水直播条件下黑龙江省不同稻区稻瘟病菌致病性分析

为明确水直播条件下黑龙江省不同稻区稻瘟病菌Magnaporthe oryzae的致病性分化情况，以24个抗瘟单基因系品种为寄主，来源于2017—2018年黑龙江省水直播稻田的242株稻瘟病菌菌株为接种体，采用离体划伤方法接种，记录病斑反应型，计算有效致病菌株率和抗性频率，并进行聚类分析。结果显示，在水直播条件下，2017年，黑龙江省南部和中东部稻区稻瘟病菌菌株对抗瘟单基因系品种的有效致病菌株率介于8.33%~95.83%和20.83%~95.83%之间，无毒基因出现频率分别为575次和622次；2018年，南部和中东部稻区稻瘟病菌菌株对鉴别体系的有效致病菌株率介于29.17%~95.83%和20.83%~91.67%之间，无毒基因出现频率分别为536次和571次。2017年，黑龙江省南部和中东部稻区稻瘟病菌菌株的致病性相似系数介于0.15~1.00和0.14~1.00之间，以致病性相似系数0.40为阈值，可将菌株分别划分为5个类群和6个类群；2018年，南部和中东部稻区菌株的致病性相似系数介于0.15~0.93和0.26~1.00之间，以致病性相似系数0.40为阈值，可将菌株分别划分为5个类群和4个类群。2017年，抗瘟单基因系品种对黑龙江省南部和中东部稻区稻瘟病菌菌株的抗性频率介于11.29%~88.71%和10.77%~86.15%之间，其中抗瘟单基因系品种IRBL9-W（Pi-9）和IRBLz5-CA（Pi-z5）抗性表现最好；2018年，抗瘟单基因系品种对南部和中东部稻区菌株的抗性频率介于10.34%~82.67%和15.79%~85.96%之间，其中抗瘟单基因系品种IRBL9-W（Pi-9）和IRBLz5-CA（Pi-z5）抗性表现最好。表明水直播条件下黑龙江省稻瘟病菌致病性分化剧烈，稻瘟病菌整体致病力较强，但仍有部分水稻种质抗性较好且相对稳定，基因聚合后抗性会得到进一步提升。     

水稻品种抗稻瘟病分析及基因聚合抗性改良

为了解水稻品种抗瘟性及基因聚合改良的情况,通过喷雾和离体划伤接种法对黑龙江省20个水稻品种和16个外源抗瘟基因的抗性频率及6个主要水稻品种含有的抗瘟基因型进行了分析。结果表明,20个水稻品种抗性频率介于10.89%~68.32%之间,垦稻12抗性最低,龙粳40抗性最高;16个抗瘟基因抗性频率介于0~50.50%之间,Pi-sh、Pi-19和Pi-k~m基因抗性最低,Pi-z~t抗性最高;在联合抗病性方式下,龙粳40龙粳31和龙粳40龙稻14组合抗性改良效果略好;20个水稻品种的抗性相似系数介于0.24~0.75之间,在0.40水平上将其划分为5个类群;6个水稻品种共检测到抗瘟基因11个,Pi-1基因出现频率最高;在基因聚合方式下,龙粳39聚合后抗性最高,龙稻13聚合后抗性升幅最大。综合分析,供试水稻品种及单基因系品种抗性表现较差,基因聚合方式对水稻品种的抗性改良效果明显优于联合抗病性方式。     

湖南桃江病圃稻瘟病菌对24个水稻抗稻瘟基因的毒性分析

稻瘟病是水稻生产上的重要病害,了解稻瘟病菌群体毒性组成是水稻抗病品种合理布局的重要基础。2012-2015年从湖南桃江病圃中不含已知抗瘟基因的水稻品种‘丽江新团黑谷’上成功分离出351个稻瘟病菌单孢菌株,在温室于水稻5叶期采用离体接种法测定了其对24个水稻抗稻瘟病单基因系的毒性,结果表明,病圃中稻瘟病菌以广谱强致病性的菌株为主,病菌对不同抗瘟基因的毒力频率在50.56%~96.67%之间,而不同年度间对24个抗性基因均具毒性的菌株出现频率在0~15%之间。对2015年的每2个抗瘟基因的联合毒力分析表明,基因两两搭配后的联合抗病系数最高、联合致病系数最低的组合是Pi-3*Pi-k(RAC=0.19,PAC=0.43)。     

