东北春玉米区大斑病菌生理小种鉴定

对2005年采自东北玉米主产区的大斑病叶标样进行分离,经单孢纯化后获得56个菌株。通过Ht单基因鉴别寄主接种鉴定,结果表明:东北地区玉米大斑病菌生理分化已呈现复杂化,0号生理小种和1号生理小种分别占35.7%和17.9%,为优势小种,其次为123号生理小种,占12.5%,另外还存在2、3、23、123N、12和23N号生理小种。     

甘肃省玉米大斑病菌生理小种结构组成与交配型测定

为了明确甘肃玉米大斑病菌生理小种与交配型的结构组成,采用单基因鉴别寄主测定了甘肃4个典型生态区57株玉米大斑病菌的抗、感反应型,对峙培养显微观测法测定了它们与标准菌株杂交是否产生有性态子囊壳。结果表明,甘肃玉米大斑病菌生理小种结构组成十分复杂,57株病菌中共发现0、1、12、23、123、N、1N、2N、3N、123N共10个生理小种,0号以61.40%分布频率成为优势生理小种,1号以17.54%分布频率成为次优势生理小种,23号生理小种出现频率仅为5.26%、123和N号生理小种出现频率仅为3.51%,12、1N、2N、3N、123N生理小种出现频率仅为1.75%,4个典型生态区中河西灌溉绿洲生态区生理小种结构组成最为复杂,15株病菌中共检出0、1、N、12、1N、2N、3N、123N 8个生理小种,中部干旱雨养、陇东半湿润半干旱和南部湿润生态区生理小种结构组成相对简单,42株病菌共检出0、1、23、123和N号5个生理小种。相对而言,甘肃玉米大斑病菌交配型结构组成简单,57株病菌中共检出A型22株、a型24株, Aa型11株,分布频率分别为38.6%、42.1%和19.3%;其中河西灌溉绿洲、中部干旱雨养和陇东半湿润半干旱生态区45株病菌共检出18株A型、18株a型和9株Aa型,A∶a比例完全符合1∶1,南部湿润生态区12株病菌共检出4株A型、6株a型和2株Aa型,A∶a比例小于1∶1。     

云南、贵州玉米大斑病菌生理小种分化研究

玉米大斑病是云南和贵州省玉米生产的重要病害之一。本文对2008年和2009年在云南、贵州采集分离获得的45份大斑病病菌菌株进行了生理小种鉴定,结果在云南共鉴定出12、13、3N、123、12N、13N、23N、123N等8个生理小种,其中123N小种出现频率最高,为30%;在贵州共鉴定出123、13N、23N、123N等4个生理小种,其中123N小种是主要小种类群,占53.3%。云南的大斑病菌菌株对Ht〖STBX〗1〖STBZ〗、Ht2、Ht〖STBX〗3〖STBZ〗和HtN基因的毒性频率分别为73.3%、73.3%、90%和80%,而贵州的菌株则分别为80%、80%、100%和93.3%。两省菌株的毒性随着抗性基因组合的复杂性增加而下降,对4基因组合的毒性频率分别为30%和53.3%;贵州的菌株毒性较云南菌株为高。云南的小种构成较复杂,而贵州小种的毒性更强。     

玉米大斑病菌生理小种研究初报

 1980年至1981年两年的试验结果表明:我国玉米大斑病菌存在着两个生理小种,即生理小种1号和生理小种2号。病菌标样采自辽宁、广西、浙江、陕西、黑龙江等地玉米大斑病菌共105个标样,病菌经分离培养接种在具有Ht₁、,Ht₂单基因抗性寄主以及多基因抗性寄主上。测定结果证明:接种在具有Ht₁、Ht₂单基因抗性寄主上表现为褪绿斑的菌株,属于生理小种1号,其毒力公式为Ht₁Ht₂/O (有效抗性基因/无效寄主基因)。接种在具Ht₁单基因抗性寄主上表现有毒力产生萎蔫斑,而对Ht₂鉴别寄主表现无毒力产生褪绿斑的菌株属于生理小种2号,其毒力公式为Ht²/Ht¹。
目前玉米大斑病菌生理小种2号只在辽宁发现,尤以丹东地区出现频率较高。     

