云南省马铃薯致病疫霉毒性基因组成及毒力结构研究

【目的】对致病疫霉群体的毒性变异及其分布进行研究，促进抗病育种和病害的有效控制。【方法】用一套完整的鉴别寄主对2000～2003年云南省29个马铃薯产区的致病疫霉的毒性基因组成及毒力结构进行了系统的测定。【结果】云南省马铃薯致病疫霉含有目前已知的全部毒性基因，能克服所有已知的主效抗性基因。各个毒性基因出现的频率不同，在2.9%～97.8%之间。所有供试的136个马铃薯致病疫霉菌株均是含有多个毒性基因的广谱毒力类型，可分为28种不同的毒力结构，每种类型含有4～11个毒性基因，平均含有7.3个毒性基因。毒力类型1.3.4.7.9.10.11、1.2.3.4.6.7.9.10.11、1.3.4.6.7.9.10.11以及3.4.6.9.10.11是云南省马铃薯致病疫霉的主要组成类型。滇东北、滇西北大春一季作种植区和滇中多季作种植区显示了较高的毒力多样性。含有全部11个毒性基因的超级毒力类型1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11在云南首次被检测到。【结论】云南的马铃薯致病疫霉表现出较高的毒力结构多样性和高度复合性。已知的主效抗性基因大部分在云南丧失了抗性，新的抗源或育种策略需要被发展。     

马铃薯抗晚疫病转基因育种研究现状及发展趋势

马铃薯是世界上主要作物之一，因其具有粮菜兼用、生育期短、营养丰富等特点，在农业生产和人民生活中均占有重要的地位。晚疫病是全世界普遍发生的一种马铃薯病害，据估计，中国每年因晚疫病发生危害造成的损失达10亿美元：近年来，植物基因工程技术已为马铃薯抗晚疫病育种创造了许多优良的抗病材料，加快了马铃薯抗病的育种进程。     

亚硝基谷胱甘肽还原酶 GSNOR1正调控植物对疫霉菌的抗性

疫霉属（ Phytophthora）卵菌引致马铃薯晚疫病等作物灾难性病害，严重威胁作物的可持续生产。由于病菌毒性变异，导致品种抗病性丧失问题突出。因此，挖掘植物广谱和持久抗病基因，并探索其在抗病育种中的有效利用具有重要的科学意义。亚硝基谷胱甘肽还原酶1（GSNOR1）是植物氮信号通路中高度保守的关键还原酶，其参与调节r基因介导的植物抗性和非寄主抗性。然而， GSNOR1参与抗疫霉菌的免疫功能和作用机理尚不清楚。本研究中，借助拟南芥与寄生疫霉菌互作的模式体系，首先发现拟南芥T-DNA插入突变体 gsnor1-3对寄生疫霉菌呈现感病表型。进一步利用病毒诱导的基因沉默（VIGS）降低烟草叶片中 GSNOR1同源基因的表达量，在此基础上，通过抗病表型分析以及一系列抗性相关功能的检测，结果表明，沉默本氏烟草 GSNOR1同源基因能够在寄生疫霉菌侵染植物的过程中削弱植物体内的活性氧（ROS）迸发、病程相关基因（PR genes）的诱导表达以及MAPK信号转导，从而增强了植物对疫霉菌的感病性。本研究揭示了植物 GSNOR1对疫霉菌具有高度保守的抗性功能，并初步解析了 GSNOR1正调控植物抗疫霉菌的作用机理，为进一步探索 GSNOR1在马铃薯抗晚疫病中的功能及其在抗病育种中的有效利用奠定了重要的理论 基础。     

