中国大豆疫霉菌分布及毒力多样性研究

 通过大豆疫霉根腐病发生的田间调查、从病株和土壤中分离大豆疫霉菌 ,对大豆疫霉菌在我国的分布进行了研究 ,结果表明 ,除东北地区外 ,我国黄淮流域和长江流域也存在大豆疫霉菌。应用 13个鉴别寄主 ,对来自不同地区的 83个大豆疫霉菌分离物进行毒力鉴定 ,证明我国大豆疫霉菌存在丰富的毒力多样性。与植株分离物相比 ,土壤分离物的毒力多样性程度更高。对不同地区来源分离物的毒力组成比较表明 ,长江流域分离物的毒力多样性最丰富 ,其次是黄淮流域 ,而东北地区分离物的毒力组成相对简单。     

Phytophthora sojae Races in Northeast of China and Virulence Evaluation of the Isolates

42 isolates of P. sojae were obtained from diseased soybean plants in 9 counties of Heilongjiang Province and 1 county of Jilin Province in Northeast of China. 11 isolates were classified into 3 races ;the rest that could not be classified due to intermediate reactions were classified into 12 virulence types, suggesting virulence diversity of P. sojae in China. Isolates represented race 1,3 and 8. Race 1 was the most prevalent one.and races 3 and 8 were the first report in China. Our results suggest P. sojae is aboriginal in China.     

新疆大豆疫霉菌的毒力组成研究

为明确大豆疫霉菌在新疆的分布和新疆大豆疫霉菌的毒力组成,采用大豆叶碟诱捕法从新疆大豆田土壤中分离大豆疫霉菌,并采用幼苗下胚轴伤口接种法鉴定大豆疫霉菌的毒力。结果共分离到26个大豆疫霉菌株,毒力测定鉴定出20个不同的毒力型,说明新疆的大豆疫霉菌表现出丰富的毒力多样性。新疆大豆疫霉菌对抗病基因Rps1a,Rps1c和Rps1k的毒力频率均为0,因此,可应用这3个抗病基因对新疆大豆疫霉根腐病进行有效控制。     

中国大豆疫霉菌群体遗传结构的RFLP分析

 【目的】分析中国大豆疫霉菌的群体遗传结构,探索不同地区大豆疫霉菌群体间的亲缘关系。【方法】采用RFLP（restriction fragment length polymorphism）技术,对大豆疫霉菌进行群体遗传结构的分析;利用Popgene V1.32软件计算大豆疫霉菌群体间的遗传相似度;利用NTSYSpc V2.10软件估算菌株间的遗传距离,并依据遗传距离构建UPGMA（unweighted pair-group method with arithmetic averages）系统树状图谱。【结果】采用探针PS127558对来自黑龙江、新疆和内蒙古等5个大豆疫霉菌地理群体的133个菌株的遗传多样性进行了分析,共得到25条杂交带,其中多态性条带为24个,占96%。黑龙江分别和新疆、内蒙古群体间遗传相似度较高。相对于黑龙江群体遗传结构的高度复杂性,新疆和内蒙古菌株的群体遗传结构则比较简单,分别有88.2%和100%的菌株分属于同一聚类组,且均有超过58%的菌株和部分黑龙江菌株指纹图谱完全相同。Shannon’s多样性指数也表明黑龙江群体的遗传多样性最为丰富。福建和其它群体之间的遗传相似度较低,且分别有45.5%和54.5%的福建群体都属于聚类组E和F,遗传背景较为单一。福建群体的Shannon’s多样性指数低于黑龙江和美国。美国和黑龙江群体之间的遗传相似度较高,且部分美国菌株和黑龙江菌株指纹图谱相同。【结论】新疆、内蒙古的大豆疫霉菌起源于黑龙江,福建的大豆疫霉菌可能为一个独立的进化分支或起源于其它地区。此外,中国和美国的大豆疫霉菌群体间存在菌源交流。     