玉米大斑病菌菌丝蛋白电泳分析及抗体检测

 研究表明,玉米大斑病菌1号小种(原命名法为2号小种)产生的毒素对带有Ht1基因的玉米具有高度的致毒活性,且与0号小种(原命名法为1号小种)毒素的成分不同,1号小种毒素含有一种克服Ht1基因玉米的特异性毒性组分。     

2004—2008年东北春麦区小麦白粉病菌种群毒性动态分析

采用全国统一的9个鉴别寄主离体叶片法鉴定侵染型和Gilmour八进制法命名小种,对2004--2008年采自东北春麦区的辽宁、黑龙江等省不同县市的298个小麦白粉病菌标样进行生理小种及毒力频率分析,并利用已知抗白粉病基因的22个小麦品种(系)对参试菌株进行毒力频率测定.结果表明:2004--2006年优势小种为生理小种15号,出现频率分别为13.7%、15.6%和20.3%;2007年优势小种为17号小种,出现频率为10.2%;2008年411号小种上升为优势小种,频率达20.6%;2004--2008年毒性基因V4b、V2+6、V4+8、V12、V16、V18、V20、V21、V22和V23毒力频率较低,在0～28.0%之间,其对应抗性基因Pm4b、Pm2+6、Pm4+8、Pm12、Pm16、Pm18、Pm20、Pm21、Pm22和Pm23抗性较强,可作为有效的抗病基因加以利用.     

玉米大斑病菌有性杂交F1代菌株的生理小种鉴定和AFLP分析

玉米大斑病菌是异宗配合真菌，有性杂交有可能增强病菌的致病力，或形成新的致病小种，因此对该病菌有性杂交后代进行致病性测定和遗传多态性分析对控制该病菌的危害具有重要意义。对亲本菌株132、135和它们杂交产生的70个单子囊孢子F1代菌株进行了生理小种鉴定和AFLP（扩增性片段长度多态性）分析。生理小种鉴定结果表明，F1代菌株中与亲本菌株132（23N号小种）属于同一小种类型的占41．4％，与亲本菌株135（23号小种）相同的占20．0％，另外还出现了0、1、2、3、13、123、12N、13N和123N号小种，所占比例分别为2．9％、1．4％、2．9％、2．9％、4．3％、8．6％、1．4％、4．3％和10．0％，说明有性杂交可使后代菌株的致病性发生比较广泛的变异。AFLP分析表明，F1代菌株之间分子遗传相似系数在0．87～0．99之间，其中84．3％的F1代菌株与亲本菌株的遗传相似系数在0．878以上，但与亲本菌株132同源性较强的F1代菌株数目大约是与亲本菌株135的5倍，说明不同菌株具有不同的遗传传递能力。比较生理小种鉴定和AFLP分析结果，发现生理小种分化和AFLP分子遗传多态性间有一定的相关性，但不能完全对应，不存在遗传谱系就等于小种的简单对应关系。     

香蕉枯萎病菌致病力分化与ISSR遗传多样性分析

香蕉枯萎病是一种破坏香蕉维管束的全株性土传病害。本研究旨在探讨香蕉枯萎病菌致病力分化和遗传多样性。以30株采自我国广西的香蕉枯萎病菌,16株分别来自澳大利亚和我国广东、海南、福建、云南等地的香蕉枯萎病菌为对象,采用伤根灌淋法测定香蕉枯萎病菌的致病力,然后用筛选到的ISSR引物对46个香蕉枯萎病菌菌株和4个对照菌株(3个非致病性尖孢镰刀菌和1个茄腐镰刀菌)进行ISSR遗传多样性分析。结果显示,分离到广西香蕉枯萎病菌1号生理小种(FOC1)8株,致病力强、中、弱类型比例分别为62.5%、12.5%和25%;广西香蕉枯萎病菌4号生理小种(FOC4)22株,致病力强、中、弱类型比例分别为18.18%、63.64%和18.18%。14条ISSR引物扩增出237个条带,多态性条带161个,多态性比例为67.93%,遗传相似系数0.76～0.96。聚类分析显示,以遗传距离0.80为阈值时菌株被分为8个类群,所占比例分别为4%、10%、60%、16%、4%、2%、2%、2%。第三类群全部为香蕉枯萎病菌4号生理小种。第一、二、四和五类群总量的70.59%为香蕉枯萎病菌1号生理小种。第八类群为香蕉枯萎病菌3号生理小种。结果表明,在香蕉枯萎病菌与寄主协同进化中,广西的FOC1和FOC4出现明显致病力分化。1号生理小种的遗传多样性比4号生理小种丰富。广西香蕉枯萎病菌4号生理小种与海南、广东的FOC4遗传相似性较高。香蕉枯萎病菌生理小种类型与遗传多样性相关。致病力变异与遗传多样性无相关性。研究结果对香蕉枯萎病菌种群扩张机制探讨、遗传动态分析以及有效防控措施的制定具有一定的指导意义。     