华南大豆种质对大豆疫霉根腐病的抗性分析

【目的】大豆疫霉根腐病是由大豆疫霉菌引起的严重影响大豆生产的世界性病害之一,选用抗病品种是控制该病最经济有效的措施。筛选抗大豆疫霉菌PGD1的优异抗源和多抗疫霉根腐病种质资源,推导大豆种质抗疫霉根腐病基因,为热带、亚热带地区大豆抗病育种提供有效抗源。【方法】采用下胚轴创伤接种法,利用在广东发现并分离的大豆疫霉菌PGD1菌株,接种鉴定主要来自广东、广西、福建、海南、湖南、江西和四川等华南省份631份大豆种质资源的抗病性,筛选抗大豆疫霉菌PGD1种质资源;再用其他6个不同毒力的大豆疫霉菌株接种鉴定抗大豆疫霉菌PGD1的种质,筛选多抗资源,通过基因推导方法分析抗病种质的抗病基因类型。【结果】631份大豆种质中有101份种质抗大豆疫霉菌PGD1,占鉴定种质的16.0%;73份为中间反应类型,占11.6%;457份表现感病,占72.4%。其中83份抗大豆疫霉菌PGD1的种质对其他6个不同毒力菌株Pm14、Pm28、PNJ1、PNJ3、PNJ4、P6497的侵染率分别为28.9%、34.9%、9.6%、66.3%、57.8%和10.8%。4份种质同时抗7个不同毒力的大豆疫霉菌株,分别为ZDD21538、ZDD21604、ZDD14286和明夏豆1号,占鉴定种质的4.8%。毒力频率为0的种质有15份,占鉴定种质的18.1%。83份大豆种质对7个不同毒力的大豆疫霉菌株共产生20种反应型,1种反应型与单个抗病基因的鉴别寄主Williams79反应型一致,可能含有抗病基因Rps1c;45份种质产生的9种反应型符合一些2个或2个以上已知抗病基因组合的反应型,这些种质可能含有已知抗病基因组合;38份种质共产生11种反应型既不同于任何含有单个已知抗病基因品种的反应型也不同于2个或2个以上已知抗病基因组合的反应型,它们可能含有新的抗病基因或基因组合。【结论】华南地区大豆种质中蕴藏着丰富的抗大豆疫霉菌PGD1和多抗大豆疫霉菌抗源,这些抗病种质可作为热带、亚热带地区大豆抗病育种的重要亲本和抗病基因定位的重要研究材料。     

马铃薯晚疫病抗性分子育种研究进展

马铃薯晚疫病是由疫霉引起的一种世界性的流行性和毁灭性病害,每年造成巨大的产量损失.抗性品种培育一直是育种学家追求的目标.常规育种方法具有耗时费力等特点,目前分子植物育种在马铃薯晚疫病抗性育种中被应用或作为辅助应用.综述了马铃薯晚疫病的发生及防治,分子标记技术在马铃薯晚疫病抗性和晚疫病抗性育种中的研究进展,以及马铃薯晚疫病抗性基因定位、基因工程、转录组分析和全基因组关联分析等方面的研究进展,并对未来马铃薯育种策略进行了展望,以期为马铃薯晚疫病抗性分子育种提供理论参考.     

10%科佳悬浮剂防治马铃薯晚疫病试验

马铃薯晚疫病是由致病疫霉菌引起的真菌病害，是马铃薯的主要病害之一。其孢子囊通过风雨传播，侵染叶片、茎、薯块，严重影响马铃薯单产和品质，已成为马铃薯生产的主要限制因素。为了筛选高效、低毒、低残留的防治药剂，2003年进行了科佳悬浮剂防治马铃薯晚疫病的药效试验。现将结果报道于下：     

马铃薯 StBI-1 基因鉴定及其抗疫霉菌的功能探索

Bax inhibitor 1(BI-1）是真核生物中高度保守的细胞死亡调节因子,在植物响应生物与非生物胁迫中扮演重要角色。为探究BI-1是否参与马铃薯响应疫霉菌侵染的免疫应答,首先以拟南芥AtBI-1蛋白序列为模板在马铃薯蛋白数据库中进行BLAST检索。通过比对分析及构建系统进化树,鉴定到与AtBI-1相似度为77.22%的马铃薯蛋白NP_001305552.1,将编码该蛋白的马铃薯基因命名为 StBI-1 ;蛋白结构预测分析表明, StBI-1 包含7个跨膜域和Bax inhibitor-1-like家族结构域。利用实时定量PCR分析 StBI-1 基因在马铃薯响应致病疫霉菌侵染过程中的表达模式,并借助农杆菌介导的烟草瞬时表达体系初步探索 StBI-1 抗疫霉菌的生物学功能。结果显示, StBI-1 响应致病疫霉菌侵染而诱导上调表达,尤其是在侵染后期。同时,过表达 StBI-1 可显著增强本氏烟草对寄生疫霉菌和致病疫霉菌的抗性。综合以上结果,本研究对马铃薯 BI-1基因进行鉴定分析及克隆,并初步揭示 StBI-1 抗疫霉菌的生物学功能,为挖掘马铃薯抗晚疫病新型基因资源及深入解析其抗病分子机理奠定了理论基础。     