黑龙江省东部大豆疫霉群体结构及其时空动态

为明确大豆疫霉群体结构及其时空变化规律,连续3年对黑龙江省东部4个具有代表性地块桦南县土龙山镇生产田Ht、桦南县曙光一队生产田Hs、黑龙江省农科院佳木斯分院大豆品种试验田Jn和农垦科学院大豆品种试验田Nk土样,采用叶碟诱捕法分离其中的大豆疫霉,利用一套含单个不同抗病基因的大豆近等基因系,通过国际通用下胚轴伤口接种法鉴定大豆疫霉生理小种。结果表明,379株大豆疫霉分别属于105种致病型,其中包括24个生理小种,1种IRT和80种新致病型,每种致病型优势度不明显。24个生理小种中,0、10、14和40号小种为中国首次报道。供试大豆疫霉群体对单个Rps基因的致病频率显示,在黑龙江省东部种植含有Rps7基因的大豆品种风险较高,而种植含有Rps1c、Rps1k和Rps3a基因的大豆品种较安全。随着时间推移,黑龙江省东部大豆疫霉单个菌株聚合对更多Rps基因毒性,单个菌株毒性增强。大豆疫霉群体毒性结构复杂,且随时间推移群体毒性也增强。空间上,生产田大豆疫霉群体较试验田群体毒性结构更复杂多样。     

新疆大豆疫霉的来源分析

应用SSR标记对新疆地区大豆疫霉菌（Phytophthora sojae Kaufmann ＆ Gerdemann）的遗传多样性和与美国、黑龙江、福建等3个不同地理来源大豆疫霉菌的遗传关系进行研究。结果表明,新疆地区大豆疫霉菌遗传多样性相对较低,遗传背景单一,推断为外来生物。与大豆疫霉菌美国分离物和福建分离物相比,新疆分离物与黑龙江分离物的遗传关系最近,表明新疆大豆疫霉菌可能从黑龙江传人。     

大豆疫霉(Phytophthora sojae)单卵孢株毒性纯系的建立

将培养30d的大豆疫霉1号生理小种卵孢子在适宜条件下诱导萌发,随机挑取30个单卵孢株进行纯培养和毒力测定,在测定结果与亲代一致(1号生理小种)的菌株中随机选取1个单卵孢株重复上述试验。试验经过连续两代单卵孢株分离培养,获得了毒力稳定表达的大豆疫霉1号生理小种单卵孢株毒力纯系,为开展大豆疫霉毒性遗传和变异的分子生物学研究提供了研究材料。     

我国部分地区大豆疫霉群体遗传分析

为探究我国大豆疫霉菌的遗传多样性,使用13对简单重复序列标记(simple sequence repeats,SSR)引物对来自部分地区的79个大豆疫霉菌分离物进行了DNA指纹分析.13对SSR引物共扩增出33条条带,其中多态性条带比例为97.0%.SSR指纹聚类分析表明:当以相异距离0.79为阈值时,可将79个大豆疫霉菌分离物划分为13个遗传聚类组.多数大豆疫霉菌分离物之间遗传相似性较低,表明我国大豆疫霉在DNA水平上发生了显著的遗传变异,从而具有较丰富的遗传多样性.大豆疫霉菌DNA多态性特征与分离物地理来源之间存在一定相关性,说明不同地区的大豆疫霉菌群体与大豆栽培品种之间的互作很可能是引起大豆疫霉菌发生广泛遗传变异的主要原因.     

大豆疫霉菌(Phytophthora sojae)生理小种研究进展

综述了大豆疫霉菌 (phytophthora sojae)的生理分化和生理小种的研究进展,包括传统的毒性分析到分子技术的应用,探讨了小种鉴定中发现的无毒菌株的成因及其特征。     

大豆疫霉根腐病菌毒性与DNA多态性之间的关系

采用下胚轴伤口菌丝接种法在携带抗病单基因的8个大豆品种(系)上,对采自黑龙江省和吉林省的20个大豆疫霉根腐病菌株进行毒性检测,根据抗感反应将其分为6个毒性组。运用22个随机引物扩增供试菌株,共得到151个RAPD标记,其中多态性标记101个,占66.90%。通过聚类分析计算了各菌株之间的遗传距离,并产生树状图,发现菌株间存在遗传异质性,病原菌毒性和DNA多态性之间存在一定相关性。     

新疆大豆疫霉生物学特性及生理小种鉴定

从石河子、阿勒泰和伊犁大豆种植区采集大豆根腐病病样进行分离,共分离到5个疫霉菌株,经生物学特性测定,供试的新疆大豆疫霉各菌株在10～35℃均可生长,最适生长温度25℃左右;最适于菌丝生长的pH值为7左右;其菌丝在胡萝卜、V8汁培养基上生长较快,在V8汁、CA和大豆汁培养基上都能产生大量的卵孢子.生理小种鉴定表明,供试的大豆疫霉菌株分属4个不同的毒力公式,它们与当前国内外所报道的53个生理小种的毒力公式均有较明显差别,可能属于新的生理小种.     

