陆地棉种质黄萎病抗性生理鉴定分析

【目的】研究陆地棉种质黄萎病抗性及生理鉴定,为棉花黄萎病抗性品种选育提供数据支持。【方法】以10份国外棉花种质(Gossypium hirsutum)为材料对室内盆栽棉花接种大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb),菌液浓度为10⁷ CFU/mL,接菌14 d后,观察并记录表型发病情况;采用荧光定量PCR检测叶片的菌含量;测定棉花叶片的木质素、过氧化氢(H₂O₂)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、丙二醛(MDA)和脯氨酸(PRO)等生理生化指标,结合相关性、主成分、隶属函数和聚类分析等方法,综合评价棉花的5个生理指标抗性。【结果】03804、A-6、04841和05189发病较轻;03804和A-6病菌DNA含量最少;在病菌侵染过程中,这些品种对PAL、PRO、木质素等的依赖程度不同,呈现出品种间差异;当棉花受到V.dahliae侵染后,MDA与H₂O₂呈极显著正相关,与PAL和PRO呈极显著负相关;五项抗病指标通过简化得到2个主成分,贡献率分别为64.951...     

两种杀菌剂对棉花黄萎病的防治效果比较

棉花黄萎病对棉花产量造成极大影响,目前仍无很好的解决办法。因此,需要筛选最佳化学药剂,为棉花黄萎病的防治提供科学依据。本文通过室内抑菌试验、田间药剂防治和产量测定研究两种低毒杀菌剂80%代森锰锌可湿性粉剂和0.3%四霉素水剂对棉花黄萎病的防治效果。室内毒力结果测定显示,0.3%四霉素水剂浓度在0.6g/L时,抑菌效果最好,抑菌率可达98.44%;田间喷施药剂显示,在推荐剂量下,0.3%四霉素水剂防效为39.8%,显著高于80%代森锰锌可湿性粉剂,试验结果与室内毒力测定一致;0.3%四霉素水剂施药区棉花产量比对照区高30.28%,比示范区低10.78%,80%代森锰锌可湿性粉剂仅比对照区高4.06%。四霉素能有效减缓棉花黄萎病蔓延,减少病害对棉花产量造成的损失,在化学防治棉花黄萎病时,可推荐使用0.3%四霉素水剂为防治药剂。     

甲基营养型芽胞杆菌AL7对棉花黄萎病的盆栽防治效果及定殖能力

为了探明甲基营养型芽胞杆菌AL7对棉花黄萎病的防治效果及其定殖能力,本文利用盆栽接种试验研究了菌株AL7对棉花黄萎病的防治效果;将带四环素抗性的pGFP78质粒转入到菌株AL7中,分析了菌株AL7在棉花根围土壤中、根部组织内的定殖情况。结果表明,菌株AL7对棉花黄萎病的盆栽防治效果为77.1%。pGFP78质粒转入后对菌株AL7的生长没有明显影响,仍具有游动性和产生物膜。定殖检测结果表明,菌株AL7能够在棉花根围土壤中及根系组织内长期定殖,接种5 d时定殖数量最高,达6×10~6cfu/g土,接种80 d后根围土壤中的定殖数量仍维持在2×10~6 cfu/g,根系组织内的定殖量为6×10~4 cfu/g。利用激光共聚焦显微镜观察验证,接种7 d后菌株AL7已经进入到棉花根部的中柱鞘细胞,能够在棉花根内大量定殖。     

