WRR4C基因正调控拟南芥对橡胶树白粉菌和豇豆白粉菌的抗病性

橡胶树白粉菌(Oidium heveae)与拟南芥野生型Col-0是一种非亲和相互作用,激发依赖于EDS1(ENHANCED DISEASE SUSCEPTIBILITY 1)和PAD4(PHYTOALEXIN DEFICIENT 4)的抗病性,推测TIR-NB-LRR(TOLL INTERLEUKIN 1 RECEPTOR NUCLEOTIDE-BINDING LEUCINE-RICH REPEATS)类抗病基因参与对O.heveae的抗病性。本研究通过筛选针对O.heveae的TIR-NB-LRR类差异表达基因,发现WRR4C(white rust resistance 4 C)基因受O.heveae的诱导上调表达。经过表型分析鉴定,O.heveae可以在2个wrr4c单突变体上形成浓密的菌丝网络和少量的分生孢子。同时,O.heveae在wrr4c突变体上激发的细胞死亡、胼胝体沉积和致病相关基因PR1(Pathogenesis related 1)的表达都显著降低,暗示着WRR4C基因正调控拟南芥对橡胶树白粉菌的抗病性。然而,通过白粉菌细胞进入率测定,WRR4C基因并不参与拟南芥对...     

橡胶树白粉病菌分生孢子在不同介质的萌发过程及其内容物的变化

 本研究采用不同的染色方法和显微技术观察橡胶树白粉病菌(Oidium heveae)分生孢子的超微结构,分生孢子在不同介质表面及不同介质溶液中的萌发情况,以及孢子萌发过程中孢内主要物质的变化,以明确O. heveae分生孢子在不同介质萌发的形态变化及萌发所需能量来源。结果表明：O. heveae 分生孢子表面具有较浅的花纹结构,呈椭圆形或者卵圆形,大小为26.1~45.1μm×13.5~21.9μm。O. heveae 分生孢子在亲水和疏水介质上均能萌发产生芽管和附着胞,在葡萄糖水中的萌发率略高于清水中,但萌发率无显著性差异 (P>0.05),芽管和附着胞形成与形态无明显差别。分生孢子萌发过程中,几个液泡会融合形成一个,最终消散而呈不明显可见的泡囊结构。孢子内的糖原、脂质及分裂后的核仁等可通过芽管向附着胞输送,表明O. heveae 分生孢子萌发所需能量物质主要来源于自身能量贮备。     

柿树炭疽菌侵染柿树叶柄的超微结构观察

 利用透射电镜技术研究了柿树炭疽菌侵染柿树叶柄的超微结构。结果表明:病原菌侵入寄主细胞后,产生细胞内的初生菌丝,其表面沉积凹凸不平的电子不透明物质。一层界面基质(interfacial matrix)把表初生菌丝细胞壁和凹陷的寄主原生质膜分开。随着初生菌丝定殖下一个细胞,原先细胞中的细胞膜消失,形成许多泡囊,随后叶绿体消失,内质网和高尔基体也逐渐降解,最后细胞内物质全部被降解成电子不透明的颗粒,降解的物质沿着初生菌丝和细胞壁表面沉积。初生菌丝穿透细胞壁的过程中,菌丝顶端接触细胞壁后膨大,并在中部产生一个隔膜,然后顶端细胞产生一个较细的穿透菌丝,穿透寄主细胞壁。穿透菌丝在寄主细胞壁中的狭窄处产生一个隔膜,一旦穿透寄主细胞壁后,迅速膨大。次生菌丝在细胞间和细胞内扩展,通过菌丝体对细胞壁施加的机械压力引起寄主细胞壁破裂,或同初生菌丝一起使细胞壁解体。侵染90 h后,形成垫形分生孢子盘。在分生孢子盘周围的表皮细胞中,次生菌丝不断形成子座组织,使原来的子座扩大,子座不断分化形成产梗细胞,产梗细胞产生分生孢子梗,分生孢子梗生长和发育对角质层和表皮细胞壁组织折叠处施加机械压力,使角质层和表皮细胞壁组织进一步折叠,分生孢子盘也相应扩大。     

