来源于同一穗不同稻曲球的稻曲病菌的致病性及遗传多样性

 本研究从源于6穗稻曲病穗的48个稻曲球中分离获得稻曲病菌（Ustilaginoidea virens）48株,从3个稻曲球的不同部位分离获得稻曲病菌23株。用注射接种法将菌株分别接种到水稻品种两优培九（感病品种）、淮稻5号（中抗品种）和武育粳3号（抗病品种）上,结果显示分离的菌株致病力分化较大,而菌株在水稻品种上的致病力强弱与已知水稻品种对稻曲病菌的感、抗性趋势基本一致。相同孢子量接种水稻,不同分离菌株之间仍有致病力分化,生长速率测定也发现菌株之间可能存在差异。利用REP PCR (repetitive extragenic palindromic sequence PCR)技术进行菌株遗传多样性分析表明,同穗不同稻曲球分离的菌株中,1号穗分离的4个菌株聚在同一簇群,其余5穗的菌株分别聚在3～5个簇群;同一稻曲球不同部位分离的菌株中,一个稻曲球分离的8个病菌聚在同一簇群,而其余2个稻曲球分离的病菌则分别聚在2～3个簇群。由此推测同一稻穗上不同稻曲球可能是由来源不同的稻曲病菌侵染所形成;而一个稻曲球可以由同一稻曲病菌引起,也存在多个侵染源共同侵染的可能。     

枯萎病菌对不同抗性黄瓜品种几憾活性的影响

用枯萎病菌接种不同抗性黄瓜品种,研究不同抗性黄瓜品种的过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和几丁质酶的活性变化。结果表明,接种后抗感品种POD、PPO和几丁质酶活性基本都呈现先升后降再升（再降）的趋势。抗感品种均在接种后12h时出现第1次POD活性峰值,抗病品种中农13号、津优3号分别在接种后60、72h、感病品种在84h出现第2次POD活性峰值;接种后24h时抗感品种均达到第1次PPO活性峰值,抗病品种在48h、感病品种在60h时达到第2次PPO活性峰值;接种后抗病品种在48h时达到第1次几丁质酶活性峰值,72h时达到第2次峰值,而感病品种只在60h时出现1次几丁质酶活性峰值。抗感品种的POD、PPO、几丁质酶活性的2次培值都显著或极显著地高于各自的对照,在接种后的早期阶段,感病品种的POD、几丁质酶活性的第1次峰值都显著或极显著地高于抗病品种,PPO活性的第1次峰值极显著地低于抗病品种。     

枯萎病菌对不同抗性黄瓜品种几种酶活性的影响

用枯萎病菌接种不同抗性黄瓜品种,研究不同抗性黄瓜品种的过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）和几丁质酶的活性变化。结果表明,接种后抗感品种POD、PPO和几丁质酶活性基本都呈现先升后降再升（再降）的趋势。抗感品种均在接种后12 h时出现第1次POD活性峰值,抗病品种中农13号、津优3号分别在接种后60、72 h、感病品种在84 h出现第2次POD活性峰值;接种后24 h时抗感品种均达到第1次PPO活性峰值,抗病品种在48 h、感病品种在60 h时达到第2次PPO活性峰值;接种后抗病品种在48 h时达到第1次几丁质酶活性峰值,72 h时达到第2次峰值,而感病品种只在60 h时出现1次几丁质酶活性峰值。抗感品种的POD、PPO、几丁质酶活性的2次峰值都显著或极显著地高于各自的对照,在接种后的早期阶段,感病品种的POD、几丁质酶活性的第1次峰值都显著或极显著地高于抗病品种,PPO活性的第1次峰值极显著地低于抗病品种。     

