基于晚疫病菌效应子识别策略挖掘马铃薯潜在抗病基因资源

为探索利用晚疫病菌效应子识别策略快速挖掘具有潜在抗晚疫病基因的马铃薯资源,挑选了晚疫病菌侵染马铃薯时早期上调表达的68个RXLR类效应子基因,将它们分别克隆到PVX病毒植物表达载体pGR106上,采用农杆菌牙签穿刺方法,在55份不同基因型的马铃薯叶片上进行瞬时表达,根据过敏反应（Hypersensitive response,HR）发生与否来推断马铃薯中是否存在潜在抗病基因。结果表明,10个效应子基因,包括无毒基因AVR2家族成员PITG_23008,细胞死亡激发子PexRD2、无毒基因PexRD39（AVRblb2）,以及其它未知功能效应子基因Pex147-2、PexRD8、PexRD49、PITG_10232、PITG_11484、PITG_07555和PITG_22724,能够在10份马铃薯材料上诱导HR,预示这些马铃薯材料中具有潜在抗病基因。另外,离体叶片晚疫病菌接种鉴定表明,识别6个晚疫病菌效应子的马铃薯材料IVP196-2比识别3个效应子的马铃薯材料HJT349-3抗病性更强。     

马铃薯抗晚疫病主效基因R10的RGA-CAPS标记的开发

马铃薯晚疫病抗性基因R10,属于马铃薯抗晚疫病主效位点MLB单倍型之一,该位点已知的各单倍型基因均具有保守结构域,属于同一个R3a基因家族。将R3a基因和源于MLB位点的R3a基因的同源序列进行比对,根据它们高度保守的区域设计引物,以马铃薯晚疫病鉴别寄主MaR10(含抗晚疫病基因R10)、四倍体马铃薯栽培种Katahdin(不含已知抗病基因)及其杂交一代为试材,得到R3a的抗病基因同源序列,再结合限制性内切酶筛选,开发出与马铃薯抗晚疫病主效基因R10连锁的两个RGA-CAPS标记： RGA-600和RGA-1000,这两个标记距离R10基因0.25cM。     

马铃薯抗晚疫病主效基因R10的RGA-CAPS标记的开发

马铃薯晚疫病抗性基因R10,属于马铃薯抗晚疫病主效位点MLB单倍型之一,该位点已知的各单倍型基因均具有保守结构域,属于同一个R3a基因家族。将R3a基因和源于MLB位点的R3a基因的同源序列进行比对,根据它们高度保守的区域设计引物,以马铃薯晚疫病鉴别寄主MaR10（含抗晚疫病基因R10）、四倍体马铃薯栽培种Katahdin（不含已知抗病基因）及其杂交一代为试材,得到R3a的抗病基因同源序列,再结合限制性内切酶筛选,开发出与马铃薯抗晚疫病主效基因R10连锁的两个RGA-CAPS标记：RGA-600和RGA-1000,这两个标记距离R10基因0.25cM。     

马铃薯StmiR166b靶基因的鉴定及其表达分析

为阐明马铃薯(Solanum tuberosum L.)StmiR166b的生物学功能,以栽培品种‘甘农薯2号’试管苗为试验材料,采用定量PCR技术检测StmiR166b及其靶基因StHB14、StHB15在不同组织中的差异表达;利用pRS300质粒为模板,通过over-lapping PCR技术克隆了包含StmiR166b-StmiR166b*成熟体序列的前体结构,构建了其人工表达载体,通过根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)介导法转化马铃薯获得了转基因植株。结果表明,StmiR166b及其靶基因StHB14和StHB15在马铃薯根、茎和叶中均有表达,在转基因株系L1、L3中靶基因不同程度地下调表达;与非转基因对照相比,转基因株系的株高和根长变短,生长受到抑制。     