橡胶树白粉菌Oidium heveae侵染寄主拟南芥的筛选

为筛选出橡胶树白粉菌Oidium heveae Steimnann新的寄主载体,通过接种野生型拟南芥Col-0、突变体Sr1-4D及eds1,观察了橡胶树白粉菌侵染不同拟南芥突变体的过程,PCR扩增测序法验证相关致病基因,构建橡胶树白粉菌-拟南芥互作体系。结果表明,在Col-0、Sr1-4D叶片上面,橡胶树白粉菌产生部分菌丝后停止生长,不能形成典型的橡胶树白粉病症状;但能成功侵染eds1叶片,在叶片的正、背面有银白色辐射状菌丝,后期在病斑上出现一层粉层,表现橡胶树白粉病的典型症状。组织染色和显微观察结果显示,在突变体eds1叶片上橡胶树白粉菌完成了侵染过程。PCR扩增测序结果表明接种后突变体eds1叶片上及组织中病菌均为橡胶树白粉菌;使用橡胶树白粉菌3个致病相关基因作为靶标,验证了eds1和橡胶树上白粉菌基因组中的3个致病相关基因相似度均达到99%~100%。表明橡胶树白粉菌可侵染拟南芥突变体eds1。     

大豆疫霉菌对大豆下胚轴侵染过程的细胞学研究

 接种后1.5~24h,用光镜和电镜研究了2个大豆品种与大豆疫霉菌Ps411的亲和性和非亲和性互作。观察结果表明,大豆疫霉菌对大豆下胚轴的侵染过程可分为侵入前、侵入、皮层组织中的扩展和进入维管束组织4个连续阶段。大豆下胚轴接种后在25℃保湿培养,1.5h后游动孢子即形成休止孢并萌发产生附着孢,3h后侵入表皮细胞,6h后进入皮层组织,24h后进入维管束组织。病原菌主要以侵染菌丝直接侵入表皮,表皮细胞间隙是主要侵入部位。皮层细胞是病原菌定殖和发展的主要场所,胞间菌丝侵入皮层细胞并形成吸器。在菌丝与寄主细胞接触部位的寄主细胞壁与质膜之间常有胞壁沉积物的形成。在抗病品种上病菌的侵染事件与感病品种基本一致,但不能形成正常的吸器,胞壁沉积物明显多于感病品种,菌丝在寄主组织内的扩展明显受到抑制。利用β-1,3-葡聚糖免疫金标记单克隆抗体进行的免疫细胞化学的研究表明,胞壁沉积物内含有大量的β-1,3-葡聚糖,在大豆疫霉菌菌丝壁中也存在β-1,3-葡聚糖。以上结果表明,病原菌的侵染可诱导抗病寄主细胞内β-1,3-葡聚糖迅速的合成与积累、并形成胞壁沉积物,以抵御病菌的侵染与扩展。     

橡胶树白粉菌侵染过程转录组学分析

为明确橡胶树白粉菌Erysiphe quercicola参与致病过程相关基因的表达情况，基于RNA-Seq测序技术对橡胶树白粉菌侵染过程进行转录调控研究，通过对病原菌孢子（0 h）及3个侵染时期（接种1、3和30 d）的转录组进行比较，筛选差异表达基因并对其进行功能注释分析，同时对不同侵染阶段的基因表达趋势进行聚类分析。结果表明，相比于病原菌孢子，3个侵染时期（接种后1、3和30 d）分别有198、458和27个差异表达基因。基因功能富集分析发现氧化还原酶相关基因在侵染1 d阶段显著富集，可能参与病原菌侵染前期对活性氧的防御。基因表达趋势聚类分析显示不同侵染阶段的基因共分为51种表达类型，其中编码候选效应蛋白基因集中分布在侵染1 d后上调表达的6个类型当中。表明橡胶树白粉菌侵染过程相关基因具有明显的功能倾向性和表达趋势特征。     

