小麦条锈病菌夏孢子在水稻叶片上的侵染动态

水稻是一种对已知所有锈菌免疫的重要粮食作物,从组织和细胞水平研究锈菌与水稻之间的互作关系对于利用水稻抗锈性机制具有重要意义。通过系统观察小麦条锈病菌夏孢子在水稻品种丽江新团黑谷叶片上的侵染过程,发现小麦条锈菌混合菌株的夏孢子在水稻叶片上附着不稳定。在静置叶片上病菌夏孢子能够萌发、侵入,并形成气孔下囊、侵染菌丝、吸器母细胞、吸器、次生菌丝等结构,但是自侵入起便受到丽江新团黑谷对其侵染和扩展的抵抗,表现在侵染各个环节成功率均显著低于在小麦感病品种铭贤169叶片上的成功率。接种后5 d内夏孢子芽管侵入气孔并形成气孔下囊、气孔下囊产生初级侵染菌丝、初生侵染菌丝产生吸器母细胞和/或吸器的比率分别比在铭贤169叶片上低51.01%、53.99%和43.05%;自接种后3 d开始,侵染点便开始逐渐出现越来越强烈的水稻气孔细胞和/或叶肉细胞的坏死反应;最终孢子床和孢子堆发育则完全未发生。研究结果表明,水稻对小麦条锈病菌的非寄主抗性涉及预成型抗性和诱导抗性等多种抗性机制。     

松杨栅锈菌无性发育阶段组织学染色方法1）

观察并分析了荧光增白剂和偶联Alexa 488荧光素的小麦凝集素2种荧光染色方法对松杨栅锈菌（ Melampsora larici-populina）无性发育不同阶段的染色效果。结果表明：偶联Alexa 488荧光素的小麦凝集素染色处理后能够较清楚地观察到锈菌的夏孢子、萌发的芽管、附着胞、气孔下囊、侵染菌丝、吸器母细胞及吸器等不同发育阶段的结构,荧光增白剂处理后不易观察到锈菌的侵染菌丝、吸器母细胞及吸器等结构。因此,偶联Alexa 488荧光素的小麦凝集素荧光染色方法可以作为研究松杨栅锈菌与寄主杨树互作的一种组织病理学方法。     

小麦品种对条锈病低反应型抗性的组织学和超微结构研究

 采用荧光显微镜、微分干涉显微镜和电子显微镜技术 ,系统研究了非亲和组合中小麦对条锈病低反应型抗性的组织学和超微结构特征。非亲和组合分别由小麦品种牛朱特与条中 2 8号小种、杂种 4 6与条中 2 9号小种、天选 882与条中 2 9号小种组成 ,对照亲和组合由小麦品种辉县红与条中 2 9号小种组成。观察结果表明 ,小麦条锈菌在感病品种和抗病品种上发育的组织学和超微结构特征有明显差异。病菌在抗病品种上表现为菌丝生长受抑 ,菌落形成延迟或败育 ,病菌吸器母细胞和吸器数量明显减少。寄主细胞的坏死与条锈菌的发育受阻密切相关 ,免疫组合中病菌的受抑程度高于近免疫组合的。电镜观察发现 ,在抗病品种上 ,病菌胞间菌丝、吸器母细胞、吸器在细胞和亚细胞水平 ,均发生了一系列异常变化 ,其中包括原生质的电子致密度加深、液泡增多变大、菌丝细胞壁不规则增厚、细胞器排列紊乱及解体、吸器母细胞及吸器丧失其生理功能、病菌最终畸形坏死。同时发现抗病品种受病菌侵染时可迅速产生结构防卫反应 ,新形成胞壁沉积物和吸器鞘等结构 ,以阻碍病菌进一步的扩展与发育。就小麦品种与条锈菌非亲和组合中表现出的组织学和细胞学特征与小麦抗锈性表达的关系进行了讨论。     

小麦条锈菌吸器母细胞入侵菌丝细胞现象的观察

本文首次报道了小麦条锈菌吸器母细胞侵入胞间菌丝这一异常现象。电镜观察发现吸器母细胞形成的入侵栓已侵入胞间菌丝细胞的胞壁,入侵栓的超微结构与形成于寄主细胞壁上的一致。由于入侵栓的侵入,使得胞间菌丝细胞壁的内层与其外层相分离。     

