甘蓝型油菜抗菌核病研究进展

油菜是主要油料作物之一,由核盘菌(Sclerotiniasclerotiorum(Lib.)deBary)引起的菌核病(sclerotiniastemrot)是油菜的主要病害。针对当前与菌核病相关研究的新进展,本研究从4个方面对其进行了概括：（1）核盘菌的侵染方式以及在侵染过程中核盘菌分泌的草酸与寄主中钙离子的动态关系;（2）油菜通过合成植保素、酚类化合物、木质素、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶等来抵抗核盘菌入侵的抗病机理;（3）现有综合防治技术中抗性种质筛选、无花瓣育种和生物防治;（4）利用与草酸代谢相关基因、抗病相关基因、防御相关转录因子基因和抗菌肽基因开展的油菜基因工程研究成果。并且进一步提出了未来油菜抗菌核病研究的可能方向,这些总结与建议为今后油菜抗菌核病研究提供了有益参考。     

以器官和发育特异性抗病双基因转化油菜

菌核病是我国油菜主产区的主要病害，系由核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)的子囊孢子在晚春直接侵染开花植株衰老的叶片，或先侵染飘落在衰老叶片上的花瓣后再产生菌丝侵入叶片和植株本体。几丁质是核盘菌菌丝体细胞壁的主要组成成分，几丁质酶破坏真菌菌丝尖端新合成的几丁质而抑制病菌的生长。草酸是核盘菌侵染寄主植物后分泌的毒素，草酸氧化酶能够分解草酸，缓解核盘菌在油菜体内的毒性。我们将几丁质酶基因和草酸氧化酶基因与拟南芥衰老叶片启动子PSAG12嵌合在一起构建成表达载体，使两外源抗病基因仅在转基因油菜的衰老叶片中表达，在发挥抗病作用的同时最大限度地节约了植物的能量消耗。本实验采用in planta的转化方法，转化效率在0．1％左右，每个转基因植株的插入位点为1——3个拷贝。对T1代转基因植株的RT-PCR分析表明，两个外源抗病基因在衰老叶片中的表达强于幼嫩叶片。转基因植株叶片尤其是衰老叶片对核盘菌的抗性及对草酸毒素的耐性均得到了增强。从转基因植株上飘落的花瓣也表现出对核盘菌抗性的提高。抗病双基因在叶片和花瓣发育的特定时期表达不仅提高了油菜对核盘菌侵染的针对性，还可能减轻转基因植株的能源消耗和生理扰乱。对转基因植株后代的农艺学和生理学研究正在进行之中。     

大豆菌核病研究进展

由核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum (Lib.) de Bary)引起的大豆菌核病是一种世界性分布的重要病害,严重威胁大豆产业的安全生产和发展。为了更有效地预防和控制大豆菌核病的发生和发展,本文归纳了大豆菌核病的病原生物学特性、病害循环、致病机理、抗病育种以及综合防治等方面的最新研究,指出了深入挖掘优良抗性资源并探究大豆-核盘菌的互作机制,为后期开发高效的综合防治技术奠定基础。     

咪鲜胺锰盐是一种很有潜力的油菜菌核病防治药剂

<正>中国农业科学院油料作物研究所一项研究表明,咪鲜胺锰盐是一种很有潜力的油菜菌核病防治药剂。科研人员研究比较了油菜菌核病菌——核盘菌对咪鲜胺锰盐和其余3种杀菌剂的敏感性,以探讨咪鲜胺锰盐防治油菜菌核病的潜力,筛选菌核病防治新药剂。他们先后在实验室测定了不同杀菌剂对核盘菌菌丝生长和菌核萌发的抑     