稻叶黑粉病菌侵染水稻叶片的细胞学研究

稻叶黑粉病是由担子菌Entyloma oryzae侵染水稻叶片或叶鞘引起的真菌病害，但对病原菌与寄主互作的细胞学机制一直缺少了解。本文对采自田间自然发病叶片上的病斑进行了初步的细胞学分析，结果发现，病原菌侵染后，寄主病斑部位的表皮细胞外部形态基本保持完整；病原菌主要在寄主叶肉细胞部位产生大量的厚垣孢子并逐渐取代叶肉细胞；病原菌菌丝在寄主胞外扩展，未见其穿透寄主细胞壁进入细胞内，也没有产生典型的真菌吸器。靠近病原菌菌丝的寄主各种细胞内的细胞器均发生降解，降解产生的脂类物质凝聚成了体积较大的脂质球。寄主维管束组织的细胞壁一直保持完整，未发现病原菌菌丝进入维管束，病原菌菌丝和孢子被限制在寄主相邻两个维管束之间。在发病后期，由于寄主叶片表皮结构整体性破坏导致大量细菌进入，加速了叶片的衰老死亡。本研究结果表明，稻叶黑粉病菌的侵染模式为胞外侵染，类似于活体营养真菌；但病原菌的侵染导致附近寄主细胞降解死亡，类似于腐生营养真菌。     

小麦雪霉叶枯病菌的侵染过程

 本文报道了小麦雪霉叶枯病菌Gerlachia nivalis的叶面侵染过程。该菌分生孢子发芽后相互结合,形成网状复合体,产生粗壮的叶面菌丝,经由气孔保卫细胞间隙侵入,不产生特化的侵染机构。侵染菌丝在叶肉细胞间和细胞内扩展,也可由气孔逸出在叶面蔓延。分生孢子梗由分生孢子座上产生,由气孔抽出。产孢细胞顶端有环痕。叶面菌丝亦能产孢。寄主组织病变特点表明该菌产生活性很强的胞外酶。     

苹果炭疽叶枯病病原Glomerella cingulata及其侵染过程

为明确苹果炭疽叶枯病病原菌围小丛壳Glomerella cingulata的侵染致病特征,在分离获得该病原菌的基础上,采用形态学观察、ITS序列分析和致病性测定对其进行了鉴定,并利用光学和扫描电子显微镜对病原菌在嘎啦苹果叶片上的侵染过程进行了研究.结果表明,在陕西咸阳地区分离获得的9株病原菌均为围小丛壳G.cingulata.25 ℃下接种9 h后,分生孢子中间产生隔膜,双胞化,并萌发产生芽管和附着胞;24 h后分生孢子的2个细胞均可萌发并形成芽管及附着胞,部分芽管顶端可产生次级分生孢子;48 h后次级分生孢子萌发形成附着胞;72 h后,附着胞下形成的侵染钉可直接入侵寄主,在表皮细胞内形成初生菌丝和次生菌丝,此时叶片表面已出现褐色斑点.接种7 d后叶片病斑处出现分生孢子盘和子囊壳.表明陕西省近年出现的苹果炭疽叶枯病病原菌为围小丛壳G.cingulata,该病菌在嘎啦叶片上的一些特殊侵染行为可能是导致该病害易在短时间内暴发的重要原因.     

