大豆和大豆疫霉菌共培养体系的构建

 本研究旨在建立一个适于分析大豆遭受大豆疫霉菌侵染后基因表达研究的互作体系。在比较了15个携带不同抗病基因的大豆基因型的组织培养情况和7个大豆疫霉菌分离物及其游动孢子单孢系的毒力变化的基础上,构建了大豆悬浮细胞和大豆疫霉菌游动孢子的共培养体系,进而分析了共培养过程中大豆细胞的活力和防御基因表达情况。结果表明,不同亲和力菌株的游动孢子引起的大豆细胞活力变化十分相似;非亲和菌株的游动孢子可诱导寄主防御基因的表达发生变化。此系统为深入开展大豆抗性机制研究提供了良好的平台。     

大豆疫霉菌单游动孢子囊的分离方法

对大豆疫霉菌单游动孢子囊的分离及游动孢子的获得技术进行了研究,成功获得了大豆疫霉菌单游动孢子囊及游动孢子,明确了该技术在实施过程中的注意事项。     

大豆疫霉根腐病菌单游动孢子的毒性遗传与变异

 采用离体叶柄伤口接种法测定大豆疫霉根腐病菌44号生理小种单游动孢子连续3代或4代分离后代的毒性,结果表明:从S1中选择与亲本相比毒性不发生变异的1号单游动孢子菌株(44号生理小种)和变异最大的30号单游动孢子菌株(1号生理小种)继续分离2代或3代,单游动孢子毒性变异趋势主要是从44号生理小种变异为3号生理小种,也有变异成毒性公式为7或1a,7的单游动孢子。大豆疫霉根腐病菌无性世代毒性变异几率很高,多数单游动孢子毒性在分离后代中都发生变异,产生不同的小种或毒性公式,并且毒性变异基本不能稳定遗传。     

诱导疫霉菌产生游动孢子囊液体培养基的研制

研制了几种诱导疫霉菌产生游动孢子囊的蔬菜汁混合培养液,测定了各培养液诱导苎麻疫霉游动孢子囊的效果以及其对苎麻疫霉菌游动孢囊产生量、形态特征、游动孢子释放、卵孢子产生量、卵孢子的形态、菌丝生长和菌落形态等生物学性状的影响。试验结果显示,各配比培养液均能很好地诱导游动孢子囊的产生,且以较低浓度的培养液对孢子囊诱导效果较好,而高浓度则有利于卵孢子的产生,不同培养液中产生的游动孢子囊均能正常释放游动孢子。其中西红柿∶黄瓜=1∶2配比的培养液简单易行且诱导效果最好,是V₈C的理想替代培养液。     

百合疫病病原菌的鉴定及培养基的筛选

从具典型症状的新鲜百合疫病植株茎基部病组织中分离到百合疫霉菌,根据其病原菌菌丝的形态、菌落特征,厚垣孢子、游动孢子囊和卵孢子的形态和大小,以及病原菌致病性测定,该病原菌鉴定为烟草疫霉Phytophthora nicotianae van Brede de Haan.供试的16种培养基中,病原菌在胡萝卜琼脂培养基(CaA)和辣椒琼脂培养基(PeA)上生长最好,生长速率分别为1.771和1.770mm/h.在常规培养条件下,病原菌不易产生厚垣孢子、游动孢子囊和卵孢子,在低温、皮氏溶液和土壤浸出液中分别诱导产生出大量厚垣孢子、游动孢子囊和卵孢子.     

苎麻疫霉遗传学研究

 本文首次对引致我国棉花、苎麻疫病的重要同宗配合疫霉种-苎麻疫霉(Phytophthora boehmeriae Sawada)的菌落形态、生长速率、同宗配合特性、致病力、对甲霜灵抗性以及雄器着生位置等生物学性状的遗传与变异进行了较系统的研究。     

福建省大豆疫病病原鉴定及其核糖体DNA-ITS序列分析

 从福建省龙海大豆根腐病株上分离的疫霉菌株中,选取6个代表菌株,对病原菌进行了形态特征、致病性、寄主范围鉴定及核糖体DNA-ITS序列分析,结果表明,该菌为疫霉属真菌,在黑麦琼脂培养基上生长缓慢,菌丝致密、无隔,形成菌丝膨大体,近直角分支,分支处稍缢缩。水培后产生大量椭圆形孢子囊,不形成乳突,通过内层出方式产生新孢子囊,游动孢子在孢子囊内形成,同宗配合,藏卵器球形,雄器侧生;接种后可出现典型的大豆疫病症状;人工接种只侵染大豆、豇豆和菜豆等少数豆科植物。其核糖体DNA-ITS序列分析表明,分离菌株与GenBank中大豆疫霉的ITS序列的同源性均为99.8%,仅有2个碱基的差异,结合形态特征和致病性测定,将这些病原菌鉴定为Phytophthora sojae. 这是首次报道大豆疫霉菌在福建省存在。     

