大丽轮枝菌在棉花品种上的致病力分化研究

通过１９个大丽轮枝菌菌株对１６个品种的抗、感反应,可以将大丽轮枝苗 发为落叶型和非常叶型两个基本类群。在落叶型类群中,根据８个落叶型菌株在Ｒ０２、Ｒ０４、Ｒ０５、Ｒ０６、Ｒ０８、Ｒ０９、Ｒ１１、Ｒ１４等８个陆地棉品种上的综合抗、感表现首次将分为强致病力（ＸＳ４为代表）、中等偏强致病力（Ｔ９为代表）和中等致病力（ＶＤ８为代表）３类。通过对Ｒ０５、Ｒ０６、Ｒ０８、Ｒ０９、Ｒ１１、Ｒ１４等品种的抗病鉴定     

新疆主要棉区棉花黄萎病菌致病力分化及其遗传多样性分析

测定了源于新疆棉区的22个棉花黄萎病菌单孢菌株和3个落叶型棉黄萎病菌菌株T9、VD8和V151对4个棉花品种上的致病力.采用随机引物聚合酶链反应(RAPD)技术分析了这些菌株的遗传多样性.结果表明:供试的25个棉花黄萎病菌之间的致病力存在显著差异(P<0.05).在各棉花品种上,22个新疆菌株中都有与T9、VD8或V151的致病力差异不显著的菌株,说明新疆存在较强致病力的棉花黄萎病菌菌系.RAPD分析表明,供试的8个随机引物中6个可以从25个菌株的基因组DNA中稳定地扩增出多态性DNA片段.对扩增片段统计结果表明,供试菌株间遗传相似系数变化幅度为0.57～1.00.聚类分析表明,在阈值0.625处可将25个菌株分为4个RAPD群(命名为RG1、RG2、RG3和RG4),RG1包括2个菌株,即B、BL-19菌株; RG2 包括5个菌株,即BL-17、BL-13、N-5、H、N-16;RG3为最大一个亚群,包括T9、SL等16个菌株;RG4包括2个菌株,即VD8和V151.综合分析表明新疆棉花黄萎病菌的致病力强弱和菌株的采集地等遗传背景存在一定的差异,这可能与各主产棉区的频繁引种有着直接的联系.     

分离自棉花的轮枝菌“种”的鉴定

【目的】已知引起植物萎蔫病的轮枝菌有5个“种”,本研究旨在澄清在中国引起棉花黄萎病的轮枝菌的“种”类。【方法】从中国12个省84个县分离获得310个轮枝菌菌株,采用生物学性状观察和分子鉴定相结合的方法,对其进行“种”的鉴定。【结果】298株均产生黑色微菌核和轮枝状分生孢子梗,为典型的大丽轮枝菌,另有12个菌株培养性状较为特殊（不产生微菌核,出现黑色菌丝或厚壁孢子）,经温度敏感试验、PCR特异扩增及ITS序列进一步鉴定,2株被确定为变黑轮枝菌,其它10株被确定为大丽轮枝菌,没有出现黑白轮枝菌。【结论】在中国三大棉区,棉花黄萎病主要是由大丽轮枝菌引起的。但在长江流域和黄河流域棉区均分离到1株变黑轮枝菌,其在棉花黄萎病发生过程中的作用及其与大丽轮枝菌的互作还有待进一步研究。     

陆地棉核心种质抗黄萎病鉴定与优异种质筛选

棉花黄萎病是由大丽轮枝菌引起的土传维管束病害,对棉花生产造成了严重危害。核心种质代表着整个资源群体的遗传多样性,采用六棱塑料钵定量注射菌液法,在环境可控的人工生长室对419份陆地棉品种（系）组成的核心种质进行了黄萎病抗性鉴定与优异材料筛选。结果表明,419份陆地棉种质资源总体抗病材料偏少,共筛选出12份抗病材料,病情指数范围在21.67～25.00;耐病材料253份,病情指数分布在25.47～50.00,其他材料均表现为感病;缺乏对黄萎病免疫和高抗的材料;现代品种的平均病情指数为43.75,整体抗性都要好于中期、早期品种（平均病情指数分为48.60和51.55）;来自我国黄河流域棉区的材料（平均病情指数为43.21）整体抗性要好于其他植棉区和地理来源品种的整体抗性。筛选出的抗病材料为棉花抗黄萎病遗传改良提供了优异资源。     

