江苏省稻瘟病菌致病力分化及无毒基因组成分析

针对2013-2017年从江苏省采集标样并分离得到的共计621个稻瘟病菌[Magnaporthe oryzae (Hebert)Barr]单孢菌株,利用10对稻瘟病菌无毒基因(ACE1、PWL1、Avr-Pita、Avr1-CO39、Avr-Pizt、Avr-Pib、Avr-Pia、Avr-Pii、Avr-Pik、Avr-Pi9)特异性引物进行扩增,分析江苏省稻瘟病菌无毒基因的分布及频率。结果表明:上述10个无毒基因在江苏省均有分布,但出现频率不同,其中平均扩增频率最高的为Avr-Pib,达到74. 56%,最低的是Avr-Pia,只有9. 34%。Avr-Pib、Avr-Pik、Avr-Pizt连续5年扩增频率较高且稳定遗传。此外,采用日本清泽鉴别品种对稻瘟病菌供试菌株进行致病力测定,结果表明供试菌株对Pi-zt、Pi-z、Pi-ta、Pi-ta2、Pi-i表现为弱毒力。综上所述,江苏省稻瘟病菌群体组成较为复杂,且存在较大易变性;无毒基因的分布存在较大差异,且与地理区域密切相关。     

辽宁省稻瘟病菌生理小种及无毒基因鉴定

【目的】本文研究了辽宁省稻瘟病菌生理小种种群动态和无毒基因的构成,为辽宁省水稻品种合理布局及抗瘟育种提供理论依据。【方法】利用7个水稻鉴别品种对2017-2018年采自辽宁省各个稻区的151株稻瘟病菌进行生理小种鉴定,并根据已克隆的10个稻瘟病菌无毒基因序列设计引物,对供试菌株进行PCR检测。【结果】供试菌株被划分为6群41个生理小种,ZA和ZB为优势种群,占比分别为42.36%和31.76%,ZC、ZD、ZE和ZF占比分别为5.96%、3.97%、3.31%和12.58%,未检测到ZG种群。供试菌株全部携带无毒基因Avr-Pi9;大部分菌株携带无毒基因Avr-Pita、AvrPiz-t、Avr-Pik、PWL2和ACE1,携带频率分别为:90.07%、94.04%、93.38%、92.72%、98.68%;无毒基因Avr-Pib携带频率较低,仅有27.81%;无毒基因Avr-Pii、Avr-CO39和Avr-Pia未检测到。【结论】辽宁省稻瘟病菌生理小种和无毒基因组成结构复杂,在辽宁省水稻品种布局中,应推广含有Pita、Pi9、Pizt和Pik抗性基因的水稻品种。     

黑龙江省稻瘟病菌无毒基因的检测

为了探索黑龙江省稻瘟病菌无毒基因的分布情况,通过分子标记法对黑龙江省19个地区的204个稻瘟病菌的菌株进行PCR扩增,检测是否含有无毒基因Avr-pita、AVR-CO39、PWL2和PWL3。结果表明:各基因的出现频率差异较大,PWL2的出现频率较大,为52.94%,PWL3最低,出现频率为0,Avr-pita和AVRCO39的出现频率分别为39.22%和37.75%。黑龙江省稻瘟病菌的群体结构复杂,在不同地区甚至相同地区的菌株中无毒基因的存在情况都有明显的差异。     

