黑龙江省水稻种质抗瘟性及稻瘟病菌致病性分析

为明确黑龙江省水稻种质抗性及稻瘟病菌的致病性,以黑龙江省8个水稻品种、24个单基因系作为供试材料,120株稻瘟病菌株作为接种体,采用喷雾接种法测定了各供试水稻的抗瘟性及稻瘟病菌的致病性。结果表明,水稻品种对2010年和2011年菌株的抗性频率分别在31.67%~68.33%和21.67%~55.00%之间,2010年最好的抗性品种为松粳12,2011年最好的抗性品种为五优稻4和东农425;松粳12东农425组合联合抗病性最好。水稻单基因系对2010年和2011年菌株的抗性频率分别在10.00%~90.00%和5.00%~86.67%之间,抗性最好的单基因系分别为IRBLzt-T(Pi-zt)和IRBLz5-CA(Pi-z5);松粳12、东农425和龙粳22的基因聚合效果最好。2010年和2011年菌株对抗瘟基因群的致病率分别在8.33%~95.83%和25.00%~95.83%之间;无毒基因总出现频率分别为461和412次。研究表明,水稻种质抗性受菌株致病性影响较大,但高抗种质相对稳定,基因聚合方式更适宜当地品种抗性改良。     

云南省水稻稻瘟病菌无毒基因AVR-Pia变异及水稻抗性基因Pia的有效性

为进一步了解田间稻瘟病菌Magnaporthe oryzae群体中AVR-Pia基因的分布及变异,利用水稻单基因系IRBLa-C水稻品种对自云南省13个市(州)采集分离得到的471株稻瘟病菌菌株进行抗性基因Pia有效性测定;利用无毒基因AVR-Pia特异性标记对471株稻瘟病菌菌株进行PCR检测和测序,并分析稻瘟病菌群体中无毒基因AVR-Pia的分布及DNA结构变异;利用有效性结果和PCR检测结果对471株菌株进行反应型划分,筛选鉴定菌株;利用鉴定菌株对云南省112份地方稻种进行Pia基因鉴定。结果表明,在471株稻瘟病菌菌株中,对含有Pia基因的水稻单基因系IRBLa-C表现为抗病和感病的菌株数分别为139株和332株,所占比例分别为29.5%和70.5%;在471株稻瘟病菌菌株中,分别有244株和227株菌株含有无毒基因AVR-Pia和不含有无毒基因AVR-Pia,所占比例分别为51.8%和48.2%,无毒基因AVR-Pia主要为完全缺失变异;在471株稻瘟病菌菌株中,A-和V+反应型菌株数分别为56株和161株,共217株,占总菌株数的46.1%,在13个市(州)稻瘟病菌群体中,A-和V+反应型菌株所占比例差异较大,其中在普洱市、红河哈尼族彝族自治州、昭通市、玉溪市4个市(州)的比例较大,分别为77.8%、57.1%、52.1%和50.0%;在112份云南省地方稻种质资源中,有20份地方稻品种含有抗性基因Pia,主要分布在9个市(州)中。表明云南省13个市(州)绝大部分水稻产区水稻Pia基因已丧抗性,含Pia基因的水稻种质在云南省分布较广。     

云南省六个水稻产区稻瘟病菌三个无毒基因的组成及其致病型

为明确水稻抗性基因Piz-t、Pib和Pii的有效性,利用无毒基因AvrPiz-t、AvrPib和Avr-Pii的特异性引物对自云南省6个水稻产区采集并分离获得的348株稻瘟病菌Magnaporthe oryzae菌株进行PCR扩增检测,并测定其对仅含Piz-t、Pib和Pii基因的水稻抗性单基因系IRBLzt-T、IRBLb-B和IRBLi-F5品种的致病性,明确这3个无毒基因在云南省水稻产区组成及分布。结果表明,在348株稻瘟病菌菌株中,分别有51.7%、46.8%和15.8%的菌株含有无毒基因AvrPiz-t、AvrPib和Avr-Pii,GT8、GT2、GT5、GT6、GT1、GT3、GT4和GT7基因型菌株检测频率分别为24.7%、21.8%、21.0%、16.7%、4.9%、4.0%、3.4%和3.4%;分别有4.9%、29.2%、41.1%和24.7%的菌株含有3、2、1和0个无毒基因;云南省稻瘟病菌群体总多样性指数水平较高,为2.81,其中滇中水稻产区的最高,为2.97;在348株稻瘟病菌菌株中,分别有89.1%、63.2%和38.5%的菌株对单基因系IRBLzt-T、IRBLb-B和IR‐BLi-F5表现为不致病,表明对Piz-t基因和Pib基因的抗性利用价值较Pii基因高;PT1、PT2、PT3、PT4、PT5、PT6、PT7和PT8致病型菌株检测频率分别为23.0%、30.2%、8.9%、2.0%、21.8%、5.2%、4.6%和4.3%,其中PT2、PT1和PT5为云南省稻瘟病菌的主要致病型。表明云南省6个水稻产区稻瘟病菌3个无毒基因的分布及组成差异较大,群体多样性水平较高。     

