硅对稻瘟病菌侵染下水稻叶片超微结构的影响

为进一步揭示硅对稻瘟病的结构抗性,以纳米SiO2为硅源,以对水稻稻瘟病Magnaporthe grisea具有抗病性的农大18号和感病性的蒙古稻为材料,借助扫描电镜和透射电镜,在接种稻瘟病菌后对2个品种水稻叶片进行电镜观察.试验结果表明,接种稻瘟病菌后,无论是抗病品种还是感病品种,经过施硅处理的水稻叶片表面只存在少数的稻瘟病菌菌丝,并且其菌丝数量要比不施硅处理少.通过透射电镜图片还可看到,在水稻叶片内形成的矿化硅材料将病菌菌丝包围,减少了稻瘟病菌对水稻的侵染.施硅能够有效地抑制稻瘟病菌的入侵,从而增强水稻对稻瘟病的结构抗性.     

增施硅肥对水稻抗稻瘟病的效果分析

[目的]为硅肥在防治水稻稻瘟病中的应用提供理论依据。[方法]通过硅肥对水稻稻瘟病的防治试验研究不同处理中水稻剑叶叶倾角、叶面硅的微域分布及其抗病相关酶的活性。[结果]在抽穗期,施硅处理的发病率和病情指数分别比不施硅处理下降8．9个百分点和3．4,其相对防治效果达27．64％;不施硅处理的剑叶叶倾角为16°,施硅处理的剑叶叶倾角显著小于不施硅处理,其差值为9°。施硅处理的健康叶片的哑铃状硅化细胞、乳突及其他表面部位的硅含量均高于不施硅处理,接茵后第5天,施硅处理叶片的硅化细胞、乳突及其他表面部位的硅含量有所上升,不施硅处理的明显下降。施硅推迟了POD和CAT对接种稻瘟病茵的响应时间,接种稻瘟病菌后施硅处理的SOD自我调节能力强于不施硅处理。[结论]在水稻生产中,展叶期之后硅仍能明显增强水稻对稻瘟病的抗性。     

纳米SiO2对水稻稻瘟病的抗病效应及对水稻生长发育的影响

以纳米SiO2为硅源,以抗稻瘟病的水稻品种"农大18号"和感稻瘟病的水稻品种"蒙古稻"为材料,测定了纳米SiO2对水稻抗瘟效应及水稻生长发育的影响。试验结果表明:纳米SiO2处理的抗病品种和感病品种的病情指数分别比不施硅处理下降了30.98%和51.03%,抗病品种的相对防治效果达到了54.93%,而感病品种的相对防治效果达到了73.47%。施硅减轻了病级和病情指数,增强了水稻对稻瘟病的抗性,在感病品种"蒙古稻"上表现尤为明显。水稻在施用纳米SiO2后,不仅可显著提高叶片叶绿素含量,增大叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度,使水稻叶片的光合作用增强,而且可以增加新生根系的根数和最长根长,提高根系活力吸收面积,同时水稻叶面接触角增大,叶倾角减小,真菌附着减少,利于水稻正常生长。     

Effects of Nano-silica on Rice's Resistance to Magnaporthe oryzae and on Rice Growth

以纳米SiO2为硅源,以抗稻瘟病的水稻品种“农大18号”和感稻瘟病的水稻品种“蒙古稻”为材料,测定了纳米SiO2对水稻抗瘟效应及水稻生长发育的影响.试验结果表明:纳米SiO2处理的抗病品种和感病品种的病情指数分别比不施硅处理下降了30.98％和51.03％,抗病品种的相对防治效果达到了54.93％,而感病品种的相对防治效果达到了73.47％.施硅减轻了病级和病情指数,增强了水稻对稻瘟病的抗性,在感病品种“蒙古稻”上表现尤为明显.水稻在施用纳米SiO2后,不仅可显著提高叶片叶绿素含量,增大叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度,使水稻叶片的光合作用增强,而且可以增加新生根系的根数和最长根长,提高根系活力吸收面积,同时水稻叶面接触角增大,叶倾角减小,真菌附着减少,利于水稻正常生长.     

