湖北省水稻白叶枯病菌致病型分化检测与分析

为了掌握湖北省水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae)的致病型分化和变异动态,采集湖北省水稻种植区白叶枯病样品分离白叶枯病菌,用含不同白叶枯病抗性基因的近等单基因系IRBB2、IRBB3、IRBB5、IRBB13、IRBB14和IR24作为鉴别寄主,采用剪叶接种,根据寄主和分离菌株的互作反应检测病菌的致病型分化。鉴定结果表明,在湖北省水稻白叶枯病的致病型R9(SSSSSS)占鉴定菌株的46.2%,还有Unknown类型的菌株占38.5%。与前人研究结果相比,湖北白叶枯病菌致病型发生了很大的变异,主要致病型由R4变成了R9,且出现了以前没有的R8(SSRSSS)类型和Unknown类型。同时,鉴定了Xa7和Xa23介导的湖北省白叶枯病菌的抗性,Xa7有2个分离菌株可以克服其抗性,而Xa23能抗所有分离菌株,因此在湖北省可以利用这2个基因进行水稻抗白叶枯病育种。     

水稻近等基因系对白叶枯病、条斑病抗性的比较研究

 研究了水稻近等基因系对白叶枯病菌不同致病型12个菌株和20个细条病菌株的抗性差异及其对两种病原菌致病力分化的鉴别力。结果表明含xa－5,Xa－7,xa－13,Xa－17和Xa－21等5个抗性基因的品种（系）对绝大多数白叶枯病菌株表现为广谱高抗,其中xa－5,Xa－17抗性基因品种兼抗细条病,但携带xa－13,Xa－21基因的抗性基因品系则感细条病。进一步表明水稻对细条病和白叶枯病的抗性是受不同的抗性基因控制的。IRBB3,IRBB4,IRBB5,IRBB13,IRBB21和阿苏稔(Xa－17),丰锦(Xa－18)等7个单基因品种对我国的白叶枯病菌致病型具有鉴别力,划分为5个小种。依据20个菌株在15个近等基因系上的致病力差异将水稻细条病菌株分为12个致病型,经聚类分析可划分为6个组。结果进一步表明我国的水稻细条病菌株致病性分化明显。     

广西水稻白叶枯病菌致病型的初步鉴定

【目的】明确广西水稻白叶枯病菌致病型的分布和分化,为生产上该病害的综合防控提供理论依据。【方法】采用水稻白叶枯病菌中国鉴别寄主（金刚30、特特普、南粳15、爪哇14、IR26）对2013年从广西南宁、东兴、防城港、钦州、岑溪等地水稻病区分离得到的29株水稻白叶枯病菌进行致病型初步鉴定,同时采用部分近等基因系对5株南宁分离菌株致病性进行进一步分析。【结果】29株菌株在5个鉴别寄主上均出现感病反应,均为SSSSS模式,为强致病菌;5株南宁分离菌株能使目前抗谱最广的水稻材料CBB23感病。【结论】广西水稻白叶枯病菌致病力出现极大分化,需加强对该病害的防控及水稻抗病材料的筛选利用工作。     

广西水稻白叶枯病有效抗病基因和抗性亲本的筛选

[目的]明确可在广西利用的白叶枯病抗病基因和抗病亲本。[方法]利用白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.Oryzae）广西优势菌型IV菌接种一套水稻抗白叶枯病单基因系、广西主要的杂交稻亲本和一些重要的种质材料,并调查了其抗感情况。[结果]对IV型菌具抗性的品种有IRBB5、IRBB7和CBB23,且分别含有抗病基因xa5、Xa7和Xa23,确认为白叶枯病菌IV型菌的有效抗病基因。[结论]为抗白叶枯病育种提供了依据。     

广东水稻细菌性条斑病菌致病性分化研究

水稻抗病性是寄主与病原物互作的结果,病原菌系的分化研究是抗病资源筛选及抗病育种的前提。研究以水稻品种金刚30、IR24、IRBB21、IRBB14、IRBB5、IRBB4、五山丝苗等为鉴别品种,对来自广东地区72个细菌性条斑病菌菌株进行致病力分化测试,并开展了部分广东主栽品种对广东细菌性条斑病菌优势菌系抗性鉴定。结果表明,广东地区的细菌性条斑病菌菌株致病力分化明显,测试菌株可分为19个致病型,其中优势致病型为C18(SSSSRSS)和C5(SRRRRRS),分别占25%、23.61%;强致病性菌系菌株C17(SSSRSSS)、C18(SSSSRSS)、C19(SSSSSSS)占测试菌株的27.78%,主要分布在广州、惠州、阳春、茂名、新会、广宁、雷州地区。测试18个广东主栽品种中,除新银占对测试的优势菌系C18(SSSSRSS)表现中感,其余的均表现感病。     