6个稻瘟病抗性基因在浙江省主栽水稻品种中的分布和抗性评价

【目的】检测浙江省40份水稻栽培品种和6份稻瘟病菌生理小种鉴别品种中6个抗性基因分布情况,同时鉴定品种苗瘟抗性水平,探讨携带抗性基因和抗性水平相关性。【方法】利用功能性分子标记检测品种中Pi1、Pi9/Piz、Pi2/Pizt、Pikh、Pikm、Pita,6个稻瘟病抗性基因的分布情况。用2015-2017年田间采集到的141个稻瘟菌菌株鉴定46个水稻品种苗瘟抗性水平。【结果】6个抗性基因在浙江省栽培品种中分布频率不同,其中Pita基因分布最广,占47.83%;其次是Pikh,占41.30%;抗性基因Pi2/Pizt和Pikm在栽培品种中分布频率相等,均为34.78%;抗性基因Pi9/Piz在栽培品种中分布较少,仅有21.74%;抗性基因Pi1仅在稻瘟病菌生理小种鉴别品种TTP中检测到。抗性水平鉴定结果显示22个品种的抗性频率在60%以上,两个品种的抗性频率达到80%以上。【结论】浙江40份水稻栽培品种和6份稻瘟病菌生理小种鉴别品种携带抗性基因和其抗性水平部分相关。     

江西省稻瘟病菌的无毒基因分析

以30个水稻抗稻瘟病近等基因系或单基因系为材料,在水稻苗期接种,测定来自江西省水稻产区195个稻瘟病菌单孢菌株的致病性。结果表明,江西省稻瘟病菌群体含有29个与测试抗病基因相对应的无毒基因,但未检测到无毒基因Avr-a(2),其中60.00%菌株表现出强致病性。病菌群体对抗瘟基因Pi-zt,Pi-1(1),Pi-z5和Pi-k表现出较低的毒力频率,表明这些抗瘟基因在江西省可作抗源单独或聚会使用。2006-2008年江西省稻瘟病菌群体中分别出现了24,27,29个无毒基因,其中有24个无毒基因在各年份均有分布,Avr-a(1),Avr-a(2),Avr-i,Avr-ks(1),Avr-ks(2),Avr-ta,Avr-b,Avr-t,Avr-sh(2),Avr-km,Avr-ta(C),Avr-ta2,Avr-kp(C),Avr-b(C),Avr-3(1)和Avr-5(t)等16个无毒基因的出现频率均低于30%,提示在江西省内与之相对应的抗瘟基因在抗稻瘟病育种中应慎用。江西省稻瘟病菌单孢菌株无毒基因组合数目为0～18个,数字相对较小。     

源于广8 A杂交稻组合的稻瘟病菌无毒基因型分析

【目的】分析源于广8 A杂交稻组合的稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)无毒基因型,为华南不同主栽抗病水稻品种的合理布局提供参考依据。【方法】利用抗稻瘟病单基因系,对稻瘟病菌单孢分离菌株进行致病型测定;并根据已克隆的且与稻瘟病菌致病性相关的8个无毒基因功能性分子标记进行分离菌株的无毒基因型分析。选取分离自广8 A杂交稻组合的27个稻瘟病菌单孢菌株,提取各菌株的菌丝体DNA作为模板,进行PCR扩增及琼脂糖凝胶电泳检测。并对其中的7个稻瘟病菌菌株进行相应无毒基因全长或CDS区域的PCR产物测序,将测序序列与相应无毒菌株的无毒基因序列进行比较分析。【结果】所测定的菌株对其中的5个单基因系IRBLkh-K3(Pikh)、IRBLb-B(Pib)、IRBLz5-CA(Pi2)、NIL-e1(Pi50)和IRBL9-W(Pi9)表现高的无毒性频率(85%),所有菌株对单基因系IRBL9-W(Pi9)和NIL-e1(Pi50)都表现无毒;这些菌株对其中的7个单基因系表现较低的无毒性频率(20%),包括IRBLks-F5(Piks)、IRBLa-A(Pia)和IRBL19-A(Pi19)等,表明分离自广8 A杂交稻组合的稻瘟病菌对不同的单基因系表现出不同的致病型。所有菌株都被检测出含无毒基因AvrPi9和AvrPik,并可检测到无毒基因AvrPik的2种类型:AvrPik-D型和AvrPik-E型,但未检测出无毒基因Avr1-CO39、AvrPii和AvrPia。在部分菌株中能检测到无毒基因AvrPiz-t、AvrPib和AvrPita预期大小的产物,但在所检测的菌株中均以较低的频率与不同的突变类型出现。对GD13-621、GD14-349与GD15-291等7个菌株分别进行相应无毒基因的PCR产物测序,AvrPi9、AvrPita及AvrPiz-t的基因序列与其各自无毒菌株的无毒基因序列完全一致,表明分离菌株中这3个无毒基因的基因结构相对稳定。测序菌株的AvrPib基因序列与已报道的AvrPib无毒菌株的序列在基因的上游区域存在2个SNP的差异及3个连续碱基的插入,具有较丰富的多样性;6个测序菌株的AvrPik基因序列高度一致,仅在编码区存在1个SNP的差异即136(C/A),该位点SNP的变异导致氨基酸的错义突变46(H/N),表现为菌株携带AvrPik-D或AvrPik-E型。【结论】在华南主栽品种广8 A杂交稻组合上分离的稻瘟病菌中AvrPi9和AvrPik分布较为广泛,在上述品种感病区域,可选用含Pi9和Pik的抗病品种作为轮换种植。     