马铃薯晚疫病菌小种特异无毒基因候选表达序列的cDNA-AFLP鉴定

 利用具有6个无毒基因不同表现型且处于萌发中的静孢子时期的马铃薯晚疫病菌构建4个混合池, 通过cDNA2AFLP分析, 共获得85个与无毒基因相关的差异表达片段, 其中与无毒基因Avr1、Avr2、Avr3-Avr10-Avr11、Avr4 相关的差异表达片段分别为20, 28, 16和21个。将这些差异表达片段对20个晚疫病病菌个体进行无毒基因差异表达验证, 得到1 个无毒基因连锁群Avr3-Avr10-Avr11 的候选片段, 即A11T13Avr3-10-11S157; 无毒基因Avr4的候选片段2个, 即A24T19Avr4S122和A24T24Avr4S142。Blast分析表明: A11T13Avr3210211S157 与马铃薯晚疫病菌萌发孢子囊( germinating sporangium ) EST ( expressed sequence tag) 库中的序列PG001F10.XT7 同源; A24T19Avr4S122 与晚疫病菌萌发中静孢子( germinating cyst) EST库中的PH051G10.XT7部分序列完全一致, 而A24T24Avr4S142与PH051G10. XT7具有98%的同源性。这些结果将促进通过电子克隆并结合RACE (Rapid Amplification of cDNA Ends) 技术获得全长的无毒基因Avr4。     

马铃薯抗晚疫病基因R3a、R1和RB在番茄中的表达

 晚疫病由疫霉菌( Phytophthora infestans) 引起, 主要侵染番茄和马铃薯等茄科作物, 造成巨大的经济损失。马铃薯已有5个抗晚疫病基因被克隆。为了研究已克隆的马铃薯抗晚疫病基因是否在番茄中起作用, 将马铃薯的抗晚疫病基因R3a、R1和RB 通过农杆菌介导法分别导入番茄品种Moneymaker中。筛选得到的再生植株经PCR检测结果表明, 目的基因已整合入番茄基因组; 转基因番茄离体叶片接种验证结果表明, 接种马铃薯晚疫病菌株8914829 (即小种0) , 转基因番茄产生了抗病的过敏反应(HR反应) 。为了验证转基因番茄是否对番茄晚疫病菌株产生抗性, 用番茄晚疫病的主流小种和强致病力菌株共5个菌株接种转基因番茄植株, 结果表明转R3a和R1 基因的番茄对部分番茄晚疫病菌株能够产生抗性, RB转基因植株叶片对5个番茄晚疫病菌株均产生抗性。该研究为番茄抗晚疫病的基因工程育种开辟了新的途径。     

马铃薯广谱抗病Rpi-blb1同源基因抗性被进化晚疫病菌株克服

马铃薯晚疫病广谱抗性基因Rpi-blb1(克隆于Solanum bulbocastanum)及其两个同源抗病基因Rpi-sto1(克隆于Solanum stoloniferum)和Rpi-pta1(克隆于Solanum papita)的抗性可能已被高度进化的晚疫病菌株所克服。为证实此观点,将从荷兰田间和墨西哥野外S.bulbocastanum和S.stoloniferum病株上采集的晚疫病菌株重新接种于具有共同遗传背景(感病栽培品种Desiree)的Rpi-blb1及其同源基因转化体和3个野生种植株上,测试Rpi-blb1及其同源基因的抗性是否已被克服。结果表明,采自墨西哥野外S.stoloniferum的两个菌株Pic99189和Pic99192已经克服了Rpi-blb1及其同源基因的抗性;在野生种植株的测试中,只有S.papita的抗性明显地被菌株Pic99192所克服。同时发现在转基因植株离体叶片接种试验中,高抗晚疫病菌的转化体需要在多个转化体间进行选择。从采自中国4个不同地区晚疫病菌株接种sto1.Desiree转化体的小规模测试中可推断,Rpi-blb1及其同源抗性基因在中国仍具有潜在的应用价值。     

马铃薯广谱抗病Rpi-blb1 同源基因抗性被进化晚疫病菌株克服

 马铃薯晚疫病广谱抗性基因Rpi-blb1（克隆于Solanum bulbocastanum）及其两个同源抗病基因Rpi-sto1（克隆于Solanum stoloniferum）和Rpi-pta1（克隆于Solanum papita）的抗性可能已被高度进化的晚疫病菌株所克服。为证实此观点,将从荷兰田间和墨西哥野外S. bulbocastanum 和S. stoloniferum 病株上采集的晚疫病菌株重新接种于具有共同遗传背景（感病栽培品种Desiree）的Rpi-blb1 及其同源基因转化体和3个野生种植株上,测试Rpi-blb1 及其同源基因的抗性是否已被克服。结果表明,采自墨西哥野外S. stoloniferum的两个菌株Pic99189 和Pic99192 已经克服了Rpi-blb1 及其同源基因的抗性;在野生种植株的测试中,只有S. papita 的抗性明显地被菌株Pic99192 所克服。同时发现在转基因植株离体叶片接种试验中,高抗晚疫病菌的转化体需要在多个转化体间进行选择。从采自中国4 个不同地区晚疫病菌株接种sto1.Desiree 转化体的小规模测试中可推断,Rpi-blb1 及其同源抗性基因在中国仍具有潜在的应用价值。     