玉米根系分泌物中关键抑菌物质对大豆疫霉的抑菌活性

间作是控制作物土传病害的有效手段,根系分泌物对病原菌生长的影响是间作具备控病效果的重要原因。本文研究了玉米根系对大豆疫霉游动孢子行为特征的影响,鉴定了玉米根组织中的关键抑菌活性物质,测定其对大豆疫霉菌丝生长和游动孢子行为的影响。结果表明,大豆与玉米间作能够显著降低大豆疫霉根腐病的发生,玉米根系和根系分泌物能够显著减弱根际大豆疫霉游动孢子的游动和根际大豆疫霉休止孢的萌发能力。通过HPLC对玉米根组织进行分析,发现玉米根组织中存在门布和苯并噻唑这两种抑菌物质,两者能显著抑制大豆疫霉游动孢子的游动和其休止孢的萌发能力;在浓度为500μg/mL时,其游动抑制率均达到100%;而萌发抑制率分别为100%和81%。同时,门布和苯并噻唑都能显著抑制大豆疫霉的菌丝生长。在浓度为500μg/mL时,其抑制率分别为100%和62.49%。综上所述,玉米根系组织中产生和分泌的门布和苯并噻唑对大豆疫霉具有抑菌活性,生产上可以利用玉米/大豆间作降低大豆疫病的危害。     

非寄主和寄主种子分泌物对大豆疫霉活性的影响

为探寻非寄主和寄主种子分泌物中抗病信号分子,通过显微观察,采用菌丝生长速率法和离体接种法对不同种子分泌物处理后大豆疫霉Phytophthora sojae的游动孢子数、孢子囊数、游动孢子释放后残留的空囊数、成囊和未成囊的游动孢子数、萌发和未萌发的胞囊数、菌落直径、卵孢子数进行测量,并计算抑制率,明确非寄主菜豆和寄主大豆抗病品种、感病品种种子分泌物对大豆疫霉游动孢子趋化性、生长发育和侵袭力的影响。结果显示,非寄主菜豆种子分泌物不吸引大豆疫霉游动孢子,显著抑制大豆疫霉孢子囊形成、胞囊萌发和卵孢子产生,抑制率依次为97.3%、73.0%和17.5%,然后溶解胞囊,最终导致游动孢子对下胚轴侵袭力降低,抑制率为67.1%。寄主大豆种子分泌物能吸引大豆疫霉游动孢子,感病品种种子分泌物吸引力高于抗病品种。感病品种种子分泌物对大豆疫霉生长发育无显著影响,但促进大豆疫霉游动孢子侵袭力;抗病品种种子分泌物显著抑制大豆疫霉孢子囊形成、胞囊萌发和卵孢子产生,抑制率依次为86.6%、34.3%和12.8%,然后溶解胞囊,但作用强度小于非寄主菜豆种子分泌物,最终导致游动孢子对下胚轴的侵袭力降低,抑制率为24.2%。表明非寄主菜豆和寄主大豆抗病品种的种子分泌物对大豆疫霉有抑菌活性,大豆疫霉的非寄主和寄主抗病性与种子分泌物有关。     

大豆与疫霉菌非亲和互作早期差异显示基因的表达分析

大豆疫霉根腐病是大豆的毁灭性病害。为了深入了解大豆对疫霉菌的分子抗病机制,以大豆疫霉菌1号生理小种游动孢子接种抗性品种绥农10的根部及下胚轴,通过反转录差异显示技术分离到疫霉菌侵染0、0.5、1、2和4h后大豆下胚轴和茎部的差异表达基因,其中至少有8个基因与抗病相关。接种后0.5 h开始上调表达的有肉桂酸-4-羟化酶基因、ATP合成酶β亚基基因,以及类花生泛素结合酶基因;接种后1h和2h依次开始上调表达的有尿苷二磷酸-N-乙酰基-α-D-氨基半乳糖基因和豌豆蓝铜蛋白基因;接种后4 h才上调表达的有TGA型碱性亮氨酸拉链基因、大豆环孢素基因和14-3-3蛋白基因。这8个基因中有1个基因与信号传导有关、4个基因与抗病和防御有关、2个基因与转录调控有关、1个基因与能量代谢有关。研究表明,以上8个基因在疫霉菌游动孢子萌发、侵入大豆和在大豆体内扩展过程中起着重要作用。     

