球孢白僵菌有性世代培养及子代毒力稳定性鉴定

在利用球孢白僵菌Beauveria bassiana有性态改良球孢白僵菌菌株的研究中,菌株的选择非常重要,其中利用交配型基因选择菌株是必要手段。而且虫生真菌的有性态能够使菌株间产生基因交流,促进其进化的过程。为更好地研究球孢白僵菌的遗传规律,以获得避免菌种衰退的方法,本研究建立了分别以柞蚕蛹为活体寄主和糙米培养基为基质的2种人工培养有性世代繁殖体系。结果表明,交配型为MAT1-1-1型和MAT1-2-1型混合型菌株BbDPSD5,经过自交在2种基质上均能够产生有性态。而具有2种单一交配型的菌株BbOFDH1-5和BbDPSD2进行配伍试验,BbOFDH1-5×BbDPSD2、BbOFDH1-5×BbDPSD5和BbDPSD2×BbDPSD5在2种基质上均没有有性态产生。对获得的有性态子囊孢子经无性繁殖产生的菌株进行r DNA-ITS片段以及交配型基因检测,并对测序结果进行比对分析。结果显示,扩增得到的r DNA-ITS序列和MAT1-2-1交配型基因与亲本序列同源性为100%,而没有检测到MAT1-1-1型。2种培养方式获得的结果完全一致。对有性态子代子囊孢子产生的株系进行毒力测试结果表明,所有子代菌株与原始菌株BbDPSD5的毒力差异不显著,子代交配型基因虽然缺失了MAT1-1-1,但是毒力没有衰退,未出现菌种退化现象。     

玉米大斑病菌两性交配型菌株的出现频率及其育性分析

玉米大斑病菌属于异宗配合真菌,在自然界中存在A、a交配型菌株和Aa两性交配型菌株,为明确两性菌株的出现频率及其对有性生殖的影响,采用有性态诱导和交配型PCR鉴定的方法,对2011—2014年采集的野生菌株及室内诱导产生的有性杂交后代F1、F2代进行交配型组成鉴定,通过检测两性菌株子囊壳和子囊孢子的发育情况明确其有性生殖能力,结合RT-PCR技术对有性生殖过程中MAT1和MAT2基因的表达情况进行分析。结果表明,野生菌株和有性杂交后代中均存在两性交配型菌株,且出现频率相当,介于2.09%和6.25%之间;Aa两性菌株的育性与杂交时对应菌株的交配型组成相关,两性菌株与A交配型菌株或a交配型菌株杂交均可育,能产生成熟的子囊壳和子囊孢子,但其自交时败育,只产生子囊壳,不产生子囊孢子。两性菌株Aa自交和两性菌株Aa与A交配型或与a交配型菌株杂交时,Aa菌株中MAT1和MAT2基因表达量无明显差异,推测MAT基因在有性生殖产生子囊壳的过程中发挥了重要作用。     

黑龙江省稻瘟病菌育性及其交配型分析

为明确黑龙江省采集自不同年份、不同地区的稻瘟病菌Magnaporthe oryzae的育性能力和交配型分布,采用2株标准菌株GUY11(MAT1-2)和KA3(MAT1-1)对2016—2017年黑龙江省西部、东部、中部3个地区经单孢分离的241株稻瘟病菌进行育性测定,并利用PCR技术对其交配型进行检测。结果表明,黑龙江省西部、东部、中部的241株稻瘟病菌中可育性菌株比例为11.62%,其中雌性菌株、雄性菌株、两性菌株分别占1.66%、4.56%和1.25%,不能判断其性别的未知菌株占4.15%。采集自不同地区、不同年份的稻瘟病菌可育性差异均较大,西部、东部、中部地区可育性菌株出现频率分别为13.25%、7.27%和12.62%;2016年采集的稻瘟病菌可育性较高,可育性菌株出现频率为25.30%。黑龙江省稻瘟病菌群体中同时存在MAT1-1和MAT1-2两种交配型,主要以交配型MAT1-1占优势,出现频率为58.92%,交配型为MAT1-2的菌株出现频率为8.30%。不同地区稻瘟病菌的交配型亦有差异,交配型为MAT1-1的菌株在黑龙江省东部地区出现频率最高,为72.73%,在中部、西部地区的出现频率次之,分别为61.17%和46.99%。表明黑龙江省水稻种植区的稻瘟病菌同时存在2种交配型菌株,其交配型存在丰富的多态性,但其可育性及交配型分布不均衡。     