哈尔滨地区抗瘟基因抗性分析及水稻品种抗性评价与利用

为明确哈尔滨地区24个抗瘟基因的抗性和20个水稻品种含有抗瘟基因型的情况,选取200个稻瘟病菌单孢菌株和22个已知无毒基因的鉴别菌株作为鉴定系统,通过喷雾法和离体划伤法接种,应用PCR技术对部分试验结果进行了重复性检测,并在此基础上进行了抗性布局分析。结果表明:24个抗瘟基因抗性差异较大,抗谱在11.00%~93.00%之间,平均抗谱38.29%;抗谱超过80.00%的基因有3个,由高到低为Pi-9、Pi-ta2和Pi-z5;抗谱低于20.00%的基因有9个,分别为Pi-a、Pi-ks、Pi-i、Pi-t、Pi-kp、Pi-ta、Pi-3、Pi-km和Pi-sh,Pi-a抗性最差。20个水稻品种中检测到抗瘟基因13个,共出现40次,其中Pi-a和Pi-19各出现6次,频率最高;龙稻5含抗瘟基因最多,4个,分别为Pi-ks、Pi-1、Pi-19和Pi-sh。在哈尔滨晚熟稻区建议布局绥粳8、中龙香粳1或者绥粳8+中龙香粳1搭配;在早熟稻区建议布局龙粳18、哈香07-321或者龙粳18+哈香07-321搭配。     

黑龙江省部分地区稻瘟病菌致病性分析及鉴别体系优化

为明确哈尔滨市及鸡西市稻瘟病菌致病性变化情况并优化鉴别体系,以24个水稻单基因系为鉴别体系,对2006—2008年采自2市的稻瘟病菌菌株进行致病型划分,并应用聚类分析方法完成鉴别体系优化。结果表明,应用水稻单基因系鉴别体系可将哈尔滨市2006—2008年采集的稻瘟病菌菌株划分为34、12和27个致病型,致病性相似系数分别为0.32~1.00、0~1.00和0.20~1.00;水稻单基因系对其抗性频率分别为2.86%~97.14%、8.33%~100.00%和10.00%~96.67%;鸡西市2006—2008年采集的菌株可划分为26、19和20个致病型,致病性相似系数分别为0.47~0.92、0.15~0.86和0.39~1.00;水稻单基因系对其抗性频率分别为3.85%~96.15%、5.26%~73.68%和4.76%~95.24%。适用于哈尔滨市的优化鉴别体系包括Pi-9、Pi-11、Pi-a、Pi-ks、Pi-5、Pi-i、Pi-sh、Pi-3、Pi-km和Pi-ta共10个基因,2006—2008年累计方差贡献率分别为86.15%、98.77%和87.39%;适用于鸡西市的优化鉴别体系包括Pi-9、Pi-11、Pi-a、Pi-ks、Pi-5、Pi-i、Pi-sh、Pi-1、Pi-7和Pi-t共10个基因,2006—2008年累计方差贡献率分别为82.58%、94.55%和90.37%。应用优化后的鉴别体系可将哈尔滨市2006—2008年采集的菌株划分为22、12和23个致病型,将鸡西市2006—2008年采集的菌株划分为22、14和18个致病型。     

水稻主要抗瘟基因对福建稻瘟菌群体的抗性分析

用1995～2003年间在福建省水稻产区采集的稻瘟菌代表菌系的108个分离菌,它们在CO39近等基因系上测定被划分为30个毒性类型,用它们在30个水稻抗稻瘟病近等基因系或单基因系品种上进行抗病性测定.结果表明水稻抗稻瘟病基因Pi-kh抗性最强,抗性频率高达98.15%,Pi-1和Pi-9(t)也具有较高的抗性频率,是较好的抗源;对2个和3个Pi基因的联合抗性频率的分析,发现一些联合抗性频率极高,甚至有达到100%的组合,表明抗瘟育种采用多个Pi基因聚合,易于获得抗性强的品种.根据抗病基因与供试菌株互作的亲和性,对供试30个Pi基因可能的系统关系分析得到的初步信息可为抗病基因的聚合与布局策略提供参考.     

