甘蔗与黑穗病菌互作的叶片差异蛋白分析

以高抗和高感黑穗病(Ustilago scitaminea Syd)的甘蔗(Saccharum complex)品种NCo376和Ya71-374为供试材料,在接种甘蔗黑穗病菌后分离叶片全蛋白,采用双向电泳技术,分析甘蔗黑穗病菌侵染后甘蔗叶片蛋白质表达谱的变化.研究结果表明,病菌侵染后,品种间、同一品种接种与对照间的叶片蛋白质表达谱均存在明显差异,部分表达上调,有些表达下调.对抗感病品种接种组中2个上调表达的蛋白质点的质谱进行进一步分析,其中一个是NBS类型的抗性蛋白,另一个是rieske Fe-S precursor protein,推测它们可能在甘蔗对黑穗病菌侵染的应答中起不同的重要作用.     

甘蔗镰孢菌FsANT基因的克隆及表达模式分析

甘蔗是我国主要的糖料作物,是生产蔗糖最主要的原料,甘蔗生产过程中受到的病虫害威胁给蔗糖产业造成了严重的损失。甘蔗镰孢菌（Fusarium sacchari）引起的梢腐病是一种真菌性病害,严重影响甘蔗作物生产。镰孢菌致病基因的研究对于梢腐病的防治具有重要意义。腺苷酸转移酶（adenine nucleotide translocase, ANT）介导线粒体与细胞质基质之间ADP/ATP的交换,在真核细胞能量代谢中发挥重要作用,与细胞的生长、发育和凋亡密切相关。本研究克隆获得了长936 bp具有完整开放阅读框（open reading frame, ORF）的甘蔗镰孢菌ANT基因序列,命名为FsANT,其编码311个氨基酸,并且与小麦条锈菌病原菌ANT蛋白和小麦白粉病病原菌ANT序列相似性较高。蛋白软件分析显示,该基因编码的蛋白为稳定的疏水蛋白,含有5个跨膜结构,一个ADP/ATP transporter结构域,有3个同源重复的MCF基序,与粒体转运蛋白家族（mitochondrial carrier family,MCF）的基本结构特点相吻合。软件预测分析发现FsANT基因可能定位在线粒体。qRT-PCR结果显示,FsANT基因在菌丝生长时期的表达相对稳定无显著差异;在与甘蔗互作过程的表达模式表现为：接种后12 h该基因开始上调表达,24 h表达量显著升高,72 h达到表达高峰。推测FsANT基因的表达不仅与甘蔗镰孢菌细胞的生长相关,同时可能参与F. sacchari与甘蔗的互作过程,且主要在侵染后期发挥功能。研究病原菌生长保守基因为甘蔗抗梢腐病育种提供新思路。     

不同地理来源的甘蔗梢腐病菌营养体亲和性研究

为探讨甘蔗梢腐病病原菌菌株的群体结构及种内的分化,以采自广西、云南、福建和海南等不同地区的30个甘蔗梢腐病菌株为材料,通过初步的分子生物学鉴定,发现30个甘蔗梢腐病菌株分属于2个不同的病原种。利用KCl O3培养基诱导筛选获得Nit突变体,其中1个菌株没有产生Nit突变体,剩下的29个菌株共产生266个Nit突变体。营养体亲和群的测定结果表明:9个菌株的VCG没有同一性,1个菌株组成1个VCG;不同地理来源的甘蔗梢腐病菌株间互不亲和,分属于不同的VCG;同一地理来源的甘蔗梢腐病菌株间亦不亲和;暗示引起甘蔗梢腐病的串珠镰刀菌属群体内存在丰富的VCG多样性,在不同的栽种地区群体结构变化很大,并且营养体亲和性与菌株的地理来源及寄主品种都没有明显的相关性。     

广西甘蔗主栽品种梢腐病田间抗性初步评价

为更好地为广西甘蔗品种的合理布局和科学种植提供依据,探讨广西甘蔗主栽品种对梢腐病的田间抗性,根据发病程度,利用病情指数划分的抗性标准,在甘蔗梢腐病发生盛期,对目前广西蔗区13个主栽品种进行梢腐病抗性的田间综合评价。结果表明:宿根蔗感病程度比新植蔗严重。新植蔗表现为高抗的品种3个,抗病9个,中抗1个;宿根蔗表现为高抗的品种4个,抗病8个,中抗1个。综合不同蔗区新植蔗和宿根蔗的抗性表现,高抗品种2个(粤糖94-128、台优),抗病9个(ROC22、粤糖93-159、桂糖31、桂糖03-2287、桂糖42、台98-0432、桂糖29、柳城03-1137、桂糖21),中抗2个(柳城05-136、粤糖60)。新植蔗和宿根蔗抗性表现为同一水平的8个(粤糖94-128、台优、ROC22、桂糖03-2287、桂糖42、台98-0432、柳城03-1137、桂糖21),宿根蔗差于新植蔗的2个(桂糖31、粤糖60),3个变化趋势相反(粤糖93-159、桂糖29、柳城05-136)。不同蔗区梢腐病的发生情况不同,品种在各个蔗区的抗性表现也不同。2015年,广西蔗区主栽品种对梢腐病抗性达到中抗以上水平,说明梢腐病对该榨季广西甘蔗生产为害程度尚不严重。     