KC提取液对几种植物病原菌的抑制作用的研究

采用生长速率法和孢子囊萌发法测试了KC提取液对马铃薯晚疫病菌、赤霉病菌、山药炭疽病菌、梨黑斑病菌菌丝生长和孢子囊萌发的抑制作用。结果表明,KC提取液对马铃薯晚疫病菌菌丝生长有明显的抑制作用,同时对马铃薯晚疫病菌孢子囊萌发也有一定抑制作用。对赤霉病菌、山药炭疽病菌、梨黑斑病菌菌丝生长没有抑制作用。     

马铃薯晚疫病预警系统在巴东的应用情况初报

为了有效防控巴东马铃薯晚疫病,应用比利时科技人员基于气象条件（温度、湿度、降雨等）和晚疫病菌生长特点研发的预警系统,对湖北巴东县马铃薯晚疫病发生发展情况开展预测预报,结果发现,该系统可以科学有效地预测预报马铃薯晚疫病发生情况。     

英国抗病害转基因马铃薯问世

<正>马铃薯晚疫病是对马铃薯威胁最大的真菌性病害。据英国塞恩斯伯里实验室等机构的研究人员介绍,他们从南美洲一种野生马铃薯中获取一种基因,将其植入欧洲地区常种植的马铃薯品种中,这种基因成功启动了马铃薯抵御晚疫病的天然机制。此外,这种转基因马铃薯的产量也比普通品种更高。     

STTM技术沉默马铃薯Stu-miR156对其侧根发育的影响

为了阐明Stu-miR156在马铃薯侧根发育中的生物学功能,以马铃薯栽培品种‘Desiree’为试验材料,利用短串联靶标模拟物(Short tandem target mimic,STTM)技术,成功构建了Stu-miR156沉默表达载体,通过农杆菌介导法转化马铃薯获得了转化植株,qRT-PCR技术检测Stu-miR156及其靶基因StSPL9在转基因植株中的表达量。并通过构建pCAM-GFP-StSPL9融合蛋白表达载体转化烟草,发现靶基因StSPL9位于细胞质和细胞核中。q RT-PCR分析结果表明:在马铃薯转基因株系L1和L2中,Stu-miR156表达量受到严重抑制,在根、茎和叶中均不同程度地下调,其靶基因StSPL9均上调表达。表型分析表明:与野生型对照相比,转基因植株的侧根数量显著减少,生长受到抑制。     

防治马铃薯晚疫病药剂筛选试

贵州省是马铃薯生产大省,马铃薯种植面积在全国排列前4位,常年种植面积在53．3万hm^2以上,晚疫病（确ytophthora infestans）是马铃薯生产上的重要病害,在我省马铃薯产区每年都有不同程度的发生,给马铃薯生产造成较大损失。因此,我们选用不同药剂进行马铃薯晚疫病防效比较试验,试图寻找出对该病防治效果较好的药剂,为马铃薯的大面积推广使用提供依据。     

英国研发出抗病害产量高的转基因马铃薯

马铃薯晚疫病是对土豆威胁最大的真菌性病害,据估算,这一病害目前仍给全球农业造成不小的损失。英国塞恩斯伯里实验室等机构的研究人员在（（皇家学会生物学分会学报》网站上报告说,他们从南美洲野生马铃薯中获取了1种基因,将其植入欧洲地区常用的马铃薯品种中,这种基因成功启动了马铃薯抵御晚疫病的天然机制。此外,这种转基因马铃薯的产量也比普通品种更高。     