水稻主要抗瘟基因对福建稻瘟菌群体的抗性分析

 用1995-2003年间在福建省水稻产区采集的稻瘟菌代表菌系的108个分离菌,它们在CO39近等基因系上测定被划分为30个毒性类型,用它们在30个水稻抗稻瘟病近等基因系或单基因系品种上进行抗病性测定。结果表明水稻抗稻瘟病基因Pi-k^h抗性最强,抗性频率高达98.15%,Pi-1和Pi-9(t)也具有较高的抗性频率,是较好的抗源;对2个和3个Pi基因的联合抗性频率的分析,发现一些联合抗性频率极高,甚至有达到100%的组合,表明抗瘟育种采用多个Pi基因聚合,易于获得抗性强的品种。根据抗病基因与供试菌株互作的亲和性,对供试30个Pi基因可能的系统关系分析得到的初步信息可为抗病基因的聚合与布局策略提供参考。     

江西省稻瘟病菌的致病性分化

应用30个水稻抗稻瘟病近等基因系或单基因系及7个中国鉴别寄主,于水稻苗期接种,测定2006-2008年从江西省水稻产区分离的195个稻瘟病单孢菌株的致病性.结果表明,江西省稻瘟病菌以广谱致病性的菌株为主,将致病率按PF<30%、30%≤PF<50%、50%≤PF<70%和PF≥70%4区段划分,各区段菌株所占的比例分别为0、8.72%、31.28%和60.00%;病菌群体对所测定的30个抗瘟基因均表现出毒性,毒力频率为17.95%～100%,表现出较低毒力频率的水稻抗瘟基因是pi-z~t、PI-1(1)、PI-z~5和Pi-k,其毒力频率分别为17.95%、26.67%、27.46%和29.23%.此外,江西省稻瘟病菌含6群40个生理小种,在稻瘟病流行的2006年,主要的优势小种为ZB_(13)和ZA_1;在稻瘟病发生较轻的2007年和2008年,优势小种均为ZB_(15)和ZB_(13).进一步分析表明,同一优势小种内的不同菌株存在明显的致病性分化,28个ZB_(13)菌株对30个抗瘟基因的致病率为50.00%～96.67%,26个ZB_(15)菌株的致病率为46.67%-86.67%.对ZB_(13)与ZB_(15)菌株的聚类分析发现,毒力频率相近的菌株致病相似性差异很大.     

水稻地方品种‘月亮谷’纯系对田间稻瘟病菌的选择

云南元阳哈尼梯田稻作模式是水稻可持续生产模式之一。尽管梯田地理条件适合稻瘟病的发生,但地方品种‘月亮谷’在超百年的种植历史上未有稻瘟病大发生的记载,其原因值得探索。为了解‘月亮谷’不同抗性品系对环境中稻瘟病菌的选择作用,以‘月亮谷’单粒传纯系为材料,通过孢子捕捉法和常规病组织分离法采集稻瘟菌株,进行人工培养、表型观察,接种测定了这些稻瘟菌菌株对25个抗稻瘟病单基因近等基因系的致病型。结果表明,梯田环境空气中采集的稻瘟菌孢子菌落形态呈放射状,菌落疏松,生长在培养基浅表,产孢量总体差异不明显,黑色素颜色较浅;从水稻感病组织上分离到的稻瘟菌菌落呈地毯状,菌落紧密,匍匐在培养基表面,产孢量个体差异较大(P0.05),黑色素颜色较深。测定的稻瘟菌菌株对25个近等基因系都有致病性,联合致病性在12.0%~56.0%之间。来自环境空气中的菌株的平均联合致病性(24.8%)低于分离自‘月亮谷’纯系的菌株(38.4%)。进一步分析显示,稻瘟菌株联合致病性与其菌丝生长速率、产孢量相关性不明显;但与黑色素合成存在一定关联,颜色越深,致病性越强,来源于‘月亮谷’不同品系上的菌株致病性强于环境空气中的菌株。上述结果表明,元阳哈尼梯田环境中的稻瘟菌群体与‘月亮谷’纯系上分离到的稻瘟菌群体存在较大差异。     

部分水稻栽培品种对稻瘟病的抗性分析及利用评价

把采集、分离自云南省 5个稻作区的 89个稻瘟病菌分生孢子单孢菌株及本实验分离的 280多个子囊孢子单孢菌株 ,共 108个生理小种 ,接种于当地 10个主栽水稻品种上。根据不同菌株在各个水稻品种上的毒力频率及品种两两配合后的联合致病系数 ,明确云粳 34号、云粳 42号、腾糯 2号、楚粳 17号抗瘟性较强。在108个生理小种中 ,其毒力频率分别仅为1.93%、2.75%、9.43%和16.76% ,仍可在本省继续推广种植或作抗源使用 ;而合系35、鹤16、楚粳3号、楚粳 14号、云粳 9号、云粳136号的毒力频率值分别为23.99%、25.88%、42.32%、86.35%、57.84%和41.08% ,已不能在云南单一大面积推广种植。试验表明 ,在利用分生孢子菌株作抗性分析 ,同时辅助于子囊孢子 ,将可提高抗性分析的准确性     