江西稻瘟病自然病圃菌群毒性相关基因的鉴定与分析

【目的】为明确江西不同生态地区稻瘟病自然病圃菌群的无毒基因与致病基因分布以及遗传结构。【方法】利用已克隆的8个稻瘟病菌无毒基因与8个致病基因特异性引物对来源于江西5个不同地区稻瘟病自然病圃的189个单孢菌株的基因组DNA进行PCR扩增检测,计算检测基因在不同地区菌株中的分布频率,并根据扩增结果进行聚类,分析稻瘟病菌群体遗传结构。【结果】8个无毒基因Avr-pia、Avr-pizt、ACE1、Avr-pit、Avr-pita、Avr-co39、Avr-pik、PRE1在江西5个稻瘟病自然病圃稻瘟病菌的检测频率存在较大差异,其中都昌菌株中Avr-pik检测频率最高,井冈山、丰城、万安菌株中Avr-pizt检测频率均最高,婺源菌株中Avr-pik、Avr-co39、PRE1检测频率最高均为100%,而Avr-pit在所有地区菌株中检出频率都是最低。8个致病基因MNH1、MgATG5、MPG1、MgYCA1、MgS11、MagB、MPS1、CPKA在江西5个地区稻瘟病自然病圃菌株中只检测到7个,MNH1未检测到,且存在较大的分布差异。MPG1在5个地区病圃稻瘟病菌的检测频率均为最高在90%以上...     

黑龙江省和海南省PWL基因家族在稻瘟病菌中的分布及变异

【目的】了解不同稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）菌株群体中PWL基因家族的分布和变异特征，为研究不同稻瘟病菌群体的遗传多样性及特异性提供依据。【方法】通过参考NCBI中公布的无毒基因序列分别对PWL基因家族的启动子区和CDS区设计特异性引物共8对，对2020年采自黑龙江省和海南省不同地区的397个稻瘟病菌单孢分离菌株提取DNA，进行无毒基因的PCR扩增并通过琼脂糖凝胶电泳检测，从检测结果中分别选取囊括不同地区的代表菌株对扩增片段进行测序分析。测序结果与NCBI中相应无毒基因启动子区和CDS区的碱基与氨基酸序列进行比较分析。【结果】在PCR电泳检测结果中，PWL1在所有菌株中均未检测出；PWL2、PWL3和PWL4在黑龙江省和海南省中均扩增出特异性片段，说明这3种基因在两省中均有分布并分别存在不同的分布频率与变异类型。其中PWL2在黑龙江省和海南省中分布频率最高，分别为98.14%和100%;PWL3和PWL4在两省中的分布频率具有显著差异，这2种基因在黑龙江菌株中频率分别为89.30%和82.79%，而在海南菌株中均为5.49%。通过对无毒基因组合进行分析，结果显示，组...     