3套水稻近等基因系对两个病圃稻瘟病菌的抗性评价

采用苗期喷雾法,评价了丽江新团黑谷、CO39和IRBL系列等3套近等基因系水稻品种对云南省腾冲县和罗平县两个病圃稻瘟病菌的抗性水平及利用价值。结果表明:C101A51(Pi-2(t))、IRBL-22(Pi-9(t))和IRBL-23(Pi-12(t))等3个品系的抗性最强,抗病频率分别为:94.22%、93.50%、90.61%。对2个抗瘟基因的联合抗病性分析表明,Pi-2+Pi-9基因、Pi-2+Pi-12基因搭配的联合抗病性系数达0.88和0.86,在抗病育种中适于聚合应用。     

3套水稻近等基因系对两个病圃稻瘟病菌的抗性评价

采用苗期喷雾法,评价了丽江新团黑谷、CO39和IRBL系列等3套近等基因系水稻品种对云南省腾冲县和罗平县两个病圃稻瘟病菌的抗性水平及利用价值。结果表明:C101A51(Pi-2(t))、IRBL-22(Pi-9(t))和IRBL-23(Pi-12(t))等3个品系的抗性最强,抗病频率分别为:94.22%、93.50%、90.61%。对2个抗瘟基因的联合抗病性分析表明,Pi-2+Pi-9基因、Pi-2+Pi-12基因搭配的联合抗病性系数达0.88和0.86,在抗病育种中适于聚合应用。     

硅和接种纹枯菌对水稻叶片POD活性及其同工酶的影响

硅和接种纹枯菌对水稻叶片过氧化物酶(POD)活性及其同工酶有影响，正常生长条件下，硅能提高水稻叶片POD的活性；接种纹枯菌处理中，不施硅POD活性第2d达一峰值，施硅第4d达最大值；接种纹枯菌后第3d接种叶片上一张叶片的酶活性与接种叶片无明显差异；硅和接种能使酶带增多，接种能使增加的酶带变宽。     

硅对水稻生长、白叶枯病抗性及病程相关蛋白活性的影响

【目的】研究硅对水稻生长及病程相关蛋白活性的影响,进一步明确硅与水稻白叶枯病抗性的关系。【方法】以感白叶枯病的水稻品种日本晴（Oryza sativa L. cv. Nipponbare）为材料,在水培条件下,研究接种白叶枯病菌、施硅对水稻干物质累积的影响;接种病菌条件下,施硅与否对水稻叶片关键酶活性的影响及其与水稻白叶枯病抗性的关系。【结果】水稻接种白叶枯病菌后,植株地下部和地上部干物重均显著降低,但施硅处理,植株生物量及硅含量均显著升高。施硅处理水稻白叶枯病病情指数显著降低,与对照相比降低11.83%-52.12%,对白叶枯病的相对防御效果达16.55%-75.82%。叶片感染白叶枯病菌后,β-1, 3-葡聚糖酶活性和几丁质外切酶、内切酶活性均快速上升。β-1, 3-葡聚糖酶活性在感染白叶枯病菌的8 d内,施硅处理显著高于不施硅处理,接种后第8天达到最大值。整个试验过程中,加硅处理的水稻植株,叶片中几丁质外切酶、内切酶活性明显增加。【结论】施硅能促进水稻的生长,提高病程相关蛋白β-1, 3-葡聚糖酶和几丁质外切酶及内切酶的活性,降低病情指数,显著缓解白叶枯病的危害,达到显著的防治效果。     

外源水杨酸诱导水稻相关防御酶活性及内源水杨酸含量的变化

采用0.1mmol/L的水杨酸(salicylicacid,SA)喷雾处理抗稻瘟病近等基因系水稻CO39和C101LAC。结果表明:脂氧合酶(LOX)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性在不同亲和性互作水稻中均在早期上升,与亲和性互作水稻CO39相比,高度非亲和性互作水稻C101LAC3种酶的诱导活性增加明显、速度快;过氧化氢酶(CAT)的诱导活性则在不同亲和性互作水稻中均下降。对病程相关蛋白(PR蛋白)β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的测定结果表明,高度非亲和性互作水稻2种酶诱导活性的出现高峰期和强度也明显要早且高于亲和性互作水稻。对内源水杨酸的测定结果表明,不同亲和性互作水稻的SA含量均没有明显的变化,表明外源SA诱导的水稻抗病性可能与内源SA信号通路无关。     

优质抗稻瘟病三系不育系金抗1A的分子选育

以水稻品系LAC23为抗性供体亲本,优质保持系金23B为受体亲本,以回交转育为基础,逐代用分子标记RM224或MRG4766检测导入广谱抗稻瘟病基因Pi-1,获得抗稻瘟病能力提高的新品系金抗1B,并以此与金23A连续多代回交,最终育成抗稻瘟病籼型三系不育系金抗1A.金抗1A抗性达到LAC23(Pi-1)的抗性水平,且保持了金23A米质优、育性稳定、配合力强等优良经济性状.     

