Fusarium wilt of chickpea: physiological specialization, genetics of resistance and resistance gene tagging

Chickpea wilt caused by Fusarium oxysporum f. sp. ciceris is one of the major yield limiting factors in chickpea. The disease causes 10–90% yield losses annually in chickpea. Eight physiological races of the pathogen (0, 1A, 1B/C, 2, 3, 4, 5 and 6) are reported so far whereas additional races are suspected from India. The distribution pattern of these races in different parts of the world indicates regional specificity for their occurrence leading to the perception that F. oxysporum f. sp. ciceris evolved independently in different regions. Pathogen isolates also exhibit differences in disease symptoms. Races 0 and 1B/C cause yellowing syndrome whereas 1A, 2, 3, 4, 5 and 6 lead to wilting syndrome. Genetics of resistance to two races (1B/C and 6) is yet to be determined, however, for other races resistance is governed either by monogenes or oligogenes. The individual genes of oligogenic resistance mechanism delay onset of disease symptoms, a phenomenon called as late wilting. Slow wilting, i.e., slow development of disease after onset of disease symptoms also occurs in reaction to pathogen; however, its genetics are not known. Mapping of wilt resistance genes in chickpea is difficult because of minimal polymorphism; however, it has been facilitated to great extent by the development of sequence tagged microsatellite site (STMS) markers that have revealed significant interspecific and intraspecific polymorphism. Markers linked to six genes governing resistance to six races (0, 1A, 2, 3, 4 and 5) of the pathogen have been identified and their position on chickpea linkage maps elucidated. These genes lie in two separate clusters on two different chickpea linkage groups. While the gene for resistance to race 0 is situated on LG 5 of Winter et al. (Theoretical and Applied Genetics 101:1155–1163, 2000) those governing resistance to races 1A, 2, 3, 4 and 5 spanned a region of 8.2 cM on LG 2. The cluster of five resistance genes was further subdivided into two sub clusters of 2.8 cM and 2.0 cM, respectively. Map-based cloning can be used to isolate the six genes mapped so far; however, the region containing these genes needs additional markers to facilitate their isolation. Cloning of wilt resistance genes is desirable to study their evolution, mechanisms of resistance and their exploitation in wilt resistance breeding and wilt management.     

高温胁迫对小麦幼苗几个生理生化指标的影响

采用人工气候室控温,在大气相对湿度40%的条件下,以22℃为对照,在32,36,40℃的高温胁迫条件下,对烟农19二叶期小麦叶片内叶绿素含量、超氧化物岐化酶总活力、丙二醛含量和可溶性糖含量的变化规律进行了研究。结果表明：随着胁迫处理时间的延长,叶片内叶绿素含量迅速降低,且随胁迫温度的升高,叶绿素降解率增大;超氧化物歧化酶（SOD）活性及膜脂过氧化产物（MDA）含量呈现先上升后下降趋势;可溶性糖含量呈上升趋势,且随胁迫温度的升高,可溶性糖含量升高幅度呈上升趋势。这些变化可能是由于高温胁迫造成细胞内膜系统损害所致。     

硒对小麦生理功能的影响之研究进展

硒是小麦生长所必需的微量元素。硒在小麦体内通过吸收转化,能够促进小麦新陈代谢,增强小麦生物抗氧化作用和对环境胁迫的抗性,从而刺激生长发育、提高产量、改善品质。通过施入外源硒肥的方式增加小麦中的硒含量,使硒进入食物链,是为人体安全补硒的有效途经。从上述几方面综述了硒在小麦中的生理功能及富硒小麦的研究进展。     

不同粒型花生品种衰老过程中生理特性的变化

以不同粒型的花生品种为材料，研究衰老过程中叶片的生理特性及产量性状。结果表明：后期叶片NR、PAL的活性呈下降趋势，但大粒型品种较小粒型品种下降速度慢；开花50d以后，大粒型品种AsA-POD的变化呈抛物线下降（Y=-0．0492X^2＋5．5791X-146．82）；小粒型品种呈直线下降（Y=-0．553X＋39．302）。MDA含量在开花后60—65d迅速上升，至成熟期，大粒型品种MDA含量较小粒型品种降低44．9％，百仁重、百果重平均分别增加46．8％、61．4％，产量提高33．2％。     

干旱、渍涝和低温胁迫对小麦生理生化特性的影响

以豫麦62号为材料，用豫麦18号作对照，研究了灌浆期干旱、渍涝和拔节期低温胁迫下，叶片中游离脯氨酸(Pro)、可溶性糖(WSS)、丙二醛(MDA)含量和超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化。结果显示，在干旱和低温胁迫下豫麦62号的WSS和MDA变化较对照材料小，而SOD活性的升幅则大于对照；干旱胁迫下豫麦62号Pro的变化小于对照，低温胁迫下则大于对照；渍涝胁迫下2品种的上述各指标较接近。     