苎麻疫霉抗甲霜灵突变株对棉苗的致病力及其遗传

研究了苎麻疫霉抗甲霜灵(Mt^r)突变株对棉苗的致病力及其遗传,结果显示,抗性突变株对棉苗的致病力与其野生型亲本间无显著差异。而Mt^r突变株XC-6-2对棉苗的致病力在其无性第1代(ZG₁)单孢株间及其与亲本间均存在极显著差异,且XC-6-2对棉苗的致病力性状在单游动孢子第2代(ZG₂)持续发生分离;XC-6-2单卵孢第1代(OG₁)对棉苗的致病力间亦存在极显著差异。上述结果提示,抗甲霜灵突变株对棉苗的致病力在无性单孢和单卵孢子后代间均不能稳定遗传。对比研究发现,野生型亲本菌株XC-6对棉苗的致病力在单游动孢子和单卵孢后代有相似的遗传规律,且单游动孢子群体对棉苗致病力的变异系数较其单卵孢株间的变异系数大。     

棉铃疫病菌(Phytophthora boeh meriae)对甲霜灵的抗性遗传研究

 本文在实验室条件下,经药物直接诱变,筛选获得棉铃疫病菌(Phytophthora boehmeriae Sawada)抗甲霜灵突变株,研究了其抗药性性状的遗传。结果表明,棉铃疫病菌易对甲霜灵产生抗性,抗性菌株对甲霜灵的抗性水平可高达其敏感亲本的5161.3倍以上;部分抗性菌株的抗药性性状在无性及有性单孢后代均可稳定遗传,另有部分抗性菌株的抗性性状在无性单孢后代出现分离甚至完全丧失。初步认为,供试棉铃疫病菌对甲霜灵的抗性遗传可能与细胞质遗传因子有关     

防治大豆疫霉根腐病的药剂筛选

在离体条件下测定了 8种内吸性杀菌剂对大豆疫霉菌菌丝生长的抑制作用。甲霜灵、甲霜灵锰锌、安克锰锌、杀毒矾、霜脲锰锌、克露和加瑞农为有效杀菌剂 ,霜霉威不具有抑菌效果。甲霜灵的 EC50 值为0 .4 870 μg/ m L,抑菌效果最好 ,安克锰锌、甲霜灵锰锌的 EC50 值分别为 1.4 2 6 1μg/ m L和 1.76 97μg/ m L,效果次之。在活体条件下 ,甲霜灵和甲霜灵锰锌能完全抑制大豆疫霉菌对感病大豆品种的侵入 ,并具有较长的药效期 ,安克锰锌、杀毒矾和霜霉威虽然具有明显的防治效果但药效期很短。大豆疫霉菌菌株间对甲霜灵锰锌的敏感性存在差异 ,但这种差异与菌株来源没有相关性 ,EC50 平均值为 1.830 2μg/ m L ,没有发现耐药性菌株。在我国黑龙江省目前缺乏有效抗病品种的情况下 ,建议应用甲霜灵锰锌防治大豆疫霉根腐病。     

栗疫病菌表型特征的遗传分析

 本文对栗疫病菌的菌落形态、α-酯酶、β-酯酶及营养体亲和性(VC)特征进行了遗传分析。对有性后代的38个单子囊孢子菌株的研究结果显示:亲本菌株366与68的菌落形态、β-酯酶中(采用聚丙烯酰胺凝胶电泳法)相对迁移率为2.17和2.33的2条酶带的遗传分别由1个位点上的2个等位基因控制;α-酯酶中相对迁移为2.54与2.772条酶带的遗传由相互连锁的2个基因位点控制;α-酯酶与β-酯酶间存在完全连锁关系;菌株366与68之间至少存在4个VC基因差异。     