甘蔗对梢腐病菌Fusarium不同病原种的室内离体抗性评价

为研究甘蔗梢腐病不同病原菌的致病力差异,利用4份野生菌株(2份Fusarium sacchari、1份F.proliferatum和1份F.andiyazi)与2份诱变菌株(F.sacchari和F.andiyazi的EMS诱变菌株),采用室内离体接种方法对9份甘蔗种质材料进行梢腐病病原菌致病力测定及甘蔗抗性鉴定,根据病斑大小划分抗性等级评价甘蔗的抗性。结果表明,试验的9份材料中,不同甘蔗材料对不同梢腐病病原菌抗性不同,诱变菌株致病力整体上明显变弱,但在个别甘蔗材料上结果相反,说明不同甘蔗品种对病原的不同致病基因响应效果不同。F.andiyazi能够较快识别并侵入甘蔗叶引起发病,CP85-1308对5个不同菌株抗病性最好,F134和CP72-1210材料对3种病原菌均表现为高感。甘蔗分蘖期对梢腐病菌的免疫力较伸长期差、易感染,甘蔗梢腐病的抗性评价较佳时期为分蘖期。     

美国引进甘蔗材料对梢腐病菌（Fusarium sacchari）的室内抗性评价

为了筛选抗甘蔗梢腐病的优异种质材料,采用室内离体接种方法对70份甘蔗种质材料进行梢腐病抗性鉴定。根据发病程度划分的抗性等级和聚类分析的方法综合评价种质材料的抗性。结果表明,甘蔗分蘖期对梢腐病菌的免疫力较伸长期差。参试的70个种质材料中,高抗材料6个,占8.57%;抗病材料15个,占21.43%;中抗材料13个,占18.57%;中感材料12个,占17.14%;感病材料13个,占18.57%;高感材料11个,占15.71%。在2次不同生育期接种过程中‘HoCP02-263’均未发病,很可能是对Fusarium sacchari免疫的材料。系统聚类分析的结果与材料的抗性表现基本一致。甘蔗梢腐病的抗性评价较佳时期为分蘖期。     

小麦L699叶片受白粉菌胁迫后蛋白质的差异表达

为从蛋白组学角度认识小麦抗白粉病机制,以含有抗白粉病新基因Pm40的小麦品系L699为材料,采用蛋白质双向电泳和质谱技术(MALDI-TOF-MS)检测小麦叶片接种白粉菌24h后的差异蛋白。结果表明,经PDQuest软件分析,接种白粉菌后小麦叶片中有18个蛋白质斑点表达量上调,38个蛋白质斑点表达量下调。对表达量上调的蛋白质斑点进行质谱分析和数据库检索,共鉴定出15种蛋白质,其中13种参与防御反应、碳水化合物代谢和蛋白质周转。这些差异蛋白与抗病途径、植株生理过程密切相关,在小麦抗白粉病过程中起很重要的作用。     

小麦籽粒清蛋白和球蛋白表达对干旱胁迫的响应

为了解干旱胁迫对小麦籽粒灌浆期蛋白表达的影响,以强筋优质小麦品种藁城8901为材料,采用双向电泳以及质谱鉴定分析了干旱胁迫和正常生长条件下成熟籽粒清蛋白和球蛋白表达谱的差异。结果表明,与正常生长条件相比,干旱胁迫后,小麦籽粒出现130个差异蛋白质点。通过MALDI TOF-TOF质谱鉴定和数据库搜索,最终成功鉴定出57个差异蛋白,其中上调表达29个,下调表达19个,特异表达7个,沉默表达2个;涉及ADP-葡萄糖焦磷酸化酶、α-淀粉酶抑制剂、过氧化还原酶、β-淀粉酶、二硫键异构酶、丝氨酸蛋白酶抑制剂、超氧化物歧化酶等13种蛋白质,其中代谢类10个,能量类2个,蛋白质加工和储藏6个,病害防御相关17个,转录1个,功能未知和假定蛋白21个。说明干旱胁迫影响小麦籽粒灌浆期的多个代谢途径,进而影响小麦产量和品质。     

