谷子抵御白发病菌侵染的生理生化及基因表达分析

 白发病已成为我国谷子生产上的重要病害,不仅造成产量下降,还对谷子品质构成威胁。有关谷子品种响应白发病菌侵染的生理生化机制研究尚未见报道。本研究采用病菌卵孢子和谷粒混合的接菌方法分别接种抗病品种‘G1'和高感品种‘晋谷21'(JG21),并测定抗感谷子的植株形态指标、光合参数、防御酶活性、抗氧化酶活性、可溶性糖及脯氨酸含量,同时结合基因表达分析,旨在明确谷子响应白发病菌侵染机制。结果表明,白发病菌侵染抗感品种后,植株高度及叶面积均表现出不同程度的下降,感病品种的株高降低幅度远大于抗病品种;与抗病品种相比,感病品种中除了胞间CO₂浓度显著升高外,其他光合参数显著下降,且均低于抗病品种。抗病品种中抗氧化酶和防御酶活性及脯氨酸、可溶性糖含量均升高,显著高于感病品种。抗病相关基因Seita.2G024600(PR1)、Seita.7G168700(PAL)、Seita.1G240200(PAL)和 Seita.9G462500(POD)在抗病品种中上调,而在感病品种中表达受到抑制或下调。以上光合参数、酶活性、Pro和可溶性糖含量变化等生理生化指标可作为抗性鉴定和种质筛选的参考,这些差异表达基因可能参与了谷子对白发病菌抗病调控。研究结果可为谷子抗病分子机制及分子改良育种提供理论基础。     

枯萎病菌对西瓜不同抗感品种丙二醛含量及某些保护酶活性的影响

 本文以西瓜为材料,研究了西瓜苗期感染枯萎病菌(Fusarium oxysporum Schlecht.)后根部细胞内丙二醛含量、超氧化物歧化酶和过氧化氢酶活性的动态变化。结果表明,受枯萎病菌侵染的幼苗细胞内MDA含量的增加比率,抗病品种克伦生低于感病品种早花;SOD酶活性的下降比率,抗病品种克伦生低于感病品种早花;CAT酶活性增减的幅度,抗病品种克伦生低于感病品种早花。抗病品种克伦生在染病后的短时间内(48h左右)能使细胞内MDA、SOD酶和CAT酶的代谢基本恢复到正常状态,其自我调节和恢复正常状态的能力显著大于感病品种早花。     

玉米灰斑病抗性机制中活性氧代谢的作用

研究了玉米灰斑病菌侵染四个抗病和感病的玉米品种时，叶片内部活性氧代谢酶及细胞过氧化产物含量的动力学变化。结果表明，抗、感病品种的SOD、CAT及POD酶活性在病茵侵染后都变化显著，抗病品种各酶活性变化幅度比感病品种大。叶片内过氧化产物MDA含量则相反，抗病品种沈试29在接种第13天时叶片MDA含量只为18．46nmol／g，而感病品种铁单9为23．14nmol／g，抗病品种比感病品种增加幅度小。说明活性氧代谢在植物抗病机制中起着重要作用，抗病品种对活性氧代谢的酶调节能力强，病菌侵染后细胞过氧化程度低，在痛菌侵染时活性氧清除酶活性最大增加值与发病程度呈显著正相关。     

玉米灰斑病抗性反应中酚类物质代谢作用的研究

 研究了玉米灰斑病菌(Cercospora zeae-maydis)侵染前后的4个玉米品种苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、多酚氧化酶及木质素含量的变化。3种酶比活性在病菌侵染后都发生明显的先增后降的变化,而抗病品种的变化要明显大于感病品种的变化,尤其是苯丙氨酸解氨酶最大增加活性与品种抗病性呈现极显著的相关性。4个品种的木质素含量在病菌侵染的第9 d时增加到最大值,以后略下降,而且抗病品种的木质素含量峰值高于感病品种的峰值。     

黄瓜不同抗病品种感染镰刀菌枯萎病菌后几种酶活性的变化

 镰刀菌枯萎病的侵染使寄主黄瓜根部的苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性增加,抗病、感病各品种的3种酶活性曲线均呈现两个峰值,抗病各品种酶活性峰Ⅰ值比感病品种高。其中,感病品种的3种酶活性峰Ⅱ值大于峰Ⅰ值,而抗病品种酶活性峰Ⅰ值、Ⅱ值则在不同酶里有不同变化。在未感染情况下,抗病品种根部的苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性比感病品种高。     