马铃薯抗晚疫病基因R8、RB和抗病毒病基因Rx1、Ryadg的多重PCR检测

在218份马铃薯材料中筛查晚疫病持久抗性基因RB和R8标记的基础上,进一步筛查了马铃薯X病毒(PVX)和马铃薯Y病毒(PVY)极端抗性基因Rx1和Ry_adg的标记。利用筛查出的含有Rx1和RB标记的‘德薯3号’和含有Ry_adg和R8标记的P182马铃薯资源材料混合DNA为模板,选择已报道的Rx1和Ry_adg的标记引物,并根据RB和R8序列设计特异引物,同时设计马铃薯GBSS基因特异引物为内参监控PCR反应体系有效扩增,对多重PCR延伸温度、引物组合浓度等进行优化,建立了同时检测4个抗病基因的多重PCR方法。应用该方法对选育品系样品进行筛查,鉴定到聚合上述4个抗性基因的材料4份。本研究中建立的多重PCR检测体系用于分子标记辅助选择,为马铃薯晚疫病和病毒病多抗基因聚合育种提供了简单、高效的技术方法并为多抗性基因聚合新品种选育创制新资源。     

抗病诱导剂与杀菌剂混合处理对马铃薯晚疫病的防治效果

采用菌丝生长速率法和孢子囊萌发抑制法测定β- 氨基丁酸（BABA）、苯并噻二唑（BTH）、水杨酸（SA）和茉莉酸甲酯（MJ）4 种抗病诱导剂对马铃薯晚疫病菌菌丝生长和孢子囊萌发的影响，通过盆栽试验筛选出最佳药剂和适宜浓度，将抗病诱导剂与杀菌剂混合进行大田试验。结果表明：离体条件下，4 种抗病诱导剂对马铃薯晚疫病菌的菌丝生长和孢子囊萌发无抑制作用；盆栽试验中，4 种抗病诱导剂处理能够导致马铃薯植株晚疫病病情指数下降和产量增加，且随浓度增加，晚疫病抗性增强，其中BABA 诱导抗病效果最好，适宜浓度为50 μg · mL-1，防效为64.83%。田间试验结果显示，与单独使用化学杀菌剂相比，BABA与杀菌剂混合处理效果更好，晚疫病最终防效高达81.28%，产量为2 911.08 kg ·（ 667 m²）^-1。以上结果说明：BABA 能够较好地诱发马铃薯对晚疫病的抗病性，田间防治推荐将化学杀菌剂与抗病诱导剂BABA 联合使用。     

玉米与马铃薯不同种植模式对马铃薯晚疫病的控制效果

研究马铃薯与玉米7种不同种植模式对马铃薯晚疫病发病情况、病情指数以及作物抗性、产量及产值的影响。结果表明:双(玉米)套双(马铃薯)与四(玉米)套二(马铃薯)这两种种植模式对马铃薯晚疫病的发生、发展有一定控制作用,马铃薯抗性表现为抗病(R),且马铃薯和玉米的产量及产值也较高;其余4种多样性种植模式对马铃薯晚疫病的控制效果不明显。     

几种药剂延缓马铃薯晚疫病发病进程的效果

我市冬种马铃薯晚疫病常在1月和3月发生流行,此时植株正处在生长中后期,一旦错过早期喷药保护,往往造成严重减产,甚至绝收.马铃薯晚疫病只能预防,不能治疗.为了筛选出能延缓马铃薯晚疫病发病进程的药剂,降低已错过早期喷药保护的马铃薯产量损失,进行本试验,现将结果报告如下.     

不同杀菌剂对马铃薯晚疫病田间防治效果

马铃薯晚疫病是由致病疫霉引起的,导致马铃薯茎叶死亡和块茎腐烂的一种毁灭性病害。世界各地马铃薯产区都有发生,我国西南地区较为严重,东北、华北与西北地区在多雨潮湿年份为害较重。本文选择了常见的9种杀菌剂组合,通过田间试验研究了不同杀菌剂对马铃薯晚疫病的防治效果。结果表明,处理药剂25%双炔酰菌胺对马铃薯晚疫病防治效果最好,防效在85%以上,适合用于当地马铃薯生产中晚疫病的防治。     

巫溪县马铃薯晚疫病流行性观察分析

在病原菌和感病品种均已满足的条件下,马铃薯晚疫病[Phytophthora infestans(Mont.)de Bary]流行与否往往和马铃薯作物花期以前天气条件有关。通过田间气象站采集到的2009—2011年4—5月天气数据,结合田间调查结果,对重庆市巫溪县尖山地区马铃薯晚疫病流行程度进行了观察分析,结果表明,马铃薯晚疫病发生流行规模取决于4—5月降雨日数多少以及极端温度的出现等气象因子。