小麦条锈病菌致病类型G22-83及流行小种CYR32和CYR33在四川省小麦品种(系)上寄生适合度的测定及分析

为了解致病类型G22-83及流行小种CYR32和CYR33对四川省近年小麦生产品种和后备品种的寄生适合度,在田间分别将致病类型G22-83、流行小种CYR32和CYR33接种于四川省109个小麦品种(系),采用综合病情指数法测定3个供试菌株的相对寄生适合度。结果显示,致病类型G22-83、流行小种CYR32和CYR33的平均寄生适合度分别为0.1930、0.0560和0.0379,且前者显著高于后两者;流行小种CYR32和CYR33的平均相对寄生适合度有差异,但是差异不显著。致病类型G22-83、流行小种CYR32和CYR33在四川省109个小麦品种(系)上相对寄生适合度的中位数分别为0.0626、0.0000和0.0000,前者在四川省109个小麦品种(系)上相对寄生适合度的平均水平和波动程度均高于后两者。致病类型G22-83在四川省小麦生产品种和后备品种上的寄生适合度较高,在今后一段时间内可能成为该地区小麦条锈菌的优势菌系。     

2010-2012年甘肃省小麦条锈病菌生理小种变化动态监测

小麦条锈菌新小种的产生并成为优势小种是造成品种抗锈性丧失及历次条锈病大流行的先决因素。为了系统监测小麦条锈菌生理小种的变异,对2010-2012年采自甘肃省28个县（市）的1 008份小麦条锈菌标样进行了鉴定。结果表明：2010、2011和2012年分别监测到30、23和25个生理小种和致病类型,优势小种仍为CYR33和CYR32,其中CYR33出现频率分别为19.06%、29.88%和16.29%;CYR32出现频率分别为24.49%、16.69%和30.57%;其次为2010年首次监测到的感染‘贵农22’的新致病类型G22-9,其出现频率分别为2.81%、7.99 %和10.86%,在2012年已上升为继CYR33和CYR32之后的第三位小种类型;同时在2011年监测到新致病类型G22-14,其出现频率也较高,分别为7.40%和2.57%。感染‘贵农22’新菌系的出现及扩展,标志着我国小麦条锈菌群体结构又一次发生重大变异,应引起育种和推广部门的高度重视。     

2002—2014年陕西省小麦条锈菌生理小种变化动态和小麦品种(系)的抗病性

为明确陕西省小麦条锈菌的群体结构、变异动态和新育成小麦品种(系)的抗病性,为病害流行预测、防治以及抗病育种提供依据,本研究于2002—2014年从陕西省8个市(区)的28个县(区)和毗邻的甘肃省、四川省和湖北省部分地区共采集鉴定小麦条锈菌标样2 779份,监测到条锈菌生理小种和致病类型45个,其中,CYR33和CYR32为目前陕西省小麦条锈菌主要流行小种,新致病类型G22-9和G22-14虽然目前出现频率不高,但对贵农系列、92R系列以及Moro均有毒性,且出现频率呈上升趋势。目前小麦条锈菌群体中Hybrid46致病类群和水源11致病类群占绝对优势,这与我国小麦品种抗病基因单一化有较大关系,应加强开发和利用新的、多元化的抗源材料。对2 952份陕西省新育成小麦品种(系)抗病性测试结果表明,其整体抗性水平呈上升趋势。综合条锈菌生理小种监测和抗病性分析结果,目前小麦抗条锈病育种应以抗CYR33和CYR32为主,同时注意对G22-9和G22-14的抗病性研究。     

远缘杂交衍生后代中筛选小麦抗条锈病新抗源

 针对小麦远缘杂交的一系列衍生系,在陕西杨凌人工条锈病圃(CYR32和CYR33混合小种)选择压力下,兼顾抗病性与农艺性状,经过连续6年系统选择,筛选了106份远缘杂交衍生后代选系。在此基础上,通过杨凌人工混合小种接种鉴定圃和甘肃天水自然诱发鉴定圃,对其进行成株期抗条锈病鉴定;利用当前流行小种CYR32、CYR33和G22-9进行苗期分小种鉴定;结合Yr26的分子标记检测评估抗源价值。建立基于成株期与苗期抗病性鉴定相结合,异地抗病表型鉴定与分子标记筛查的抗源筛选和评价体系。结果表明:106份远缘杂交后代衍生系中,筛选出54个能够抵抗包括G22-9在内的多个流行小种的选系;结合标记筛查结果,筛选到36份不含Yr26的抗病材料,其中4份为全生育期抗条锈病性类型(ASR),32份为成株期抗性(APR)类型。推测这些抗性选系可能具有抗条锈病新基因。     