抗感菌核病甘蓝型油菜近等基因系盛花期叶片转录组比较分析

为了研究甘蓝型油菜与菌核病病原核盘菌互作的分子机制,挖掘分别与甘蓝型油菜抗、感病相关的基因,以高抗菌核病品种湘油15(Xiangyou 15)及其感病的近等基因系98C40NL为材料,利用转录组测序技术(RNA-Seq)对2个品种盛花期叶片接种核盘菌前及接种后12,24 h差异表达基因进行了分析,并采用实时荧光定量PCR技术对部分基因表达进行验证。测序得到34.16 G Clean bases,6个样本中共鉴定出78 582个基因。相对于高感品种,湘油15在3个时间点共有1 296个基因下调表达,1 495个基因上调表达; 54个基因在3个时间点都表现显著差异,其中18个基因在3个时间点都下调,27个基因在3个时间点都上调。差异基因主要富集在氧化还原、植物激素信号转导、钙信号通路、苯丙烷类代谢、次生代谢产物合成等途径。通过荧光定量PCR验证,BnaA03g09060D、BnaA01g26640D、BnaA03g09090D、BnaA04g12120D、BnaA01g26920D 5个基因在高抗品种的表达显著高于高感品种,可能与寄主植物防御核盘菌的侵染有关;BnaA06g10010D、BnaA09g16180D、BnaAnng19580D、BnaC01g40400D、和BnaC06g05340D 5个基因则在高感品种中表达显著高于高抗品种,可能与核盘菌感病受体相关。研究结果为解析油菜与核盘菌互作机理及挖掘菌核病抗性和受体基因提供参考依据。     

寄主诱导的基因沉默干扰核盘菌致病基因OAH在甘蓝型油菜抗菌核病中的应用

油菜是我国第一大油料作物,菌核病是我国油菜面临的主要病害之一。本试验利用HIGS技术将核盘菌中关键致病基因SS1G＿08218 (OAH)的干扰片段转化到甘蓝型油菜中,获得含有siRNA的转基因油菜植株,研究HIGS介导的SsOAH基因沉默对油菜抗菌核病的影响。接种核盘菌后的抗病鉴定结果表明,SS.OAH.RNAi转基因油菜植株对核盘菌抗性增强;R18、R25和R36株系叶片接菌后病斑部位核盘菌菌丝内的OAH基因表达量均低于野生型,证明siRNA在转基因油菜中成功表达;在添加了转基因油菜叶片提取物的培养基上培养的核盘菌扩展面积显著小于野生型,分别降低35.29%、21.98%、31.53%,且菌丝生长显著迟缓,扩展长度较短,分支少,生长过程中发生断裂,生长异常,将其接种于正常的野生型油菜后,其致病力明显下降;对转基因油菜叶片接种核盘菌后观察发现,叶片上的菌丝扩展较为稀疏,生长受阻,侵染垫形成受到抑制,暗示在油菜中表达OAH基因的干扰片段影响了菌丝生长和扩展;进一步检测其病斑组织中的草酸含量发现,接菌36 h、48 h后转基因油菜病斑组织中的草酸含量为391μg g–1、446μg g–...     

核盘菌诱导下甘蓝型油菜防御相关基因表达差异分析

菌核病是油菜主要病害, 至今尚未在油菜及相关植物中找到抗性基因。本研究利用qRT-PCR法比较了抗病品种宁RS-1和感病品种APL01在接种核盘菌后0~48 h内11个防御相关基因的表达差异, 以揭示抗病品种宁RS-1的抗病机制。结果表明, 4个基因(PGIP、Cu/ZnSOD、OXO和GLP)在核盘菌诱导前后抗、感品种内表达量均较高, 且抗病品种的表达量显著高于感病品种, 尤其是PGIP基因, 抗病品种宁RS-1在24 h的表达量为诱导前的170.4倍, 而感病品种仅为诱导前的3.5倍, 该时期抗病品种PGIP的表达量为感病品种的1299.4倍;2个基因(LOX2和PDF1.2)在诱导前后抗、感品种内的表达量均较低, 但抗、感品种间表达量差异显著;5个基因(FeSOD、PAL、EDS1、PR1和EIN3)诱导前后抗、感品种内的表达量均较低, 且抗、感品种间的表达量差异不显著。推测抗病品种宁RS-1对菌核病的抗性可能是由于PGIP的上调表达, 抑制了核盘菌PG蛋白对侵染部位油菜组织细胞壁的降解, 从而抑制了油菜菌核病的发生与蔓延。     