水稻幼穗与Ustilaginoidea virens互作早期的转录组分析

 由子囊菌门真菌稻绿核菌Ustilaginoidea virens引起的稻曲病是世界范围内水稻生产上的重要病害之一。但是,对水稻抗稻曲病的抗性机制仍不清楚。为初步探明水稻与稻曲病菌之间互作早期的分子调控机制,本研究采用比较转录组测序技术对稻曲病菌接种抗病品种‘IR28’和感病品种‘两优培九’(LYP9)6 h的测序数据进行了分析,试图初步阐明水稻抗病分子机制。分析发现,在抗病和感病品种中均差异表达基因有1 005个共表达,在这些基因中,抗病品种中表达上调基因(697个)多于感病品种中表达上调的基因(626个),下调的基因(308个)少于感病品种中下调表达的基因(379个);随后通过GO富集和KEGG代谢途径分析,发现苯丙烷类代谢途径和双萜植保素合成途径相关的基因、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、糖基水解酶和过氧化物酶等基因在抗病品种中被显著诱导上调表达,而在感病品种中基因表达低于抗病品种或下调表达,推测这些基因很可能在水稻与稻曲病菌识别早期发挥重要的抗病作用。该研究结果可为水稻抗稻曲病基因克隆及抗稻曲病分子育种提供理论基础。     

黑痣病菌毒素对马铃薯幼苗生理生化抗性相关物质的诱导

为了探讨马铃薯抗黑痣病机制,采用毒素接种脱毒组培苗的方法,研究了黑痣病菌毒素对马铃薯不同抗性品种幼苗体内病程相关蛋白、木质素及游离脯氨酸含量的影响及其与抗黑痣病的关系。毒素处理后,感病品种大西洋和抗病品种底西芮幼苗几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性均明显升高,36 h升高幅度均达到最大,感病品种升幅大于抗病品种。底西芮和大西洋木质素及游离脯氨酸含量也大幅增加,但抗病品种的增加幅度大于感病品种。研究表明,黑痣病菌毒素诱导几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性升高以及木质素和游离脯氨酸含量增加是马铃薯幼苗抵抗毒素胁迫的内在机制;木质素、游离脯氨酸含量与品种抗病性呈正相关,而几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性变化则不是引起品种抗性差异的主要原因。     

水稻小球菌核病抗病机制的初步研究

通过不同水稻抗病品种感染小球菌核菌后 ,体内防御酶系活性变化的测定 ,结果表明水稻不同品种体内的过氧化物酶、多酚氧化酶、过氧化氢酶及苯丙氨酸解氨酶的活性均增强 ,但抗性品种中的上述酶活性均比感病品种增强的幅度大 ,这可能是抗病品种具有抗性的基本原因。     

玉米灰斑病抗性机制中活性氧代谢的作用

研究了玉米灰斑病菌侵染四个抗病和感病的玉米品种时，叶片内部活性氧代谢酶及细胞过氧化产物含量的动力学变化。结果表明，抗、感病品种的SOD、CAT及POD酶活性在病茵侵染后都变化显著，抗病品种各酶活性变化幅度比感病品种大。叶片内过氧化产物MDA含量则相反，抗病品种沈试29在接种第13天时叶片MDA含量只为18．46nmol／g，而感病品种铁单9为23．14nmol／g，抗病品种比感病品种增加幅度小。说明活性氧代谢在植物抗病机制中起着重要作用，抗病品种对活性氧代谢的酶调节能力强，病菌侵染后细胞过氧化程度低，在痛菌侵染时活性氧清除酶活性最大增加值与发病程度呈显著正相关。     

几丁质酶活性与大豆抗疫霉根腐病的关系

测定了大豆不同抗性品种接种大豆疫霉菌后的几丁质酶活性的变化情况。结果表明：未接种的不同大豆品种中的几丁质酶活性无明显区别。大豆疫霉菌侵染后不同抗性的大豆品种的几丁质酶的含量和活性均有不同程度的提高。抗病品种酶活性上升的速度比感病品种快,酶的高活性维持的时间较长。抗病品种在接种后24 h酶活性达到峰值,中感和感病品种在接种后48 h达到峰值。说明大豆疫霉菌可诱导几丁质酶产生,大豆品种的抗病性与几丁质酶的活性呈正相关关系。酶学特性的研究结果表明,酶反应的最适温度为45 ℃,最适pH为5。该酶在45 ℃以下,pH在4~6时酶活性稳定,超过60 ℃,pH超过7时酶活性丧失较快。Mn2+、Zn2+、Ba2+、Fe3+、Ca2+对酶活性有激活作用,Al3+、Ag+、Fe2+、K+、Mg2+、Cu2+、Hg2+对酶活性有抑制作用。     