基于优异等位基因的棉花抗黄萎病性状的分子鉴定

【目的】发掘棉花抗黄萎病相关的优异等位基因,利用优异等位基因对棉花抗黄萎病性状进行分子检测,实现对抗病性的快速鉴定和对抗病基因型的直接选择,有效解决当前抗病性鉴定周期长、抗病性选择效率低的技术难题。【方法】选用125份陆地棉优异种质,分别采用田间黄萎病病圃鉴定和温室接种鉴定对材料进行抗黄萎病鉴定,分析材料的抗病性变异;通过筛选前期获得的与棉花抗黄萎病表型显著关联的优异等位基因位点并计算其效应值,分析不同材料中含有的优异等位基因数目及其优异等位基因效应值之和,研究利用优异等位基因位点进行棉花抗黄萎病预测的可行性,并比较基于优异等位基因位点的抗病性分子鉴定与传统抗病性表型鉴定的相关性。【结果】陆地棉在黄萎病抗性方面表现出广泛的变异,125份种质材料在田间病圃鉴定条件下和温室鉴定条件下的抗黄萎病相对病指变化范围分别为10.10—76.6和17.01—72.63;基于前期的研究结果共筛选到40个抗黄萎病优异等位基因,效应值的变化范围为-8.20—-0.39,每份材料含有的优异等位基因数目为1—24个,每份材料中的优异等位基因效应值之和的变化范围为-92.37—-0.86;相关性分析结果表明,每份材料中含有的优异等位基因效应值之和与材料的抗黄萎病相对病指极显著正相关,病圃鉴定与温室鉴定条件下两者的相关系数分别为0.616和0.566;材料的优异等位基因数目与材料的抗黄萎病相对病指极显著负相关,病圃鉴定与温室鉴定条件下两者的相关系数分别为-0.618和-0.535。【结论】棉花种质材料中含有的优异等位基因数目、优异等位基因效应值之和与材料的抗黄萎病相对病指间存在显著相关性,表明抗黄萎病优异等位基因的累加具有明显提高抗病性的作用,材料所含有的优异等位基因数目和优异等位基因效应值之和在一定程度上可以反映材料抗病性的强弱,从而实现对抗病性的分子鉴定。     

河南省紫荆黄萎病菌的分离和鉴定

为明确河南省郑州市紫荆山公园紫荆植株枯死的病因,采集具有典型黄萎病症状的紫荆植株,采用组织分离法分离出2株病原菌Vcg1和Vcg4,并进行鉴定。该病原菌在PDA培养基中菌落菌丝灰白色,分生孢子梗轮生,后期产生微菌核。PCR扩增菌株Vcg1和Vcg4 r DNA-ITS区段并测序,序列比对结果表明其与大丽轮枝菌(V.dahliae Kleb.)同源性最高。通过分生孢子悬浮液伤根接种法测定目标菌株在紫荆幼苗上的致病性,结果发现该病原菌能引起紫荆发病,维管束变褐色,严重的导致紫荆植株死亡。以上结果表明引起郑州市紫荆山公园紫荆枯死的病原菌为大丽轮枝菌。     

棉花GbRvd的亚细胞定位及其超表达烟草抗病性分析

【目的】研究棉花NB-LRR家族基因GbRvd的亚细胞定位及超表达烟草的黄萎病抗性,为解析GbRvd介导的植物抗黄萎病机制提供依据。【方法】对真核表达载体pJCV52进行改造,在SpeⅠ酶切位点插入gfp,使其兼具亚细胞定位的功能,命名为GPJCV52。应用Gateway技术构建GbRvd的亚细胞定位和超表达载体,并分别转化农杆菌GV3101。利用生物信息学和农杆菌介导的烟草瞬时表达技术对GbRvd分别进行亚细胞定位预测与观察。采用农杆菌介导法转化烟草,并通过组织培养技术获得转基因植株。运用PCR对超表达GbRvd的烟草进行阳性植株筛选,且利用半定量RT-PCR对阳性转基因植株进行表达检测。制备棉花黄萎病菌孢子悬浮液,通过灌根法对T_3代转基因烟草株系进行接种,利用5级标准统计发病情况并计算病情指数。【结果】利用在线分析软件ProtComp预测GbRvd为一种胞外(分泌)蛋白;GbRvd的跨膜预测结果显示其包含3个跨膜域;在线分析软件Wo LF PSORT预测结果显示GbRvd在细胞膜、内质网及叶绿体的预测分值分别为7、3和1,表明GbRvd主要存在于植物细胞膜上。利用农杆菌介导的烟草瞬时表达技术进一步对GbRvd的亚细胞定位进行观察,结果显示在单独表达GFP蛋白的烟草细胞中,荧光信号在细胞核、细胞质和细胞膜均有分布;而GbRvd与GFP融合表达后的荧光信号主要分布于烟草表皮细胞质和细胞膜。综合生物信息学分析和亚细胞定位观察结果,表明细胞膜和细胞质是GbRvd的主要分布位置。利用农杆菌介导和组织培养获得了转基因烟草植株,通过对转基因烟草植株的PCR检测显示,阳性转基因烟草植株能够通过PCR扩增出与预期大小一致的目的条带,而野生型植株未出现相应条带;阳性转基因烟草植株半定量RT-PCR同样能够检测出与预期大小一致的目的条带,由此表明GbRvd成功整合于烟草基因组并能够进行正常转录。对3个T_3代超表达烟草株系的黄萎病抗性进行分析,结果显示超表达GbRvd的烟草植株病情指数显著低于野生型对照植株,表明过表达GbRvd可有效提高植株对黄萎病的抗性。【结论】GbRvd主要存在于植物细胞质和细胞膜,其超表达可显著提高烟草对黄萎病的抗性。     