辽宁省稻瘟病菌无毒基因型鉴定及分析

【目的】鉴定稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）的无毒基因型,了解无毒基因在不同地区流行菌株中的分布情况,为品种布局提供参考。【方法】根据已经克隆且与稻瘟病菌致病性相关的6个无毒基因序列设计引物,选取辽宁省稻瘟病常发区的26株稻瘟病菌单孢菌株,提取各菌株DNA样本作为模板,进行PCR扩增。通过琼脂糖凝胶电泳及PCR产物测序,对6个无毒基因PCR产物进行碱基和氨基酸序列的分析比较。对琼脂糖凝胶电泳未出条带的,设计不同引物进行验证性试验。【结果】在PCR产物电泳检测中,Avr1-CO39、Avr-pia和Avr-pii没有产物条带,对这3个无毒基因设计验证引物,其PCR产物电泳检测仍没有条带出现,其结果证明辽宁省各水稻主产区流行稻瘟病菌中多不携带Avr1-CO39、Avr-pia和Avr-pii;对于其他3个无毒基因 AvrPiz-t、Avr-pik和Avr-pita则有特异性扩增产物,说明这3个无毒基因在各稻区稻瘟病菌中以不同突变类型及不同频率出现。其中,与Pi2、Pi9和Piz-t对应的AvrPiz-t,分别在22个菌株的中被检测到,且有21个菌株的序列与其序列一致,说明该基因遗传相对稳定,也间接证明携带Pi2、Pi9和Piz-t 的水稻品种在辽宁地区的广谱抗性;与基因组序列不同的16号菌株,在DNA序列192 bp处发生一个单碱基C的缺失,从而导致移码突变,且碱基突变导致氨基酸序列至72位氨基酸时提前终止,而使该基因编码的蛋白质失去无毒基因的功能。与Pik、Pik-p、Pik-m和pik-s对应的Avr-pik,电泳检测结果表明各菌株均有特异性条带出现,经测序验证等位基因序列分为4种类型（B、D、F、G）,其中12个菌株携带可为Pik或其等位基因Pik-m和pik-p所识别的D类型;9个菌株携带B类型,该等位基因曾被报道,但是否具有无毒基因的功能仍未验证;另有2个菌株携带F类型等位基因,该基因为首次发现,并分别出现在丹东和盘锦地区。其特点在于与D类型基因间存在143（A/G）的碱基差异,氨基酸序列翻译结果显示其为错义突变,即48（G/D）;而其余3个菌株携带G类型等位基因,该基因亦属首次发现,且仅出现在抚顺新宾地区,碱基序列与D类型存在168（G/A）的差异,导致翻译提前终止,基因功能丧失。对于Avr-pita,26个菌株特异性扩增产物一致,但测序检测到5种等位基因类型,且均与Avr-pita有差异,碱基序列的变化多导致错义突变。这5种等位基因的氨基酸序列之间差异由3个氨基酸位点的差异所致,分别为83（D/N）、192（Y/C）和207（K/R）,3处突变均在基因结构域范围内,几种等位基因均已见报道。【结论】辽宁稻区流行稻瘟病菌中Avr-pik、AvrPiz-t和Avr-pita分布较为广泛,选育及推广携带相应抗病基因的水稻品种可减轻稻瘟病的危害。     

黑龙江省和海南省稻瘟病菌中AVR-Pita家族的分布及变异分析

【目的】通过检测黑龙江省和海南省不同稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)菌株群体中AVR-Pita家族的分布情况和变异特征，了解其变异类型的致病表型，为区域内抗病种质的筛选与选育提供参考。【方法】通过参考NCBI中公布的AVR-Pita家族序列分别对启动子区和CDS区设计特异性引物共6对，对2020年采自黑龙江省和海南省不同地区的397个稻瘟病菌单孢菌株提取DNA，进行PCR扩增。通过电泳检测结果，分别选取囊括不同地区的代表菌株对扩增片段进行测序。测序结果与NCBI中相应的碱基与氨基酸序列进行比较分析，并利用水稻抗性单基因系，对不同变异类型的稻瘟病菌菌株进行无毒功能验证。【结果】在PCR电泳检测结果中，黑龙江省稻瘟病菌菌株携带所有待测基因，分布广泛且检出频率较高；而海南省稻瘟病菌菌株中仅携带AVR-Pita1和AVR-Pita2，并以低频率集中存在。无毒基因组成分析结果显示，黑龙江稻区的稻瘟病菌菌株复杂多样，携带的基因型种类较海南菌株丰富。PCR产物测序检测结果显示，AVR-Pita家族以点突变、插入和缺失为主要变异类型划分为19种,且不同稻瘟病菌群体来源的菌株，其变异类型...     