低温-干旱交叉胁迫对东农冬麦1号地下茎蛋白表达的影响

为给寒地冬小麦抗逆性的分子育种提供依据,采用蛋白质双向电泳及质谱技术,对不同低温-干旱交叉胁迫下抗寒品种东农冬麦1号地下茎的蛋白质表达进行了比较分析。结果表明,在pH 4~7范围内,在东农冬麦1号地下茎蛋白表达图谱中发现25个蛋白点在低温-干旱交叉作用下的表达量与单独低温胁迫下有明显差异,其中9个蛋白点在干旱-低温交叉作用下表达量上调,16个下调。对差异蛋白点进行质谱分析,并通过数据库检索进行蛋白质鉴定,得到完整的肽指纹图谱,其中逆境诱导蛋白占26%,代谢相关蛋白占38%。     

274个甘蔗常用亲本主要叶部病害和黑穗病的抗性评价

甘蔗优良亲本的选择和利用是决定甘蔗品种选育的关键因素,甘蔗亲本资源单个性状研究较多,但是,多种病害的综合性评价较少。为了解甘蔗亲本抗病性,优化甘蔗杂交亲本选择和组合,在广西农业科学院甘蔗研究所海南甘蔗杂交基地筛选常用甘蔗亲本274个,包括引进美国（US）15份、引进其他国家（GW）31份、引进中国台湾（TWCHN）25份、引进国内其他地区（GN）92份和自育亲本（GT）111份,进行甘蔗叶部白条病、叶焦病、赤腐病、轮斑病、花叶病、黄叶综合症（黄叶病）、梢腐病、黄斑病8种甘蔗叶片主要病害的抗病性评价和甘蔗黑穗病发病率调查,并利用灰色关联度分析锤度与中国甘蔗8个主要病害的关联度和亲本的抗病性加权关联度分析。结果表明,轮斑病是甘蔗常用亲本群体中发病最普遍的病害,有214个亲本发生病害,发病比例达78.10%,但其抗病级别7~9级只有9个亲本,总体感病程度较轻。亲本群体感病数最少的3个病害分别为白条病、梢腐病和黄斑病。美国和中国台湾是我国大陆甘蔗最重要的亲本来源地,已育成多个优良品种。美国引进亲本群体感染白条病、叶焦病和黄叶病的发病比例最高,分别为20.00%、33.33%和33.33%,但其他叶部病害的发病比例较低;中国台湾引进亲本群体中,轮斑病、黄叶病和叶焦病的发病比例较高;国内其他地区引进和自育亲本群体的发生病害比例较一致,属于中间水平,但自育亲本群体的轮斑病发病比例高达80.18%。黑穗病是中国大陆危害最严重的甘蔗病害。美国15个亲本群体的黑穗病发病比例为13.33%,且其中最大发病率仅为2.17%,属于感染亲本多但病害发病较轻;中国台湾引进亲本群体的黑穗病发病比例为24.00%,且其中最大发病率为10%,在各来源地亲本中发病率最高;甘蔗亲本叶部病害与锤度之间的相关性分析表明,其中梢腐病与锤度关联度最高为0.960,而黑穗病最低为0.711。灰色关联度加权分析常用亲本的抗病性表现为：F171、Tai98-2817、RB92-579、YuanL7、YueY R1、GF2、GT03-1462、GT08-120抗病性优良,而YZ99-596、CP01-1178、YunY06-450、CP94-1100、CP09-4256抗病性差。以欧式距离分类法对274个常用亲本的8个叶部病害和黑穗病进行模糊聚类分析,常用亲本可分为6类,其中第一类群是ROC28、MeiY8、YG45、YZ11-1204、GT05-1141和GT09-268,中抗轮斑病和黄斑病,高抗其他病害。本研究对甘蔗杂交亲本材料的选择和优化提供参考,对甘蔗育种材料的创制具有重要意义。     

国家第四轮甘蔗品种蔗糖产量及稳定性评价

用稳定性参数和高稳系数法对全国第四套甘蔗联合区试种在云南省农业科学院甘蔗研究所的蔗糖产量进行综合比较分析。结果表明:不同评价方法之间存在一定的差异。稳定性参数评价的是品种的单一性状,高稳系数法评价的是品种的综合性状,用两种方法对品种进行综合分析,可对品种进行客观的评价。试验中云蔗94/375和桂糖94/119表现优良;赣南95/108、闽糖92/505和粤糖96/244表现较好;云蔗95/128、粤糖91/1102和福农95/1702表现一般;福农96/0616、粤农91/600、桂糖95/53和川引97/1品种表现不佳。     