黑痣病菌毒素对马铃薯幼苗生理生化抗性相关物质的诱导

为了探讨马铃薯抗黑痣病机制,采用毒素接种脱毒组培苗的方法,研究了黑痣病菌毒素对马铃薯不同抗性品种幼苗体内病程相关蛋白、木质素及游离脯氨酸含量的影响及其与抗黑痣病的关系。毒素处理后,感病品种大西洋和抗病品种底西芮幼苗几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性均明显升高,36 h升高幅度均达到最大,感病品种升幅大于抗病品种。底西芮和大西洋木质素及游离脯氨酸含量也大幅增加,但抗病品种的增加幅度大于感病品种。研究表明,黑痣病菌毒素诱导几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性升高以及木质素和游离脯氨酸含量增加是马铃薯幼苗抵抗毒素胁迫的内在机制;木质素、游离脯氨酸含量与品种抗病性呈正相关,而几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性变化则不是引起品种抗性差异的主要原因。     

杨树体内苯丙烷代谢与其对溃疡病抗性的关系

 本文采用组培愈伤组织接种法研究了不同抗病类型的杨树品种受溃疡病菌(Dothiorella gregaria Sacc.)侵染后苯丙氨酸解氨酶活性以及绿原酸和木质素含量的变化与抗病性的关系。纳果发现,受病菌侵染后各品种的苯丙氨酸解氮酶活性都有一个明显消长过程,但抗病品种的酶活性升高的幅度大(为感病品种的2倍),持续的时间也长;伴随酶活性的变化,各品种的绿原酸含量也发生明显变化,与感病品种相比,抗病品种的绿原酸不仅出现得早,而且积累的量也大(为感病品种的三倍);木质素的增量也与品种的抗病性呈正相关。上述结果表明,杨树对溃疡病的抗性与苯丙氨酸解氨酶的活性密切相关,该酶在抗病中的作用是通过其控制的代谢产物得以表达。     

黄瓜黑星病菌致病机理的研究Ⅱ细胞壁降解酶及其在致病中的作用

 本文通过活体内外黄瓜黑星病菌(Cladosporium cucumerinum)产生的细胞壁降解酶活性分析,初步明确了Cx-酶(羧甲基纤维素酶)、β-葡萄糖苷酶和PMG(聚甲基半乳糖醛酸酶)、PMTE(果胶甲基反式消除酶)在该菌侵染黄瓜中的作用。瓜条感病的各部位,以病健交界处细胞壁降解酶活性最高;在检测的各类酶中,活性最高的为PMG、PMTE,Cx-酶、β-葡萄糖苷酶和FPA(滤纸酶)活性较低。抗感病黄瓜品种染病后,细胞壁降解酶活性均迅速增强。感病品种染病后,果胶酶(PMG、PMTE)活性远远高于抗病品种,其高峰值是抗病品种的2.72~7.52倍。感病品种接种后纤维素酶(Cx-酶、β-葡萄糖苷酶)活性一直增强;抗病品种接种后β-葡萄糖苷酶随着接种天数的增加酶活性一直增强,Cx-酶在染病后初期活性迅速增强,增至高峰后逐渐降低。     

黄瓜黑星病菌致病机理的研究Ⅱ细胞壁降解酶及其在致病中的作用

 本文通过活体内外黄瓜黑星病菌(Cladosporium cucumerinum)产生的细胞壁降解酶活性分析,初步明确了Cx-酶(羧甲基纤维素酶)、β-葡萄糖苷酶和PMG(聚甲基半乳糖醛酸酶)、PMTE(果胶甲基反式消除酶)在该菌侵染黄瓜中的作用。瓜条感病的各部位,以病健交界处细胞壁降解酶活性最高;在检测的各类酶中,活性最高的为PMG、PMTE,Cx-酶、β-葡萄糖苷酶和FPA(滤纸酶)活性较低。抗感病黄瓜品种染病后,细胞壁降解酶活性均迅速增强。感病品种染病后,果胶酶(PMG、PMTE)活性远远高于抗病品种,其高峰值是抗病品种的2.72~7.52倍。感病品种接种后纤维素酶(Cx-酶、β-葡萄糖苷酶)活性一直增强;抗病品种接种后β-葡萄糖苷酶随着接种天数的增加酶活性一直增强,Cx-酶在染病后初期活性迅速增强,增至高峰后逐渐降低。     