橡胶树白粉病菌分子检测技术的建立

根据橡胶树白粉菌(Oidium heveae Steinm.)基因组中的特有保守序列OHS,设计两对特异性引物OHF1/OHR1和OHF2/OHR2。以不同地区收集的6份O.heveae(OH1~OH6)和橡胶树胶孢炭疽病菌(Colletotrichum gloeosporioides Penz.)等5种非靶标病原菌及健康橡胶树叶片基因组DNA为模板,建立了橡胶树白粉菌PCR及nested-PCR分子检测技术,并验证了检测体系的特异性和灵敏度。结果表明,引物OHF1/OHR1和OHF2/OHR2对橡胶树白粉菌均具有较高的特异性和灵敏度。其中引物OHF2/OHR2能检测到10pg/μL的橡胶树白粉菌DNA,而以OHF1/OHR1和OHF2/OHR2组合进行nested-PCR,其最低DNA检测浓度达到0.01fg/μL。人工接种试验中,当孢子接种量为2×10~3个/叶时,PCR和nested-PCR检测体系可分别在接种4d和24h后检测到目的条带。表明nested-PCR对在叶片组织中处于潜育期的橡胶树白粉菌的检测更有效,可为橡胶树白粉菌的检测提供一种简便而准确的检测方法。     

橡胶树炭疽病发生流行规律及防治研究

通过产地调查和药剂防治试验表明，橡胶树炭疽病的病原菌是一种弱寄生菌，从寄主幼嫩组织的自然孔口、伤口或皮孔侵入，引起发病。病菌产孢、侵染、扩展最适温度为１８～２４℃。此病在大量嫩叶时盛发流行，受寒害、半寒害的树梢是病原菌潜伏过冬和病原增殖的主要场所，降雨和高湿是发病和流行的主要条件，风雨是病害传播的主要媒体。在橡胶树抽芽５０％以上，抽叶率２０％～３０％时，在低温阴雨来临前３～５ｄ施用烟剂Ⅰ号和Ⅱ号，药量为７．５～１０ｋｇ／ｈｍ^２，防治效果可达７８．２％～９４．１％。     

疏水表面诱导橡胶树炭疽菌侵染结构的发育分化过程

为了解橡胶树2种炭疽病菌的侵染结构发育分化过程,采用平板菌落生长速率法测定了3株胶孢炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides和3株尖孢炭疽菌C.acutatum的菌丝生长速率,测量其分生孢子大小,显微观察2种炭疽菌在疏水表面诱导下侵染结构的发育分化过程。结果表明,胶孢炭疽菌菌丝生长速率为0.96~1.36 cm/d,显著高于尖孢炭疽菌的菌丝生长速率0.72~0.89 cm/d,但二者分生孢子大小无显著差异。在疏水表面诱导下,2种炭疽菌分生孢子在接种2~6 h后开始萌发,12 h孢子萌发率为71.70%~88.05%,13~16 h开始分化附着胞,24 h附着胞形成率为48.99%~70.74%,36 h菌丝诱发形成大量附着枝,48 h后分生孢子产生的次生菌丝也可诱发形成附着枝,附着枝呈圆形、姜瓣形、梨形或不规则形。分生孢子极易产生,可在菌丝顶端成簇或菌丝侧面排列产生,也可由分生孢子形成的芽管产生,或在芽管分化附着胞过程分枝形成分生孢子;附着胞多着生于芽管顶端,少数附着胞顶端可继续萌发类似短芽管结构,再次分化形成可黑色化的次级附着胞。表明橡胶树2种炭疽菌不同菌株间分生孢子萌发时间、孢子萌发率、附着胞形成时间和形成率有一定差异,但种间无明显差异;橡胶树炭疽菌分生孢子极易形成,在疏水表面容易分化形成附着胞和附着枝,说明具有极强的适生性。     

细胞乳突的形成和小麦白粉菌成功侵染的关系

 用一套己知抗白粉病单基因的小麦材料,研究了小麦白粉菌诱发寄主表皮细胞产生的乳突与成功侵染的关系。抗病小麦叶片上,诱发产生乳突的分生孢子占测定分生孢子数的58.8%,感病品种为63.8%。这表明抗性不同的小麦材料接种白粉菌之后,叶表皮细胞内形成乳突的百分率相近,然从在抗病材料和感病材料中形成的乳突阻止病原物发育和成功侵染的作用不相同,在抗病叶片上,诱发产生乳突的分生孢于中有88%停留在压力孢阶段,不继续发育,仅有12%能突破乳突形成吸器,使得侵染成功。与此对照,在感病叶片上只有32%诱发乳突的分生孢子不能穿透乳突,而68%则能突破乳突。成功地与寄主建立寄生关系。我们的研究表明,乳突能否成功地阻止白粉菌侵入可能与乳突形成的迟早有关。     