不同向日葵品系对菌核病抗性的综合鉴定

由核盘菌侵染引起的向日葵盘腐型菌核病会使向日葵产量降低,籽粒皮壳率增加,籽仁蛋白质及含油量下降,严重影响籽粒的食用价值和商品价值,筛选对菌核病有抗性的向日葵育种材料仍然是防治该病害最经济有效的途径之一。通过将大田病圃采集的核盘菌菌核进行 75% 酒精、5% 次氯酸钠溶液综合消毒后,得到纯化的核盘菌菌核,将一部分菌核接种在PDA 培养基并配制成 20g/L 的菌丝悬浮液进行大田室外鉴定;另一部分接种在基本培养基用于室内离体叶片鉴定。通过对 38个不同向日葵自交系综合鉴定,共发现抗菌核病品系 1 个,耐病品系 3 个,感病品系 25 个,高感品系 9 个,为实现向日葵抗菌核病的分子育种目标奠定了基础。     

大豆菌核病抗病资源的筛选

豆菌核病是由核盘菌侵染所造成的一种世界性病害,其寄主广泛,危害严重。在我国油菜、大豆和保护地蔬菜的菌核病问题尤为突出,严重时会导致毁灭性的损失。本试验从三种人工接种方法中筛选了一套简单易行的茎干切割的方法,对黑龙江主栽的大豆品种进行了苗期菌核病的耐病性鉴定,鉴定出耐病资源9份,占总鉴定材料的18%。为今后的大豆抗菌核病育种工作奠定坚实的理论和实践基础。     

抗菌核病甘蓝型油菜种质的筛选与鉴定

菌核病是由核盘菌引起的常年严重危害油菜生产的真菌性病害。通过收集贵州油菜种植区田间菌核,对其进行培养繁殖获得大量核盘菌;利用繁殖的菌核对2 000份甘蓝型油菜恢复系种质资源进行连续2年田间鉴定,从中筛选出51份抗菌核病恢复系材料,其中39份材料的菌核病发病率、病情指数和相对发病指数均低于抗性对照中油821。结合油菜种子品质分析,结果显示,种子芥酸含量与油菜菌核病抗性成正相关关系。     

在田间生产中盾壳霉或可与草甘膦和草铵膦混合施用

正盾壳霉属于半知菌门、腔孢纲、球壳孢目、盾壳霉属,常用于土壤处理,减少土壤中休眠的核盘菌菌核数量,或花期喷雾处理作物地上部分,保护花瓣免受核盘菌的侵染。随着我国农业栽培模式的改变,作物轻简化栽培技术得到大力推广,盾壳霉生防制剂在播前土壤处理防治油菜等作物菌核病时,不可避免地会遇到与除草剂共同施用问题。研究盾壳霉对化学除草剂的敏感性,作为评     

核盘菌液滴凝集素SSL-6基因过表达质粒构建与油菜转化

菌核病是由腐生型真菌核盘菌寄生引起的一种世界范围性严重病害,是我国油菜的主要病害之一,严重影响油菜的品质和产量。目前没有找到针对核盘菌的有效的免疫资源,因此通过不同的途径来开展抗菌核病抗性资源筛选研究具有非常重要的现实意义。本研究本着"以毒攻毒"的思路,将核盘菌自身可能参与致病的分泌型凝集素蛋白SSL-6基因转入甘蓝型油菜中,以期获得具有抗菌核病的油菜种质资源。通过基因克隆、过表达载体构建和借助根癌农杆菌介导的油菜遗传转化,将SSL-6基因转到甘蓝型油菜"中双6号"基因组中;经过潮霉素抗性筛选与PCR鉴定,成功获得了75株转基因油菜;进一步RT-PCR检测,筛选到5株SSL-6基因高表达的转基因植株。这些转基因油菜植株为下一步菌核病的抗性研究提供了重要的基础材料。     