感染“中四”小麦条锈菌T4新菌系的寄生适合度研究

 为预测T4新菌系在我国未来小麦条锈菌的流行趋势,本研究以高感品种铭贤169为试材,以我国条锈菌5个主要流行小种（菌系）CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、Su11-4为对照,采用主成分分析法测定了T4新菌系的寄生适合度。结果表明：在供试菌系范围内,决定其寄生适合度属性的3个主成分依次为条锈菌的侵染能力、扩展能力和产孢能力(繁殖力);通过建立数学模型计算供试菌系的侵染能力、扩展能力和产孢能力,结果表明：CYR33和CYR32相对寄生适合度较高,Su11-4的寄生适合度居中,CYR31及CYR29其寄生适合度较低,而感染“中四”苗期的新菌系T4,相对寄生适合度最低。结合该菌系对我国目前推广品种和后备品种致病性和毒性结果分析,该菌系在今后一段时间内不会成为我国小麦条锈菌的优势菌系。     

小麦条锈菌新菌系V26的SCAR检测标记

 建立小麦条锈菌生理小种的快速分子检测技术体系对小麦条锈菌的监测和防治策略的制定具有重要价值。条锈菌V26是近年来出现的,对我国目前小麦抗病育种中普遍应用的抗条锈病基因Yr26具有毒性的新菌系。该菌系的出现,对我国当前小麦生产、抗病育种都造成了严重威胁。本研究选用189条随机引物对CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、T4、Su11-4和V26等7个条锈菌生理小种(菌系)进行了扩增,筛选V26的特异性RAPD片段,并对其进行克隆和测序。根据测序结果,设计并合成SCAR特异性引物, 将V26的RAPD标记转化为稳定的SCAR标记。使得对该菌系的快速检测成为可能,同时也将会为条锈菌新小种的监测提供更为准确的科学依据。     

成株抗性与全生育期抗性基因聚合培育抗条锈性小麦新品种

聚合成株期抗性基因和全生育期抗病基因是小麦条锈病菌源越夏区甘肃陇南小麦生产中重要的育种策略, 可以减轻致病性小种定向选择压力、兼顾苗期抗病性和成株抗病性及提高品种抗病持久性。本研究利用常规育种结合分子标记辅助选择, 以抗病品种‘兰天15号’‘兰天26号’和品系‘C69-17-13-14-15-6-1’作为抗病基因供体亲本, 聚合成株期抗性基因Yr30/Lr27/Sr2, 全生育期抗病基因Yr9、Yr37/Lr17/Sr38和YrZH84, 对杂交组合‘兰天26号’ב兰天15号’和‘C69-17-13-14-15-6-1’ב兰天26’的后代进行抗性鉴定与目标基因分子检测, 育成了适宜在条锈病越夏核心菌源区甘肃陇南山旱地推广种植的冬小麦新品种‘兰天132’(Yr9+Lr37/Yr17/Sr38+Yr30/Lr27/Sr2+YrZH84)和‘兰天196’(Yr9+Lr37/Yr17/Sr38+Yr30/Lr27/Sr2), 其苗期均对主要流行小种CYR33免疫, 对CYR34感病, 田间成株期对混合菌(CYR32、CYR33、CYR34、Gui22-1、ZS等重要流行小种)高抗至免疫, 并具有较好的抗旱性和丰产性。基因聚合新品种‘兰天132’和‘兰天196’有望成为我国条锈病西北越夏核心菌源区陇南小麦生产中持久抗性新品种。     

小麦抗条锈病已知基因对中国当前流行小种的有效性分析

 小麦条锈病是危害我国小麦生产最为严重的病害之一,评价已知抗条锈病基因相对于当前主要流行小种的抗病性对开展预见性抗病育种工作具有重要的指导意义。本研究利用当前流行频率最高的2个小种(CYR32、CYR33)和1个对Yr26基因有毒性的新菌系V26/CM42对已知抗条锈病(Yr)基因的小麦材料分别进行苗期小种抗病性鉴定和成株期病圃抗病性调查,以评估各已知Yr基因在中国抗病育种中的有效性。结果表明,只有3个Yr基因(Yr5、Yr15和Yr61)对当前流行小种和贵22新菌系表现为全生育期抗病性;3个Yr基因(Yr32、YrTr1和YrTye)具有成株期抗病性;此外,Mega、Ibis、Hyak、Maris Huntsman、Hobbit、CarstensV、Express、Lee和Compair等9个含多个Yr基因组合的抗源品种表现出良好的成株期抗条锈性。     

