甘肃、青海地区小麦条锈菌监测及群体遗传多样性分析

【目的】了解甘肃和青海小麦条锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici）春季流行传播路线、群体遗传多样性和生殖模式,明确春季流行期两省小麦条锈菌的传播关系及菌源交流规律,进而为两省小麦条锈病的预测预报、确定越夏初始菌源来源和有效治理提供理论依据。【方法】选择条锈病常发生的地区作为调查和研究区域。甘肃省4个试验点：陇南市文县、陇东平凉市崆峒区、中部麦区定西市临洮县、临夏州临夏县;青海省2个试验点：西宁市城北区、海东市互助县。2017年秋季,在甘肃和青海省6个试验点内根据当地小麦播种适期依次种植82份变异观察圃材料。2018年4—8月,对试验点82份变异观察圃材料进行田间病害调查,并采集到551份小麦条锈菌标样,使用15对引物进行SSR分子标记分析。利用GenAlEx和POPPR v2.5.0软件对数据进行相关分析, 不显著的rbarD值表示连锁平衡,用于推断群体是否发生有性重组。【结果】82份变异观察圃材料在甘肃地区发病比青海地区严重。15对引物组合共扩增出81个位点,每对引物组合产生的多态性位点为2—12个。551份样本克隆矫正后,共鉴定出505个多位点基因型（MLG）,其中仅有32个MLG被克隆并进行了2—6次重新采样。甘肃和青海群体总的基因型多样性（G=0.917）较高,其中,甘肃平凉群体的最高,青海互助群体次之,甘肃临洮群体最低。小麦条锈菌的遗传变异主要在各群体内部个体之间。春季流行期,菌源在各群体之间交流频繁,青海东部（互助和西宁）群体与甘肃（平凉和临夏）群体之间的基因流高于青海（互助和西宁）群体与甘肃文县群体之间的基因流。最小时空网络图（MSN）和非参数主成分分析（DAPC）表明青海互助和西宁的群体与来自于甘肃平凉和临夏的群体之间菌源关系最密切,差异最小;与临洮群体遗传距离相对较远且临洮群体相对独立;文县群体则是一个完全独立的群体,与其他5个群体之间的差异最大。连锁不平衡分析表明,甘肃文县、临夏和青海西宁群体存在不显著的rbarD值表示连锁平衡,是有性生殖群体,其中文县群体（rbarD=0.0139,P=0.186）显示出明显的有性重组特征。【结论】小麦条锈病春季流行期,甘肃地区与青海东部地区的传播路线以甘肃平凉、临夏到青海的传播为主,甘肃文县到青海的传播为辅。甘肃文县、临夏和青海西宁3个群体存在有性生殖现象,对甘肃、青海地区条锈菌丰富的遗传多样性的形成具有一定作用。     

寄主植物中抑制十字花科黑腐病菌Ⅲ型分泌系统小分子化合物的鉴定

 寻找抑制植物病原菌III型分泌系统的植物源活性小分子化合物,是研发生物安全农药的重要途径之一。本研究采用水煮提取法从十字花科黑腐病菌寄主植物满身红萝卜中提取分离活性小分子化合物,利用高效液相-质谱联用解析出活性物质的单体结构。然后用荧光素酶基因luxAB构建融合报告系统以及定量PCR检测活性物质对十字花科黑腐病菌III型分泌系统的抑制效果,最后采用剪叶接种和压渗接种的方法研究活性小分子物质对十字花科黑腐病菌的生防作用。研究表明,植物鞘氨醇和二氢鞘氨醇对十字花科黑腐病菌III型分泌系统基因的转录表达有一定程度的抑制作用,但是对I、II、IV型分泌系统基因的表达没有明显的抑制作用。植物鞘氨醇在XCM1上影响菌的生长,而二氢鞘氨醇不影响菌的生长。同时,还发现这两种物质能显著降低Xcc在寄主植株满身红萝卜上的病害症状以及能够使Xcc在非寄主植物辣椒上引起过敏反应的能力丧失。该研究结果为深入研究小分子化合物对十字花科黑腐病菌III型分泌系统的作用机制及后续开发植物源抑制剂提供了一定的理论依据。     

不同基质对闭鞘姜生长发育和光合作用的影响

采用随机区组设计,研究不同配比的红壤、泥炭、椰糠和珍珠岩6种基质配方对闭鞘姜生长的影响。测定6种基质的物理和化学性质,观测萌芽率、叶片数、茎粗、株高、株幅、光合日变化、根茎鲜重和根茎干重。结果显示,基质S4（泥炭+椰糠+珍珠岩=1∶2∶2）的植株净光合速率（P_n）显著高于其他基质处理。在6种基质生长的植株叶片净光合速率曲线呈单峰或双峰变化,而蒸腾速率曲线呈单峰变化。最大株高、最大根茎鲜重和根茎干重也出现在基质S4种植的植株。从以上结果可知,基质S4比较适合闭鞘姜的生长和根状茎干物质积累。     

气象因子对寒地水稻鞘腐病发生的影响

为明确主要气象因子对黑龙江省水稻主产区水稻鞘腐病发生的影响,从2007年开始连续10年进行定点调查,收集水稻鞘腐病发生时期的气象因子及病情指数,采用通径分析及逐步回归的方法,对影响水稻鞘腐病病情指数的气象因子进行了研究。结果表明,8月份的平均温度是对水稻鞘腐病影响最大的气象因子,其次为8月份的平均降雨量和9月份的平均日照时数。试验结果为适期施药防治水稻鞘腐病奠定了基础。     