2006—2008年中国部分地区马铃薯晚疫病菌生理小种的分布

【目的】对中国部分地区马铃薯晚疫病菌Phytophthora infestans生理小种的毒力基因进行测定与评价,为抗晚疫病育种策略制定以及抗病品种的合理布局提供指导。【方法】利用11个含有单显抗病基因的一套鉴别寄主,采用离体叶片法测定马铃薯晚疫病菌的生理小种。【结果】在采自2006—2008年中国6个省份的57个马铃薯晚疫病菌株中,共测定出30个生理小种。所测的30个生理小种均为含多个毒力基因的复合小种,其中含有5个以上的毒力基因的小种有25个,约占83%。还发现3个菌株可以克服所有已知的R1—R11等11个抗病基因的"超级毒力小种"。【结论】中国马铃薯晚疫病菌生理小种数目不断增多,其组成日趋复杂。垂直抗病基因R1—R11在中国部分省份完全丧失抗病性,迫切需要发掘新的抗源和加紧培育水平抗性品种。     

黑龙江省高纬寒地马铃薯晚疫病的发生与防治

正马铃薯疫病是黑龙江省北部高纬寒地马铃薯的主要病害之一,马铃薯晚疫病(Potato Late Blight)由致病疫霉引起,导致马铃薯茎叶死亡和块茎腐烂的一种毁灭性卵菌病害。每年都有不同程度的发生和流行,在一般年份减产20%左右,重发年份减产50%以上,甚至绝产。近产来晚疫病已马为本省发展马铃薯产业的制约因素。1、致病病原马铃薯晚疫病病原菌(Phyto phthora infestans?(Mont.)de Bary)称致病疫霉     

链霉菌WH13的分离鉴定及其拮抗致病疫霉活性的初步探究

马铃薯晚疫病(potato late bright)是由致病疫霉(Phytophthora infestans)引起的最为严重的马铃薯(Solanum tuberosum)病害之一。因放线菌多能产生天然活性物质而拮抗病原微生物,被研究者视为植物病害重要的生防菌种。其中,链霉菌是最主要的一类。本研究从内蒙古乌海地区的土壤中分离得到1株对致病疫霉拮抗效果良好的菌株WH13,其16S rRNA与Streptomyces enissocaesilis的相似性达100%,初步鉴定其为链霉菌。WH13对致病疫霉的平板对峙抑菌率可达74. 44%,其发酵上清液和菌体破碎液中均存在抑制致病疫霉的活性物质,抑菌率分别为49. 44%和58. 38%。对马铃薯离体叶片的接种试验表明,WH13可显著降低致病疫霉导致的病斑面积。试验结果为后续利用该菌株开发成抗马铃薯晚疫病生防制剂奠定了基础。     

分子标记技术在马铃薯晚疫病研究中的应用

马铃薯是世界上重要的粮食作物之一,晚疫病则是当今危害马铃薯生产最为严重的病害。重点介绍了四种常用的分子标记技术RFLP、RAPD、AFLP和SSR,以及国内外利用这些标记技术在马铃薯晚疫病研究中的应用。分析了马铃薯晚疫病菌的遗传多样性、菌株抗药性、有性杂交后代的遗传分离以及抗病种质资源的遗传多样性,介绍了遗传图谱的构建、抗性基因及与晚疫病抗性相关的QTL定位、体细胞杂种及回交后代的晚疫病抗性检测。这些对今后中国学者开展相关领域的研究具有重要的借鉴意义。     

