、对照菌株 ATCC51320ꎬ以
及 8株 Pma菌株与 PtoDC3000均位于同一亚组 III
内ꎻ分离物 5309 ̄1 与 13 株 Pma 菌株位于亚组 II
内ꎬ而其他 Pto 菌株均位于亚组 I 内ꎬ这与 Yan 等
的研究结果相符合ꎮ 分离物 2305 ̄1和 5309 ̄1均可
与 Pma聚在一起ꎬ而与 DC3000之外的 Pto 菌株差
异明显ꎬ这也与致病性测定的结果相符合ꎮ 由于
DC3000这类 Pto菌株目前很难发现[17]ꎬ可以认为
DC3000对 Pma和 Pto的鉴定并不会造成影响ꎬ通
过 MLST / MLSA 和寄主范围测试ꎬ可以将 Pma 和
典型的 Pto菌株如 T1和 JL1065区分开来ꎮ
致谢:美国弗吉尼亚理工大学 Boris A Vinatzer 教
授在病原物鉴定方面给予了宝贵建议和帮
助ꎻ福建出入境检验检疫局陈艳博士提供油
菜籽样品ꎻ中国检验检疫科学研究院赵文军
博士提供 Pma阳性菌株ꎮ
参考文献
[1]   Zhao Y Fꎬ Damicone J P. Bacterial leaf spot of leafy
crucifers in Oklahoma caused by Pseudomonas
syringae pv. maculicola[ J] . Plant Diseaseꎬ 2000ꎬ 84
(9): 1015-1020.
[2]   Gironde Sꎬ Manceau C. Housekeeping gene sequencing
and multilocus variable ̄number tandem ̄repeat analysis
to identify subpopulations within Pseudomonas
syringae pv. maculicola and Pseudomonas syringae pv.
tomato that correlate with host specificity[ J] . Applied
and Environmental Microbiologyꎬ 2012ꎬ 78(9): 3266
-3279.
[3]   Peters B Jꎬ Ash G Jꎬ Cother E Jꎬ et al. Pseudomonas
syringae pv. maculicola in Australia: pathogenicꎬ
phenotypic and genetic diversity[ J] . Plant Pathologyꎬ
614
 
  4期 叶露飞ꎬ等:进境油菜籽中十字花科黑斑病菌的检测
2004ꎬ 53: 73-79.
[4]   Alippi A Mꎬ Ronco L. First report of crucifer bacterial
leaf spot caused by Pseudomonas syringae pv. maculi ̄
cola in Argentina[ J] . Plant Diseaseꎬ 1996ꎬ 80(2):
223.
[5]   Yu F Jꎬ Zhao L C. Observation of the occurrence regu ̄
larity of radish bacterial black rot in high mountain area
( in Chinese) [ J] . Plant Quarantine (植物检疫)ꎬ
2007ꎬ 21(3): 165-169.
[6]   Goszczynska Tꎬ Serfontein J J. Milk ̄Tween agarꎬ a
semiselective medium for isolation and differentiation
of Pseudomonas syringe pv. syringaeꎬ Pseudomonas
syringe pv. phaseolicola and Xanthomonas axonopodis
pv. phaseoli[ J] . Journal of Microbiological Methodsꎬ
1998ꎬ 32:65-72.
[7]   Goszczynska Tꎬ Serfontein J Jꎬ Serfontein S. Introduc ̄
tion to Practical Phytobacteriology [M] . Irene: Isteg
Scientific Publicationꎬ 2000. 85-87.
[8]   Zaccardelli Mꎬ Spasiano Aꎬ Bazzi Cꎬ et al. Identifica ̄
tion and in planta detection of Pseudomonas syringae
pv. tomato using PCR amplification of hrpZPst [ J] .
European Journal of Plant Pathologyꎬ 2005ꎬ 111:85-
90.
[9]   Bereswill Sꎬ Bugert Pꎬ VÖlksch Bꎬ et al. Identifica ̄
tion and relatedness of coronatine ̄producing Pseudo ̄
monas syringae pathovars by PCR analysis and
sequence determination of the amplification products
[J] . Applied and Environmental Microbiologyꎬ 1994ꎬ
60(8): 2924-2930.
[10] Fang Z D. Plant pathology research methods(3th ed.)
( in Chinese) [M] . Beijing: China Agriculture Press
(北京:中国农业出版社)ꎬ 1988. 187-189.
[11] Yan S Cꎬ Liu H Jꎬ Mohr T Jꎬ et al. Role of recombi ̄
nation in the evolution of the model plant pathogen
Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000ꎬ a very
atypical tomato strain[ J] . Applied and Environmental
Microbiologyꎬ 2008ꎬ 74(10): 3171-3181.
[12] Gnanamanickam S S. Plant ̄Associated Bacteria [M] .
The Netherlands: Springer ̄Verlag Publishingꎬ 2006.
507-533.
[13] Gardan Lꎬ Shafik Hꎬ Belouin Sꎬ et al. DNA
relatedness among the pathovars of Pseudomonas
syringae and description of Pseudomonas tremae sp.
nov. and Pseudomonas cannabina sp. nov. ( ex Sutic
and Dowson 1959 ) [ J ] . International Journal of
Systematic and Evolutionary Microbiologyꎬ 1999ꎬ 49:
469-478.
[14] Wiebe W Lꎬ Campbell R N. Characterization of Pseu ̄
domonas syringae pv. maculicola and comparison with
P.s. tomato[ J] . Plant Diseaseꎬ 1993ꎬ 77(4): 414-
419.
[15] Cai R Mꎬ Yan S Cꎬ Liu H Jꎬ et al. Reconstructing
host range evolution of bacterial plant pathogens using
Pseudomonas syringae pv. tomato and its close
relatives as a model [ J ] . Infectionꎬ Genetics and
Evolutionꎬ 2011ꎬ 11: 1738-1751.
[16] Almeida N Fꎬ Yan S Cꎬ Cai R Mꎬ et al. PAMDBꎬ a
multilocus sequence typing and analysis database and
website for plant ̄associated microbes[ J] . Phytopatho ̄
logyꎬ 2010ꎬ 100(3): 208-215.
[17] Cai R Mꎬ Lewis Jꎬ Yan S Cꎬ et al. The plant pathogen
Pseudomonas syringae pv. tomato is genetically
monomorphic and under strong selection to evade
tomato immunity[ J] . PLoS Pathogensꎬ 2011ꎬ 7(8):
e1002130.
责任编辑:于金枝
714