不同交配型球孢白僵菌在玉米植株中的定殖及其交配型基因变异比较研究

本文通过分析两种不同交配型球孢白僵菌菌株(MAT1-1-1,I型;MAT1-2-1,II型)在玉米植株中的定殖效率和回收菌株交配型基因序列的变异,拟揭示球孢白僵菌在玉米植株内生定殖过程中玉米对不同交配型菌株的选择规律、不同交配型菌株对环境的适应性能力。试验分为4个接种组,接种菌株为I型交配型菌株(Bb OFDH1-5)(处理B5)、II型交配型菌株(Bb DPSD2)(处理B2)、两个菌株等量混合(处理B5+B2)、对照组(处理CK),处理组B5、B2、B5+B2接种孢子浓度均为108孢子/m L,对照组接种量为零。结果表明,处理B5、B2、B5+B2三组中均有球孢白僵菌在玉米叶片中定殖,其中,交配型II菌株处理组B2中内生定殖效率高,检测率为33.00%;混合处理组B5+B2中交配型II菌株比I型菌株回收比率高,回收比为12:10。交配型基因序列分析显示,交配型I菌株处理组B5和混合处理组B5+B2的回收菌株中I型交配型基因非编码区序列出现多个位点突变,编码区仅在3个位点出现突变;交配型II菌株处理组B2和混合处理组B5+B2中II型交配型基因序列均没有发生变异。以上结论说明球孢白僵菌在玉米植株定殖过程中,交配型II菌株Bb DPSD2定殖率较I型菌株Bb OFDH1-5高;玉米植株更倾向于选择II型交配型菌株作为内生菌株;交配型基因MAT1-1-1比MAT1-2-1更易发生突变表明I型菌株对自然环境的适应性更强。     

粤、桂、苏、皖四省稻瘟病菌有性态的研究

应用国际稻瘟病菌标准交配型菌株KA3和THl6对2000年从广东、广西、江苏和安徽4省采集的145个稻瘟病菌菌株的育性和交配型测定结果表明,广东、广西和安徽3省稻瘟病菌群体中存在着Matl.1和Matl.2两种交配型,江苏省的23个可交配菌株均为Matl.1。各省间稻瘟病菌群体的可交配率差异不大,总的可交配率为48.3%。有9个菌株与标准菌株交配产生了子囊孢子,可育率为6.2%。检测到2个两性菌株,不同地区稻瘟病菌群体雌雄性别的比例有显著性差异。用不同交配型的可育菌株进行互交,14个组合中只有1个组合产生子囊壳,但没有形成成熟的子囊孢子。     

稻曲菌交配型初探

 稻曲菌（有性态：Villosiclava virens;无性态：Ustilaginoidea virens）有性繁殖产生的子囊孢子是水稻稻曲病可能的初侵染源之一,交配型基因座对真菌有性繁殖中的性别控制起着决定性作用。为进一步揭示稻曲菌的有性繁殖方式,本研究首次克隆了稻曲菌交配型基因mat1-1-1的α-结构域（α-domain）相应核苷酸序列,发现其与麦角菌科真菌Cordyceps militaris、Cor. bassiana和Claviceps purpurea的mat1-1-1基因中α-结构域相应核苷酸序列同源性分别为61%、63%和68%;根据mat1-1-1和mat1-2-1部分基因序列设计特异性引物,并使用PCR方法检测了来源于3个异源子座的240个子囊孢子单孢菌株和50个田间菌株的交配型基因,结果显示稻曲菌mat1-1-1和mat1-2-1基因分别存在于不同菌株中;将具有相同或不同交配型基因的菌株配对接种,发现菌核通常产生在mat1-1-1和mat1-2-1基因型菌株配对接种产生的稻曲球上,其中大部分菌核可萌发产生子座,而菌株单独接种或具有相同交配型基因的菌株配对接种水稻后多数不能形成菌核;根据以上结果初步推断稻曲菌为异宗配合真菌。     