嫁接对棉花抗黄萎病的影响

 【目的】探讨不同嫁接类型对棉花黄萎病抗性的影响,研究棉花黄萎病发病机理和抗病机制,为深入分析棉花抗病机理、培育抗黄萎病棉花品种提供理论基础。【方法】选取6个不同黄萎病抗性的海岛棉和陆地棉品种,每个品种均设自身嫁接和相互嫁接2种嫁接方式和不嫁接的直播对照;田间试验鉴定比较直播材料与自身嫁接材料、相互嫁接材料的发病程度。【结果】自身嫁接材料与直播材料发病情况相同;以海岛棉抗病品种做接穗的嫁接组合的病情指数与发病率显著低于陆地棉抗病品种为接穗的嫁接组合;以陆地棉抗病品种为砧木的病情指数与发病率显著低于海岛棉抗病品种为砧木的组合。【结论】嫁接操作本身对棉花黄萎病的抗性没有显著影响。海岛棉和陆地棉的抗黄萎病机制不同,海岛棉抗病品种的关键抗病部位为茎部;而陆地棉抗病品种的关键抗病部位为根部。     

棉花黄萎病菌的遗传多样性

阐明了棉花黄萎病的病原菌为大丽轮枝菌及其分类依据。从致病力分化、营养体亲和性分析、DNA分子指纹图谱比对等3个方面,对棉花黄萎病菌遗传多样性的研究进展进行了较为全面的综述。并对棉花黄萎病致病型与DNA分子标记多态性之间不存在显著相关性的原因进行了讨论。     

棉花黄萎病菌系不同组合对致病力的影响

为探讨黄萎病菌系对棉花的侵染规律,以陆地棉耐病品种冀棉20和感病品种邯208为鉴别寄主,在人工培养条件下鉴定和比较了不同培养方式、不同接种方法对6个黄萎病菌系致病力的影响。结果表明:单独培养单独接种时,6个供试菌系的致病力可划分为强、中、弱3种类型,其中V2和V6致病力最强,V1和V3中等,V4和V5最弱。混合培养后接种时,除个别菌系组合在邯208上略有增强外,其余菌系组合的致病力都存在不同程度的减弱;单独培养后混合接种时,其致病力较相应单菌系接种时致病力呈现一定程度的波动,但大部分接种菌系在2个鉴别寄主上的致病力,表现出增强的趋势。     

嫁接棉花对棉花黄萎病抗性、产量和纤维品质的影响

【目的】研究嫁接棉花对棉花黄萎病抗性、产量和纤维品质的影响,探索通过嫁接来防治棉花黄萎病的可行性。【方法】选用已明确抗黄萎病的海岛棉Gossypium barbadense L.海7124和Pima90为砧木,以陆地棉G.hirsutum品种湘杂棉21和感病品系冀棉11为接穗,完成4个嫁接组合,将其种植在连作棉田,调查嫁接棉花和非嫁接棉花的棉花黄萎病、产量和纤维品质。【结果】嫁接棉花和接穗对照相比,棉花黄萎病明显减轻,有些嫁接组合的抗病性达到高抗水平。和接穗对照相比,多数嫁接组合的株高和果枝数高于对照,嫁接对多数嫁接组合的现蕾期、开花期、吐絮期、衣分、铃重以及纤维品质的大多指标影响不显著。4个嫁接组合的结铃数/m2、籽棉和皮棉产量均高于各自的接穗对照。【结论】选取合适的砧木和接穗嫁接组合,可以有效地防治棉花黄萎病和提高连作棉田的棉花产量。     

黄萎病菌毒素诱导棉花愈伤组织中POD,SOD活性和PR蛋白的变化

对不同抗、感病品种棉花愈伤组织在黄萎病菌毒素诱导下,体内过氧化物酶和ＳＯＤ活性的变化进行了测定,结果表明,感病品种中ＰＯＤ活性的升高大且早于抗病品种;感病品种ＳＯＤ活性随诱导时间延长而迅速下降,耐、抗病品种ＳＯＤ活性的降低较慢;随着病菌毒素诱导时间的增加,在电泳凝胶透射扫描系统中愈伤组织中有数种病原相关蛋白（ＰＲ蛋白）表达。     

新疆陆地棉转基因抗病品系材料的获得

天麻抗真菌蛋白(gastrodia antifungal protein 简称GAFP)是从我国传统中药天麻(Gastrodia elata Bl.)中分离得到的一种具有广谱抗真菌活性的蛋白质,它对许多植物真菌病的致病菌离体具有很强的抑制作用.研究将所获得的转GAFP基因的陆地棉经Southern点杂交,证实得到了2株高抗枯、黄萎病的转基因植株.其后代经过进一步的抗病性筛选、PCR鉴定、选育和扩繁,发现转基因陆地棉后代具有稳定的、较强抗枯、黄萎病能力.研究为新疆陆地棉通过植物抗病基因工程的方法进行抗病品种选育提供了一条新的途径.     

