不同亲和性的小麦品种和叶锈菌小种相互作用的组织病理学研究

 用整叶透明染色法系统地观察了不同亲和性的小麦品种和叶锈菌小种相互作用的组织病理学表现。结果表明,(1)从气孔下泡囊形成迟早和初生侵染丝的生长开始,各组合间呈现明显的差别,暗示着品种——小种相互识别和抗性表达从这个阶段开始;(2)除了不亲和组合和慢锈组合出现过敏性反应外,在亲和组合的感病品种5389与叶锈菌小种互作中也观察到了少数侵染点有坏死细胞出现,但出现时间较晚,坏死细胞数目很少,并不影响菌丝的扩展。根据上述现象,本文讨论了过敏性坏死细胞形成的专化性和利用生理和组织学某些特征作为品种抗性鉴定的指标的意义。     

细胞骨架解聚药物对小麦与叶锈菌互作诱发的细胞过敏性反应的影响

 小麦(Triticum aestivum)品种洛夫林10和叶锈菌小种366组成不亲和组合,小麦叶片发生过敏性坏死反应(HR)是小麦抵抗叶锈菌侵染的重要因素。在接种前给小麦叶片分别预注射微管解聚药物磺草硝(oryzalin)和微丝解聚药物细胞松弛素D (cytochalasin D,CD),结果表明2种药物注射使得寄主因叶锈菌侵染诱导的细胞过敏性坏死数目明显减少,并且注射药物的浓度越大,寄主细胞发生HR的数量越少。说明肌动蛋白和微管蛋白的聚合状态是诱发小麦叶片发生HR防卫反应所必需的,细胞骨架在小麦抵抗叶锈菌侵染过程中可能起着重要作用。     

小麦与条锈病菌不亲和互作的超微结构

 采用条锈菌同一小种的野生型菌系和弱毒突变菌系,分别接种同一小麦品种的方法,研究了不亲和互作的超微结构特征。在不亲和互作中,条锈菌的胞间菌丝、吸器母细胞和吸器明显受抑。吸器可以在发育早期受抑坏死,也可迟滞至吸器体形成之后坏死。吸器外质膜严重皱褶,并出现孔洞,吸器外间质加宽,沉积大量电子致密物质。侵染位点的小麦叶肉细胞表现与过敏性坏死反应相关联的一系列变化。细胞壁内侧还出现乳突状或颗粒状沉积物等防御结构或物质。     

三唑酮拌种对小麦条锈病菌叶部侵染过程的影响

 供试小麦种子用干拌法施药,在一叶期接种小麦条锈菌(Puccinia striiformis West)毒性小种,用整叶透明染色方法研究三唑酮拌种对条锈菌叶部侵染过程的影响.结果表明,由初生吸器形成开始,三唑酮对吸器产生和菌落扩展表现出多方面的影响.拌种植株叶片中条锈菌侵染菌丝的生长和分枝严重受阻,吸器母细胞和吸器形成显著减少,菌落亦不再进一步分化,多数侵染点还出现寄主细胞坏死。这些组织病理学变化与抗病品种的过敏性坏死反应很相似.     

感染叶锈菌后小麦叶片细胞间隙液中激发子的分离纯化

我们实验室近几年的工作证明:小麦-叶锈菌互作,无论亲和组合还是非亲和组合的细胞间隙液(IWF)中均有激发子的存在。激发子作为寄主-病原菌互作系统中诱发防卫反应的一种确定的生化信号,在启动寄主抗性表达起着重要作用。分离纯化激发子,对于进一步确定其蛋白和糖基结构、作用机制等具有重要作用。1　材料与方法试验选用小麦品种洛夫林10(L10)和2个叶锈菌小种组成亲和性不同的2个组合:L10×165(亲和)与L10×366(非亲和)。用真空渗入重蒸溜水法提取IWF,分别记作IWF165和IWF366。2种来源的IWF分别经硫酸铵分级沉淀去除杂蛋白后用Sephad…     