首个盾壳霉产品获批临时登记

<正>10月22日,湖北信风作物保护有限公司获批临时登记首个盾壳霉产品——40亿孢子/克可湿性粉剂,低毒,登记作物和防治对象为油菜菌核病。据有关资料,盾壳霉(Coniothyrium minitans)属于真菌界(Fung)i双核亚界(Dikarya)子囊菌门(Ascomycota)盘菌亚门(Pezizomycotina)座囊菌纲(Dothideomycetes)格孢菌目(Pleosporales),是Campbell从核盘菌的菌核上首次分离发现并描述。盾壳霉是核盘菌的重要寄生菌,能寄生核盘菌(S.scle-     

有机硅助剂对咪鲜胺防治油菜菌核病有增效作用

<正>中国农业科学院油料作物研究所科研人员近期采用喷壶对田间油菜进行模拟降雨,测定了咪鲜胺的耐雨水冲刷力及有机硅助剂对咪鲜胺防治油菜菌核病的影响。结果表明,模拟降雨(喷水)能显著降低咪鲜胺对核盘菌的抑制作用,但添加有机硅可有效防止喷水处理对咪鲜胺防     

BnMAPK1超量表达提高甘蓝型油菜菌核病抗性

植物MAPKs (mitogen-activated protein kinases)在多种生物和非生物胁迫中起重要作用。课题组前期克隆了甘蓝型油菜BnMAPK1基因,并获得BnMAPK1超量表达植株。本文以甘蓝型油菜中油821DH系为对照,以超量表达BnMAPK1的转基因油菜为试材,采用离体叶片接种的方法,测定染病叶片病斑的大小及病斑周围叶片的草酸含量,并用qRT-PCR检测转基因植株4个病程相关蛋白(OXO、Cu/ZnSOD、PR2、PR3)编码基因在核盘菌胁迫下的相对表达动态变化。结果表明,甘蓝型油菜BnMAPK1超量表达可显著抑制核盘菌对离体叶片的侵染,控制染病叶片内草酸毒素的积累,可能可以解除核盘菌对OXO表达的负调控,使另外3个病程相关蛋白基因(Cu/ZnSOD、PR2、PR3)表达上调。表明BnMAPK1超量表达可有效提高油菜菌核病抗性。     

α-甘露糖苷酶SSc4基因过表达质粒构建与油菜转化

菌核病是由核盘菌引起的一种世界性的真菌病害,对我国油菜生产危害尤为严重。但是现在已知的所有植物资源中都找不到对核盘菌完全具有抗性的基因资源。本研究采用"以毒攻毒"的途径,将核盘菌自身参与致病的一个α-甘露糖苷酶SSc4基因转到甘蓝型油菜中,以期获得对能对核盘菌产生抗性的油菜种质新资源。本研究克隆核盘菌的SSc4基因,构建了其过表达质粒,并通过农杆菌介导转化油菜,实验共筛选到159株抗性苗,其中获得了27株转基因油菜,转化率约为1%。对其中的9株转基因苗进一步作RT-PCR检测,显示有6株转基因植株中SSc4基因高表达,实现了设计目标。     

四川盆地栽培油菜品种菌核病抗性监测

旨在对四川盆地主栽油菜品种抗菌核病性进行监测评价,为品种合理应用提供参考依据。于2018、2019连续两年在田间病圃内,对31个油菜市场品种采用人工菌丝块组织接种法接种核盘菌,调查油菜茎秆、分枝角果等组织菌核病发病程度,评价各品种菌核病抗（耐）病性。结果表明：有21个品种抗性稳定,即两年抗病性表现一致。其中‘德虹油1号’高抗（耐）菌核病,‘德名油100’和‘科乐油998’中抗（耐）菌核病;‘科源油2号’、‘宜油17’等10个品种低抗（耐）菌核病。‘油研11’、‘德油5号’等8个品种低感菌核病。‘德油9号’、‘宜油19’等10品种抗（耐）性菌核病性不稳定或丧失。综上,‘德虹油1号’、‘德名油100’和‘科乐油998’3个品种可作为抗病育种亲本或利用品种进行病害防控推广应用。     