检测棉花黄萎病菌的间接ELISA法建立与应用

棉花黄萎病菌（大丽轮枝菌－ＶＤ８）培养液中产生的毒素经纯化后获得电泳纯毒素ＰＬＰｓ,制备ＰＬＰｓ的抗血清,建立了检测棉花黄萎病菌毒素的间接ＥＬＩＳＡ方法。研究结果显示,ＰＬＰｓ抗血清的效价为１：１０２４００,最低检测为１．５６ｎｇ。间接ＥＬＩＳＡ法检测显示,ＰＬＰｓ的免疫抗血清可以与多种棉花黄萎病菌菌株体外培养液,带菌棉籽的培养液,以及病棉的叶脉、叶柄及茎杆的榨取液发生特异性的反应,而与其他致病菌     

澳大利亚棉花黄萎病菌致病性鉴定研究

 在温室人工接种鉴定了澳大利亚16个棉花种植地区30个棉花黄萎病菌株的致病性.结果表明:根据人工接种5个棉花品种的抗感反应和病情指数,30个供试菌株划分为4种致病类型.致病类型I(3个菌株)具有较强的致病能力,致病类型Ⅳ(5个菌株)的致病能力较弱.致病类型Ⅱ(12个菌株)和致病类型Ⅲ(10个菌株)的致病能力中等,为澳大利亚棉花种植地区的主要菌系类型.     

新疆棉花黄萎病菌病原种群监测研究

采用致病性测定、营养亲和群测定及PCR特异性扩增3种方法,对新疆棉区采集的35个棉花黄萎病菌代表性菌系进行致病型鉴定。结果表明,新疆棉花黄萎病菌存在强、中、弱3种不同的致病类型,其中以中等致病类型居多。利用营养亲和群方法将新疆棉花黄萎病菌分为2个亲和群,其中1个亲和群中的所有菌系均与标准落叶型菌系相亲和,另1个亲和群中的所有菌系均与标准非落叶型菌系相亲和。利用棉花黄萎病菌落叶型特异引物进行PCR特异性扩增,有3个菌系扩增出550bp的落叶型黄萎病菌特异性片段。用营养亲和群及PCR特异性扩增均进一步证实目前新疆存在落叶型黄萎病菌菌系。     

大丽轮枝菌毒素诱导表达陆地棉cDNA序列的克隆与定位

 为获得陆地棉黄萎病抗性相关候选基因，利用棉花黄萎病菌大丽轮枝菌V991毒素粗提物诱导耐黄萎病陆地棉品种'中棉12'应激基因的表达。在诱导幼根24 h时间点提取总RNA，PCR法合成双链cDNA，应用抑制消减杂交技术[1]，得到了差异表达的180个克隆。经反Northern blot筛选出15个受毒素粗提物诱导应激表达的阳性cDNA克隆，将其命名为Vdrg（response gene induced by toxin of Verticillium dahliae）。本研究对所得阳性cDNA克隆进行了序列分析，并利用Pima S6 与 Acala Maxxa 海陆杂交四倍体棉花F2群体对Vdrg序列进行了棉花基因组定位。     

棉花黄萎病菌菌丝生长和产孢量的影响因素研究

研究不同温度、pH值以及碳源、氮源对棉花黄萎病菌菌丝生长速率和分生孢子产生量的影响。结果表明,在0~33℃下,供试菌株均能生长,最适温度为25℃;在pH值为3~10时均能生长,最适pH值为5~8;葡萄糖作为碳源时,该病菌在培养基平板上生长最快,分生孢子的产生量最大;氮源以硝酸钠为最佳,其次为脲。硫酸铵作为氮源时菌丝生长速率低于无氮源对照,菌落不形成微菌核,产孢量小,这说明硫酸铵为氮源时不利于病菌菌丝生长及微菌核和分生孢子的形成。     

我国棉花黄萎病菌群体的遗传变异分析

对源于我国主要棉区的24个棉花大丽轮枝菌株,美国的T9和一个从茄子植株上分离的大丽轮枝菌株进行了性状培养观察、致病性测定及遗传多样性分析。结果表明,用中选的25个随机引物对26个菌株进行RAPD-PCR扩增,产生379条DNA带,其中223条为多态性带;对26个菌株的RAPD指纹图谱聚类分析可将其分为8大类,聚类结果与其地理来源相关性不大,而与菌株的致病性程度有很大的相关性;落叶型和非落叶型菌株的遗传基础差异很大。通过不同菌株对棉花品种的田间接种试验,依其致病程度区分,结果与RAPD指纹图谱聚类的结果基本吻合。     