不同栽培方式对稻曲病发生程度的影响

2008年和2009年连续两年在辽宁省东港市稻区利用3个感稻曲病品种进行田间水稻不同栽培方式对稻曲病发生程度的影响试验。不同施肥方式试验结果表明:单位面积总氮肥量越大,稻曲病发生越重。在施肥总量相同的情况下,在水稻生长后期(穗肥)氮肥量增大有利稻曲病发生。不同播期、插秧期试验表明在试验条件下水稻播期、插秧期偏后,稻曲病发生有加重的趋势。不同插秧密度试验结果显示,水稻插秧密度越大,稻曲病发生相对越重。     

水稻稻曲病室内人工接种技术

为提高稻曲病人工接种的发病效果和稳定性,在温棚条件下采用水稻孕穗期注射接种法分别研究了稻曲病菌不同接种体、培养时间、接种浓度和接种时期的接种效果。采用病菌马铃薯蔗糖液体培养基（potato sucrose broth,PSB）作为接种体,其穗发病率为100%,明显好于病菌米糠培养液（23.33%）。病菌在PSB中培养5～7天接种效果较好,随病菌培养天数的延长,接种效果明显下降。接种的分生孢子浓度越低水稻病穗率和病粒数也越低。在水稻品种两优培九孕穗中后期,采用含分生孢子浓度为4×106个/mL的病菌PSB培养液注射接种,穗发病率达100%,平均病粒数35.1粒,最高达87粒。研究表明,温棚条件下建立的稻曲病人工接种技术能获得稳定的发病效果,并可区别水稻品种间的抗性差异。     

Detection of quantitative resistance loci associated with resistance to rice false smut (Ustilaginoidea virens) using introgression lines

False smut, caused by Ustilaginoidea virens, is a rice disease of increasing importance worldwide, with no source of high‐level resistance in the existing rice germplasm. To facilitate breeding varieties with good levels of field resistance to false smut, quantitative resistance loci (QRL) were identified using 213 introgression lines (ILs) from a cross between Teqing (recipient) and Lemont (donor) evaluated using natural infection at two hotspots of false smut in northeast China. Ten QRL affecting percentages of diseased hills, diseased panicles and diseased spikelets were detected and mapped to rice chromosomes 2, 3, 4, 6, 8, 10, 11 and 12. The Lemont alleles at all QRL increased false smut resistance. Four QRL (qFSR‐6‐7, qFSR‐10‐5, qFSR‐10‐2 and qFSR‐11‐2) had relatively larger and consistent effects across the two testing sites. Promising resistant ILs were identified, most of which had multiple QRL, suggesting that pyramiding multiple QRL by marker‐assisted selection would be an effective strategy for improving rice resistance to false smut. The identified QRL and their linked DNA markers will facilitate this breeding effort in the future.     

A refined inoculation method to evaluate false smut resistance in rice

False smut, caused by Ustilaginoidea virens, is a serious disease of rice worldwide. To evaluate false smut resistance in rice, we developed a method combining the cultivation of the main culm of rice plants in the greenhouse and rapid preparation of a conidial suspension to inject into the leaf sheath. The method was used to evaluate false smut resistance in 18 varieties/lines of rice. For comparison, field trials were also carried out in 2007 and 2008. The results indicated that the greenhouse method was more reproducible than field trials: commercial varieties tested were resistant; almost all the forage varieties were highly susceptible; and blast-resistant varieties/lines were mostly resistant to false smut. Thus, this inoculation method will be useful for determining the level of false smut resistance in rice and for breeding resistant varieties.     