临麦系列春小麦品种抗条锈性分析

小麦条锈病是发生于甘肃省临夏州小麦生产上的最主要病害,种植抗病品种是防治该病最经济有效且有利于保护环境的措施。作者于2013年在甘肃省农业科学院植物保护研究所兰州低温温室和甘谷试验站进行了苗期、成株期分小种接种鉴定,并于2010-2014年对临麦系列春小麦品种‘临麦32号’~‘临麦36号’在甘肃省不同生态区的8个试验点进行成株期抗条锈性分析,结果表明:春小麦品种‘临麦32号’苗期对所有供试菌系均表现感病,成株期对CYR29和CYR32表现中抗-中感;‘临麦33号’除对CYR29苗期表现免疫、成株期表现中抗-中感外,对其余供试菌系均表现感病。对自然诱发的条锈病,两品种也表现感病;‘临麦34号’和‘临麦36号’除对新菌系G22-9、G22-14表现感病外,对其余菌系表现抗病,但自2013年开始两品种在田间也表现感病;‘临麦35号’全生育期对接种及自然诱发的条锈菌均表现抗病。苗期选用24个国内外供试条锈菌单孢菌系进行基因推导分析,发现供试临麦系品种抗性谱与已知基因载体品种的抗性谱均不一致,初步推测供试临麦系品种含有未知抗条锈基因。     

中国小麦条锈菌条中34号的发现及其致病特性

小麦条锈菌贵农22致病类型9(简称G22-9)2009年首次在四川省仪陇县的小麦品种川麦42上检测到,目前已扩展至全国9省65县(市、区)。其出现频率从2009年的0.11%逐年上升至2015年的10.56%。从其毒性基因谱、对生产品种的致病性以及近年来的出现频率和分布范围衡量,预测其在今后一段时间内将成为我国小麦条锈菌的主要优势小种。2016年经全国小麦锈病和白粉病研究协作组会商决定,将G22-9致病类型正式命名为条中34号。条中34号小种的出现和近年来的持续发展对我国小麦条锈病的发生流行以及抗病育种产生重要影响,对小麦安全生产构成一定威胁。今后应加强对该小种动态监测和抗病育种的预见性,及早调整品种布局,采取作物结构调整和药剂包衣(或拌种)等预防与控制措施,降低病害流行风险,保障小麦生产安全。     

Mating type gene MAT1-2-1 is common among Japanese isolates of Verticillium dahliae

Mating type genes of Verticillium dahliae, a wilt pathogen affecting many plant species, were identified to examine sexual recombination between Japanese pathotypes. We amplified a DNA sequence encoding high mobility group (HMG) box from V. dahliae using PCR. A cloned genomic DNA fragment included a sequence homologous to MAT1-2-1 gene. Despite that sequence's presence in all V. dahliae isolates we used, MAT1-1-1 (an opposite mating type gene) was never amplified. We concluded that V. dahliae is potentially heterothallic. Furthermore, sexual bias practically obviates sexual recombination between Japanese pathotypes. This report describes, for the first time, a mating type gene of phytopathogenic Verticillium.     

冬青卫矛内生放线菌Streptomyces flavofuscus G1 发酵液中抑菌活性成分研究

从冬青卫矛内生放线菌Streptomyces flavofuscus G1的发酵液中分离得到化合物G13和G19。经核磁共振波谱及质谱分析,并结合相关文献,两个化合物分别被鉴定为phencomycin(G13)和4'-deacetyl-(-)-griseusin A(G19)。抑菌活性测定结果表明:G19对水稻白叶枯病菌Xanthomonas oryzae pv.oryzae、铜绿假单孢菌Pseudomonas aeruginosa(1.203 1)、蜡状芽孢杆菌Bacillus cereus(1.184 6)及金黄色葡萄球菌Staphyloccocus aureus(1.008 9)等供试病原细菌具有强烈的抑制作用,其最低抑菌浓度(MIC)值均为1.56μg/m L;对苹果树腐烂病菌Valsa mali和小麦赤霉病菌Fusarium graminearum菌丝生长亦有明显的抑制作用,其IC50值分别为14.70和24.35μg/m L。而G13对植物病原真菌油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum和苹果树腐烂病菌V.mali菌丝生长有强烈的抑制作用,其IC50值分别为5.21和4.82μg/m L。     

A functional gene-for-gene interaction is required for the production of an oxidative burst in response to infection with avirulent Pseudomonas syringae pv. tomato in Arabidopsis thaliana