苹果黑腐皮壳菌CAP超家族蛋白基因鉴定及毒性功能分析

【目的】CAP（Cysteine-rich secretory protein,Antigen 5 and Pathogenesis related protein 1）超家族蛋白广泛存在于真菌、细菌、动植物等物种,并且参与病原菌的致病过程。本研究旨在鉴定苹果树腐烂病致病菌——苹果黑腐皮壳菌（Valsa mali）的CAP超家族基因并明确CAP超家族基因在病菌致病方面的作用。【方法】通过BLASTP在苹果黑腐皮壳菌全基因组中检索具有CAP保守结构域的基因;利用特异性引物对鉴定到的CAP基因进行PCR扩增和凝胶电泳检测;使用生物信息学软件和在线数据库进行蛋白序列特征和系统发育分析;利用RT-qPCR分析基因在病菌侵染过程中的表达模式;使用特异性引物扩增CAP基因上、下游片段并从PDL2质粒上扩增筛选标记基因;利用Double-joint PCR构建基因敲除盒并通过PEG介导的原生质转化技术进行基因敲除和基因回补;以遗传霉素（G418）抗性为筛选标记并利用4对引物PCR检测获得基因敲除突变体;以潮霉素（HPH）抗性为筛选标记获得基因回补菌株;通过对菌株进行培养皿内生长试验明确基因对病菌营养生长的影响;通过离体苹果枝条接种试验分析该病菌CAP超家族基因的毒性功能。【结果】在苹果黑腐皮壳菌中鉴定到3个具有CAP保守结构域的基因,分别命名为VmPR1a、VmPR1b和VmPR1c。序列特征分析发现,3个CAP蛋白均包含4个保守区：N端信号肽、N端延伸区（NTE）、CAP保守功能域和C端延伸区（CTE）。系统发育分析显示,3个CAP蛋白聚于不同的进化支,VmPR1a聚于clade2进化支并与粗糙链孢霉（Neurospora crassa）CAP蛋白进化关系较近;VmPR1b聚于clade3且与镰孢菌属（Fusarium spp.）CAP蛋白的进化关系更近;VmPR1c聚于clade1,并且也与粗糙链孢霉的CAP蛋白进化关系较近。RT-qPCR分析结果显示,VmPR1a、VmPR1b和VmPR1c在病菌侵染早期（6 h和12 h）均显著上调表达。利用PEG遗传转化技术获得VmPR1a、VmPR1b和VmPR1c敲除突变体（ΔVmPR1a-7/23、ΔVmPR1b-20/31和ΔVmPR1c-26/40）;营养生长观察发现,所有敲除突变体生长表型与野生型菌株03-8均无明显差异;致病力检测发现,ΔVmPR1b-20/31致病力较野生型无明显变化,而ΔVmPR1a-7/23和ΔVmPR1c-26/40致病力较野生型显著下降。将VmPR1a和VmPR1c分别回补至ΔVmPR1a和ΔVmPR1c,回补菌株（VmPR1a/C和VmPR1c/C）致病力恢复至野生型水平。【结论】苹果黑腐皮壳菌中存在3个CAP超家族基因（VmPR1a、VmPR1b和VmPR1c）,其中VmPR1a和VmPR1c是苹果黑腐皮壳菌重要的毒性因子。     

云南水稻白叶枯病生理小种初析及鉴别品种的筛选

 从云南省10个地州40个县市的水稻白叶枯病标本中分离纯化得到115个水稻白叶枯病菌株。利用已知抗性基因的近等基因系,在孕穗期应用剪叶法接种明确其生理小种。并筛选出一套鉴别品种IRBB1,IRBB3,IRBB4,IRBB5,IRBB7,IRBB13,IRBB14,IRBB18,IRBB21. 云南省的水稻白叶枯病菌小种组成复杂,有自身的特殊性。已鉴定出25个小种,暂定名为YN1～YN25. 优势生理小种为YN1,YN13,YN21,其中YN13分布于楚雄、玉溪、红河、丽江等4个地区共8县（市）,YN21分布于大理、红河等地区。云南的小种多样性分布可能与它的地理条件有关。     