蝉棒束孢交配型基因的分析和检测

蝉棒束孢Isaria cicadae为药用真菌蝉花的无性型,在防治同翅目害虫上具有重要作用。在自然状态下蝉棒束孢多以孢梗束状态存在,其子实体阶段极为少见。交配系统是真菌有性生殖过程中的决定因素,因此可从交配型的角度探究蝉棒束孢有性子实体稀少的原因。本研究运用RACE技术首次从蝉棒束孢中克隆出MAT1-1-1与MAT1-2-1全长cDNA序列,并进行生物信息学分析。根据cDNA序列设计并优化得到蝉棒束孢交配型鉴定引物,并对采集自安徽地区40株蝉棒束孢交配型进行鉴定,结果表明交配型MAT1-1菌株14株、MAT1-2菌株26株,并没有检测到同时含有两种交配型或两种交配型全部缺失的现象,因此蝉棒束孢有性型子实体几无发生的现象并不完全归因于交配型因素。     

小麦白粉病的流行规律及发生展望

1.小麦白粉病的流行区有三种类型:(1)以分生孢子继代越夏为主要型式的终年流行区;(2)以闭囊壳休眠越夏、子囊孢子主要侵染秋苗的秋苗带菌越冬流行区;(3)以闭囊壳越夏、越冬,子囊孢子在春季侵染的春季侵染流行区。2.白粉病的发病程度,主要决定于春季的流行速度,影响流行速度的因素是:(1)大面积种植感病品种、品种抗性的退化和病菌新生理小种的出现,是病害大流行的基础;(2)气候是影响年度间病情轻重的主导因素。10℃以上天气出现早,21℃以上高温出现迟,则发病期长、病情重。过程性降雨有利病菌孢子的繁殖与侵入。病情与气候的关系有:多雨限制     

小麦白粉菌有性时期闭囊壳在侵染循环中作用的初步研究

通过对陕西省和河南省小麦白粉病越夏期间场院麦秸垛中闭囊壳发育、存活情况及场院附近自生麦苗发病情况的调查,结果发现闭囊壳保湿培养7~8 d后,子囊孢子形成达到高峰;自生麦苗发病率与闭囊壳存活率之间存在极显著的正相关性,且闭囊壳存活率与海拔高度之间存在显著的负相关性,采自海拔500~900 m的闭囊壳有较高的存活率,海拔超过1 000 m的存活率较低或为零。此结果说明小麦白粉菌有性时期闭囊壳可能是通过侵染自生麦苗在侵染循环中起作用。     

稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8的特性分析

 有性生殖在真菌的生活史和进化过程中具有重要作用,而交配型基因是控制有性生殖的关键因子。前期研究发现稻曲病菌(Villosiclava virens)MAT1-2型菌株中包含MAT1-2-1和MAT1-2-8两个交配型基因,但是它们如何调控稻曲病菌有性生殖依然不清楚。本文研究了它们在不同侵染和生长发育时期的表达模式和编码的蛋白结构特性。研究表明MAT1-2-1在侵染不同阶段一直下调表达;而MAT1-2-8在侵染早期(5 dpi)上调表达,在侵染后期下调表达。与营养菌丝阶段比较,MAT1-2-1和MAT1-2-8在有性发育过程菌核形成、菌核萌发、子座原基形成和子座成熟4个阶段的表达量都是下降的,在菌核形成阶段表达量最低。生物信息学分析显示MAT1-2-1和MAT1-2-8具有磷酸化位点,为非分泌蛋白,无明显的跨膜结构域。蛋白同源比对分析表明MAT1-2-1与香柱菌(Epichloë typhina)的MAT1-2-1同源性最高,而MAT1-2-8与绿僵菌(Metarhizium)的MBR_08192蛋白同源性最高。进一步研究发现MAT1-2-1和MAT1-2-8能够互作,并分别主要定位在细胞核和细胞基质中。通过质谱技术鉴定到MAT1-2-1的一些候选互作蛋白,如假定Ran交换因子Prp20/Pim1(KDB12229.1)、假定rRNA处理蛋白Ebp2(KDB12923.1)及组蛋白H1(KDB12711.1)等。因此,以上结果为研究稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8调控有性生殖的生物学功能奠定了基础。     