水稻穗部农艺性状与稻曲病抗性的相关性分析

 人工接种试验和田间多年自然发病调查发现,目前生产上应用的水稻品种均感稻曲病;但在自然条件下,不同水稻品种稻曲病的发生程度存在较大差异,可以人为的分为多病粒高感品种和寡病粒相对抗病的品种。为了探究水稻穗部性状与其病害抗性间的关系,本文对孕穗期不同阶段的不同水稻品种的穗部性状进行了比较分析。结果发现表型为多病粒的高感多病粒品种与表型为寡病粒的相对抗病的品种之间在穗子大小、小花密度、穗鞘闭合程度和密封性、旗叶面积等方面均存在明显差异,寡病粒相对抗病的水稻品种穗鞘闭合程度优于高感多病粒品种。     

解淀粉芽胞杆菌Jt84防治水稻稻曲病田间应用技术研究

为了明确解淀粉芽胞杆菌Jt84防治水稻稻曲病田间应用技术,本文初步研究生防菌Jt84定殖规律以及不同喷施时期对水稻稻曲病的防效。结果显示：生防菌Jt84在水稻叶表能够有效定殖,7～16 d时,叶表定殖菌量维持在10⁴cfu/cm²,30 d仍可在水稻叶表检测到生防菌Jt84;生防菌Jt84防治水稻稻曲病的最佳防治时期为水稻叶枕平时期（旗叶与倒二叶的叶枕在同一处）,田间试验表明在此时期防治,当解淀粉芽胞杆菌Jt84使用量为200～400 mL/667 m²时,对水稻稻曲病防治效果为77.8%～89.5%。     

水稻品种生育期、田块和播种期对稻曲病发生严重度的影响

利用早熟组和晚熟组各8个水稻品种采用随机区组设计连续进行两年田间试验,分析生育期与稻曲病严重度的关系,同时采用晚熟组5个品种分析田间厚垣孢子数量、播期与稻曲病发生严重度的关系。结果表明,水稻生育期、田间菌量与稻曲病田间发生的严重度呈显著正相关。早熟组各水稻品种的发病率均显著低于晚熟组各水稻品种,2005年晚熟组和早熟组品种的病穴率、病穗率和病粒率分别为76.3%、26.6%、4.6%和5.4%、0.8%、0.02%,2006年分别为75.7%、29.8%、4.7%和16.8%、3.3%、0.08%。此外,在上一年田间遗落菌量多的田块中各水稻品种稻曲病的发生程度显著高于菌量小的田块。晚熟组水稻品种的发病严重度与播种期无明显的相关性。据此认为,以种植晚熟水稻品种为主的北方稻区,种植早熟品种或进行轮作是防治该病的有效方法。     

稻曲病产量损失测定及调查测报因子研究

稻曲病是水稻穗部的重要真菌性病害。本研究分析了13个供试水稻品种每穗稻曲病病粒数与水稻产量损失的线性关系,根据每个品种线性方程及南方稻区实际情况,得出了田间稻曲病经济允许水平、成灾因子,即平均每穗病粒数分别为0.57、5.44粒。     

籼型杂交水稻对稻曲病的田间抗性差异

为了解不同水稻品种在田间的抗性差异及其与农艺性状的相互关系,在相同的土壤环境和栽培条件下,利用稻曲病菌诱发接种鉴定,对56个籼型杂交水稻进行田间抗性差异比较,初步探讨了抽穗期和农艺性状与品种田间抗性的关系.结果表明,不同水稻品种对稻曲病田间抗性存在显著差异,病穗率为0.43%～33.04%,病情指数为0.05～16.14;不同抽穗期的品种稻曲病发病率不同,同一抽穗期的品种对稻曲病的抗性亦表现出明显差异;水稻株高与品种抗性之间呈正相关,相关系数为026(P<0.05);水稻分蘖率、有效穗数、剑叶性状等与品种的田间抗性有一定相关性,但差异不显著(P>0.05);水稻株叶形态和叶色与品种田间抗性没有直接相关性.