福建省稻瘟病菌毒性类型及部分水稻品种(组合)抗病性

测定了2003-2006年从福建省主要稻区分离挑选的97个稻瘟病单孢菌株对国际水稻所CO39近等基因系(near-iso-genic lines,NILs)6个鉴别品种和部分水稻品种的致病性.结果表明,福建省稻瘟病菌株分别属于14个毒性类型,优势类型和亚优势类型分别是I34.1和I35.1,其对8个福建主栽品种的毒力频率分别为51.96%和60.23%.2003-2006年各年度的菌株多样性指数分别为0.6324、0.5541、0.6000和0.7699.相邻年度间的病菌毒性类型相似率分别为57.14%、54.55%和46.15%.说明福建省稻瘟病菌毒性类型在各年份间的分布呈现不同的特征.CO39-NILs中C101LAC(Pi-1),育种亲本中R527、亚恢627、多系1号和谷丰A,主栽品种中D优527、D奇宝优527和T优5537对稻瘟病菌的抗性好,抗性表现均为抗(R);95个新育成的品种中表现抗(R)和中抗(MR)的分别占16.84%和22.11%,其中新品种谷优5188、特优18、天优3301、Ⅱ优907、Ⅱ优516和D奇宝优5号的抗性频率高于90%,且对田间叶瘟和穗瘟的抗性表现较好,说明这些抗性品种及其所携带的基因是福建省育种的良好材料.     

湖南稻瘟病菌生理小种的组成及其致病性

利用来自日本、国际水稻研究所(IRRI)和中国的10个稻瘟病菌单基因鉴别品种,将59个湖南稻瘟病菌株分别划分为20个生理小种,优势小种为H531.1、H511.1和H501.1,对抗性基因Pi–CO39、Pita、Pi3、Pi12、Pia具有致病性。各个稻区生理小种组成和优势小种存在差异,其中,湘东、湘中稻区稻瘟病菌生理小种多样性指数较高,优势小种的变化最为明显,说明这2个稻区的抗源基因正逐渐变得匮乏,甚至丧失。鉴别品种C101LAC(Pi1)和C101A51(Pi2)对59个湖南稻瘟病菌菌株抗性频率均为100.0%,说明这些抗性品种(基因)可作为湖南稻区稻瘟病的抗源材料(基因),Pi1、Pi2可直接作为分子标记辅助选择育种的供体抗源基因。品种关东51(Pik)、C105TTP–4L23(Pi4–b)和C101PKT(Pita)在湖南各稻区的抗性水平表现存在差异,可以作为选择性抗源材料(基因)加以应用。     

江西省水稻主要品种抗瘟基因型的推导

利用22个稻瘟病菌鉴别菌株,采用离体叶段接种,测定江西省211个水稻品种的抗瘟基因型.根据试验结果的推导,供试品种分别含有1～6个不等的抗瘟基因,共分为30个类群.其中含1,2和3个基因的品种数分别为130,41和29个,所占比例分别为61.61%,19.43%和13.74%;而含4～6个基因的品种数总共11个,所占比...     

Physiological response and phenolic metabolism in tomato (Solanum lycopersicum) mediated by silicon under Ralstonia solanacearum infection

Bacterial wilt, caused by Ralstonia solanacearum(Rs) is a serious soil-borne disease and silicon can enhance tomato resistance against this disease. However, few studies have focused on the mechanisms of Si-mediated pathogen resistance from the rhizosphere perspective. In this study, two tomato genotypes, HYT(susceptible) and H7996(resistant), were used to investigate the effects of silicon application on disease inhibition, root growth, and organic acid content in both roots and root exudates under R. solanacearum infection. The results showed that Si application significantly suppressed bacterial wilt in HYT, but had no effect in H7996. Silicon concentrations in roots, stems and leaves of tomato were significantly increased by Si treatment under R. solanacearum inoculation. In HYT, Si application increased root dry weight by 22.8–51.6% and leaf photosynthesis by 30.6–208.0%, and reduced the concentrations of citric acid in root exudates by 71.4% and in roots by 83.5%. However, organic acids did not influence R. solanacearum growth. Results also demonstrated that salicylic acid(SA) content in roots was significantly increased by silicon addition for H7996 and exogenous SA application could reduce bacterial wilt disease index. Collectively, these results suggest that Si-modulated phenolic compound metabolism in roots or root exudates, especially citric acid and SA, may be a potential mechanism in the amelioration of bacterial wilt disease by Si.     

