利用寄主植物材料制备琼脂培养基培养仙人掌疫霉的新方法:突破传统,开启低成本高效培养新篇

【字体: 时间:2025年04月19日 来源:Scientific Reports 3.8

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  为解决传统培养仙人掌疫霉(Phytophthora cactorum)的材料成本高、V8 蔬菜汁难获取等问题,研究人员开展利用寄主植物材料制备琼脂培养基培养P. cactorum的研究。结果发现芹菜茎或藜叶制备的培养基更优,这为其实验室培养提供了新选择129

  在植物病理学的研究领域,苹果疫腐病如同果园里的 “幽灵杀手”,严重威胁着全球苹果树的健康。它是由仙人掌疫霉(Phytophthora cactorum)引起的,这种土壤传播的病原菌十分 “狡猾”,寄主范围极广,能感染超过 200 种植物。在实验室里,传统培养P. cactorum常用 V8 果汁琼脂培养基,可这方法存在不少麻烦。一方面,培养所需的材料成本较高;另一方面,V8 蔬菜汁在中国常常难以获取,这就像给研究人员的工作设置了重重障碍,限制了对P. cactorum的深入研究和防治工作的开展。
为了攻克这些难题,来自河北省农林科学院石家庄果树研究所等机构的研究人员踏上了探索之旅。他们开展了一项极具意义的研究,旨在寻找利用寄主植物材料制备琼脂培养基培养P. cactorum的新方法。经过一系列严谨的实验,他们得出了令人振奋的结论:利用芹菜茎或藜叶(Chenopodium glaucum L. )制备的琼脂培养基,在支持P. cactorum生长方面,比传统的 V8 果汁琼脂培养基表现更优,无论是生长速率、菌落面积,还是产孢能力都更胜一筹。这一成果意义非凡,不仅为P. cactorum的实验室培养提供了经济又高效的新选择,还为后续深入研究该病原菌的特性、致病机制以及开发更有效的防治策略奠定了坚实基础 。该研究成果发表在《Scientific Reports》上。

研究人员为开展此项研究,运用了多种关键技术方法。首先是人工接种技术,通过将P. cactorum接种到不同植物上,评估其致病性和寄主范围;其次是 PCR 检测技术,用于对P. cactorum进行分子层面的鉴定和检测,在不同实验环节确认病原菌的存在;此外,还运用了微生物培养与分离技术,从患病植物中分离P. cactorum,并进行纯化培养 。

研究结果如下:

  • 仙人掌疫霉对不同植物的致病力:通过对 16 种植物进行人工接种实验发现,梨、日本樱花等 10 种植物在接种后出现类似苹果叶片上的腐烂症状,而日本旋花、黄瓜等 6 种植物未出现可见病变。对出现症状的植物组织进行 3 种P. cactorum特异性基因检测,证实了感染情况,表明不同植物对P. cactorum的易感性存在差异3
  • 从患病植物中分离仙人掌疫霉:研究人员成功从 10 种患病植物中分离出微生物,经表型分析、培养和 PCR 检测,确认这些微生物为P. cactorum,证实了该病原菌是导致这些植物患病的原因4
  • 患病寄主植物上的仙人掌疫霉对苹果叶片的致病性:将从 10 种患病植物中分离得到的P. cactorum接种到健康苹果叶片上,10 天后叶片出现典型的疫腐病症状,PCR 检测也证实了病原菌的存在,说明从其他感染植物分离的P. cactorum能使苹果叶片致病5
  • 筛选仙人掌疫霉的琼脂培养基:以确定的P. cactorum寄主植物组织为原料制备琼脂培养基,结果显示,在辣椒、芹菜等培养基上,P. cactorum表现出与在胡萝卜或 V8 汁培养基上相似的表型特征;不同培养基上P. cactorum的菌落面积和生长速率存在差异,其中胡萝卜琼脂培养基最有利于菌落生长;在显微镜下观察,发现藜叶和芹菜培养基支持最高的产孢量67
  • 新琼脂培养基上仙人掌疫霉分离物的致病性评估:将在新琼脂培养基上培养得到的P. cactorum接种到健康苹果叶片上,叶片出现苹果疫腐病症状,PCR 检测确认病原菌存在,表明在新琼脂培养基上培养的P. cactorum能在胡萝卜汁培养基中成功繁殖,并对健康苹果叶片保持致病潜力8

综合来看,研究人员发现利用芹菜茎或藜叶制备的琼脂培养基在培养P. cactorum方面优于传统培养基。然而,研究中也发现一些有趣的现象,比如不同培养基营养成分差异影响P. cactorum的菌丝生长和产孢,某些培养基可能缺乏关键营养成分或含有抑制生长的物质。这项研究为P. cactorum的培养开辟了新途径,有助于降低研究成本,推动对该病原菌的研究进展,为苹果疫腐病的防治提供了新的思路和方法,在植物病理学领域具有重要的理论和实践意义。
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