云南高原粳稻区白叶枯病菌致病型鉴定及主栽品种抗性反应初析

 从云南高原粳稻区采集分离36份白叶枯病菌株，在包括初步选定的7个高原粳稻白叶枯病菌鉴别品种（毫糯扬、TN1、黄玉、珍珠矮、IR26、南粳33、金南风）在内的29个水稻品种上测定致病型，进一步明确了这7个鉴别品种的有效性。发现菌株与品种之间具有交叉互作反应，菌株与品种之间存在质的特异性互作关系;利用这套鉴别品种可将36个菌株划分为9个致病型，其中Ⅴ型菌为优势菌群，Ⅶ型菌为毒性菌群。云南高原粳稻区的主栽品种多数感病。稻种资源IRBB21（Xa-21）、扎昌龙（Xa-22t，Xa-24t）、IR1545-339(xa-5)对所有参试菌株均表现抗病，在云南高原粳稻育种中具有较好的利用价值。     

黄瓜CC-NBS-LRR家族基因鉴定及在霜霉病和白粉病胁迫下的表达分析

【目的】对黄瓜全基因组的CC-NBS-LRR（CNL）基因家族进行生物信息学和表达模式分析,为深入研究CNL基因家族在黄瓜生长、发育和病害胁迫响应中的功能提供参考。【方法】以拟南芥CNL为参考序列,利用本地Perl语言和Pfam等软件检索黄瓜‘9930’基因组并确定黄瓜CNL基因家族成员。通过ExPASy、GSDS2.0、MEGA、MEME、Tbtools、Mev等工具对黄瓜CNL家族基因进行生物信息学分析。根据转录组数据库、霜霉病菌（Pseudoperonospora cubensis）、白粉病菌（Podosphaera xanthii）接种处理和实时荧光定量PCR技术分析该类基因的表达模式。【结果】从黄瓜全基因组中鉴定得到17个CsCNL,这些基因分布在除1号染色体外的6条染色体上,其编码蛋白与其他植物CNL结构相似,均含有CC、NBS和LRR保守结构域,蛋白质大小介于197—1 148 aa,分子量在22.6—131.3 kD,等电点在5.71—8.38。共线性分析表明其中不存在片段重复和串联重复基因,多物种系统进化关系表明,CsCNL基因家族成员在葫芦科植物之间具有较高的结构和功能相似性。CsCNL启动子中存在多种与抗病相关的顺式作用元件。CsCNL表达具有组织特异性。在接种霜霉病菌2 d和5 d后,Csa3G815400、Csa3G822360和Csa7G420890在抗性品种中均显著上调表达,Csa4G015850在抗性品种中下调表达,在敏感品种中显著性表现不一;在接种白粉病菌2 d和5 d后,Csa2G008000和Csa3G684170在敏感品种中显著上调表达,在抗性品种中显著下调表达;Csa4G016360、Csa7G420890和Csa7G425940在抗性品种中显著上调表达,在敏感品种中表达量无变化或显著下调。【结论】CsCNL家族成员具有组织表达特异性并且多数基因能够响应霜霉病菌和白粉病菌的胁迫。推测Csa3G815400、Csa3G822360和Csa7G420890表达量增加,Csa4G015850表达量减少可诱发抗病黄瓜品种的霜霉病抗病反应;Csa4G016360、Csa7G420890和Csa7G425940表达量增加,Csa2G008000和Csa3G684170表达量减少可诱发抗病黄瓜品种的白粉病抗病反应;而Csa7G420890表达量的增加能同时诱发抗病黄瓜品种的霜霉病和白粉病的抗病反应。     

国际水稻白叶枯病圃品种抗性分析

用白叶枯病菌优势致病型Ⅳ型菌和强毒菌系Ｖ型菌鉴定１４￣１６期国际水稻白叶枯病圃稻和资源３３２份次,结果筛选出抗Ⅳ型菌的品种（系）１２３个、抗Ｖ型菌的品种（系）４６个;同时发现抗Ｖ型菌品种兼抗Ⅳ型菌,对２套近等基因系品种的抗性分析表明,有些抗性基因的表达受遗传背景的影响。     

Virulence of Xanthomonas oryzae pv.oryzae on Rice Near-lsogenic Lines with Single Resistance Gene and Pyramiding Lines in China