向日葵锈菌单核和双核吸器的超微结构比较研究

观察发现,向日葵锈菌单核吸器和双核吸器存在一系列的差异:(1)单核吸器母细胞隔膜不产生隔膜突,入侵口四周的吸器母细胞壁不局部增厚;(2)单核吸器母细胞在入侵寄主细胞壁时不形成入侵栓;(3)双核吸器由管状的颈部和膨大的吸器体组成,单核吸器呈菌丝状;(4)在双核吸器形成过程中,寄主细胞可分泌胼胝质和产生与侵染有关的管状结构。结果表明向日葵锈菌单核的吸器母细胞和吸器的特异性明显低于双核的吸器母细胞和吸器。     

小麦高温抗锈品种与条锈菌互作的超微结构研究

 用典型小麦高温抗锈性品种作试材 ,研究了它们与条锈菌互作的超微结构。结果表明 ,高温抗锈性的表达使病菌和寄主叶肉细胞超微结构都发生明显的变化 ,形成了侵染诱导的防卫结构和物质。条锈病菌菌丝被抑制 ,细胞器泡囊化 ,迅速解体。吸器母细胞和吸器发育受阻 ,畸形 ,坏死。吸器外质膜皱褶 ,电子致密度加深 ,并出现孔洞。寄主叶肉细胞的膜系统明显病变 ,细胞器解体 ,细胞质凝聚 ,质膜内陷 ,最终整个细胞坏死解体。除了上述典型的过敏性坏死反应特征以外 ,寄主细胞还产生了细胞壁防御结构和次生物质。在讨论中比较了高温抗病性品种防卫反应与普通低反应型抗病性的异同。     

种衣剂17号包衣对小麦苗期白粉菌发育影响的研究

 采用光镜和电镜技术，研究了种衣剂17号包衣对小麦苗期白粉菌发育的影响。结果表明，种衣剂对白粉菌分生孢子萌发和附着胞形成无影响，但可增大附着胞的畸形率和降低入侵率；每一侵染点仅能产生初生吸器，并且吸器发育受抑制而呈畸形，吸器外间质内沉积有电子致密度高的物质；菌丝生长严重受抑，其顶端明显膨大；菌丝细胞壁和吸器体壁呈不规则加厚；受侵寄主细胞的坏死现象普遍，这与抗病品种表现出的过敏性坏死反应极为相似。以上结果表明，种衣剂17号不仅可直接作用于白粉菌，而且可能通过影响寄主而间接影响该病菌。     

三唑酮对小麦条锈菌在寄主内发育的影响

小麦幼苗接种小麦条锈菌3d后,三唑酮喷雾施药。电镜观察三唑酮对条锈菌在寄主内发育的影响。观察发现,菌丝和吸器最初的变化是细胞质中脂肪粒和液泡数量的增加,菌丝和吸器的壁与细胞质膜间出现一些电子致密度高的小泡囊,随后壁内层不规则增厚,菌丝顶端细胞壁增厚最为明显;菌丝和吸器最终解体。吸器外间质的宽度明显增宽,其中累积有染色较深的物质。三唑酮对吸器发育具有致畸作用,并抑制隔膜的形成;受侵寄主细胞分泌的胼胝质,可将吸器体完全包围。观察结果表明三唑酮不仅可直接作用于条锈菌,同时也可通过影响寄生而间接作用于该病菌。     

小麦条锈菌吸器发育的超微结构研究

根据形态的变化特征,小麦条锈菌吸器发育分为四个阶段,即吸器母细胞的形成、入侵栓的产生、颈部的延伸和吸器体的膨大。电镜观察发现,吸器母细胞壁和隔膜的结构明显不同于胞间菌丝的壁和隔膜。入侵栓由内外层壁组成,它们分别与吸器母细胞壁和第五、第六层相连接。在颈部延伸过程中,颈部始终未能刺破寄主的质膜。成熟的吸器体呈球形或卵球形,并可产生不规则的突起或分枝,吸器中的多核现象较为普遍。     