An early event correlated with the gene-for-gene hypersensitive response (HR) is the accumulation of active oxygen species (AOS), also known as the oxidative burst. We present data that genetically demonstrates that the oxidative burst is a downstream component of the RPS2- avrRpt2gene-for-gene signal cascade. An in planta AOS assay using the fluorescent probe 2′,7′-dichlorodihydrofluorescein diacetate (DCFH-DA) was modified for use with the Arabidopsis thaliana / Pseudomonas syringae pv.tomato (P. syringae pv. tomato) model system. An oxidative burst occurred between 8 and 15 hpi with avirulent P. syringae pv. tomato(avrRpt2), but not with virulent P. syringae pv. tomato. This burst preceded cell death and was not observed in the RPS2 Arabidopsis mutantsrps2-101C and rps2-201 inoculated with avirulent P. syringae pv. tomato. An HR-like response has been observed when plants undergoing a systemic acquired resistance (SAR) response are challenged with a normally virulent pathogen (manifestation stage of SAR), however an HR-like oxidative burst was not detected by the in planta AOS assay during this stage of SAR.     

利用环介导等温扩增方法快速检测瓜类细菌性果斑病菌和番茄细菌性溃疡病菌

为建立简单、快速和灵敏地检测瓜类细菌性果斑病菌Acidovorax avenae subsp. citrulli(Aac)和番茄细菌性溃疡病菌Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis(Cmm)的环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)方法,以Aac的ugpB基因和Cmm的micA基因为靶标,分别设计、合成和筛选特异性引物,摸索和优化各项反应条件和反应体系,成功建立了以钙黄绿素颜色为指示且只需要金属浴恒温反应30～60 min的LAMP扩增体系。特异性分析表明该LAMP方法可以快速检出5株不同的Aac菌株和2株不同的Cmm菌株,其它对照菌株如燕麦嗜酸菌燕麦亚种A. avenae subsp. avenae、丁香假单胞菌Pseudomonas syringae、水稻黄单胞菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv. oryzae和茄科雷尔氏菌Ralstonia solanacearum则呈现阴性反应;引物比目前报道的LAMP引物有更高的DNA样品检测灵敏度,Aac和Cmm的灵敏度分别为1.72×10~2fg/μL和1.26×10~2fg/μL。研究结果表明,所设计的Aac和Cmm引物特异性好、灵敏度高,更有利于从源头上控制这2种检疫性细菌病害的流行和传播。     

Functional analysis of the 3′ end of avrBs3/pthA genes from two Xanthomonas species

The phytopathogens Xanthomonas oryzae pathovar (pv.) oryzae and Xanthomonas axonopodis pv. citri each contain several avrBs3/pthA family genes. Structural features of these genes important for avirulence and/or virulence functions include a central region of multiple direct repeats and three nuclear localization signals (NLSs) and an acidic activation domain (AAD) at the 3′ end. To identify other regions critical to function in the 3′ ends of these genes, we constructed several chimeras using apl1 and apl2 from X. axonopodis pv. citri and avrXa10 and avrXa7 from X. oryzae pv. oryzae and evaluated their functions by inoculation to citrus and rice. The apl1 and avrXa7 genes are major virulence determinants in citrus and rice, respectively, while the contributions of apl2 and avrXa10 to virulence are negligible or not measurable. Constructs that contained a 417 bp HincII-SphI fragment from the 3′ end of apl1 in combination with the repeats from avrXa7, avrXa10, and apl1 caused a canker phenotype on citrus. Interchange of the HincII-SphI fragment between avrXa7 and avrXa10 abolishes avrXa7 avirulence function and reduces its virulence but it does not affect avrXa10 avirulence function in rice. avrXa7 caused a hypersensitive response (HR) in citrus and replacement of it's 3′ end with that of apl1 resulted in loss of canker and induction of HR. Thus, the HincII-SphI fragment of the avrBs3/pthA gene family is important for avirulence and virulence functions in two different plant species, Oryza sativa and Citrus natsudaidai HAYATA.     

Pythium rot of chingensai ( Brassica campestris L. chinensis group) caused by Pythium ultimum var. ultimum and Pythium aphanidermatum

Severe rot was found at the base of leaves and stems of chingensai (Brassica campestris L. chinensis group) in Okayama Prefecture in 2000. The causal fungi were morphologically identified as Pythium ultimum Trow var. ultimum and P. aphanidermatum (Edson) Fitzpatrick. This is the first report of rot caused by Pythium species on chingensai. We named this disease Pythium rot of chingensai.     