小麦条锈菌夏孢子在不同温度下离体处理后的致病力研究

以小麦条锈菌高感品种铭贤169为试验材料,设置了-50、-45、-40、-35、-30、-25、-20℃7个不同温度梯度,研究了小麦条锈菌夏孢子离体处理后的致病力。结果表明,在-35~-20℃低温下,条锈菌夏孢子可存活10 d,接种寄主小麦后病叶率2.36%~74.39%,平均严重度0.13%~4.21%;-40℃下可存活8 d,病叶率1.23%~2.78%,平均严重度0.01%~0.29%;-50℃下可存活6 d,病叶率1.04%~1.39%,平均严重度0.01%~0.17%。随着处理温度的降低,夏孢子致病力逐渐下降。在相同温度下,随着夏孢子离体处理时间的延长,致病力亦呈逐渐下降趋势。     

向日葵锈菌弹性金属蛋白酶基因克隆及生物信息学分析

为了研究向日葵锈病的致病机制,将向日葵锈菌转录组中表达量较高的一个基因(KU994904)中成熟部分进行生物信息学分析及基因克隆。利用Interpro对蛋白ORF区域进行分析,确定其成熟区域,通过生物信息学相关软件对其进行结构预测及预测分析,从向日葵锈菌中提取总RNA,并利用RT-PCR方法扩增此蛋白酶成熟基因并克隆。结果显示:该蛋白酶成熟基因序列全长1 335 bp,编码445个氨基酸,分子质量49.5 ku,其与M36家族中5条序列具有较高相似性,并发现同胞外金属蛋白酶基因序列相似度达到53.77%。因此,推断其为弹性金属蛋白酶。     

宁夏地区奶牛乳腺炎源性少动鞘氨醇杆菌的分离鉴定与药敏性分析

从宁夏地区部分奶牛场采集164份患有乳腺炎奶牛的乳样,进行病原菌的分离鉴定及药敏试验,共分离鉴定出放射根瘤菌13株。15种抗菌药物的药敏试验结果表明,少动鞘氨醇杆菌对阿莫西林、链霉素、磺胺甲基异噁唑、林可霉素、先锋霉素Ⅴ、先锋霉素Ⅵ已产生不同程度的耐药性,而其他氨基糖苷类、喹诺酮类、头孢类中的9种药物则表现出较好的抑菌效果。     

外源ACC通过激活乙烯合成及信号转导诱导小豆抗锈性

大量研究表明, 乙烯可激发植物对死体营养型真菌的抗性, 但我们前期研究发现, 乙烯合成前体ACC可提高小豆对活体营养型真菌——锈菌的抗性, 为初步明确其机制, 本研究分析了ACC处理对小豆乙烯合成及信号转导的影响, 结果表明, ACC处理显著提高了乙烯合成基因VaACS1及信号通路关键基因VaEIN2?VaEIN3?VaERF5的表达水平?此外, ACC处理后再接种锈菌, 小豆锈病的发病程度显著降低?对接种锈菌后不同时间VaPR2和VaPR4的表达分析表明, 相比ACC处理后不接种对照, ACC处理后再接种锈菌的处理, 接种后1~5 d这两个基因表达量显著升高; 与水处理不接种锈菌相比, 水处理接种锈菌5~8 d后VaPR2和VaPR4的表达量虽显著上调, 但应答时间较ACC处理滞后, 且总体表达水平低, 表明ACC激活乙烯通路进而诱导防卫反应基因上调表达是其诱导小豆抗锈性的关键?     

2019—2020年苏浙皖三省小麦叶锈菌群体的致病类型鉴定及毒性结构分析

为持续控制小麦叶锈病及促进小麦的抗叶锈病育种工作,2019—2020年自江苏、浙江和安徽3个省采集自然感叶锈病的小麦病叶,经分离获得小麦叶锈菌单孢分离物,利用43个小麦叶锈病鉴别寄主材料对其致病类型进行鉴定,并对其毒性结构进行分析。结果显示,从170份小麦叶锈菌单孢分离物中共鉴定出67个致病类型,主要致病类型为THS、SHJ、PHS和SHS,出现频率分别为8.8%、7.6%、5.9%和5.9%。江苏、浙江和安徽3个省的单孢分离物对携带抗叶锈基因Lr10、Lr12、Lr22a、Lr22b、Lr29、Lr33、Lr35和Lr36的鉴别寄主材料的苗期毒性频率均超过90.0%,而对携带抗叶锈基因Lr9、Lr24、Lr25、Lr28、Lr38、Lr40、Lr41、Lr42、Lr43和Lr13+3ka的鉴别寄主材料的苗期毒性频率均小于10.0%。卡方检验及Fisher精确检验显示,3个省小麦叶锈菌群体对抗叶锈基因Lr1、Lr2a、Lr3、Lr14b、Lr18、Lr21、Lr26、Lr27+31、Lr32和Lr37的毒力存在显著分化。浙江省小麦叶锈菌群体具有较少的毒性因子（4.73）和毒性值（600...