青杨叶锈病菌在落叶松上发育过程中的电子显微镜观察

采用电子显微镜技术对青叶锈病（Melampsora larici-populina Kleb.）菌在华北落叶松（Larix principis-rupprechtii Mayr.）上的发育过程进行了初步观察。结果表明：胞间菌丝呈丝状、单核或双核，单核胞间菌丝直接穿透寄主细胞壁侵入寄主细胞形成吸器，吸器菌丝状。性孢子产生为环痕式产胞，锈孢子器疱状、锈孢子串生，具疣突。     

Histology and Ultrastructure of Incompatible Combination Between Puccinia striiformis and Wheat Cultivars with Low Reaction Type Resistance

The incompatible combinations between races of Puccinia striiformis and wheat cuitivars withlow reaction type resistance were examined by means of fluorescent microscopy, differential interference con-trast microscopy and electron microscopy. The incompatible combinations consisted of wheat cultivar Niuzhuteplus CY28, Hybrid46 plus CY29 and Tianxuan882 plus CY29, while the compatible combination was wheatcultivar Huixianhong plus CY28. The observation revealed a striking difference in the fungal development andthe host responses between susceptible and resistant wheat cuitivars following infection by the pathogen. Themain histological manifestation of the pathogen development in the resistant wheat cultivars include inhibitionof hyphal growth, delay of hyphal branching and colony formation, decrease of formation of haustorial mothercells and haustoria, and occurrence of host cell necrosis. The observation by electron microscopy demonstratedthat a series of abnormal changes occurred in intercellular hyphae, haustorial mother cells and haustoria dur-ing pathogen development in the resistant wheat cultivars. The cytoplasm became more electron-dense and vac-uoles in the cytoplasm increased in number and size. The cell walls of hyphae, haustorial mother cells werethickened irregularly. The organeiles were disorderly distributed in the cytoplasm and the haustorial mothercells and haustoria lost their physiological function. In the final stage of the pathogen development, the inter-cellular hyphae, haustorial mother cells and haustoria became necrotic and collapsed. The structural defensereactions such as formation of cell wall apposition, collar and encasement of haustorium were essentially morepronounced in the infected wheat leaves of the resistant cultivars than in the susceptible one. In addition, therelationship between the host resistance expression and the histological and cytological features occurred in theincompatible combination was discussed in this paper.     

小麦抗白粉菌初侵染过敏性反应的细胞学研究

利用细胞学方法对小麦抗白粉菌初侵染过敏性反应的研究表明，高抗寄主的反应是在病菌入侵栓活动前，由初生芽管或附着胞侵染诱导的主动防卫反应；而在中抗寄主的反应与高感寄主细胞的死亡，则是由坏死的病菌吸器诱导的；且吸器周围的寄主细胞器越少细胞坏死也越早．不论是感病还是抗病寄主细胞死亡时，细胞壁上的过氧化物酶活性均显著增强，说明它可能不是决定抗性的重要因子．     

油菜白锈菌与其寄主相互关系的超微结构研究

观察发现,多核无隔膜的胞间菌丝上可产生多个吸器,形成于寄主细胞内的球形吸器体以管状的颈部与胞间菌丝细胞相连。吸器体壁和颈部壁仅由一层组成,颈部上端的壁外存在一染色较深的外套结构,吸器体内分布有大量的线粒体,但无细胞核的存在,吸器体外间质内分布有染色较深的物质。在寄主细胞原生质中,可观察到大量的管状结构,这些结构可相互联接,并可与吸器外间质沟通。位于表皮细胞和叶肉细胞之间的孢子囊梗,以芽生的方式产生孢子囊,孢子囊通常呈串状排列。本文对入侵外套和吸器外间质内物质来源及功能进行了讨论。     