水直播条件下黑龙江省不同稻区稻瘟病菌致病性分析

为明确水直播条件下黑龙江省不同稻区稻瘟病菌Magnaporthe oryzae的致病性分化情况，以24个抗瘟单基因系品种为寄主，来源于2017—2018年黑龙江省水直播稻田的242株稻瘟病菌菌株为接种体，采用离体划伤方法接种，记录病斑反应型，计算有效致病菌株率和抗性频率，并进行聚类分析。结果显示，在水直播条件下，2017年，黑龙江省南部和中东部稻区稻瘟病菌菌株对抗瘟单基因系品种的有效致病菌株率介于8.33%~95.83%和20.83%~95.83%之间，无毒基因出现频率分别为575次和622次；2018年，南部和中东部稻区稻瘟病菌菌株对鉴别体系的有效致病菌株率介于29.17%~95.83%和20.83%~91.67%之间，无毒基因出现频率分别为536次和571次。2017年，黑龙江省南部和中东部稻区稻瘟病菌菌株的致病性相似系数介于0.15~1.00和0.14~1.00之间，以致病性相似系数0.40为阈值，可将菌株分别划分为5个类群和6个类群；2018年，南部和中东部稻区菌株的致病性相似系数介于0.15~0.93和0.26~1.00之间，以致病性相似系数0.40为阈值，可将菌株分别划分为5个类群和4个类群。2017年，抗瘟单基因系品种对黑龙江省南部和中东部稻区稻瘟病菌菌株的抗性频率介于11.29%~88.71%和10.77%~86.15%之间，其中抗瘟单基因系品种IRBL9-W（Pi-9）和IRBLz5-CA（Pi-z5）抗性表现最好；2018年，抗瘟单基因系品种对南部和中东部稻区菌株的抗性频率介于10.34%~82.67%和15.79%~85.96%之间，其中抗瘟单基因系品种IRBL9-W（Pi-9）和IRBLz5-CA（Pi-z5）抗性表现最好。表明水直播条件下黑龙江省稻瘟病菌致病性分化剧烈，稻瘟病菌整体致病力较强，但仍有部分水稻种质抗性较好且相对稳定，基因聚合后抗性会得到进一步提升。     

福建省稻瘟病菌致病性及其无毒基因分析

利用41个已知抗性基因水稻品种测定2003—2006年从福建省闽东、闽南、闽西、闽北和闽中5个主要稻区采集分离的87个稻瘟病单孢菌株的致病性。结果表明,福建省稻瘟病菌群体含有与所有测试抗病基因相应的无毒基因,其中66.67%的稻瘟病菌株表现较强致病力。病菌群体对水稻抗病基因Pi-d2、Pi-k(1)、Pi-km、Pi-kh、Pi-1(1)、Pi-z5(1)、Pi-z5(2)和Pi-1(2)的毒力频率均低于10%,提示这些抗病基因在福建省可作抗源使用。2003—2006年福建省稻瘟病菌群体中分别出现了40、37、36和38个无毒基因,其中有34个无毒基因在各年份均有分布,有30个无毒基因在5个主要稻区均有分布,Avr-a(2)、Avr-3(2)、Avr-ks、Avr-4b、Avr-b、Avr-kp(C)、Avr-km(C)、Avr-ta(C)、Avr-11(C)、Avr-19(t)、Avr-t和Avr-a(1)无毒基因的出现频率均低于30%,提示与之相对应的抗病基因在福建省水稻品种抗稻瘟病育种中应慎用。含有17、14、23、18和16个无毒基因组合的病菌较多,其组合频率分别为13.79%、10.34%、9.20%、8.05%和8.05%。     

1991～1995年辽宁省稻瘟病菌种群动态分析

１９９１～１９９５年５年间,共分离测定了辽宁省稻瘟病菌２４９个单孢菌株,经７个中国鉴别品种鉴定划分为７群２８个生理小种,在辽宁省流行的优势种群为ＺＦ群和ＺＤ群。近年来致病性强的籼型小种及粳型小种强致病类群出现频率增加,弱致病类群频率下降。１９８５年导致中丹２号水稻抗瘟性丧失的ＺＡ_６１小种１９９５年又重新出现,前几年表现优势的ＺＧ群小种１９９５年暂时消失。     