‘粤糖91-976’的选育及在甘蔗育种中的利用效果

‘粤糖91-976’是广州甘蔗糖业研究所从‘粤农73-204’בCP67-412’杂交组合后代中选育而成的甘蔗新品种，其主要特点是高产、稳产，宿根性和抗逆性强，中大茎，萌芽快、齐，萌芽率高，分蘖性好。此外，该品种作为亲本花粉量多、活力强、配合力强、后代性状表现突出。家系评价分析显示，‘粤糖91-976’具有较高的经济育种值，其亲本和杂交组合选择指导意义较大。近10年来，全国各育种单位利用‘粤糖91-976’作为亲本进行杂交，共配制组合442个，花穗961穗，并选育出通过国家或省审定的甘蔗新品种5个‘福农     

甘蔗主要亲本自然条件下抗甘蔗花叶病测定

选用国内外102份甘蔗亲本连续3年在甘蔗花叶病高发病生态区测试其抗性表现,以了解甘蔗常用亲本对甘蔗花叶病的抗性,为甘蔗抗花叶病育种亲本选配提供参考。结果表明,甘蔗花叶病发病症状以长条纹线条花叶病为主,其次是褪绿花叶病、褪绿花叶病+长条纹线条花叶病混合类型;花叶病发病率属遗传力中等偏高性状,受到调查时期、年度和植期的影响,随着花叶病发病率的升高,甘蔗株高、有效茎数和蔗产量都将明显下降,耐寒性也将减弱。抗性评价表明102份测试亲本中,GT03-2309、GT02-761和ROC26等8份亲本表现高抗,占7.84%;GT03-713、LC03-296和GT03-557等47份亲本表现抗病,占46.08%;CP09-4257、FN39和GT04-2679等44份亲本感病,占43.14%;GT04-2724、YT93-373和YG24三份亲本高感花叶病,占2.94%。与20年前相比,抗病亲本数量增多,说明抗甘蔗花叶病育种取得了较为良好的进展。     

国家第1轮集成示范甘蔗品种在瑞丽表现的同异分析

利用同异分析法对参加国家第1轮集成示范的10个甘蔗品种在云南瑞丽的种植表现进行综合分析,结果表明,同异分析表现为优秀的品种包括云蔗99-91和柳城03-182,良好的品种包括粤甘55、桂糖02-901、福农15、云蔗03-422、福农28和桂糖97-69共6个,一般的品种包括粤糖00-236和新台糖22。试验结果与品系材料在田间的实际表现吻合,可作为参试品种在云南瑞丽湿润气候生态型及其相似蔗区推广应用的参考依据。     

粤糖系列甘蔗品种对25%敌草隆的敏感性差异

为探讨粤糖系列甘蔗品种对除草剂25%敌草隆应用的安全性,通过盆栽试验测定了3个粤糖系列常栽甘蔗品种及新台糖22号对25%敌草隆的敏感性。结果显示,总生物量更能表现出不同甘蔗品种对敌草隆不同剂量、不同喷施期的敏感性差异;通过总生物量的测定,YT00/236对敌草隆较敏感,ROC22较耐药,YT93/159、YT55对敌草隆的敏感性介于其中;在4800 g a.i/hm2剂量处理下,YT00/236与ROC22敏感性差异极显著,YT93/159、YT55虽有差异但不明显,表明甘蔗对敌草隆的敏感性与品种有关,从某品种的敏感性不能推断该品系所有品种的敏感性都是高或低。因此要明确甘蔗品种对敌草隆的敏感性,必须进行喷药时期、喷药量的试验测定。     

桂糖甘蔗新品系黑穗病抗性鉴定及结果分析

防治甘蔗黑穗病最有效的途径是种植抗病品种,而评价甘蔗抗黑穗病是抗病品种选育过程中重要程序。本研究对广西农科院甘蔗研究所选育的8个桂糖甘蔗新品系进行人工浸渍接种甘蔗鞭黑粉菌混合冬孢子悬浮液,同时调查大田自然发病情况,收集一新一宿黑穗病发病情况。 ROC22号为对照品种,综合评价桂糖甘蔗新品系对黑穗病的抗性。结果表明：抗性类型为抗病的品系有2个,分别为桂糖12-765和桂糖12-2262。抗性类型为中抗的品系有2个,分别为桂糖12-2476和桂糖12-2004。抗性类型为中感的品系有1个,为桂糖12-162。抗性类型为感病的品系有3个,分别为桂糖12-762、桂糖12-2425和桂糖12-917。对照品种ROC22的综合抗性类型为感病。对比人工接种和自然发病结果,人工接种黑穗病更准确评价甘蔗品种抗黑穗病的水平,为选育高产高糖高抗黑穗病甘蔗品种提供依据。