水稻对恶苗病的抗性与病原菌致病性的研究

 室内鉴定了411个水稻品种对恶苗病的抗性,没有免疫品种,高抗品种1个(Te₇₀),抗病品种12(TR₉等),其余为感病品种。籼稻比粳稻感病,杂交稻比常规稻感病。初选10个鉴别品种对湖南收集分离的50个菌株的致病性分化进行测定,表明恶苗病菌致病性存在分化,50个菌株分属4个群11个小种。小种I₁为湖南的优势小种。抗病品种的锌、酚类物质含量比感病品种高,而可溶性糖/淀粉比值则感病品种比抗病品种高。     

粟白发病抗病性研究Ⅱ我国粟白发病菌生理小种及其分布

 1988~1993年在北京用采自中国4个谷子生态区白发病菌[Sclerospora graminicola(Sacc.) Schröt.]标样,以新创造的单病株(系)卵孢子菌土种子包衣接种法研究了我国粟白发病菌的生理小种。结果显示,白发病菌株与粟品种间有强互作反应,说明粟白发病菌的致病力有特异性。经选择,确定三三二、西城白、大青苗、柳条青和189等5个品种为一套适宜于测试粟白发病菌生理小种的鉴别品种。根据68个参试菌株在5个鉴别品种上的反应特征,初步将我国白发病菌区分为6群20个生理小种,并明确了各小种在各生态区的分布,我国4个谷子生态区中,黄土高原病菌小种类群最多,致病力也较强。     

谷子(粟)白发病抗病性研究Ⅲ.粟优异种质对白发病生理小种抗谱的测定

 以来自粟不同生态区(东北平原、华北平原、内蒙古高原和黄土高原)22份优异种质进行对白发病菌[Sclerospora graminicola(Sacc.) Schrot.]20个生理小种68个菌株抗谱的测定,同时用各生态区菌株对本区粟品种进行抗性关系的研究,其中抗50%小种的品种有332、龙谷25变、张农12、大红袍、大同北郊、七月黄、大青苗、紫杆黄谷和西城白9个,具有广谱抗性而在本生态区亦表现抗病性强的品种有332、龙谷25变、张农12等,选出的广谱抗性品种将为粟抗白发病育种、优良品种的合理布局及抗性机理的深化研究提供了基础材料。     

Screening pearl millet cultivars by ELISA for resistance to downy mildew disease

In an earlier study, we described identification of a protein from a virulent pathotype of Sclerospora graminicola , the binding reaction of which differentiated susceptible and resistant cultivars of pearl millet to downy mildew disease. This protein and corresponding antibody were used in an enzyme-linked immunosorbent assay (ELISA) to screen suspension cells of pearl millet cultivars for their resistance to the downy mildew pathogen. Screening results for 31 pearl millet cultivars correlated positively with the established field screening method.     

不同葡萄品种对霜霉病的抗性

葡萄霜霉病是葡萄生产上重要的病害之一,通过对辽宁省不同葡萄品种进行室内离体叶片接种和田间自然发病情况调查,以期为葡萄抗性品种的选育和葡萄霜霉病的防治提供科学依据。结果表明,在供试品种中,没有对霜霉病完全免疫的品种,室内离体叶片接种和田间调查结果基本一致,不同品种间霜霉病的抗性存在差异。供试的65个品种中,室内离体叶片接种评价高抗品种3个,抗病品种23个,感病品种24个,高感品种15个;田间自然发病调查评价高抗品种1个,抗病品种19个,感病品种35个,高感品种10个。欧美杂交品种(系)相对欧亚杂交品种(系)较抗病。     

黄瓜-酸黄瓜渐渗系霜霉病抗性及感病前后几种酶活性的变化

 Using resistant and susceptible cultivars as controls, the resistant evaluation to Pseudoperonospora cubensis was carried out in 12 introgression lines from wide cross between cucumber(Cucumis sativus L.) and sour cucumber(Cucumis hystrix Chakr.). Three enzyme activities including POD, SOD and PAL were analyzed before and 7 d after inoculation, and the POD isozyme was detected by polyacrylamide electrophoresis. The inoculation results showed that, of the 12 accessions, 3 were identified as high resistant, 5 were moderately resistant and 4 were moderately susceptible to downy mildew. The enzyme activities of POD, SOD and PAL were greatly increased in resistant accessions after inoculation. PAL enzyme activities showed close correlation with disease rating before or after inoculation, which implicated that PAL enzyme activity might be used to estimate the resistance to downy mildew. POD isozyme electrophoresis showed that the number and intensity for the bands of resistant lines were significantly increased more than those of susceptible lines after inoculation.     