通过CRISPR/Cas9技术突变BnMLO6基因提高甘蓝型油菜的抗病性

基因编辑技术可以实现对目标基因高效准确的修饰,为植物遗传改良开辟了新途径。霉菌抗性位点(Mildew resistance locus O, MLO)基因是植物对白粉病菌防御的主效负向调节因子,突变后能增强植物对白粉病的抗性,但在油菜中是否具有同样的功能尚未见报道。为解析该基因在油菜抗病中的功能,本研究通过分析油菜接种核盘菌后基因的表达情况发现,BnMLO6基因受核盘菌诱导表达;利用CRISPR/Cas9基因编辑技术获得了一份BnMLO6基因6个同源拷贝同时突变的材料mlo6-212。遗传分析表明,CRISPR/Cas9引起的BnMLO6基因突变能够稳定遗传;mlo6-212突变体在田间和温室条件下都表现出明显的白粉病抗性;在接种核盘菌24 h后,病斑面积显著低于野生型,减小19.5%;BnMLO6基因突变能激发叶片胼胝质的自发堆积,增强接菌后乙烯和茉莉酸抗病信号。因此,BnMLO6基因可能参与了多条抗病信号路径,负向调控油菜对白粉病和菌核病的抗性。研究结果不仅为BnMLO6基因协同调控油菜多种病原菌抗性的研究提供了参考,也为油菜抗病性遗传改良提供了抗性资源和技术支撑。     

果桑肥大性菌核病菌和油菜菌核病菌的交叉侵染、生物学特性及遗传关系

分别以果桑肥大性菌核病菌和油菜菌核病菌的子囊孢子交叉接种油菜和果桑。结果表明,杯盘菌子囊孢子能够侵染油菜,同样,核盘菌子囊孢子能够侵染果桑;在受侵染的桑椹上2种病菌均产生分生孢子梗和分生孢子,而在油菜上不产生。显微镜观察,杯盘菌的子囊盘外囊被切面为圆胞组织结构,核盘菌为角胞组织结构。SRAP分子标记和聚类结果表明,采自西南地区果桑上的杯盘菌和油菜上核盘菌基本各自聚在一类,其中一个杯盘菌分离物和一个核盘菌分离物聚在一类,表现特别。2种寄主上的病菌子囊孢子能相互侵染,因而果桑和油菜不能间套种植。     

硒对油菜菌核病菌的抑制作用

为明确离体条件下硒能否抑制油菜菌核病病原菌——核盘菌的生长,采用平板培养和液体培养基培养的方式,研究了不同浓度的外源硒对核盘菌菌核的萌发、生长、抑制或致死效果以及菌丝细胞蛋白质和核酸物质外渗的影响。结果表明：硒对核盘菌的生长表现出显著的抑制作用(P＜0.05),其抑制中浓度(EC₅₀)为2.23 mg/L;外源硒仅抑制了核盘菌的生长,并未使其致死;低浓度的硒(＜5 mg/L)未显著抑制核盘菌菌核的萌发,当硒的浓度达到50 mg/L时,菌核的萌发抑制率达100%;硒作用下培养基中蛋白质(OD₂₈₀)和核酸类物质(OD₂₆₀)的含量增加,且二者的含量均随硒浓度的增加呈现递增的趋势,反映出外源硒显著增加了核盘菌细胞膜的通透性。研究结果证实,适量的外源硒可显著抑制油菜菌核病原菌的生长。研究结果将为促进微量元素硒在农业安全生产等领域的应用提供理论依据。