生物间遗传学在防治河北省小麦叶锈病研究中的应用

作者应用生物间遗传学的观点和方法,对河北省的小麦品种与叶锈菌的相互作用进行了分析。供试的叶锈菌是来自河北省的177个标样,供试的28个小麦品种包括河北省的主要生产品种、区试品种(系)抗源和新鉴别寄主。用毒力频率法分析品种与叶锈菌群体的关系,有6个品种即鉴61、保麦2号、翼植88-5163、石86-2848、唐86-4043和百农3217表现较抗病。根据这6个品种对叶锈菌群体的反应、列出33种不同的毒性公式,在此基础上,根据若干品种对叶锈菌群体同时表现抵抗或感染计算抗性组合,为品种合理布局选择最佳组合,在小种鉴定方面,用新鉴别寄主对177个菌株的反应鉴定出频率在3.4%以上的小种8个,其中以V1,9-16和V1,9-12,14-16的频率较高,分别为13.6%和10.7%,也是近两年来北方冬麦区常出现的小种类型。在小种鉴定的基础上,根据28个品种与6个优势小种互作所出现的浸染型来推导品种和叶锈菌的基因型,共推导出7个抗性基因分散在不同的品种中。     

再谈植物的水平抗性

抗病育种希望选育的品种的抗性能持久。1963年Vanderplank提出水平抗性的概念后,有些植病和育种工作者感兴趣,因为如果一个品种对病菌的所有生理小种都能抵抗,它的抗性将是长命的。也有不少人对水平抗性表示怀疑或反对。国际间的争论,至今仍未完全平息。 我组近来进行了一些小麦叶锈病试验,涉及抗性变异问题,现在就水平抗性问题提些看法。 Browder于1985年来保定讲生物间遗传学时提了水平抗性问题。他列举了Parlevliet,Heyne Royer、Tomerlin等的研究结果,指出了构成水平抗性组分的潜伏期,侵染率,产孢量和产孢期等性状都是小种专化的,因此无法证明水平抗性是非小种专化的。 我组近年来进行了3项试验,通过不同小麦品种与不同的叶锈菌小种的相互作用,研究锈菌寄生适合度和品种抗性组分的变异性、专化性,都证明潜伏期,侵染率和产孢量的变异都可因品种与小种组合不同而表现出极显著的差异。这与上述Browder等以及与Clifford和Clothier,Brennan,以及Milus和Line等对慢锈品种的研究结果是一致的。     

数量抗性对小麦条锈菌侵染初期菌体发展的影响

数量抗性对小麦条锈菌侵染初期菌体发展的影响为了研究小麦条锈菌一个侵染过程的最初６天里，数量抗性对真菌发展的影响，采用在３个具有数量抗性的小麦品种和一个高感品种的旗叶上，接种条锈菌的夏孢子。结果表明，抗性的最重要机制是附着胞形成的频率降低。在抗病品种上...     

在叶锈菌侵染过程中小麦过氧化物酶同工酶的变化

本文研究了抗叶锈性不同的小麦品种和毒力不同的叶锈菌小种相互作用过程中过氧化物酶(POD)同工酶谱的变化。结果表明:(1)不亲和组合在接种后48小时出现新酶带3,酶带4活性明显增强,120小时后又出现新酶带9。但亲和组合没有新酶带出现,而在接种后96小时酶带4活性也明显增强;(2)慢锈品种在接种后120小时以前,酶带4活性稍有增强,在120小时后其活性骤然增强。这可能是慢锈品种的特点。如果这些特点在更多的品种上得到验证,则POD同工酶谱分析有可能作为鉴定品种抗叶锈性和区分感病或慢锈品种的一种生理生化指标。     

小麦叶锈菌相对寄生适合度变异研究

 本研究采用小麦叶锈菌的4个单孢菌株和由这4个单孢菌株组成的1个混合菌株,分别对5个小麦慢锈品种接种,继代繁殖8代和16代后,对所表现的潜伏期、侵染效能和产孢量进行测定,并提出用病害量=1/潜伏期×侵染效能×产孢量作为参数来评价相对寄生适合度。结果表明,继代互作后,潜伏期、侵染效能或产孢量在某些特定的品种:菌株组合中发生了显著变化,并相应地导致病害量也发生了显著变化。说明通过小麦叶锈菌与小麦品种间的继代互作,可以导致叶锈菌的相对寄生适合度发生变异。但这些变异,未能导致慢锈品种变为快锈品种或快锈品种变为慢锈品种。
为了检查寄生适合度属性的变异是否由于锈菌本身的变异,对各组合的第1、8和16代的叶锈菌的夏孢子芽管的核相进行了观察,并进行小种鉴定。结果表明,继代互作后锈菌出现的异核现象仅占0.18-2.00%,不能解释是寄生适合度发生变化的原因。小种鉴定,也没有观察到毒性发生变异。作者认为,在寄主和病原物长期相互作用的过程中,一些微观上的变异未必能在宏观上观察到,当人们检查到明显的变化时,可能是由于突变,也可能是由于渐变造成的。量变质变,质变建立在量变基础上。     