小麦白粉病菌越夏,越冬和春季菌源毒性结构比较

 分析了1992年和1993年不同时期采集的小麦白粉病菌越夏、越冬和春季菌源共238个菌株的生理小种、毒性基因结构和对9个推广品种的毒力频率。结果表明三种菌源在生理小种和毒性基因组成及出现频率是相似的,对9个推广品种的毒力频率均较高。这样在白粉病菌毒性和品种抗病性研究中,可以采集应用越夏和越冬菌株标样,避免了夏季高温季节保存菌株的工作;而且从毒性结构方面进一步证实白粉病菌主要以分生孢子在夏季侵染高海拔地区的自生麦苗而越夏,再逐渐扩展至秋播麦苗越冬后导致春季大田发病,病菌的子囊孢子在平原地区侵染循环上作用不大。     

2009年我国部分麦区小麦白粉菌群体对三唑酮和嘧菌酯的敏感性测定

自1976年以来,三唑酮一直就是我国防治小麦白粉病的主要药剂.1991年首次在山东省发现抗性菌株,之后其他地区也相继有抗药性菌株的报道.本实验室从1995年就开始监测小麦白粉菌对三唑酮的抗药性,研究结果表明,平均抗性水平和抗性菌株的频率均总体呈上升趋势[1-3].     

小麦白粉病菌闭囊壳萌发及其对三唑酮敏感基线的建立

在没有甾醇脱甲基抑制剂 (DMI)类药剂用药历史的湖北利川山区麦田采集小麦白粉病菌闭囊壳 ,带回室内萌发 ,从每样本单孢子堆中分离得到61个野生菌株。采用叶段法测得每个菌株的EC₅₀,建立起小麦白粉病菌对三唑酮的相对敏感基线EC₅₀=(0.1090±0.0048)μg/ml。     

2013年我国部分麦区小麦白粉菌群体对温度敏感性及其与毒性的关系

 研究小麦白粉病菌群体对温度的敏感性及其与毒性的关系,可为气候变化背景下小麦白粉病的长期发生趋势预测和防治提供依据。本研究对2013年采自云南、四川、河南、北京和陕西五省（市）的小麦白粉菌标样进行分离纯化,获得90个单孢子堆分离物,采用小麦离体叶段法进行温度敏感性测定,并利用32个已知抗病基因品种（系）进行毒性测定,且对两者之间的相关性进行分析。结果表明,供试菌株ET50分布于19.78℃~25.15℃,平均ET50为23.22℃,其中73.34%的供试菌株ET50值介于22℃到24℃之间,小于22℃的菌株占10%,大于24℃的菌株占16.67%。利用Popgen1.32软件对5个省（市）小麦白粉病菌群体的毒性进行多样性分析,结果表明五省市小麦白粉菌群体毒性水平上的多样性指数 H 值为0.237 0,其中四川群体毒性多样性水平最高,Nei’s基因多样性指数 H 值为0.221 2,河南群体最低, H 值为0.197 5。小麦白粉菌群体对温度敏感性与毒性多样性相关性分析结果表明,ET50与毒性多样性（ H 和 I 值）间存在显著的负相关。     

小麦抗白粉病基因在甘肃的有效性及评价

采自甘肃各地的小麦白粉菌株接种在含有已知抗白粉病基因的小麦品种(系)上,测定其毒性频率,并对这些品种进行了异地成株期抗性鉴定。根据已知抗病基因对白粉苗群体的抗性程度,对其进行抗性效能的评价。结果表明,Pml、Pm3c、Pm3f、Pm5、Pm6、Pm7、Pm8和Pm17在甘肃抗性差,已失去利用价值;Pm2、Pm3a、Pm3b、Pm19抗性较低,不宜单独作为抗源利用;Pm4b、Pm13、Pm20、Pm21和含有Pm4的白兔3号、肯贵阿1号及含有Pm“XBD”的我国农家品种小白冬麦抗性表现好,可作为抗性亲本利用。组合基因如Pm2 6、Pm2 Mld、Pml 2 9等都表现出较好的抗性,这表明利用抗源材料进行基因累加有望培育出优良的抗性品种。文中还结合抗源材料的农艺性状对其利用提出了建议。     