Cu、Cd、Pb、Zn、As复合污染对灯心草的生理毒性效应

通过盆栽试验,以现行土壤环境质量标准为浓度设置依据并结合实际污染土壤研究了不同处理水平的Cu、Cd、Pb、Zn、As5种重金属复合污染对灯心草生长、叶绿素含量及保护酶系统的影响。实验结果表明:5种重金属复合污染对灯心草地上部生长有一定程度的抑制作用,在土壤环境质量二级标准上限值处灯心草地上部生物量减产9.15%,<10%,但地下部生物量减产趋势不明显。复合重金属污染抑制灯心草的光合作用使叶绿素含量减少、叶绿素a/b值降低。在接近土壤环境质量标准低浓度设计范围内,灯心草3种保护酶有逐渐被激活的趋势,表现出一定的协调性共同抵制重金属的毒害。但在高浓度处理水平下,酶活性遭到抑制。生长在矿毒水和铅锌尾矿污染土壤中的灯心草地上部生物量分别下降28.23%和37.1%,但POD、SOD和CAT3种酶活性均高于对照。通过应用综合生态环境效益法,以灯心草为指示植物可以将土壤环境质量二级标准上限值设定为土壤中5种重金属的临界毒性效应值。     

不同早稻品种灌浆期高温胁迫后根系生理差异研究

试验研究不同早稻品种灌浆期高温胁迫后根系生理差异结果表明,高温对不同水稻品种根系超氧化物歧化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶活性均有影响,但对耐热型品种的影响显著小于热敏感品种,耐热型品种在高温胁迫后保护酶活性能较快恢复并接近对照水平;高温胁迫对耐热型水稻品种根系α-萘胺氧化力无影响,但热敏感品种根系氧化力明显下降,故根系α-萘胺氧化力可作为根系耐热指标之一。     

单一重金属胁迫对灯心草生长及生理生化指标的影响

通过盆栽试验研究了不同浓度处理水平的Cu、Cd、Pb、Zn、As五种重金属单一胁迫对灯心草生长及其生理生化特性的的影响。结果表明:种植灯心草土壤中的Cd、Pb、Cu三种重金属临界值可分别设定为10mg kg-1、100 mg kg-1、100mg kg-1。灯心草不适合在Zn污染的土壤中种植,土壤中As临界值尚需作进一步的研究来确定。各单一重金属胁迫对灯心草叶绿素的合成均有很大程度的抑制作用,剂量-效应关系明显。灯心草三种保护酶对于不同浓度处理水平重金属胁迫的响应不同:在土壤环境质量低浓度设置范围内三种酶有较好的协同效应能共同抵御重金属胁迫造成的膜伤害,表现出较强的自我调节能力。而在高浓度处理水平时,三种酶活性呈现不同的变化趋势。灯心草生理生化指标对重金属胁迫的响应存在元素种类之间的差异。各单一重金属对灯心草生长抑制及生理毒害效应大小排序为:Zn>As>Cu>Pb>Cd。     

不同年代冬小麦品种产量性状和生理生态指标差异分析

以河北省30多年来不同年代广泛种植、有代表性的冬小麦品种为供试材料,通过分析其产量、产量构成因素及生理生态指标,研究了冬小麦品种更新的变化规律。结果表明:随着品种更替,冬小麦产量水平显著提高;单位面积上粒数的增加对产量提高起主要作用;穗粒数和千粒重在不同年代间没有显著变化,对产量提高所做的贡献并不明显;产量与收获指数呈显著正相关,收获指数的提高主要依赖于株高的降低;20世纪90年代以后,冬小麦地上部分生物学产量没有随株高的降低而减少;品种更新对蜡质含量、SPAD值、叶水势的影响不明显;不同年代冬小麦品种的比叶重和灰分含量差异显著,其中灰分含量与产量存在相关性。     

不同土壤中硅酸盐细菌生理生化特征及其解钾活性的研究

在以钾长石粉为唯一 K 源的硅酸盐细菌选择性培养基上,从我国部分省市土壤中筛选到 16 株硅酸盐细菌,以本实验室保藏 NBT 菌株为参照,对其生理生化特性、耐盐性、抗生素抗性、温度敏感性及释K 能力等生物学特性进行了测定。结果表明,17 株硅酸盐细菌菌体均为杆状,产生椭圆至圆形芽胞。其中 SB6、SB13 为短杆状,SB4、SB6、SB10、SB15 菌株是 G ,其余菌株是 G-。NH4 、NO3 为良好 N 源,且能在无 N -培养基上生长。菌株 SB13 和 NBT 解 K 能力较强,释放的 K 比接灭活菌对照分别增加 49.1 %和 45.3 %。菌株SB2、SB4、SB5、SB6 在 20 g/L NaCl 浓度的培养基上能生长,在温度为 10 ~ 40 范围内供试硅酸盐细菌能够良好生长。