玉米种质对玉米大斑病抗性鉴定与评价

为给玉米大斑病抗病育种和生产上进行抗性基因轮换提供基础材料和科学依据。2012—2013年,用田间人工接种玉米大斑病菌混合菌种的方法,对283份国内外玉米种质进行了玉米大斑病[Exserohilum turcicum(Pass.)Leonard et Suggs]抗性鉴定与评价。在加大玉米种质对大斑病菌种群的抗性选择范围条件下,鉴定筛选出以5级中抗为主的抗病种质116份。试验结果同时表明,玉米种质对玉米大斑病的抗性表现存在差异。但总体抗病能力较低。国内玉米种质对大斑病的抗病能力强于新引进的国外玉米种质的抗病能力。具Ht1背景种质的抗性丧失较为严重,具Ht2、Ht3和Ht N背景种质的抗性相对较好。     

2002~2003年甘肃省小麦条锈菌生理小种监测结果

2002～2003年对甘肃省421份小麦条锈菌标样进行了监测,结果表明有28个生理小种及致病类型小种消长变化总趋势与以往基本相同,仍以Hybrid46及水源11致病类群为主;不同的是流行小种类型发生变化。水源14类型已成为第1位流行小种,出现频率为23.1%～27.9%。条中32号为第2位流行小种,出现频率为12.4%～17.4%。水4、水7、水5出现频率也逐年上升,而条中31号已降为次要小种;Yr9、Yr3b+4b、Yrsu为甘肃的主要致病基因。抗锈育种应以条中32号、水14、水4为主,兼顾Hybrid46和水源11致病类群中其它致病类型。     

Frequency of the Ht1 Gene in Populations of Sweet Corn Selected for Resistance to Exserohilum turcicum Race 1

ABSTRACT The possibility that the Ht1 gene or genes tightly linked to Ht1 convey general resistance to races of Exserohilum turcicum that are virulent against Ht1 (i.e., residual resistance) could be useful in sweet corn where the Ht1 gene is present in many commercial hybrids and breeding populations. The objective of this study was to determine if the frequency of the Ht1 gene changed in populations of sweet corn selected for general resistance to E. turcicum race 1, thus conveying residual resistance. Four populations were developed with theoretical initial frequencies of the Ht1 gene of 0, 0.25, 0.25, and 0.5. The populations were advanced by recurrent mass selection with parental control through four or five cycles of selection following inoculation with an Ht-virulent race of E. turcicum (i.e., race 1). Plants from each cycle of each population were evaluated for severity of northern corn leaf blight (NCLB) and chlorotic lesion reactions following inoculation in field and greenhouse trials with either race 0 or 1 of E. turcicum. Recurrent mass selection for general resistance to E. turcicum race 1 reduced the severity of NCLB in all four populations of sweet corn, although the change in the most susceptible population was minimal. Percent gain per cycle was 14.5, 12.3, 14, and 3.7% for populations I, II, III, and IV, respectively. The Ht1 gene did not convey levels of general resistance to E. turcicum race 1 that were substantial enough to be selected for in this population improvement program. There was no apparent selection advantage for resistance to E. turcicum race 1 in the populations that contained the Ht1 gene. The frequency of the Ht1 gene did not differ among cycles of selection within any of the populations in response to improved levels of general resistance to NCLB. The lack of change in frequency of Ht1 in these populations and the similarity in gain per cycle among populations with and without Ht1 lead us to conclude that the Ht1 gene itself did not have a residual effect on resistance.     