转无毒基因马铃薯抗晚疫病的研究

晚疫病菌(Phytophthora infestans)引起的马铃薯晚疫病是危害全球马铃薯生产的严重病害.通过基因工程方法把外源基因导入植物体内以增强抗病性被证明是一条行之有效的途径.应用植物基因工程技术将具有能激活植物自身防御系统的无毒基因与适合于植物背景、非专一性的病原物诱导启动子组合成嵌合基因构建到植物表达载体中.通过农杆菌或基因枪的介导转化植物,可筛选出高效广谱的抗真菌和细菌病害的转基因植株.本研究从病原细菌Pseudomonas syringae PV.tomato中获得的无毒基因avrD(0*93kb)和从病原真菌Phytophthora parasitica中获得的无毒基因Elicitin(0.294kb)分别与非专一性病原物诱导启动子Pill和BG组成含2个嵌合基因(Pill-avrD,BG-Elicitin)的植物表达载体pYH144和pYHEt.通过农杆菌LBA4404介导转化马铃薯,其中用pYH144载体转化2个品种(克新1号,2号),用pYHEt载体转化3个品种(Desiree,克新2号,4号),通过组织培养分别获得潮霉素(HygromycinB)标记的转基因马铃薯试管苗.将转基因试管苗扩繁,应用马铃薯脱毒微型种薯生产技术获得转无毒基因微型薯,在温室(15～25℃和湿度高)条件下,观察转无毒基因马铃薯植株中对晚疫病菌自然感染的抗性.1998年和1999年(每年的3-5月)的温室试验初步表明用avrD和elicitin基因分别转化的转无毒基因马铃薯植株都具有较明显的对晚疫病菌侵染的抗性,大部分转基因植株不表现或表现轻微的感病症状,对照植株(未转化)则表现明显的感病症状.转基因植株生长正常,且在感染后期(恢复期)生长良好.对照植株在恢复期生长弱和缓慢.在获得较多数量的转无毒基因马铃薯微型种薯的时候,将进行人工接种晚疫病菌和田间种植试验,从中筛选出抗真菌病和细菌病的转基因马铃薯株系.     

番茄抗晚疫病研究

番茄晚疫病(Tomato late blight)是一种世界性、毁灭性真菌痛害.因此对其进行深入研究具有很重要的理论和生产意义.该文综述了国内外最近几年的对病原菌病原及其生物学特性、生理小种分布、寄主对晚疫病的抗性、抗晚疫病育种等方面的研究进展.并对当前研究中存在的问题和未来的研究方向进行了阐述.     

NBS Profiling Identifies Potential Novel Locus from Solanum demissum That Confers Broad-Spectrum Resistance to Phytophthora infestans

Potato late blight, caused by the oomycete pathogen Phytophthora infestans, is the most serious disease of potato worldwide. The adoption of varieties with resistance genes, especially broad-spectrum resistance genes, is the most efficient approach to control late blight. Solanum demissum is a well-known wild potato species from which 11 race-specific resistance genes have been identified, however, no broad-spectrum resistance genes like RB have been reported in this species. Here, we report a novel reisistance locus from S. demissum that potentially confer broad-spectrum resistance to late blight. A small segregating population of S. demissum were assessed for resistance to aggressive P. infestans isolates（race 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8, 9, 10, and 11）. This coupled with nucleotide binding site（NBS） profiling analyses, led to the identification of three fragments that linked to the potential candidate resistance gene（s）. Cloning and sequence analysis of these fragments suggested that the identified resistance gene locus is located in the region containing R2 resistance gene at chromosome 4. Based on the sequences of the cloned fragments, a co-segregating sequence characterized amplified region（SCAR） marker, RDSP, was developed. The newly identified marker RDSP will be useful for marker assisted breeding and further cloning of this potential resistance gene locus.     

云南省马铃薯主栽品种对晚疫病的抗性分析*

 利用33个已知基因型的马铃薯晚疫病菌对云南省的马铃薯主栽品种及加工型品种进行抗病性分析及基因型推导。结果表明,参试品种合作88对含有8号小种的病原基因感病,表明品种合作88中含有抗性基因R8;Mira对含有3号小种的病原基因感病,说明品种Mira含有的抗性基因为R3;大多数供试品种已丧失了对晚疫病的抗病性;滇薯6号对87.9%的菌株表现高度的抗性。     