Ninety one isolates of Xanthomonas oryzae pv. Oryzae were collected from different rice growing regions in China and determined for their virulence on 24 rice near-isogenic lines containing single resistance gene and 2-4 genes:IRBB1 (Xa1),IRBB2 (Xa2),IRBB3 (Xa3), IRBB4 (Xa4), IRBB5 (xa5), IRBB7 (Xa7), IRBB8 (xa8), IRBB10 (Xa10), IRBB11 (Xa11),IRBB13 (xa13),IRBB14 (Xa14), IRBB21 (Xa21), IR24 (Xa18), IRBB50 (Xa4 + xa5), IRBB51 (Xa4 + xa13), IRBB52 (Xa4 + Xa21), IRBB53 (xa5 + xa13), IRBB54 (xa5 + Xa21), IRBB55 (xa13 + Xa21),IRBB56 (Xa4 + xa5 + xa13), IRBB57 (Xa4 + xa5 + Xa21), IRBB58 (Xa4 + xa13 + Xa21),IRBB59 (xa5 + xa13 + Xa21) and IRBB60 (Xa4 + xa5 + xa13 + Xa21). The results showed that most isolates were less virulent on lines with more than one genes pyramided than those with single resistance gene. The isolates tested were more virulent on IR24 and IRBB10,less virulent on IRBB5, IRBB7 and IRBB21. Based on interactions between isolates and rice near-isogenic lines, 7 cultivars with single gene (IRBB5, IRBB4, IRBB3, IRBB14, IRBB2, IRBB1 and IR24) were chosen as the differentials, and the tested isolates were classified into 7 virulence groups. The reaction patterns of the 7 groups in order were: RRRRRRR,RRRRRRS, RRRRRSS, RR/SRRSSS, RRRSSSS, RRSSSSS, RSSSSSS. The virulence frequencies were 7.69, 6.59, 14.29, 12.09, 14.29, 28.57 and 16.48％ respectively. The elementary system for races identification has been established in China based on the results. It will be possible to compare with races in other countries, and the results will facilitate the evelopment of rice resistance breeding to bacterial blight in China.     

水稻品种对白叶枯病抗性鉴定的研究

 共测定了20份水稻品种和3套同核异质的12个不育系及其相应的保持系,以及携带不同抗性基因的16个水稻近等基因系对白叶枯病的抗性。结果表明,20份水稻品种中高抗品种11份,占55%,其中粳稻品种的抗病性较强。12个水稻不育系的抗病性均比其相应的同名保持系差,不育系间抗病性差异明显;T型不育胞质的抗病性较强,D型、G型不育系的抗病性较差。16个近等基因系中含xa-5,Xa-7,xa-13,Xa-17和Xa-21等5个抗性基因的品系对绝大多数白叶枯病菌株表现为广谱抗病。在抗性鉴定的基础上筛选出了适于我国白叶枯病菌小种鉴别的单基因品种。     

水稻白叶枯病原菌遗传和致病型多样性分析

采用Rep-PCR分子指纹技术对国内已知致病型和云南省各水稻产区采集的56个白叶枯病代表菌株进行分析．用ERIC、J3等引物对其DNA进行Rep-PCR特异性扩增,扩增结果经综合聚类分析,在70％的相似水平上,可将测试菌株划分为10个组群,其中4、5、8、9、10为主要组群;来自云南省的菌株分属于6个组群中,遗传分群与菌株的地理来源关系密切．根据菌株在已知抗性基因的近等基因系的反应,菌株可分为18个致病型,云南省的水稻白叶枯病菌株致病型复杂多样,远远高于国内其他省份测试的致病型．     

Evaluation of the Pathotypes of Xanthomonas oryzae pv. oryzae and Preliminary Analysis of the Resistant Reactions of Main Japonica Rice in the Yunnan Plateau, China

The pathogenicity of 36 isolates of Xanthomonas oryzae pv. oryzae （Xoo）, which were collected from japonica rice varieties in the Yunnan Plateau, China, was evaluated. It was evaluated on 29 rice varieties including a set of seven varieties to identify pathogenicity, i.e., Haonuoyang, TN1, Kogyoku, Zhenzhu＇ai, IR26, Nanjing 33, and Kinmaze, which may be considered as a set of differential varieties for Xoo races from Yunnan japonica rice. The efficiency of the seven varieties was further confirmed. The results showed reversible and specific interactions between isolates and varieties. The isolates were classified into nine pathotypes from pathotyp Ⅰ to Ⅸ according to their pathogenic reactions on the seven rice varieties. The pathotype V was the epidemic, whereas pathogen Ⅶ was the most pathogenic. Most japonica varieties grown in the Yunnan Plateau were susceptible to Xoo. The rice lines IRBB21 （Xa-21）, Zhachanglong （Xa-22,, Xa- 24,）, and IR1545-339 （xa-5）, which were resistant to all the isolates tested, can be used as donors of resistant genes for bacterial blight in japonica rice breeding in the Yunnan Plateau.     