云南省水稻稻瘟病菌无毒基因AVR-Pia变异及水稻抗性基因Pia的有效性

为进一步了解田间稻瘟病菌Magnaporthe oryzae群体中AVR-Pia基因的分布及变异,利用水稻单基因系IRBLa-C水稻品种对自云南省13个市(州)采集分离得到的471株稻瘟病菌菌株进行抗性基因Pia有效性测定;利用无毒基因AVR-Pia特异性标记对471株稻瘟病菌菌株进行PCR检测和测序,并分析稻瘟病菌群体中无毒基因AVR-Pia的分布及DNA结构变异;利用有效性结果和PCR检测结果对471株菌株进行反应型划分,筛选鉴定菌株;利用鉴定菌株对云南省112份地方稻种进行Pia基因鉴定。结果表明,在471株稻瘟病菌菌株中,对含有Pia基因的水稻单基因系IRBLa-C表现为抗病和感病的菌株数分别为139株和332株,所占比例分别为29.5%和70.5%;在471株稻瘟病菌菌株中,分别有244株和227株菌株含有无毒基因AVR-Pia和不含有无毒基因AVR-Pia,所占比例分别为51.8%和48.2%,无毒基因AVR-Pia主要为完全缺失变异;在471株稻瘟病菌菌株中,A-和V+反应型菌株数分别为56株和161株,共217株,占总菌株数的46.1%,在13个市(州)稻瘟病菌群体中,A-和V+反应型菌株所占比例差异较大,其中在普洱市、红河哈尼族彝族自治州、昭通市、玉溪市4个市(州)的比例较大,分别为77.8%、57.1%、52.1%和50.0%;在112份云南省地方稻种质资源中,有20份地方稻品种含有抗性基因Pia,主要分布在9个市(州)中。表明云南省13个市(州)绝大部分水稻产区水稻Pia基因已丧抗性,含Pia基因的水稻种质在云南省分布较广。     

源于水稻品种空育163的稻瘟病菌菌株致病性分析

 为分析相同遗传背景下稻瘟病菌致病性变化情况,利用24个水稻单基因系品种为评价体系,通过喷雾接种的方式,对36个以空育163为哺育品种的稻瘟病菌株进行了分析,得出以下结论:1、供试菌株致病力强,对24个抗瘟基因的致病率在36.11%~100%之间,平均致病率77.51%,逐年增强趋势明显。2、供试菌株致病性分化严重,相似系数在0.00~1.00之间,在相似系数0.50水平上,共划分为29个类群,优势类群菌株占总菌株的13.89%。3、24个抗瘟基因对供试菌株抗谱在5.56%~56.48%之间,Pi-k^m抗谱最窄, Pi-9(t)抗谱最宽;在基因搭配前提下,Pi-9(t)& Pi-12(t)组合和 Pi-9(t)& Pi-11组合效果略好。总体分析,供试菌株致病力和致病性分化都处于较高水平,目前缺少高效抗源加以控制。     

侵染优质稻美香占2号的稻瘟病菌生理小种鉴定及无毒基因分析

为明确优质稻种美香占2号的抗瘟性,并为其合理布局以及与不同品种的轮换种植提供科学依据,利用7个中国鉴别品种和11个抗稻瘟病单基因系,对2013—2017年自广东省美香占2号品种上分离获得的50株稻瘟病菌Magnaporthe oryzae菌株进行生理小种鉴定和无毒基因型分析。结果显示,50株稻瘟病菌菌株被鉴定为11个生理小种,其中优势小种分别为C13、B13、B01、B05和C05;50株稻瘟病菌菌株对IRBLkh-K3(仅含Pik-h基因)、NIL-e1(仅含Pi50基因)、IRBL9-W(仅含Pi9基因)和IRBLzt-T(仅含Piz-t基因)4个抗稻瘟病单基因系表现出极低的毒性,频率分别为4%、6%、6%和8%;对IRBLz-Fu(仅含Piz基因)、IRBLkp-K60(仅含Pik-p基因)和IRBLi-F5(仅含Pii基因)3个抗稻瘟病单基因系表现出相对较高的毒性,频率分别为88%、86%和80%;自美香占2号以及其它4个主栽品种上获得的70株稻瘟病菌菌株被聚为不同类群;2003—2007年供试菌株中无毒基因AvrPi9、AvrPiz-t、AvrPi50和AvrPik-h的出现频率较高,无毒基因AvrPi1、AvrPita2、AvrPi2和AvrPish的出现频率中等,无毒基因AvrPii、AvrPik-p和AvrPiz的出现频率较低。     