苹果MdGH3-2/12在盐胁迫下的功能分析

于2020年5月—2021年2月以苹果野生型WT植株和MdGH3-2/12的RNA干扰转基因植株（RNAi）为材料，采用水培试验方法测定了盐胁迫条件下苹果植株的表型、生长量、光合参数、叶绿素含量、抗氧化酶及活性氧（ROS）含量变化，初步解析了MdGH3-2/12在苹果响应盐胁迫中的功能。研究结果表明：（1）与WT植株相比，RNAi植株叶表面出现更多的褐斑和坏死，且根系活力显著降低，其3个株系（GR-1,GR-9,GR-10）根系活力分别为WT植株的93.8%、77.5%和90.0%；植株的生长和光合作用受到更大影响，P_n、C_i和G_s都显著降低，其中P_n值分别下降至WT植株的62.9%、77.41%和83.6%。最大光化学效率（F_v/F_m）也显著下降，3个株系分别为WT植株的97.0%、96.4%和97.5%；叶绿素含量分别显著下降至WT植株的90.7%、86.2%和81.9%，MDA含量分别为WT植株的1.15、1.25倍和1.16倍；REL含量分别为WT植株的1.23、1.39倍和1.48倍；叶片气孔开度在盐胁迫下也分别缩小了35.0%、39.0%、55.0%和46.2%。（2）与WT植株相比，RNAi植株株系体内Pro含量显著增加，3个株系分别为WT植株的7.1、10.3倍和6.3倍；叶片中ROS积累显著高于WT植株，H₂O₂含量分别为WT植株的1.6、1.8倍和1.8倍，而抗氧化酶活性显著下降，各材料（WT,GR-1,GR-9,GR-10）盐胁迫组的SOD酶活性分别为对照组的2.4、1.2、1.7倍和1.9倍，这表明与WT植株相比，盐胁迫下RNAi植株各株系不能有效清除ROS，对植株造成了更大伤害。（3）盐胁迫后各材料植株的Na⁺/K⁺比值分别为0.497、0.558、0.525和0.577，RNAi植株株系显著高于WT植株，但是相关离子转运基因的表达量显著低于WT植株，致使Na⁺不能及时外排，植株受到钠离子毒害，从而导致其耐盐性降低。以上结果表明，MdGH3-2/12在苹果植株应对盐胁迫方面发挥着重要的作用，将MdGH3-2/12[STBZ]基因干扰后苹果植株在盐胁迫下受到的伤害更大，植株对盐胁迫的抗性下降。     

间歇式流加补料对丁香假单胞菌大豆致病变种Z2-6冠菌素产量的影响

为提高具有诱导植物抵御逆境等多种生理功能的冠菌素的产量,基于传统分批发酵法建立丁香假单胞菌大豆致病变种Pseudomonas syringae pv. glycinea Z2-6间歇式流加补料发酵方式,并对补料方法中的起始补料时间、补料体积和补料中的合成前体L-异亮氨酸含量进行了优化。结果表明,利用间歇式流加补料发酵方式,于接种后第8天开始每隔24 h补加新鲜GC培养基(含0.75 g/L的L-异亮氨酸和0.3 g/L的丙酮酸钠)1次,每次补料体积占发酵液总体积的2.0%时,丁香假单胞菌大豆致病变种Z2-6的冠菌素产量最大,达241.5 mg/L,较传统分批发酵方式下的产量(152.5 mg/L)提高了58.4%,合成速率达到20.1 mg·L~(-1)·d~(-1)。表明此种补料发酵方式既可以使细菌高效、持续地利用营养物质,又可解除产物的反馈抑制,大幅提高冠菌素产量,最终达到高产目的。     

玫烟色虫草和球孢白僵菌对朱砂叶螨和二斑叶螨的致病力评价

为探寻具有杀螨潜力的生防真菌,采用喷雾法测定分析玫烟色虫草Cordyceps fumosorosea IF-1106菌株和球孢白僵菌Beauveria bassiana BB-1339菌株对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus和二斑叶螨Tetranychus urticae卵、幼螨及雌成螨的致病力。结果表明,感染玫烟色虫草IF-1106菌株和球孢白僵菌BB-1339菌株后螨类的形态特征不一致,感染IF-1106菌株后形成棉絮状菌丝,而感染BB-1339菌株后则形成羊毛状菌丝。IF-1106菌株和BB-1339菌株对朱砂叶螨和二斑叶螨卵的LC₅₀分别为2.38×10⁷、8.26×10⁷CFU/mL和4.48×10⁷、1.21×10⁸CFU/mL,对朱砂叶螨和二斑叶螨幼螨的LC₅₀分别1.97×10⁷、8.26×10⁷CFU/mL和7.65×10⁶、8.99×10^5...