侵染优质稻美香占2号的稻瘟病菌生理小种鉴定及无毒基因分析

为明确优质稻种美香占2号的抗瘟性,并为其合理布局以及与不同品种的轮换种植提供科学依据,利用7个中国鉴别品种和11个抗稻瘟病单基因系,对2013—2017年自广东省美香占2号品种上分离获得的50株稻瘟病菌Magnaporthe oryzae菌株进行生理小种鉴定和无毒基因型分析。结果显示,50株稻瘟病菌菌株被鉴定为11个生理小种,其中优势小种分别为C13、B13、B01、B05和C05;50株稻瘟病菌菌株对IRBLkh-K3(仅含Pik-h基因)、NIL-e1(仅含Pi50基因)、IRBL9-W(仅含Pi9基因)和IRBLzt-T(仅含Piz-t基因)4个抗稻瘟病单基因系表现出极低的毒性,频率分别为4%、6%、6%和8%;对IRBLz-Fu(仅含Piz基因)、IRBLkp-K60(仅含Pik-p基因)和IRBLi-F5(仅含Pii基因)3个抗稻瘟病单基因系表现出相对较高的毒性,频率分别为88%、86%和80%;自美香占2号以及其它4个主栽品种上获得的70株稻瘟病菌菌株被聚为不同类群;2003—2007年供试菌株中无毒基因AvrPi9、AvrPiz-t、AvrPi50和AvrPik-h的出现频率较高,无毒基因AvrPi1、AvrPita2、AvrPi2和AvrPish的出现频率中等,无毒基因AvrPii、AvrPik-p和AvrPiz的出现频率较低。     

山东省稻瘟病病菌无毒基因鉴定及分析

为了明确山东省稻瘟病病菌无毒基因类型及在不同地区分布情况,根据已经公布的AVR1-CO39、AVR-Pita、ACE1、AvrPia、AvrPii、AvrPik、AvrPiz-t、AvrPi9 8个无毒基因引物,通过PCR扩增的方法 ,对2018年在山东水稻主产区收集分离的123个稻瘟病菌单孢菌株进行了无毒基因类型鉴定和分析。试验结果表明,无毒基因ACE1、AvrPiz-t、AvrPi9出现频率都为100%;无毒基因AVR1-CO39、AVR-Pita、AvrPia出现频率分别为87.80%、90.24%、10.57%;无毒基因AvrPii、AvrPik出现频率都为0。根据基因对基因假说,可以在山东稻区选育和推广携带抗病基因Pi-33、Piz-t、Pi-9、Pi-CO39、Pi-ta的水稻品种来减轻稻瘟病为害,而抗病基因Pi-a、Pi-i、Pi-k不适合在山东稻区使用。     

江西省稻区稻瘟病菌遗传宗谱与致病型的关系

为了探寻稻瘟病菌无性世代DNA水平的变异,明确江西省稻区稻瘟病菌遗传宗谱与致病型之间的对应关系,利用rep-PCR(repetitive element-based PCR)分子指纹分析技术,对稻区稻瘟病菌的群体结构和遗传多样性进行分析,并用41株代表性菌株对35个水稻品种进行了致病性测定。结果表明,以相似度75%为界,可以将不同稻区采集的99个菌株划分为14个遗传宗谱,其中,宗谱4、1和10为优势宗谱,分别包含37、18和12个菌株,占总数的37.37%、18.18%和12.12%;稻瘟病菌遗传宗谱与致病型间存在复杂的关系,同一宗谱的菌株对应多个致病型,而同一致病型的菌株,分属于不同的遗传宗谱,两者之间不存在简单的对应关系。     

籼、粳稻上分离的稻瘟病菌致病性分析

从100余个稻瘟病菌单孢株中选择代表近年来在浙江省水稻上出现的主要小种的10个菌株，分别来自6个籼稻和4个粳稻品种。将10个菌株分别接种到230个籼稻和183个粳稻品种上，研究从籼、粳稻上分离的稻瘟病菌（籼、粳菌）的致病性。籼菌主要侵染籼稻，侵染后中等发病和重发病的品种比例分别为25．22％和12．61％。均高于侵染粳稻后这两种发病程度的品种比例；粳菌主要侵染粳稻，侵染后重发病的品种比例为40．44％，明显高于侵染籼稻后重发病的品种比例。在籼稻中被籼菌侵染后发病比被粳菌侵染后发病重的品种占籼稻总数的69．57％，并且被籼菌侵染后轻发病、中等发病和重发病的品种比例均明显高于被粳菌侵染后这几种发病程度的品种比例；在粳稻中被粳菌侵染后发病比被籼菌侵染后发病重的品种也占有较大的比例，在被籼菌侵染的发病品种中以轻发病的品种为主，在被粳菌侵染后的发病品种中以重发病的品种为主。     