云南省稻瘟病菌群体的致病性分析及交配型分布

为明确云南省不同稻区稻瘟病菌Magnaporthe oryzae的毒性频率及交配型分布,利用2007—2013年分离自云南省不同稻区的112株稻瘟病菌单孢菌株,对23个持有不同抗性基因的单基因系和持有Pi57(t)的水稻渗入系IL-E1454进行致病性测定。结果表明,稻瘟病菌对不同抗病基因的毒性频率存在很大差异,分离自粳稻区的稻瘟病菌菌株对持有Piz-t、Pi5、Pi9、Pi20和Pi57(t)这5个水稻品系的毒性频率分别为14.29%、5.36%、5.51%、5.36%和0;分离自籼稻区的稻瘟病菌菌株对持有Pik-h、Piz、Pita、Piz-5、Pita-2、Pi5、Pi7和Pi9这8个水稻品系的毒性频率分别为18.25%、9.13%、9.64%、7.50%、15.72%、0、13.05%和0;分离自陆稻区的稻瘟病菌菌株菌株对持有Pik-h、Pib、Pish、Pi1、Pi5、Pi9、Pi11和Pi57(t)这8个水稻品系的毒性频率分别为6.67%、3.33%、13.79%、13.33%、7.69%、6.67%、0和3.23%;交配型测定结果显示,陆稻区菌株可交配率为100.00%,...     

Genetic distribution of the avirulence gene AVRPiz-t in Thai rice blast isolates and their pathogenicity to the broad-spectrum resistant rice variety Toride 1

Rice blast disease, caused by the filamentous fungus Pyricularia oryzae, is one of the most destructive diseases in rice worldwide. Breeding of resistant rice cultivars remains a cost-effective and environment-friendly means for controlling blast disease, but the resistance tends to break down over time because of the pathogen's rapid adaptation. In this study, AVRPiz-t gene sequences of 46 rice blast isolates were evaluated using a Southern blot analysis. The AVRPiz-t gene was present in 24 of 46 (52.2%) rice blast isolates. The pathogenicity assay showed that all blast isolates were avirulent against Japanese rice cv. Toride 1, which carries several rice blast resistance genes including Piz-t, Pii, Pi37, and Pi-ta. Screening for the Piz-t gene in Thai rice germplasm revealed that less than 20% of rice varieties harbour the Piz-t gene. Therefore, the Toride 1 rice variety could serve as an effective donor of rice blast resistance to be used in rice breeding programmes in Thailand. This study provides evidence for co-evolution between the rice blast resistance gene Piz-t and the rice blast fungal avirulence gene AVRPiz-t. Understanding this relationship will facilitate the sustainable development of breeding for rice blast resistance in the future.     

非亲和性稻瘟病菌对水稻的诱导抗性

为研究稻瘟病菌Magnaporthe oryzae不同菌株间的相互作用,选择与单抗性基因系水稻IRBL5-M （携带抗性基因Pi5）表现为亲和性的菌株HN52与非亲和性的菌株HN119为研究对象,将其单独或混合接种到单抗性基因系水稻IRBL5-M中,并通过荧光显微镜观察接种后水稻叶鞘的发病情况及病斑面积,测定接种后水稻内相关抗性基因OsWRKY45、OsNPR1、OsPR10、OsMAPK2的表达量以及活性氧的变化。结果显示,相较于单独接种亲和性菌株,混合接种后单抗性基因系水稻IRBL5-M病斑发病面积减少;混合接种中亲和性菌株HN52菌丝侵染能力降低,侵染菌丝细胞间扩展率显著降低73.13%;同时单抗性基因系水稻IRBL5-M中OsWRKY45、OsNPR1、OsPR10和OsMAPK2抗性基因表达量显著增加,水稻叶片中活性氧含量增加,表明在菌株混合侵染过程中,非亲和性菌株可通过激发水稻的抗性反应来降低亲和性菌株对水稻的侵染程度。