50个小麦生产及后备品种(系)的抗白粉病基因推导

为明确我国小麦品种(系)中抗白粉病基因的组成,利用25个不同毒性的小麦白粉菌菌株对50个小麦生产及后备品种(系)进行抗白粉病基因推导,结果表明,参试的50个小麦品种(系)中有8个小麦品种(系)对供试的25个菌株全部感病,5个品种含有抗病基因Pm8,2个品种含有Pm4a,9个品种含有Pm2+6,4个品种含有Pm2,22个品种(系)可能含有供试基因之外的其他抗性基因或新基因。此研究结果可为小麦抗病育种以及品种利用提供依据。     

2011年我国主要麦区小麦白粉病菌群体对三唑酮和苯锈啶的敏感性

 小麦白粉病(Wheat Powdery Mildew)是我国小麦生产上常发性病害之一^[1]。小麦白粉病的防治主要采用抗病品种和化学药剂,辅之以栽培措施的综合防治技术。由于目前生产上抗病品种相对缺乏,药剂防治成为我国小麦白粉病防治的主要措施之一^[2]。自20世纪80年代以来三唑类杀菌剂一直是我国防治小麦白粉病的主要药剂,由于长期、大范围、单一的使用导致小麦白粉病菌对三唑类杀菌剂的抗药性大大提高。监测结果表明,2009年我国小麦白粉病菌群体对三唑酮的平均抗性水平已经达到56.58倍,抗性频率达到99.09%,其中高抗菌株占49.09%^[3]。目前小麦白粉病菌对三唑酮的抗性形势十分严峻,寻找三唑类杀菌剂的替代药剂成为控制该病害的迫切需求。     

Genetic Diversity in Australian Populations of Puccinia graminis f. sp. avenae

ABSTRACT Sequence-tagged microsatellite profiling was used to develop 110 microsatellites for Puccinia graminis f. sp. tritici (causal agent of wheat stem rust). Low microsatellite polymorphism was exhibited among 10 pathogenically diverse P. graminis f. sp. tritici isolates collected from Australian cereal growing regions over a period of at least 70 years, with two polymorphic loci detected, each revealing two alleles. Limited cross-species amplification was observed for the wheat rust pathogens, P. triticina (leaf rust) and P. striiformis f. sp. tritici (stripe rust). However, very high transferability was revealed with P. graminis f. sp. avenae (causal agent of oat stem rust) isolates. A genetic diversity study of 47 P. graminis f. sp. avenae isolates collected from an Australia-wide survey in 1999, and a historical group of 16 isolates collected from Australian cereal growing regions from 1971 to 1996, revealed six polymorphic microsatellite loci with a total of 15 alleles. Genetic analysis revealed the presence of several clonal lineages and subpopulations in the pathogen population, and wide dispersal of identical races and genotypes throughout Australian cereal-growing regions. These findings demonstrated the dynamic population structure of this pathogen in Australia and concur with the patterns of diversity observed in pathogenicity studies.     

2007年我国部分麦区小麦白粉菌对三唑酮的抗药性监测

采用拌种离体叶段法测定了我国9个省（市）的112个小麦白粉菌株对三唑酮的抗性。结果表明,供试菌株的平均EC50为57.25mg/L,平均抗性水平为27.39倍,其中86.61%供试菌株已经产生抗性,抗药性比敏感菌株高出10~40倍的菌株占47.32%,四川、山东、甘肃和贵州等地菌株的抗性高于其他地区。此结果可为三唑类杀菌剂在我国的推广应用和制定合理的抗药性治理措施提供依据。     

甘肃天水小麦白粉病菌越夏及有性时期在侵染循环中的作用

2007-2009年,在甘肃天水对不同生态条件及海拔高度的小麦白粉病菌进行了闭囊壳形成率观察、模拟病圃试验及越夏调查,结果表明: 小麦白粉病菌有性时期最早在扬花期开始出现,不同抗性类型品种、不同生态条件下出现的迟早和形成量的多少有较大差异。小麦白粉病菌主要以分生孢子在天水市不同海拔高度的自生麦苗上越夏,是当地秋苗发病的初侵染源。二阴山区高海拔地区病叶率高于川道及低海拔地区。闭囊壳在正常年份只侵染自生麦苗,在整个侵染循环中仅起着间接作用。