PWL基因家族在稻瘟病菌中的分布及变异初探

PWL寄主特异性无毒基因家族是稻瘟病菌无毒基因中一个重要的类群,了解PWL家族成员在稻瘟病菌中的分布和变异对稻瘟病菌群体遗传多样性的研究具有重要价值。研究通过设计23对引物对PWL家族成员进行分布和变异分析,结果筛选到12对引物有特异性扩增结果。扩增结果表明PWL家族基因的主要变异为缺失,试验结果表明,PWL1基因仅存在于牛筋草来源的稻瘟菌菌株中存在,而在分离于水稻的稻瘟病菌中表现为完全缺失;与此相反,PWL2基因则仅在水稻来源的菌株中存在。而插入变异仅存在于部分菌株PWL4基因的上游区域。结果还表明PWL家族成员在稻瘟病菌中具有丰富的的扩增多态性,对稻瘟病菌群体遗传多样性的研究具有重要价值。     

The arms race between Magnaporthe oryzae and rice: Diversity and interaction of Avr and R genes

Rice blast disease, caused by Magnaporthe oryzae, threatens global food security. The rice blast pathosystem is a longstanding model system for understanding plant-microbe interactions. In order to elucidate the coevolution of the host and pathogen, and provide the appropriate methods for preventing or controlling rice blast disease, researchers have focused on the evolution of virulence factors and resistance genes. Thus far, more than 30 rice blast resistance(R) genes and 12 avirulence(Avr) genes have been cloned. This review summarizes the cloned rice blast R genes, cloned Avr genes of M. oryzae and the interaction between them. This discussion also considers some of the major unanswered questions concerning this pathosystem and the opportunities for future investigations.     

水稻稻瘟病菌研究进展

介绍了稻瘟病菌生理小种的鉴别与命名,稻瘟病菌的侵染机理、变异原因和基因研究概况;指出在稻瘟病菌鉴别品种、侵染机理和无毒基因研究中存在的问题;提出培育国际统一使用的稻瘟病菌鉴别品种、加强稻瘟病菌对水稻地上部组织外的其他侵染途径以及稻瘟病菌无毒基因的研究等策略,以深化对稻瘟病的研究,使稻瘟病的系统研究得到快速发展。     

湖南省稻瘟病菌无毒基因鉴定

【目的】了解湖南省稻瘟病菌无毒基因组成,为培育水稻新品种及合理布局抗稻瘟病品种提供参考依据。【方法】采用2014年分离自湖南桃江病圃丽江新团黑谷(LTH)上的120个稻瘟病菌单孢菌株室内离体针刺接种于24个已知抗瘟基因的水稻近等基因系(NILs)上,对供试菌株进行无毒基因鉴定。【结果】120个稻瘟病菌含有全部24个无毒基因,在24个无毒基因中,出现频率高于40.00%的有Avr-Pita和Avr-Pish;出现频率在30.00%~40.00%的无毒基因有Avr-Piz、Avr-Piz5、Avr-Pi3和Avr-Pi9;其余无毒基因出现频率均较低,特别是Avr-Piks、Avr-Pikp、Avr-Pib、Avr-Pi12和Avr-Pi11出现频率均低于10.00%。【结论】含抗性基因Pi-ta和Pi-sh的水稻品种可在湖南省推广利用;含抗性基因Pi-z、Pi-z5、 Pi-3和Pi-9的水稻品种在湖南推广时应慎重考虑;含抗性基因Pi-ks、Pi-kp、Pi-b、Pi-12和Pi-11的水稻品种不宜在湖南省推广利用。     