Impact of Crop Rotation on Pathotype and Genetic Structure of Phythophthora sojae in Fields

To estimate the impact of crop rotation on the pathotype and genetic structure ofPhythophthora sojae in fields, 372 isolates ofP. sojae were obtained from long-term localisation experimental fields in Heilongjiang Province of China. The hypocotyl inoculation method was used to characterize the virulence ofP. sojaeon 13 differential cultivars, and the amplified fragment length polymorphism (AFLP) technique was used to analyze difference in the genetic structure ofP. sojae. The results indicated that an abundant diversity of genetic structures and pathotypes ofP. sojae, a more uniform distribution of pathotypes and less dominance of pathotypes occurred in corn-soybean and wheat-soybean rotation fields than in a continuous soybean mono-cropping field. These findings suggested thatP. sojae did not easily become the dominant race in rotation fields, which maintain disease resistance in soybean varieties. Therefore, the results of this study suggested that Phytophthora stem and root rot of soybeans could be effectively controlled by rotating soybeans with non-host crops of corn and wheat.     

黑龙江省大豆疫霉菌生理小种鉴定及大豆种质的抗性评价

 研究大豆疫霉菌生理小种、大豆种质资源的抗病性和耐病性,旨在为有效的病害防治奠定基础。对来源于黑龙江省5个县(市)和1个国营农场的18个大豆疫霉菌分离物进行生理小种鉴定,共鉴别出5个大豆疫霉菌生理小种,其中两个小种的毒力公式分别为7和6,7,与国际上已报道的1号和13号小种相同,另外3个小种为未报道的新小种,1号小种为佳木斯优势生理小种。在145份黑龙江省大豆种质中,有10个选育品种、6个地方品种和19个育成品系抗1号小种,占鉴定资源的24.14%,其中地方品种中抗病材料仅为10.00%,这表明黑龙江省大豆抗性资源相对较少。在鉴定的选育品种和地方品种中未发现高耐品种。     

5种植物提取物对大豆疫霉菌活性的抑制作用

[目的]为了获得有效抑制大豆疫霉菌的植物源杀菌剂研制使用。[方法]采用生长速率法测定了5种植物的水提液和乙醇提液在浓度为0.01、0.05和0.10 g/ml时对大豆疫霉菌的抑制作用。[结果]5种供试植物的不同浓度乙醇提取物对大豆疫霉菌的抑制效果均优于水提取物;苍耳对大豆疫霉菌的抑菌效果最好,其次为大麻和苏子,蒲公英和艾草抑菌作用效果甚微。[结论]供试植物苍耳和大麻在离体条件下对大豆疫霉菌有明显的抑制效果。     

Evaluation of Soybean Germplasm from Provinces in Northeast China for Resistance to Phytophthora sojae

Soybean Phytophthora root rot (Phytophthora sojae) is a severe disease all over the world. Soybean germplasm from central and southern China for resistance has been evaluated by American researchers on a large scale. P. sojae has been found frequently in northeast of China in recent years, but not systematic evaluation of soybean germplasm for resistance has occurred there. By means of hypocotyl inoculation, 922 cultivars/lines from northeast of China were screened and evaluated for their response to race 1, and 25 of P.sojae. Generally resistance was less frequent in northeast of China than in central and southern China. Five cultivars/lines were identified that confer resistant responses to race 1,3,8,25 and four additional isolates of P.sojae. These cultivars/lines may provide valuable sources of resistance for future breeding programs.     

大豆疫病拮抗细菌的筛选及生防作用

从大豆根围土样中筛选得到对大豆疫霉有较好拮抗作用的生防菌株4株,经平板测定,生防菌株BY-2的防效最好,达79.00%;对其不同发酵时间的代谢液活性进行测定,发现72 h代谢液的抑制效果最佳,达到40.93%。BY-2代谢液能显著抑制大豆疫霉游动孢子萌发,抑制效果为39.89%～57.71%;其挥发性物质能显著抑制疫霉菌丝的生长,抑制效果为81.70%～91.94%。离体和盆栽试验结果表明,BY-2菌液处理对大豆疫病具较好的防治效果,离体叶片防效和盆栽防效分别为63.38%和75.01%。此外,用BY-2活菌液灌根大豆幼苗的鲜重、干重、根长和茎长显著增加,表明生防菌株BY-2能促进大豆植株的生长。     