Identification of avirulence genes in the rice blast fungus corresponding to three resistance genes in Japanese differentials

The pathogenicity of progeny from crosses among three Chinese isolates of Magnaporthe grisea collected from rice was tested on three Japanese differentials (Ishikarishiroke, Aichiasahi, K 59) having the blast resistance genes Pii, Pia, and Pit, respectively. Monogenic control was demonstrated for avirulence to the differentials. To identify resistance genes corresponding to the avirulence genes, the resistance and susceptibility in F₃ lines of the cultivars in response to the parents of the crosses were analyzed genetically. The three avirulence genes identified, designated Avr-Pii, Avr-Pia, and Avr-Pit, appear to correspond to resistance genes Pii, Pia, and Pit, respectively. The monogenic control of avirulence in the fungus and monogenic dominant resistance in rice cultivars supports a gene-for-gene relation in the Pii-, Pia-, or Pit-dependent resistance to the rice blast fungus in rice cultivars.     

海南省田间稻瘟病菌中AvrPiz-t基因位点变异

为评估在水稻育种中被广泛利用的广谱抗稻瘟病基因Piz-t的有效性,对不同年份分离自海南省陵水黎族自治县和三亚市水稻的273株田间稻瘟病菌株中的AvrPiz-t位点变异及其与菌株致病性的相关性进行系统研究。结果表明,海南省田间菌株中无毒基因AvrPiz-t位点的变异频率为0～100.00%,陵水黎族自治县菌株中的变异频率远远高于三亚市菌株。在菌株中共鉴定到3种AvrPiz-t位点变异类型,分别为基因位点完全缺失、DNA重复元件MGR583在基因位点启动子区-10 bp上游和编码区218 bp下游插入。所有AvrPiz-t位点变异的菌株对携带Piz-t抗病基因的单基因水稻系IRBL-11均表现出强的致病性。陵水黎族自治县菌株中AvrPiz-t位点的变异频率呈逐年增加趋势,2021年94株菌株中AvrPiz-t位点的变异频率为100.00%,其中51.06%的菌株变异是MGR583在启动子区-10 bp上游插入,表明DNA重复元件MGR583在AvrPiz-t位点插入是AvrPiz-t从无毒到有毒进化的重要机制之一。     

Genetic distribution of the avirulence gene AVRPiz-t in Thai rice blast isolates and their pathogenicity to the broad-spectrum resistant rice variety Toride 1

Rice blast disease, caused by the filamentous fungus Pyricularia oryzae, is one of the most destructive diseases in rice worldwide. Breeding of resistant rice cultivars remains a cost-effective and environment-friendly means for controlling blast disease, but the resistance tends to break down over time because of the pathogen's rapid adaptation. In this study, AVRPiz-t gene sequences of 46 rice blast isolates were evaluated using a Southern blot analysis. The AVRPiz-t gene was present in 24 of 46 (52.2%) rice blast isolates. The pathogenicity assay showed that all blast isolates were avirulent against Japanese rice cv. Toride 1, which carries several rice blast resistance genes including Piz-t, Pii, Pi37, and Pi-ta. Screening for the Piz-t gene in Thai rice germplasm revealed that less than 20% of rice varieties harbour the Piz-t gene. Therefore, the Toride 1 rice variety could serve as an effective donor of rice blast resistance to be used in rice breeding programmes in Thailand. This study provides evidence for co-evolution between the rice blast resistance gene Piz-t and the rice blast fungal avirulence gene AVRPiz-t. Understanding this relationship will facilitate the sustainable development of breeding for rice blast resistance in the future.     

一株对桃蚜有高致病性球孢白僵菌的分离、筛选与鉴定

为筛选出对桃蚜Myzus persicae具有高致病性的生防真菌,以从陕西省秦岭原始森林采集到的鳞翅目僵虫虫体中分离获得的5株真菌为研究对象,测定其对桃蚜的致病性并筛选出高致病性菌株表现最佳杀蚜活性时的孢子悬浮液浓度,同时结合形态学及18S rDNA和ITS-rDNA序列分析对致病性最高的病原菌进行鉴定。结果显示,从5株菌株中初步筛选出1株高致病性菌株BQ-63,处理7 d后桃蚜的死亡率为80.33%,校正死亡率为81.58%,僵虫率也达到最高,为80.78%;当菌株BQ-63的孢子浓度为108个/mL时,对桃蚜的致病性达到最高,处理7 d后死亡率为89.53%,校正死亡率为90.10%,僵虫率为89.84%;通过形态学和分子生物学鉴定,确定菌株BQ-63为球孢白僵菌Beauveria bassiana。表明菌株BQ-63对桃蚜具有高致病性,可作为生防真菌进行进一步的研究。