稻瘟病菌八个组合后代菌株对楚粳3号的致病性遗传分析

 报道了利用8个稻瘟病菌杂交组合的后代菌株在云南水稻品种楚粳3号上的致病分离,分析稻瘟病菌94-64-1b对该品种所持有的无毒基因的研究结果。结果表明,94-64-1b 对楚粳3号持有的两个无毒基因,在自交后代中,发生了两基因的分离,在两次自交后,子囊孢子菌株中出现了持有单个无毒基因的菌株。根据基因对基因学说,说明水稻品种楚粳3号对菌株94-64-1b持有两个抗病基因。     

稻瘟病菌效应蛋白与水稻互作研究现状及展望

水稻是世界上最重要的粮食作物之一，水稻安全生产关乎食品安全问题。由稻瘟病菌引起的稻瘟病是一种世界性的真菌病害，给水稻生产造成严重损失。相较于药物防治，抗病品种的培育与应用是控制该病害最为经济有效的方法。然而，田间稻瘟病菌群体复杂多样、杀菌剂过量施用、气候环境变化等因素造成小种变异迅速，品种的抗性往往只能维持 3~5 年。稻瘟病菌通过无毒基因的变异产生新的生理小种，逃逸或抑制水稻的免疫系统，实现侵染致病。目前已在稻瘟菌中鉴定出 26 个无毒基因，其中 14 个已被克隆，其在病原菌的侵染、定殖和干扰寄主免疫反应过程中发挥重要作用，稻瘟菌效应蛋白和水稻抗性蛋白的互作分子机理研究也不断深入。研究稻瘟菌的致病机理及其与水稻互作的分子机制有助于更好地理解病原菌的作用途径和植物抗病基因响应的免疫反应，以制定更高效、绿色的防治措施。本文综述了近年来稻瘟病菌效应蛋白在水稻细胞转运和分泌的过程、效应蛋白与抗病蛋白互作的研究进展和效应蛋白的区域性分布，讨论和展望了当前研究面临的机遇和 挑战，以期为水稻与稻瘟病菌互作的分子机理研究、抗病育种及病害防控策略提供借鉴。     

水稻稻瘟病抗性基因的分子定位及克隆研究进展

 稻瘟病是全世界范围内影响水稻粮食生产的主要病害之一。培育和合理利用抗病品种是控制稻瘟病最经济、有效的措施。随着水稻（Oryza sativa）及稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）基因组测序的完成,水稻-稻瘟病菌的互作已成为研究植物与真菌相互作用的模式系统。在过去的50多年中,通过广泛的遗传分析,已经鉴定了84个稻瘟病抗性基因及大量的数量抗性遗传位点（quantitative trait locus）。其中,8个主效抗性基因及1个隐性部分抗性基因已被克隆。本文综述了迄今已鉴定及定位的稻瘟病抗性基因的研究情况,根据基因的定位信息将这些基因整合到一张连锁图谱中;对抗性基因簇以及簇内基因间的关系作了分析;并进一步对后基因组时代抗性基因克隆策略的变化及其对策进行了探讨。     

云南省稻瘟病菌群体对稻瘟病抗性单基因系的致病性分析

稻瘟病是水稻生产最具毁灭性的病害之一,抗病品种的利用是控制该病最经济、有效和环保的措施。明确稻瘟病抗性基因的抗性水平,可有效指导抗病育种的开展。本研究利用24个以丽江新团黑谷为背景的稻瘟病抗性单基因系,对2007年至2010年采集自云南籼稻和粳稻区共379个稻瘟病菌株进行了致病性测定。结果表明,Pi9和Pi5可在籼稻和粳稻区使用;Pik-h、Pita-2、Piz-5、Pita和Piz基因只能在籼稻区使用;Piz-t和Pi20基因仅能在粳稻区使用。对2个基因的联合致病性系数、联合毒性系数和抗性互补系数分析表明,Pik/Pi7、Piz/Pi9和Pi1/Pikm等3对基因的组合可作为籼稻区的有效抗源组合;而Pi1/Pik-h、Pi5/Pi9和Pi9/Pi20等3对基因的组合可作为粳稻区的有效抗源组合。群体致病性分析表明,绝大部分的抗性基因在云南已经失效,需发掘新的抗源用于抗病育种。