苎麻疫霉对棉苗致病力的遗传与变异研究

 以分离自江苏省棉铃疫病病组织的苎麻疫霉(Phytophthora boehmeriae Sawada)野生型菌株JS-5为亲本,采用菌丝块创伤接种法测定了苎麻疫霉对棉苗致病力在游动孢子无性系和卵孢子后代的遗传。结果表明,苎麻疫霉对棉苗的致病力在单游动孢子无性系连续两代稳定遗传,而在单卵孢第1代(OG₁)则发生连续性变异。从OG₁中选致病力强、弱2个单卵孢株为亲本,分别建立单卵孢第2代(OG₂)和单游动孢子无性系,并测定其对棉苗的致病力。结果为上述2个单卵孢株的游动孢子后代对棉苗的致病力均与其各自亲本相似,而在它们的单卵孢株群体(即OG₂)中对棉苗的致病力继续发生复杂的连续性变异。上述结果表明,苎麻疫霉对棉苗的致病力可能由细胞核杂合多基因控制。     

江西省番茄绵疫病菌对嘧菌酯的敏感性检测及抗性风险分析

为明确番茄绵疫病菌对嘧菌酯的敏感性，采用菌丝生长速率法测定了2018—2019年从江西省番茄主产区采集分离得到的58株绵疫病菌Phytophthora capsici对嘧菌酯的敏感性，并以敏感菌株YD5为亲本，通过紫外线诱导获得了4株抗性突变体，研究了突变体的生物学性状；进而采用菌丝生长速率法测定了敏感菌株YD5及其4个抗性突变体对烯酰吗啉和甲霜灵的EC₅₀值，分析嘧菌酯与烯酰吗啉和甲霜灵是否存在交互抗性。结果表明:嘧菌酯对绵疫病菌菌丝生长有较强的抑制作用，其对58个绵疫病菌的EC₅₀值介于0.1867~1.6239 μg/mL之间，平均EC₅₀值为 (0.8606±0.3318) μg/mL，58个菌株对嘧菌酯的敏感性频率分布呈正态分布，表明番茄绵疫病菌对嘧菌酯仍然较为敏感。通过紫外线诱导获得4个抗性突变体，突变体的抗药性能够稳定遗传，且在致病力与游动孢子萌发率方面与亲本菌株无显著差异，产孢量较亲本菌株显著下降。嘧菌酯与烯酰吗啉和甲霜灵之间均不存在交互抗药性。研究表明，番茄绵疫病菌对嘧菌酯具有中等抗性风险，一旦田间出现抗性菌株，应立即采取措施控制菌群的转移扩散。同时，需加强番茄绵疫病菌对嘧菌酯的田间抗性监测，在生产过程中轮用或混用不同作用机制的药剂，以避免或延缓抗药性的发展。     

重庆地区辣椒疫霉对氟吡菌胺的敏感性及抗性突变体的生物学性状

为明确重庆地区辣椒疫霉对氟吡菌胺的抗性风险，采用菌丝生长速率法测定了采自重庆未使用过氟吡菌胺地区的110株辣椒疫霉菌株对氟吡菌胺的敏感性，并对辣椒疫霉抗氟吡菌胺突变体的诱导方法及抗性突变体的主要生物学性状进行了研究。结果表明:110株辣椒疫霉对氟吡菌胺的EC₅₀平均值为(0.32 ± 0.11) μg/mL，不同菌株的敏感性频率呈连续单峰曲线分布，未出现敏感性明显下降的亚群体，因此可将该EC₅₀平均值作为重庆地区辣椒疫霉对氟吡菌胺田间抗性监测的敏感基线。通过紫外诱导菌丝体的方法，共获得3株可稳定遗传的抗氟吡菌胺突变体，抗性倍数介于69.5~98.5之间，突变频率为0.86%；抗性突变体BS11-5-1与亲本菌株BS11-5在菌丝生长速率、温度适应性、产孢子囊能力及致病力方面均无显著差异，而抗性突变体JLP11-4-2和JLP11-4-3在菌丝生长速率、温度适应性、产孢子囊能力及致病力方面均显著低于亲本菌株JLP11-4；不同抗性突变体对渗透压的敏感性与亲本菌株之间均存在不同程度差异；3个抗性突变体对Biolog PM1中95种碳源的利用情况与亲本菌株基本相似。交互抗性测定表明，辣椒疫霉抗氟吡菌胺突变体对甲霜灵、霜脲氰、烯酰吗啉、丁吡吗啉及嘧菌酯之间均不存在交互抗性，建议可将氟吡菌胺与上述几种杀菌剂交替或混合使用。     

Sensitivity of Phytophthora infestans to flumorph: in vitro determination of baseline sensitivity and the risk of resistance