小麦叶锈菌与近等基因系TcLr41互作的组织病理学变化

为探讨小麦抗叶锈病机制,以小麦抗叶锈病近等基因系TcLr41和感病对照Thatcher为材料,利用荧光显微技术研究小麦叶锈菌与寄主互作的组织病理学变化.结果表明,在接菌24 h内亲和与非亲和反应过程之间差异不大,但在接种后36h仅在非亲和反应中出现早期的过敏性坏死反应,在接种后48h非亲和反应中进一步出现大量过敏性坏死反应,抑制了菌丝的生长,而在亲和互作的过程中始终未发现有过敏性坏死反应产生.     

小麦高温抗条锈性表达与木质素合成的关系

高温抗条锈性小麦初生叶接种条锈菌毒性小种(CY29)在高温处理下,呈高温抗性的不亲和反应,寄主叶内酚酸含量和木质素含量比对照均有特异性的增加,酚酸含量增加(12h)早于木质素含量的增加(24h),但酚酸含量在高温24h后又逐渐下降,木质素的积累则持续增加。常温下的亲和反应受侵叶内的木质素含量与对照没有差异,酚酸含量则低于对照叶片。接种CY29的弱毒突变菌系(Mut29)后,寄主呈小种专化抗性,寄主叶内的木质素合成发生在花斑出现之前。上述结果从生化角度表明高温抗条锈性的表达与木质素的合成和积累有关。     

感染叶锈菌后小麦叶片细胞间隙液中激发子的分离纯化

 我们实验室近几年的工作证明:小麦-叶锈菌互作,无论亲和组合还是非亲和组合的细胞间隙液(IWF)中均有激发子的存在。激发子作为寄主-病原菌互作系统中诱发防卫反应的一种确定的生化信号,在启动寄主抗性表达起着重要作用。     

我国小麦叶锈菌鉴别寄主抗性基因的推导

 本研究用40个小麦叶锈菌的单孢培养物和21个已知Lr单基因系对我国新旧沿用的16个叶锈菌鉴别寄主的抗性基因进行了推导。结果指出这些鉴别寄主含有Lr1、3、13、14a和26等抗性基因。基因分析表明,原用鉴别寄主鉴定小种的结果不能反映抗性基因信息,建议用已知Lr基因系(品种)作为鉴别寄主,以基因鉴定代替小种鉴定,本文讨论了基因稳定的复杂性和选用鉴别寄主问题。     

我国小麦叶锈菌鉴别寄主抗性基因的推导

本研究用40个小麦叶锈菌的单孢培养物和21个已知Lr单基因系对我国新旧沿用的16个叶锈菌鉴别寄主的抗性基因进行了推导。结果指出这些鉴别寄主含有Lr1、3、13、14a和26等抗性基因。 基因分析表明,原用鉴别寄主鉴定小种的结果不能反映抗性基因信息,建议用已知Lr基因系(品种)作为鉴别寄主,以基因鉴定代替小种鉴定,本文讨论了基因稳定的复杂性和选用鉴别寄主问题。     

小麦条锈病菌非亲和性小种诱发小麦抗锈性研究

 在水源11、洛夫林10等7个品种上分别选择小麦条锈菌CY17、CY28等9个生理小种中非亲和小种进行诱发接种,亲和小种为挑战小种。观察发病后的病情指数并与单独接种诱发小种和单独接种挑战小种处理的病情指数进行比较。证明诱发抗病现象是比较普遍的,但表现程度因小麦品种、诱发小种和挑战小种而不同。诱发抗病性的表达时间可持续8 d,以诱发接种后1~2 d表达最强。诱发接种量与诱发抗病性表达呈指数函数关系,也间接证明这种诱发抗性是局部的。作者认为:诱发抗病性在品种、诱发和挑战小种不同组合之间的差异在小种动态中会起一定的作用。     