胶孢炭疽菌侵染杨树叶片的组织病理学研究

目的明确胶孢炭疽菌在杨树叶片上的侵染过程,为进一步从分子水平研究该菌的致病机制和杨树抗病分子育种奠定基础。方法用绿色荧光蛋白标记的胶孢炭疽菌菌株BH12-2的分生孢子悬浮液接种健康杨树叶片,采用光学显微镜和电子显微镜观察病原菌的侵染过程和杨树叶片的防卫反应。结果接种4h后,孢子开始萌发产生芽管;8h时芽管顶端形成附着胞;12h时成熟的附着胞中央形成侵染钉;24h时,孢子另一端萌发形成芽管和附着胞;48h后芽管不断分枝异化成菌丝并产生次级分生孢子;接种3d时,附着胞基部的侵染钉穿透寄主角质层和表皮细胞壁膨大形成侵染泡囊,侵染泡囊初始生长在寄主细胞壁和细胞膜之间,不穿透寄主的原生质体,随后产生初生菌丝和次生菌丝的分化;接种4~5d后,次生菌丝在寄主表皮和叶肉组织内大量扩展;第6d时,菌丝聚集在角质层下形成子座组织,并产生分生孢子梗和分生孢子。随着菌丝的扩展,叶片组织发生一系列的病理变化,在侵入点周围的叶肉细胞壁附近产生胼胝质,细胞壁向内凹陷并发生溶解,细胞质消解,叶绿体等细胞器解体以及寄主细胞坏死塌陷,最终在叶表面产生典型的褐色坏死病斑。结论胶孢炭疽菌在侵染过程中,一个分生孢子可萌发形成多个芽管和附着胞,提高其成功侵染的几率;胶孢炭疽菌对杨树叶片的侵染类型为细胞内半活体营养侵染型。      

胶锈菌在贴梗海棠上发育过程的电镜观察

采用电镜技术研究了胶锈菌在贴梗海棠上的发育过程,发现位于寄主细胞间隙的单核菌丝可直接侵入寄主细胞形成吸器.成熟吸器呈菌丝状或者由细长的颈部和膨大的吸器体构成.吸器也可形成于幼叶的微管束细胞内,但随后者的进一步分化,吸器趋于坏死.性孢子器呈瓶状,每一性孢子梗可在近同一部位上产生多个性孢子,产孢方式为整体芽生环痕式,并具瓶体式特征.锈孢子器通常呈杯状,每一锈孢子梗可由上向下连续产生多个锈孢子,锈孢子成串排列.成熟的锈孢子体表分布有利状突起.     

黄瓜抗霜霉性的组织学和超微结构研究

组织学研究表明，黄瓜霜霉菌在不同抗病类型品种上，其侵入前的过程基本相似，并且都能形成胞间菌丝和吸器。然而，随着品种抗病性的增强，吸器形成速率变慢，数目减少，同时菌丝扩展缓慢；寄主细胞坏死发生时间早，机率高。电镜观察显示，抗病品种中菌丝和吸器的细胞质中液泡数量增加，菌丝和吸器的壁与细胞质膜分离，原生质电子致密度加深，最后菌丝和吸器解体；受侵寄主细胞分泌的胼胝质，可将吸器体完全包围，从而阻止了吸器的进一步发育；在发生坏死的寄主细胞中，吸器也解体坏死。     

Ultrastructural Changes in the Interaction Between Puccinia striiformis and Wheat Cultivar with Slow-Rusting Resistance

Ultrastructural changes in both pathogen and host cells in the interaction between Puccinia striiformis and wheat cultivar （Libellula） with slow-rusting resistance were observed by transmission electron microscopy. Observations revealed marked changes in ultrastructure of both pathogen and host cells. In the pathogen respect, there were many vesicles appeared in the intercellular hyphae and gradually fused into bigger vacuoles, a number of fat drops and electron-dense granules accumulated, mitochondria became swollen and some of them degraded into vesicles, and the plasmalemma of intercellular hyphae became dark. In the haustoria, the cytoplasm degraded gradually and developed a vacuole in the center, fat drops increased, the extrahaustorial matrix widened with a great amount of electron-dense fibrillar and granular materials, and most of the haustoria died with in conjunction with the disappearance of fat drops and other organelles. Structural defense of the host, including formation of cell wall apposition, collar and papilla, occurred in the host respect. Host resistance expression and cytological features occurring in the slow-rusting resistance were discussed.