葡萄品种对霜霉病抗性鉴定的生化指标研究

 通过盆栽接种和田间自然发病鉴定,从22个供试葡萄品种中鉴定筛选到1个高抗霜霉病的品种超藤和8个中抗品种饭刚黑、信浓乐、弗雷无核、黑蜜、优选皮奥萘、高妻、京秀、峰后。相关性分析表明,22个供试葡萄品种接种前和接种后2d,PPO、PAL活性和CAT比活性与霜霉病病情指数呈极显著负相关,SOD活性与霜霉病病情指数相关不显著。PPO、PAL活性和CAT比活性与葡萄品种对霜霉病的抗性呈极显著正相关,可利用这3种酶的活性作为葡萄品种霜霉病抗性鉴定的辅助评价指标。     

谷子品种对粟锈病的抗性鉴定研究

１９９１～１９９５年共对４０１０份谷子品种进行抗粟锈病鉴定，筛选出５９份抗和中抗粟锈病的品种，占鉴定，总数的１．４７％。在５９份中抗以上的谷子品种中，兼抗粟瘟病，粟白发病两种病害的有１份，兼抗粟瘟病的有１０份，兼抗白发病的有４份，兼抗粟黑穗病的有１份，研究表明来自我国长江以南一些省和国外引入的品种中抗类型以上的品种较多，分别占各自鉴定数的２０％和５．９％。     

Induction of β-1,3-glucanase in Seedlings of Pearl Millet in Response to Infection by Sclerospora graminicola

Differential resistance of pearl millet cultivars to downy mildew disease was correlated with the levels of -1,3-glucanase in their seeds. Higher activity of the enzyme in highly resistant cultivars and lower activity in the highly susceptible ones suggested the possible use of -1,3-glucanase as a biochemical marker for screening pearl millet cultivars for downy mildew disease. Inoculation of seedlings with the downy mildew pathogen Sclerospora graminicola resulted in increased enzyme levels in resistant cultivars. Mesocotyl and shoot regions of seedlings recorded higher levels of enzyme than the root. Isoelectric focusing revealed four basic isoforms with pI 9.6, 9.0, 8.9 and 8.2 and two acidic isoforms with pI 4.9 and 6.2 of -1,3-glucanase in pearl millet. The pI 9.6 isoform was a major isoform of the enzyme in the pearl millet seedlings with a probable developmental function. Isoforms pI 6.2 and pI 8.2 appeared to be involved in resistance and pI 4.9 isoform seemed to be involved in pathogenesis of pearl millet-downy mildew.     

水稻中MPK5稳态失衡抑制拟禾本科根结线虫与水稻的亲和互作

 拟禾本科根结线虫(Meloidogyne graminicola)为水稻的重要土传病原,可严重为害水稻。本研究旨在探究水稻中丝裂原活化蛋白激酶5(MPK5)稳态失衡对拟禾本科根结线虫与水稻亲和互作的影响,并初步探讨其机制。首先,通过线虫侵染试验发现,在水稻中超表达和沉默MPK5 引发的MPK5 稳态失衡均可抑制拟禾本科根结线虫与水稻的亲和互作。qRT-PCR 分析结果显示,与水稻野生型不同,在MPK5 超表达和沉默水稻株系中MPK5 均受拟禾本科根结线虫诱导表达。同时,拟禾本科根结线虫可抑制MPK5 超表达株系中几丁质酶的表达,但诱导MPK5 沉默株系中病程相关基因PR5 与PR10 的表达。上述试验结果表明,MPK5 稳态失衡可导致MPK5 响应拟禾本科根结线虫的侵染,且在MPK5 超表达和沉默水稻株系中MPK5 介导水稻产生拟禾本科根结线虫抗性的机制不同。