小麦-条锈菌互作过程中活性氧及保护酶系的变化研究

 对条锈菌与小麦不同互作体系中组织学特征、活性氧产生及其相关酶系的变化进行了研究。组织学观察表明:非亲和组合相对于亲和组合存在明显差异,表现为菌丝生长受抑,吸器母细胞和吸器形成减少,寄主细胞在接种后18h左右出现过敏性坏死。生化测定结果表明:在非亲和组合中,O₂^-的产生速率和H₂O₂的含量均高于亲和组合,且O₂^-产生速率在接种后12h达到一个峰值,H₂O₂的含量在接种后20和72h出现2个高峰。而在亲和组合中,O₂^-产生速率低于对照或与对照相似,H₂O₂的含量虽然高于对照,但却普遍低于非亲和组合;SOD在亲和组合中的活性总体上要高于非亲和组合;接种24h后,CAT在2种组合中的活性均高于对照,在接种后36和48h时,亲和组合中的CAT活性高于非亲和组合,而在接种60h后又开始低于非亲和组合;POD活性在接种24h后均明显升高,但亲和组合中POD活性增幅大;MDA在非亲和组合中于接种后72h含量明显上升。结果表明,亲和与非亲和组合中条锈菌扩展、活性氧的产生及相关酶活变化都存在明显差异,这些差异与小麦抗锈性的表达可能有密切联系。     

鄂西北地区小麦条锈菌主要流行小种的寄生适合度研究

 为准确预测条锈菌流行小种在鄂西北地区的变异动态,本研究采用抗性组分法测定了CYR32、CYR33对当地主栽品种的寄生适合度。结果表明:决定鄂西北小麦条锈菌最重要的寄生适合度组分依次为条锈菌的侵染能力、扩展能力和产孢能力;建立了小麦条锈菌寄生适合度属性3个主成份的数学模型;从总体结果看CYR32、CYR33均表现较高相对寄生适合度,且CYR32略高于CYR33,但相比感病对照品种和外来品种,供试小种对当地主栽品种鄂麦352和襄麦55表现出较低的寄生适合度。     

小麦新抗源一粒葡抗条锈病的组织学和超微结构研究

 采用荧光显微镜、微分干涉显微镜和电子显微镜技术,系统研究了小麦新抗源一粒葡抗小麦条锈病的组织学和超微结构特征。结果表明:相对于感病品种铭贤169,一粒葡对条锈菌的侵染,在组织学和超微结构上均表现出明显的抗性特征。在组织学水平,表现为菌丝生长受抑,菌落发育延迟或败育,吸器母细胞和吸器数目明显减少;同时,侵染点的寄主细胞表现出不同程度的过敏性坏死症状。电镜观察发现,在一粒葡和感病品种中,条锈菌均可由芽管顶端直接进入或通过形成附着胞进入小麦气孔。其后,在一粒葡上,病菌胞间菌丝、吸器母细胞、吸器在细胞和亚细胞水平均发生了一系列异常变化,表现为原生质染色逐渐加深,液泡增多变大,逐渐消解原生质;胞间菌丝、吸器母细胞细胞壁不规则增厚;胞间菌丝线粒体肿胀,数目增多,逐渐解体;吸器母细胞细胞质逐渐空泡化后丧失其生理功能;吸器外质膜皱褶;吸器外间质加宽并有丝状或颗粒状物质形成,吸器体壁逐渐消解出现孔洞,吸器体最终畸形坏死。同时,寄主细胞产生一系列显著的结构防卫反应:形成胞壁沉积物、乳突、吸器鞘等结构,以及发生坏死,阻碍并抑制病菌的发育及扩展。     

种衣剂17号包衣对小麦条锈菌影响的组织病理学研究

种衣剂１７号内含三唑醇等杀菌剂和其它化学成分，小麦种子用种衣剂包衣，出苗后一叶期接咱小麦条锈菌毒性小种，采用荧光染色技术和整叶透明技术，研究了种衣剂１７号对条锈菌在寄主内发育的影响。观察结果表明，该种衣剂对对叶表的夏孢子萌发和芽管入侵无明显影响，但可使菌丝扩展和菌丝分枝严重受抑，吸器母细胞和吸器形成的数目减少，每一侵染点的吸器一般不超过２个，并且对吸器具有致畸作用。在多数侵染点内可观察到寄主细胞坏