梨黑斑病的发生规律与防治技术

1　梨黑斑病侵染途径与发病症状梨黑斑病是由真菌引起的病害 ,病原物以分生孢子及菌丝体在病枝梢、病芽、病果上越冬 ,次年春从病组织上产生新的分生孢子 ,靠风雨传播。当孢子萌发后 ,通过梨树皮孔、气孔侵入或直接穿透寄主表皮侵入 ,引起初次侵染。然后在梨树整个生育期可多次产生新孢子进行侵染危害 ,形成重复侵染。梨黑斑病主要危害叶、果实 ,新梢。在嫩叶初期侵染后 ,产生针头大小圆形黑色斑点 ,随后逐渐扩大成圆形或不规则形直径为 1ｃｍ左右的病斑 ,病斑中心呈灰白色 ,边缘黑褐色 ,有时呈同心轮纹 ,病斑多时可相互结合成凹陷的不规则…     

多堆柄锈菌侵染玉米的细胞学及超微结构特征

为明确玉米对多堆柄锈菌Puccinia polysora侵染后病理反应的细胞学特征,利用扫描和透射电镜技术分析了玉米自交系与多堆柄锈菌互作中二者的细胞变化过程。多堆柄锈菌对玉米的侵染主要以直接穿透叶片表皮侵入为主,少量可从气孔和细胞间隙侵入。接种后,病菌夏孢子在感病自交系叶片上快速并大量萌发,在叶表生长蔓延并侵入表皮组织细胞,7 d后形成夏孢子堆;在抗病自交系上,病菌萌发、菌丝生长均受到明显抑制,少量入侵的病菌也由于寄主细胞死亡而导致菌丝和夏孢子干瘪死亡。侵染早期在感病寄主细胞间隙出现菌丝并穿透细胞壁,在胞内产生分枝菌丝,此时寄主细胞结构正常;随着菌丝进一步扩展,叶绿体等结构发生紊乱,被侵染细胞逐渐死亡。在抗病自交系上,接菌24 h后寄主即出现过敏性坏死反应,侵入位点与周围细胞快速坏死,抑制菌丝生长蔓延;叶绿体中清晰可见深色颗粒状物质;72 h后细胞壁外侧产生大量致密的深色结晶体,应为与抗病反应相关的酚类物质。表明抗多堆柄锈菌的玉米材料可能存在2种抗病途径,即寄主与病菌互作中由分子识别引起的免疫反应和病菌侵入后的系统防卫反应。     

不同亲和性的小麦品种和叶锈菌小种相互作用的组织病理学研究

用整叶透明染色法系统地观察了不同亲和性的小麦品种和叶锈菌小种相互作用的组织病理学表现。结果表明,(1)从气孔下泡囊形成迟早和初生侵染丝的生长开始,各组合间呈现明显的差别,暗示着品种——小种相互识别和抗性表达从这个阶段开始;(2)除了不亲和组合和慢锈组合出现过敏性反应外,在亲和组合的感病品种5389与叶锈菌小种互作中也观察到了少数侵染点有坏死细胞出现,但出现时间较晚,坏死细胞数目很少,并不影响菌丝的扩展。根据上述现象,本文讨论了过敏性坏死细胞形成的专化性和利用生理和组织学某些特征作为品种抗性鉴定的指标的意义。     