新疆棉花黄萎病菌生物学特性及致病性分化研究

[目的]明确新疆主要植棉地区棉花黄萎病菌株的生物学特性及致病力分化情况.[方法]纯化培养采集的菌株,观察其生物学特性;利用鉴别寄主法测定棉花黄萎病菌的致病力.[结果]棉花黄萎病菌菌落形态各异,供试菌系大部分可产生微菌核;供试菌株的最适生长温度为25℃,部分菌株对高温具有一定的耐受性;新疆棉花黄萎病菌可分为强、中、弱3种致病型,其中以中等致病类型为主.[结论]新疆棉区棉花黄萎病菌具有明显的生理分化现象,博乐地区采集的VX27菌株致病力最强.     

棉花S-腺苷甲硫氨酸合成酶基因的克隆及表达分析

利用i TRAQ技术从陆地棉(Gossypium hirsutum L.)HM-40中筛选并克隆到S-腺苷甲硫氨酸合成酶Gh SAMS基因。Gh SAMS基因的开放阅读框全长为1 182 bp,编码393个氨基酸,预测Gh SAMS蛋白质含有15个磷酸化位点,推测其功能的行使可能与激酶磷酸化相关,进化分析表明S-腺苷甲硫氨酸合成酶与茶树(Camellia sinensis)的SAMS蛋白质相似性最高。q RT-PCR分析表明,在接种黄萎病菌VD07菌系后,Gh SAMS表达量逐渐增加,随着接种时间的延长,其相对表达量随之增加,推测其在陆地棉抗黄萎病防卫反应中可能起重要作用。在嫁接棉株中,利用VIGS技术成功地沉默Gh SAMS基因,然后对沉默棉株接种黄萎病菌VD07,鉴定其病情指数为62.5,抗性级别为感病;而转化空载体和未接种载体处理的嫁接棉株病情指数分别为30.0和31.2,抗性级别为耐病,表明Gh SAMS基因沉默后嫁接棉对黄萎病的抗性丧失。推测Gh SAMS基因在陆地棉抗黄萎病的过程中可能起重要作用。     

湖北省棉花黄萎病菌致病力分化和遗传多样性分析

测定了源于湖北省棉区的15个棉黄萎病菌单孢菌株（简称湖北菌株）和2个落叶型棉黄萎病菌菌株T9和V991对4个棉花品种上的致病力。采用随机引物聚合酶链反应（RAPD）技术分析了这些菌株的遗传多样性。结果表明：供试的17个棉黄萎病菌之间的致病力存在显著差异（P〈0．05）。在各个棉花品种上,15个湖北菌株中都有致病力与T9或V991的致病力差异不显著的菌株。综合分析表明：菌株T9的致病力最强,6个湖北菌株的致病力相当或强于菌株V991,7个湖北菌株的致病力中等,2个湖北菌株的致病力较弱。4个供试棉花品种中中棉12较耐黄萎病。RAPD分析表明供试的27个随机引物（10碱基）中10个可以从17个菌株的基因组DNA中稳定地扩增出多态性DNA片段。对扩增片段统计结果表明,供试菌株间遗传相似系数变化幅度为0．37～1．00。聚类分析表明,在阈值0．68处,17个黄萎病菌菌株可划分为2个RAPD群（RAPD group,简称RG）,湖北省的9个菌株和V991属于RG1,另外6个菌株和T9属于RG2。综合以上结果可以看出湖北省的棉黄萎病菌种群存在着明显的致病力分化和丰富的遗传多样性。     

棉花抗黄萎病种质豫棉19、21号的抗性遗传研究

以豫棉19号和豫棉21号为抗黄萎病亲本,冀棉11号和中棉所10号为感黄萎病亲本配制的8个正反交组合的4个分离群体(F_1、F_2、BC_1、BC_2)为材料,以中等致病力的安阳菌系接种,研究豫棉19号和豫棉21号的抗黄萎病遗传规律。各组合F_2和BC_2的抗病和感病单株的分离比例符合3:1和1:1,表明豫棉19号和豫棉21号的黄萎病抗性是由一个显性基因控制的。正反交没有差异,不存在细胞质效应。