大豆疫霉基因组SSR标记开发

 【目的】开发大豆疫霉基因组SSR标记,为从分子水平深入研究大豆疫霉及其近缘种提供一种理想的分子标记。【方法】用FPCR软件从大豆疫霉全基因组序列中查询SSRs,选择合适的SSR序列用Primer5.0软件设计引物。【结果】从发现的1 234个含有2～4个碱基重复单元的完全SSRs中选出260段设计引物,经10个大豆疫霉分离物基因组DNA检测,有213对(81.9%)扩增出SSR特征条带,其中114(53.5%)对引物扩增出多态性。通用性检测表明,14.6%～28.6%引物分别在选择的8个疫霉种中有效扩增。基于10个SSR标记数据进行聚类分析,结果表明表明这些标记可以完全区分大豆疫霉及其它疫霉。【结论】大豆疫霉基因组SSR标记具有高多态性,是大豆疫霉遗传变异、遗传多样性、及遗传图谱构建等研究理想工具。部分大豆疫霉基因组SSR标记在其近缘种中具有通用性,可以用于疫霉菌的系统进化、鉴定、区分及开发近源种的SSR标记。特别开发的SSR标记,在大豆疫霉基因组中具有准确的位置,将极大地方便大豆疫霉菌功能基因的定位和克隆,以及进行疫霉菌的比较基因组的研究。     

Resistance Evaluation of Soybean Germplasm from Huanghuai Region to Phytophthora Root Rot

The aim of the study was to establish a set of differential strains and to identify soybean resistant genes to Phytophthora root rot and then to apply those strains for analysis of the resistant genes Rps1a, Rps1c, and Rps1k that soybean cultivars or lines may carry. Virulence formula of 125 Phytophthora sojae isolates were determined using the hypocotyls inoculation technique, the strains, which includ 6 isolates with different virulence formulas, were applied to identify the resistance of 55 soybean cultivars or lines and resistant genes were analyzed using the gene postulating procedure. Eighteen reaction types occurred in 55 cultivars or lines and results of gene postulation indicated that 2 cultivars or lines probably carried gene Rpslc and no cultivar may carry genes Rpsla or Rpslk. A few of soybean cultivars or lines from Huanghuai Region carry Rps genes Rpsla, Rpslc and Rpslk and tend to infect by P. sojae, so resistant cultivars or lines need to be bred and popularized actively.     

大豆疫霉中Myb类转录因子的预测与分析

[目的]为阐明大豆疫霉中Myb类转录因子的作用机理提供科学依据。[方法]以从大豆疫霉基因组数据库中筛选的大豆疫霉Myb类转录因子为研究对象,分析其在大豆疫霉中的分布特点和4个重要值较大的Myb因子在大豆疫霉与寄主互作过程中的转录模式,并对Myb因子进行聚类。[结果]大豆疫霉基因组中含50个Myb,其在基因组中的分布不均 50个Myb因子可聚为6类（A、B、C、D、E、F）,其中聚类组E中Myb因子最多,占总数的40%,聚类组B中Myb因子最少,只有4个 Myb因子在疫霉菌丝数据库中出现的频率最高（0.44%）,在侵染数据库中出现的频率最低（0.26%） 4个Myb因子在疫霉侵染寄主过程中均有转录。[结论]该研究为明确大豆疫霉Myb的生理功能及其在疫霉致病过程中的作用提供了参考。     

用SSR标记和巢式PCR快速检测大豆疫霉菌

 【目的】建立快速、准确的大豆疫霉菌检测和病害早期诊断分子技术。【方法】基于大豆疫霉菌SSR标记Psc239设计两对引物Psc239EF/Psc239ER和Psc239F/Psc239R,建立特异性检测大豆疫霉菌的巢式PCR方法。【结果】用36个大豆疫霉菌分离物和25个其他卵菌和真菌分离物基因组DNA评价引物及巢式PCR的专化性,引物对Psc239EF/Psc239ER、Psc239F/Psc239R和巢式PCR反应只在大豆疫霉菌中分别扩增出519、242和242 bp的特异片段,在其它卵菌和病原真菌中不扩增片段;用两对引物进行常规PCR扩增,检测大豆疫霉菌DNA的灵敏度均为50 pg?μl-1,而巢式PCR的灵敏度为50 fg?μl-1;巢式PCR检测土壤中卵孢子的灵敏度为每克土壤0.4个卵孢子;巢式PCR能够特异地从大豆病株和土壤中检测到大豆疫霉菌。【结论】基于SSR标记建立的巢式PCR方法能够用于大豆疫霉菌的快速检测和病害诊断。