Physiological races ofExserohilum turcicum in Israel

A set of differentials of corn plants(Zea mays L.) containing Ht1, Ht2, Ht3 or HtN genes was used to identify races ofExserohilum turcicum in Israel. Plants were inoculated with 14 isolates ofE. turcicum collected from various regions in Israel (from Ayyelet HaShahar in the north to Sa’ad in the south). Differentials containing Ht1, Ht2, Ht3 or HtN genes were resistant to the 14 isolates tested, whereas the inbred lines without Ht genes were highly sensitive. Resistance was characterized by the formation of non-sporulating chlorotic lesions. When plants containing Ht1, Ht2 or Ht3 genes were inoculated with relatively high inoculum concentrations (over 50 conidia/drop), chlorotic lesions were associated with necrosis in the center of the lesions. Sporulation of the fungus in the necrotic parts of the lesions was significantly less than on plants without Ht genes. No necrosis was observed in plants with the HtN gene. Our results indicate that the physiological race ofE. turcicum in Israel is race 1.     

Temporal Variation in Setosphaeria turcica Between 1974 and 1994 and Origin of Races 1, 23, and 23N in the United States

ABSTRACT Setosphaeria turcica causes northern leaf blight, an economically important disease of maize throughout the world. Survey collections of S. turcica isolates from 1974 to 1994 provided a unique opportunity to examine temporal diversity in the eastern United States. Two hundred forty-two isolates of S. turcica from maize were studied with random amplified polymorphic DNA (RAPD) markers, mating type, and virulence on maize differential inbred lines with known Ht resistance genes to examine changes over time. One hundred forty-nine RAPD haplotypes were identified. Nearly 20% of haplotypes recurred in more than one year. Race 0 isolates declined in frequency from 83% in 1974 to near 50% in the 1990s, most likely in response to the widespread deployment of Ht1 in commercial maize hybrids. Races 23 and 23N were present in the collection at low levels throughout the study period and were also found among isolates from Virginia in 1957. The frequency of MAT1-2 isolates increased sharply after 1979 and was associated with the emergence of race 1 during the same period. RAPD markers were used to investigate the genetic diversity among a subset of isolates collected in the United States from 1976 to 1982, the period in which this dramatic shift in race frequency occurred. Multilocus haplotypes were not exclusively associated with known races of S. turcica. Based on shared haplotypes and cluster analysis, race 1 isolates share greater similarity with race 0 than with 23 or 23N isolates, indicating race 1 probably evolved from multiple lineages of race 0. Sorghum spp.-infecting isolates share greater similarity with one another than with maize-infecting isolates and represent a distinct subgroup.     

玉米大斑病菌毒素对玉米叶肉细胞脂氧合酶活性的影响

 玉米大斑病菌2号小种粗毒素(HT-C)和标准毒素(5-羟甲基-2-呋喃甲醛,HT-I)处理玉米叶片,都能诱导3种供试基因型玉米叶片中脂氧合酶活性增高,但是不同基因型玉米对HT-C和HT-I的反应不同,HT-I对含有Ht1基因的品系诱导时间早,水平高,HT-C对于不带Ht基因的品系LOX的影响略高于HT-I;不同浓度的HT-I在OH43和OH43Ht1玉米叶片中诱导的LOX酶活性不同,高浓度HT-I和HT-C对LOX酶活诱导时间早,水平高,浓度降低诱导水平降低;外源H₂O₂对HT-I和HT-C在OH43叶片中LOX酶活性诱导作用的影响不同。     

受玉米大斑病菌侵染后玉米抗感近等基因系SOD动态变化的研究

 以玉米抗、感大斑病菌近等基因系为材料,研究了玉米抗病系和感病系在接种玉米大斑病菌后SOD活性和SOD同工酶谱的动态变化。结果发现,在病原菌侵染初期携带显性抗病单基因的抗病系SOD活性一般呈下降趋势,明显地低于不携带任何已知抗病基因的感病近等基因系;在病原菌侵染中、后期却较大幅度上升,反而逐渐明显地高于感病近等基因系。在HZ1遗传背景中Rf值为0.25的SOD同工酶酶带,与Ht2和HtN等抗病基因的作用有关。本文认为SOD及有关活性氧代谢在玉米对大斑病菌抗性中可能具有重要的作用。     