分离自棉花的轮枝菌“种”的鉴定

【目的】已知引起植物萎蔫病的轮枝菌有5个“种”,本研究旨在澄清在中国引起棉花黄萎病的轮枝菌的“种”类。【方法】从中国12个省84个县分离获得310个轮枝菌菌株,采用生物学性状观察和分子鉴定相结合的方法,对其进行“种”的鉴定。【结果】298株均产生黑色微菌核和轮枝状分生孢子梗,为典型的大丽轮枝菌,另有12个菌株培养性状较为特殊（不产生微菌核,出现黑色菌丝或厚壁孢子）,经温度敏感试验、PCR特异扩增及ITS序列进一步鉴定,2株被确定为变黑轮枝菌,其它10株被确定为大丽轮枝菌,没有出现黑白轮枝菌。【结论】在中国三大棉区,棉花黄萎病主要是由大丽轮枝菌引起的。但在长江流域和黄河流域棉区均分离到1株变黑轮枝菌,其在棉花黄萎病发生过程中的作用及其与大丽轮枝菌的互作还有待进一步研究。     

Interaction Between Salinity Stress and Verticillium Wilt Disease in Three Pistachio Rootstocks in a Calcareous Soil

ABSTRACT

The interaction between soil salinity and infection caused by Verticillium dahliae was studied in pistachio (Pistacia vera) in a greenhouse experiment. Treatments consisted of 0, 1400, 2800, and 4200 mg sodium chloride (NaCl) kg^{? 1} soil and three rootstocks (Sarakhs, Badami, and Qazvini cultivars). They were gradually exposed to salinity stress before and/or after root inoculation with a water suspension of 10⁷ conidia/mL of a pistachio isolate of V. dahliae. Salt stress significantly increased rootstock shoot and root colonization by V. dahliae. All rootstocks were susceptible to V. dahliae, but symptoms of the disease appeared earlier in Sarakhs, a salt sensitive cultivar. Moreover, salinity and V. dahliae interaction increased the concentrations of sodium (Na), potassium (K) and chloride (Cl), but decreased the K/Na ratio in all rootstocks. Shoot and root tissues of inoculated Sarakhs and Qazvini (a salt tolerant) contained the highest and the lowest concentrations of Na, K,and Cl, respectively. In salinity treatments, shoot and root dry weight of all rootstocks decreased as compared with controls. Sarakhs showed smaller shoot and root dry weight than Qazvini and Badami. Also, increasing the NaCl level increased accumulation of Na, K, and Cl in shoot and root of the rootstocks. Sarakhs showed higher concentrations of ions in the shoot and root. Based on shoot and root dry weights and ion accumulation, Sarakhs and Qazvini were susceptible and tolerant to salinity, respectively.     

用相互嫁接和定量PCR分析棉花对棉花黄萎病的抗性

为了研究棉花对棉花黄萎病的抗性机制, 本文选用对棉花黄萎病表现抗病的海岛棉(Gossypium barbadense)材料海7124和Pima 90及感病的陆地棉(G. hirsutum)材料冀棉11, 通过相互嫁接的方法构建试验系统, 用棉花黄萎菌对其人工接种, 利用Real-time quantitative PCR (qPCR)技术分析其在感病和抗病棉花中侵染的差别。相互嫁接试验中感/抗和抗/感组合的病情指数介于感/感和抗/抗对照之间, 且相互嫁接棉株各个部位的IC值(侵染系数)也多介于其对照相应部位之间; 并且病情指数与不同部位IC值显著相关, 说明棉花黄萎菌可以通过接口在抗-感之间扩展。感/抗嫁接组合试验说明抗病材料的茎基部在抑制病原菌扩展中起重要的作用, 而抗/感类型试验说明抗病材料接口以上部分也具有抑制病原菌增殖的作用。总之, 抗病海岛棉无论作为砧木还是接穗, 都能有效抑制病原菌的扩展, 说明抗病海岛棉对棉花黄萎菌具全株抗性, 但茎基部在抑制病原菌扩展中起重要的作用; 同样, 感/抗和抗/感组合试验也说明感病材料的各个部位均不能抑制病原菌的定殖和扩展。