稻瘟病菌多样性研究进展

稻瘟病菌是引起水稻稻瘟病的一种真菌。稻瘟病菌致病性的深入研究,对抗性育种工作具有重要的指导意义。本文综述了稻瘟病菌生理小种的鉴定、谱系的划分及分子生物学相关研究的主要进展。     

基于丽江新团黑谷的稻瘟病菌致病性分化

为明确普感品种丽江新团黑谷中稻瘟病菌致病性的分化情况,将分离的100个单孢菌株分别接种到7个中国传统鉴别品种和30个抗瘟单基因品系上,根据接种品种的抗感反应确定稻瘟病菌的优势小种类型、生理小种组成、致病力及其所含无毒基因等信息,并与从同一地区其他寄主品种分离到的稻瘟病菌种群的致病性比较。结果表明:从丽江新团黑谷上分离的稻瘟病菌与从整个区域不同品种上分离的病菌致病性分化情况相似,其中从丽江新团黑谷分离的菌株各种群组成为小种ZA占85.00%、ZB占13.00%、ZC占2.00%,优势小种为ZA1、ZA5、ZB13,菌株平均毒性频率为83.33%;从其他寄主品种分离的菌株各种群组成为ZA占53.85%、ZB占38.46%、ZC占5.77%、ZD占1.92%;优势小种为ZA1、ZB15、ZB13,菌株平均毒性频率为78.01%。     

四川省利用水稻品种多样性间栽技术持续控制稻瘟病

2002~2005年利用水稻品种多样性间栽控制稻瘟病技术在四川省18个市(州)113个县累计推广145.9×104hm2,选用杂交稻和糯稻品种搭配组合517个。结果表明,间栽糯稻的平均发病率比净栽糯稻下降56.97%,病情指数下降66.38%,控制有效率在22%~97%之间。间栽杂交稻的平均发病率比净栽杂交稻下降28.95%,病指下降37.09%,控制有效率在32%~57%之间。其中杂糯品种最佳组合为黄壳糯×川香优2号,竹丫谷×宜香优1577。4年水稻的平均复合产量为9598 kg/hm2,比净栽杂交稻提高产量728 kg/hm2,增长8.68%。     

四川省稻瘟病菌交配型再研究

用来自法国农业研究所(INRA)的标准菌株KAT3(MAT1-1)和GUY11(MAT1-2)及来自国际水稻研究所(IRRI)的标准菌株2539w(MAT1-1)和6023(MAT1-2)对四川省长期保存的141个稻瘟病菌菌株进行了育性和交配型的测定,利用根据MAT1-1和MAT1-2基因全序列所设计引物5′-TCAGCTCGCCCAAATCAACAAT-3′和5′-ACTCAAGACCCGGCACGAACAT-3′(MAT-1),5′-GAGTTGCCTGCCCGCTTCTG-3′和5′-GGCTTGGTCGTTGGGGATTGT-3′(MAT-2)进行PCR扩增测定交配型,141个菌株可育率经测定为36.17%,其中有27个为MAT1-1,占可育菌株的53%,24个为MAT1-2,占可育菌株的47%;稻瘟病菌株在交配中可起雌性、雄性和两性作用,两性菌株占可育菌株的48.94%;不同品种、采样地点乃至同一田块均病菌群体内均可出现两个交配型。PCR检测结果与对峙培养结果吻合率为75%。     

氮、钾、硅肥对水稻苗生长和抗瘟性的影响

通过温室稻瘟病菌人工接种法,研究了氮、钾、硅肥5个不同用量对3个不同抗瘟水平的水稻品种幼苗生长及病情指数的影响。结果表明,与未施肥的对照相比,增施氮、钾肥能明显促进水稻的生长,增加叶长和叶宽。氮肥用量与水稻品种特优627(R)、D奇宝优527(MR)和汕优63(MS)苗瘟病指有显著的正相关关系,钾肥和硅肥用量与品种汕优63苗瘟病指有显著的负相关关系,3个水稻品种的叶宽与苗瘟病指有极显著的正相关关系。增施氮肥有利于苗瘟的发生,而增施钾肥和硅肥能提高中感品种的抗瘟性。     

Septin-mediated plant cell invasion by the rice blast fungus, Magnaporthe oryzae

To cause rice blast disease, the fungus Magnaporthe oryzae develops a pressurized dome-shaped cell called an appressorium, which physically ruptures the leaf cuticle to gain entry to plant tissue. Here, we report that a toroidal F-actin network assembles in the appressorium by means of four septin guanosine triphosphatases, which polymerize into a dynamic, hetero-oligomeric ring. Septins scaffold F-actin, via the ezrin-radixin-moesin protein Tea1, and phosphatidylinositide interactions at the appressorium plasma membrane. The septin ring assembles in a Cdc42- and Chm1-dependent manner and forms a diffusion barrier to localize the inverse-bin-amphiphysin-RVS-domain protein Rvs167 and the Wiskott-Aldrich syndrome protein Las17 at the point of penetration. Septins thereby provide the cortical rigidity and membrane curvature necessary for protrusion of a rigid penetration peg to breach the leaf surface.     

四川部分稻瘟病菌的DNA指纹分析

应用rep PCR(repetitiveelement basedpolymerasechainreaction)分子指纹技术,对28个四川稻瘟病菌菌株进行了DNA指纹特征分析和相似百分率比较。结果表明,供试菌株基因组用Pot2-1和Pot2-2引物共扩增出26条DNA谱带,其中11条为多态性DNA带,各菌株分别扩增出10条左右不等的带谱;供试菌株传统的小种划分与DNA指纹特征的相似百分率比较没有明显的相关性。     

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。     

安徽稻区稻瘟病菌生理小种的鉴定

稻瘟病菌的致病性分化严重,生理小种多、变化快,是水稻抗病品种容易丧失抗性而沦为感病品种的主要原因之一。笔者用中国统一鉴别品种对2002年安徽稻区308个稻瘟病菌的单孢菌株进行了生理小种的活体和离体鉴定,结果表明:两种鉴定方法的鉴定结果基本一致,稻瘟病菌ZA、ZB、ZC、ZD、ZE、ZF、ZG和ZH等8个群在安徽省均有分布,但其优势群为ZB群,ZB13和ZB15为优势小种;优势小种在不同水稻品种上出现的频率存在一定差异。在供试的四种保鲜剂中,以6-BA保鲜效果最好,对离体稻叶接种稻瘟病菌后病情的发展也无明显的抑制作用,适合于稻瘟病菌的离体接种。