微管骨架在辣椒-黄瓜炭疽病菌非寄主互作中的作用

 以辣椒“A11”和黄瓜炭疽病菌（Colletotrichum orbiculare）组成的非寄主互作体系为研究对象,利用组织化学方法研究了辣椒叶片微管骨架解聚后接种黄瓜炭疽病菌,对抗病反应相关的乳突、H₂O₂和过敏性坏死反应的影响以及黄瓜炭疽病菌在非寄主辣椒上的侵入状况,揭示微管骨架在辣椒-黄瓜炭疽病菌非寄主互作中的作用。结果表明,微管骨架解聚显著抑制了乳突的形成,H₂O₂的积累也明显减弱,使黄瓜炭疽病菌能成功侵入辣椒细胞,表明微管骨架参与了辣椒的非寄主抗病性反应,微管的聚合在辣椒非寄主抗病性中具有重要的作用。     

不同亲和性的小麦品种和叶锈菌小种相互作用的组织病理学研究

 用整叶透明染色法系统地观察了不同亲和性的小麦品种和叶锈菌小种相互作用的组织病理学表现。结果表明,(1)从气孔下泡囊形成迟早和初生侵染丝的生长开始,各组合间呈现明显的差别,暗示着品种——小种相互识别和抗性表达从这个阶段开始;(2)除了不亲和组合和慢锈组合出现过敏性反应外,在亲和组合的感病品种5389与叶锈菌小种互作中也观察到了少数侵染点有坏死细胞出现,但出现时间较晚,坏死细胞数目很少,并不影响菌丝的扩展。根据上述现象,本文讨论了过敏性坏死细胞形成的专化性和利用生理和组织学某些特征作为品种抗性鉴定的指标的意义。     

菜豆锈病菌侵染对寄主超微结构的作用及菜豆抗锈病的细胞学表现

 在电镜下观察发现,菜豆锈病菌侵染菜豆后,逐步对其超微结构产生影响:寄主细胞发生质壁分离;叶绿体变形;叶绿体的片层结构排列零乱;线粒体脊模糊不清,直至叶绿体解体;线粒体空泡化;少数细胞的细胞壁分解;不同细胞的细胞器堆积在一起。同时,病原菌的侵染激发了寄主抗病性的细胞学表现:供试的抗感菜豆品种都表现为在病原菌侵入位点的寄主细胞壁内侧有高电子致密物质沉积;与吸器母细胞接触的寄主细胞壁加厚以及在吸器颈周围有电子不透明物质形成。只是这3种反应在抗病品种中表现得更加强烈。此外,抗病品种中还有一些特有的抗性特征,如被侵染细胞及其相邻细胞的快速坏死,吸器母细胞侵入位点的寄主细胞壁外侧也有一种高电子致密物质沉积,抗病品种中真菌吸器周围聚集含大量线粒体的寄主细胞的细胞质,且吸器外基质比感病品种中的宽。     

大麦Mlo近等基因系与叶枯病菌互作的细胞学研究

 本文对大麦品种Ingrid(Mlo)及Mlo基因功能丧失性突变的近等基因系(Ingrid mlo-3、Ingrid mlo-4和Ingrid mlo-5)与大麦叶枯病菌的互作进行了细胞学比较分析。结果发现,大麦mlo突变体mlo-3、mlo-4和mlo-5对叶枯病菌的抗病性显著增强,其抗病机制包括对病菌初侵染的乳突抗性和HR反应两个方面。Ingrid(Mlo)大麦的表皮细胞在受到病原菌侵染时,只有15%的有效乳突可成功抵抗病原菌对表皮细胞的侵染;而大麦mlo突变体mlo-3、mlo-4和mlo-5突变体大麦的有效乳突率则分别高达40%、38%和43%。随后,部分被病原菌成功侵入的寄主表皮细胞发生过敏性坏死,从而进一步抑制病原菌向相邻叶肉细胞的扩展。其中3个大麦mlo基因突变体平均67%的被侵染细胞坏死,而Ingrid仅为26%。因此,Mlo基因在调控大麦与不同病原菌互作中的作用是不同的。此外,本文发现该病原菌除气孔入侵外,还可直接穿透大麦表皮细胞;少量菌丝可以侵染进入叶肉细胞,甚至是活的叶肉细胞。