菲律宾马铃薯晚疫病的研究和发展计划:国家报告

菲律宾马铃薯主要种植在高原Bengue省和Mt省。马铃薯晚疫病是马铃薯 生产的主要限制因素。农民采用抗病品种，栽培措施和杀菌剂等综合措施防治晚疫病。从20世纪80年代起，菲律宾从CIP引进许多马铃薯种质资源，与CIP进行合作，开展了杂交育种研究，主要目标是：（a）结合 对晚疫病和金线虫（Globodera rostochiensis)的抗性；（b）改良抗晚疫病无性系的当地适应性；（c）将加工性状组合到抗晚疫病品种中去。主要成果：①选出4个抗晚疫病品种，并向农民推广；②两个品种Igorota和Solibao经过改良；③选择引进了具有适应性好和高产的品种Disco,Columbus,Hermes,Agria,Snowden和Atlantic。④大多数菌株对瑞毒霉是抗性的或中抗的；⑤推广抗病品种Igorota和Solibao可减少50％化学防治费用。     

马铃薯无性系对晚疫病的抗病性配合力分析

本文按16X3双因数交叉式遗传设计配置的48个单交种为材料，连续2年在云南农业大学试验农场进行了家系的抗病性评价试验，试验采用随机区组，4次重复；抗病性采用Jan W.Henfling的方法计算发病叶面积，并进行了配合力分析。结果表明：（1）马铃薯对晚疫病的抗病性主要由本决定。（2）一般配合力对于马铃薯抗晚疫病更为重要。（3）母本393085．5、391002．15、391002．6、391004．4号具有较高的一般配合力，父本一般配合力不高。（4）母本39328058号与父本392639．8具有较高的特殊配合力。本研究结果为抗晚疫病的亲本选配提供了重要依据。     

中国部分地区马铃薯晚疫病菌生理小种的组成及分布

 利用 8个分别含有单显性基因R1、R3、R4、R6、R7、R9、R10、R11及其不同组合的复合基因鉴别寄主 ,对1997～ 1998年采自河北、云南、四川、重庆和内蒙古等地的 90个马铃薯晚疫病菌菌株进行了生理小种测定。结果表明 ,90个菌株中有 2 1个生理小种。发生最普遍的小种为 1.3.4 .7.9.10 .11,发生频率为 32 .2 % ;其次较普遍的小种还有 1.3.4 .6 .7.9.10 .11和 3.4 .7.9.11,发生频率均为 10 .0 %。参加测试的抗性基因全部都能被被测菌株的毒力基因克服 ,说明被测晚疫病菌群体中的毒力基因存在非常普遍     

马铃薯晚疫病菌毒素与寄主品种抗性关系研究

 【目的】明确晚疫病菌毒素对马铃薯的毒害作用,及不同生理小种产生的毒素对不同抗病品种的毒性差异。【方法】将马铃薯晚疫病菌培养在液体培养基（每升用黑麦粒60 g,含10%番茄汁）中,置于17℃培养箱中黑暗培养1个月,4层纱布过滤,滤液用(NH4)2SO4盐析,透析后的液体为毒素液。将该毒素液作为介体来测定马铃薯3个品种（叶片和薯块）的抗性。【结果】接种该毒素的马铃薯的叶片和薯块产生的症状与接种马铃薯晚疫病菌孢子囊产生的症状相似。马铃薯品种不同对不同浓度的毒素稀释液和源于不同马铃薯晚疫病菌菌株的毒素的反应不同。推测毒素介导下马铃薯和晚疫病菌间的特异性是存在的。马铃薯的叶片和薯块对毒素的反应是不同的,甚至是相反的。【结论】毒素介导下可能存在马铃薯和晚疫病菌间的特异性反应。     

马铃薯晚疫病抗性相关基因定位及QTL位点分析

【目的】寻找与马铃薯晚疫病水平抗性紧密相关的候选基因,以期作为分子标记辅助选择的重要标记。【方法】以BCT和PCC1两个马铃薯群体为材料,对38个晚疫病菌诱导表达的ESTs和基因进行定位,再将定位结果与已定位的QTL位点进行比对。【结果】11个候选基因的引物在两个群体中扩增出13个多态性位点,其中12个多态性位点定位到遗传连锁图谱上。定位结果与QTL进行比较显示,07-F08-P1-564位于晚疫病QTL区域。【结论】07-F08-P1-564与马铃薯晚疫病水平抗性紧密相关。定位的候选基因丰富了马铃薯的连锁群,可作为遗传连锁图谱构建的桥梁,同时也为筛选重要抗性候选基因奠定了基础。