硅肥和接种纹枯病菌对水稻膜脂过氧化和防御酶活性的影响

在群体水培条件下,探讨施硅肥和接种纹枯病菌对水稻叶片丙二醛(M DA)含量及超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)和过氧化物酶(POD)活性的影响。结果表明:未接菌条件下,硅肥能提高POD、CAT的活性,降低SOD活性,M DA含量略有上升;接菌处理使M DA含量、CAT和POD活性升高,SOD活性降低;接菌和施硅肥处理使SOD活性下降,第4天达最小值,但其活性仍高于接菌未施硅肥处理,其POD、CAT活性第4天达最大值,M DA含量第3、4天达最大值;施硅肥后接菌叶片的上位叶片的SOD、CAT和POD活性与接菌叶片无明显差异。施硅肥能显著降低水稻植株的纹枯病病情指数,提高其对纹枯病的抗病能力,相对防治效果达25.8%。     

湖南省稻瘟病菌无毒基因鉴定

【目的】了解湖南省稻瘟病菌无毒基因组成,为培育水稻新品种及合理布局抗稻瘟病品种提供参考依据。【方法】采用2014年分离自湖南桃江病圃丽江新团黑谷(LTH)上的120个稻瘟病菌单孢菌株室内离体针刺接种于24个已知抗瘟基因的水稻近等基因系(NILs)上,对供试菌株进行无毒基因鉴定。【结果】120个稻瘟病菌含有全部24个无毒基因,在24个无毒基因中,出现频率高于40.00%的有Avr-Pita和Avr-Pish;出现频率在30.00%~40.00%的无毒基因有Avr-Piz、Avr-Piz5、Avr-Pi3和Avr-Pi9;其余无毒基因出现频率均较低,特别是Avr-Piks、Avr-Pikp、Avr-Pib、Avr-Pi12和Avr-Pi11出现频率均低于10.00%。【结论】含抗性基因Pi-ta和Pi-sh的水稻品种可在湖南省推广利用;含抗性基因Pi-z、Pi-z5、 Pi-3和Pi-9的水稻品种在湖南推广时应慎重考虑;含抗性基因Pi-ks、Pi-kp、Pi-b、Pi-12和Pi-11的水稻品种不宜在湖南省推广利用。     

Two novel gene-specific markers at the Pik locus facilitate the application of rice blast resistant alleles in breeding

Blast, a disease caused by Magnaporthe oryzae, is a major constraint for rice production worldwide. Introgression of durable blast resistance genes into high-yielding rice cultivars has been considered a priority to control the disease. The blast resistance Pik locus, located on chromosome 11, contains at least six important resistance genes, but these genes have not been widely employed in resistance breeding since existing markers hardly satisfy current breeding needs due to their limited scope of application. In this study, two PCR-based markers, Pikp-Del and Pi1-In, were developed to target the specific In Del(insertion/deletion) of the Pik-p and Pi-1 genes, respectively. The two markers precisely distinguished Pik-p, Pi-1, and the K-type alleles at the Pik locus, which is a necessary element for functional genes from rice varieties. Results also revealed that only several old varieties contain the two genes, of which nearly half carry the K-type alleles. Therefore, these identified varieties can serve as new gene sources for developing blast resistant rice. The two newly developed markers will be highly useful for the use of Pik-p, Pi-1 and other resistance genes at the Pik locus in markerassisted selection(MAS) breeding programs.     

四川省杂交稻主栽品种抗稻瘟病基因型推导研究

本文对包括131个杂交稻品种在内的134个四川省水稻主栽品种接种了21个对已知抗稻瘟基因具鉴别力稻瘟病菌株,根据比较各品种和含已知抗瘟单基因系对鉴别菌株的抗谱对各主栽品种进行了抗稻瘟病基因型推导。结果表明,134个参试品种中,仅红优44和泸优1号对全部21个鉴别菌株的抗感反应完全一致;通过DPS统计软件对各品种的抗谱进行聚类分析,在相似距离为0.8时可将这些品种的抗性基因型划分为7个类群;应用基因型推导软件分析,推导出D香287可能携带Pi-km、Pi-zt和Pi-7等3个抗性基因,Q优2号则可能携带Pi-k、Pi-I、Pi-t和Pi-19等4个抗性基因,其余品种则均可能携带未知抗病基因。各品种在病圃中的最高叶瘟级别和平均颈瘟率与其对21个鉴别菌株的抗病频率呈显著负相关(P<0.01)。