Ht2背景下玉米对大斑病菌1号小种抗性基因的表达差异研究

以玉米自交系黄早四和黄早四Ht2近等基因型系为材料,利用cDNA-AFLP差异显示方法,分析玉米抗大斑病Ht2相关基因受大斑病菌1号小种胁迫后的差异表达情况。用筛选的70对引物在黄早四Ht2中扩增出76个差异显示片段,对差异条带回收、克隆和测序,并在NCBI上进行BLAST分析,有52个在GenBank中发现相似性较高、功能已知的EST序列,按其功能分为以下8类:基础能量代谢、跨膜运输蛋白、抗逆或抗病相关蛋白、蛋白质代谢、染色体组成蛋白及DNA复制和转录中的蛋白、信号传导、生长发育调控因子和转录因子,而其中以参与基础能量代谢的基因和抗逆或抗病相关基因所占比例较大。功能已知的52个差异表达片段在玉米1～9号染色体上均有分布,且在非亲和互作前期(6h)主要是一些信号相关基因的表达,12h表达的基因多属于抗病反应初期阶段的相关基因,与防卫有关的基因主要在48～72h表达,生长发育类基因在所检测的非亲和互作的不同阶段均表现作用,在非亲和互作后期主要是蛋白质代谢基因的表达。     

玉米杂交种和自交系对多种病害抗病性的诱发病圃鉴定

在华农实验农场设置病圃,分区块重复分别接种大、小斑病、茎腐病、纹枯病、褐斑病和自然发生斑点病。从1980～1982年鉴定生产上推广的玉米杂交种和其亲本,以及培育中的材料共260份。其中多数抗3～4种病害;少数不抗到抗1～2病害,以至抗5～6种。湖北省低山地区推广三系杂交种“唐五”中抗到抗大、小斑病、茎腐病、褐斑病、斑点病,感纹枯病;二高山地区推广单交种“恩单2号”中抗大斑,中感小斑,中抗到中感茎腐、纹枯,中抗到抗褐斑和斑点。在培育中的新自交系“唐Mo17Ht_1cms-S”和“77cms-C”中抗到抗6种病害。根据国内外资料分析了抗小斑病材料“Mol7”含有加性显性抗病基因,并兼抗褐斑病;抗大斑病材料中包含Ht类加性显性抗病基因,以及抗茎腐病的多抗基因。又根据调查,讨论了进一步培育多抗材料,结合宽窄行套种、改夏播为春播、增施氮磷钾肥料、培土作垅等耕作栽培制度,保持和提高玉米品种的多种病害抗病性。     

小麦秆锈菌鉴别寄主品种Orofen对小种21C3和34C2抗病基因的单体分析

 用中国春单体系列和二体中国春作为母本与Orofen杂交。选择出所有类型的单体杂种F1植株,令其自交结实。在温室内(10-25℃)用秆锈菌小种21C3和34C2的单孢菌系分别接种鉴定各杂交组合的F₂代苗期的抗性分离表现。对小种21C3,除2D和6D之外,其它单体类型和二体对照的F₂代都符合抗病15:1感病的分离比例;对小种34C2,除2D之外,其它单体类型和二体对照的F₂代都符合抗病3:1感病的分离比例。用Orofen与含有国际上已定位于2D和6D染色体上的已知Sr基因的品系(或品种)杂交。对小种21C3,Orofen与含有Sr5和Sr6的单基因系的杂交F₂未分离出感病的植株;对小种34C2,只有与含有Sr6的单基因系的杂交F₂代未分离出感病的植株。这表明,Orofen在2D染色体上含有Sr6,它兼抗小种21C3和34C2,分别提供0-1;1⁺⁺x^-和;1-;1⁺⁺x^-的抗性效应;而在6D染色体上携带抗病基因Sr5,它只抗小种21C3.控制0-;1^-的侵染型。对无毒性的小种,Sr5对Sr6的抗病效应是上位的。     

玉米大斑病菌毒素结构的确定及几种类似物的毒性比较

 通过对玉米大斑病菌Ht-毒素组分1与标准5-羟甲基-2-呋喃甲醛核磁共振¹H谱比较,进一步明确了组分1的化学结构。用玉米离体叶浸渍法及离体根冠细胞致死生测法对Ht-毒素组分1、5-羟甲基-2-呋喃甲醛、呋喃甲醇、呋喃甲醛、呋喃甲酸进行毒性和致病活性比较,结果表明,Ht-毒素组1、标准样品及几种毒素类似物在供试浓度范围内对寄主玉米均有高度的生物毒性,其中以呋喃甲酸毒性最大。从TLC扫描光谱和色谱来看,5-羟甲基-2-呋喃甲醛确为Ht-毒素的一种主要毒性组分,而且该化合物在体内外随着不断氧化,生物毒性逐渐提高。