The sensitivity of 127 Phytophthora infestans isolates to flumorph was determined in 2003 and 2004. The isolates originated from two geographical regions and showed similar levels of sensitivity in both years. Baseline sensitivities were distributed as a unimodal curve with EC₅₀ values for growth of mycelia ranging from 0·1016 to 0·3228  µ g mL⁻¹, with a mean of 0·1813 (± 0·0405) µ g mL⁻¹. There was no cross-resistance between flumorph and metalaxyl. Laboratory studies were conducted to evaluate the risk of P. infestans developing resistance to flumorph. Mutants resistant to metalaxyl or flumorph were obtained by treating mycelium of wild-type isolates with ultraviolet radiation. Metalaxyl-resistant mutants were obtained with a high frequency and exhibited resistance factor values (EC₅₀ resistant/EC₅₀ sensitive phenotypes) of more than 100, while flumorph-resistant mutants were obtained at much lower frequencies and had very small resistance factors (1·5–3·2). There was cross-resistance between flumorph and dimethomorph, but not with azoxystrobin or cymoxanil. Most flumorph-resistant mutants showed decreases in hyphal growth in vitro and in sporulation both in vitro and on detached leaf tissues. These studies suggested that the risk of resistance developing was much lower for flumorph than metalaxyl. However, as P. infestans is a high-risk pathogen, appropriate precautions against resistance development should be taken.     

马铃薯晚疫病菌对烯酰吗啉的敏感性基线及其室内抗药突变体的研究

 2003-2004年在内蒙古和黑龙江省共分离获得100株马铃薯晚疫病菌,并测定了这些菌株对烯酰吗啉和甲霜灵的敏感性。结果表明,不同地区、不同年份的马铃薯晚疫病菌对烯酰吗啉的敏感性无显著差异,其敏感性呈连续的单峰曲线分布,EC₅₀在0.0631-0.2206μg/mL之间,最不敏感菌株是最敏感菌株的3.1倍,平均为(0.1153±0.0308)μg/mL,未出现敏感性下降的抗药性亚群体,因此可作为马铃薯晚疫病菌对烯酰吗啉的敏感性基线;64%的供试菌株对甲霜灵的敏感性下降,甲霜灵与烯酰吗啉之间不存在交互抗药性。采用紫外线诱变菌丝的方法仅从3个菌株中的1个菌株获得了3%突变频率的抗烯酰吗啉突变体,抗性倍数为1.5-1.9,没有获得高抗药水平的突变体。这些突变体与氟吗啉之间具有正交互抗药性,而与霜脲氰或嘧菌酯之间无交互抗药性;与野生亲本菌株相比,抗药突变体的生长速率和产孢子囊能力显著下降,不利于抗药群体的发展。但由于马铃薯晚疫病菌被杀菌剂抗性行动委员会认为是高抗药性风险病原菌,建议生产上应将烯酰吗啉与其它无交互抗性的药剂交替使用或混合使用,以避免或延缓抗药性的产生。     

抗氟吡菌胺辣椒疫霉菌株的诱导及其生物学特性的研究

 采用菌丝生长速率法, 测定了采自泰安、平谷、杭州和昆明4个地区的42株辣椒疫霉病菌对氟吡菌胺的敏感性, 结果表明, 其EC₅₀值在0.618 ~0.927 μg·mL^-1之间, 平均EC₅₀ =(0.743±0.067 7) μg·mL^-1。 42个菌株对氟吡菌胺的敏感性分布呈单峰曲线, 未出现抗性的病原菌亚群体, 可将其单峰曲线作为辣椒疫霉对氟吡菌胺的敏感性基线。采用药剂驯化和紫外照射对辣椒疫霉敏感菌株TA进行诱变处理, 获得了2株辣椒疫霉抗氟吡菌胺菌株;利用菌落直径法测定抗氟吡菌胺菌株的遗传稳定性、菌丝生长速率及对其它杀菌剂的交互抗性;通过活体叶盘法测定抗氟吡菌胺菌株和敏感菌株的致病力及产孢子囊能力, 分析抗性和敏感菌株之间生物学特性差异。结果表明, 敏感菌株TA经过氟吡菌胺 48代连续汰选, 其抗性达58.0倍, 获得中抗菌株TA-R;紫外照射获得了抗性达260.6倍的高抗菌株TA-UV, 且其抗性均能稳定遗传;TA-R和TA-UV对甲霜灵、霜脲氰表现出正交互抗性, 对烯酰吗啉、百菌清、代森锰锌和丙森锌无交互抗性;抗氟吡菌胺菌株TA-R、TA-UV与敏感菌株在活体叶盘上的致病力、离体产孢能力均差异不显著(P＜0.05), 但其菌丝生长速率、菌丝干重均低于敏感菌株。