超表达OsPR1A增强了Xa21介导的水稻对白叶枯病的抗性反应

【背景】前期研究发现,水稻病程相关蛋白质OsPR1A的表达受上游抗病基因Xa21调控,接菌后早期启动Xa21介导的OsPR1A较高水平表达对水稻抵抗白叶枯病菌至关重要。同时OsPR1A也受到水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo）的诱导表达。对于OsPR1A的研究绝大部分是作为抗性反应发生的标志基因佐证其他基因或途径在抗性中的作用,缺乏直接的证据证实OsPR1A本身的生物学功能。【目的】通过获得OsPR1a-OX超表达转基因植株,调查其表型及农艺性状,并明确OsPR1A蛋白质表达与抗性的关系,为鉴定OsPR1A功能提供依据。【方法】通过农杆菌介导法,将构建的OsPR1a-OX转化载体转入到水稻受体4021中,利用PCR和免疫印迹（western blot,WB）技术分别在基因水平和蛋白质水平上筛选并鉴定OsPR1A超表达阳性纯合株系。在成熟期,调查OsPR1A超表达转基因植株的表型及农艺性状（株高、穗长、分蘖数、结实率和籽粒大小等）。在31℃条件下,将生长2周的水稻幼苗TP309、4021和OsPR1A超表达转基因植株接种水稻白叶枯病菌,并在接菌0、2、4、6、8、10和12 d时测量病斑长度。在接菌0、4和6 d时,收集TP309、4021和OsPR1A超表达转基因植株的水稻叶片,提取蛋白质,利用WB技术检测OsPR1A的表达特征。【结果】构建了OsPR1a-OX转化载体,并转入到受体4021中,筛选并鉴定到2个OsPR1A超表达转基因纯合株系（#704和#709）。调查了OsPR1A超表达转基因植株在成熟期的表型及农艺性状,与对照4021相比,#704和#709的株高较矮、穗长较短、分蘖数减少、结实率降低,但籽粒稍大,可能与结实率低有关。在31℃条件下,OsPR1A超表达转基因植株的病斑长度与对照4021相比明显缩短,结果具有显著性差异（P<0.05）。在接菌0、4和6 d的材料中,超表达转基因植株#704和#709中OsPR1A始终有较高水平的表达丰度,从而提高了对白叶枯病菌的抗性。【结论】采用农杆菌介导法,获得OsPR1A超表达转基因植株;超表达OsPR1A影响到水稻的正常发育过程;超表达OsPR1A后增强了Xa21介导的水稻对白叶枯病的抗性。     

水稻细菌性条斑病菌DNA多态性与致病性研究

利用６０个随机引物对来自我国不同稻区的水稻细菌性条斑病菌株基因组ＤＮＡ进行ＰＣＲ扩增,其中２０个引物均出现清晰和重复性的ＤＮＡ扩增片段,扩增片段大小在０．５ｋｂ至３．５ｋｂ;应用Ｓｔａｔｉｓｔｉｃｓ软件ＵＰＧＭＡ程序进行树状聚类分析,聚类结果表明,我国水稻细菌性条斑病菌具有明显的遗传分化,在遗传距离为０．３０时,供试菌株可划分为７个遗传相似组（谱系）。其中第１、第２和第５组为优势组群,分别由７、８、６个菌株组成。根据菌株在１２个已知基因品种上的抗感反应,将供试菌株分为１３个致病型,在遗传距离为０．５０水平上聚类归属于６个簇。菌株的致病类群与其ＤＮＡ的遗传变异具有弱相关性。     

水稻白叶枯病局部和系统抗性的诱导

用同步诱导和系统诱导法研究了白叶枯病菌非亲和性小种诱导水稻产生的抗性反应,及对亲和性小种侵染的影响。结果表明:非亲和性小种JXOⅤ可诱导水稻IRBBXa4局部性抗性和系统性抗性的发生,诱导抗性的产生增强了水稻对亲和性小种JXOⅢ侵染的抵抗作用,遏制或缓解了亲和性小种JXOⅢ对水稻IRBBXa4的致病作用。JXOⅤ菌体组份及其培养滤液组份中含有激发子类物质,能诱导水稻IRBBXa4产生局部性抗病反应,此激发子类物质表现出热稳定性,且与harpin(HrpNEa)对水稻及烟草抗性诱导作用的特征类似。JXOⅤ中对水稻抗性的诱导物质仅在活菌与水稻IRBBXa4互作中表现出系统性抗性的诱导作用,而菌体组份及培养滤液组份不具有这种诱导作用。本文探讨了水稻白叶枯病抗性诱导物质可能的功能。