小麦水通道蛋白基因家族的全基因组鉴定及其在盐和干旱胁迫响应中的作用

水通道蛋白(AQPs)的功能是选择性地控制水和其他小分子通过细胞膜的流动,它们在植物的许多生理过程中都是至关重要的,包括非生物胁迫反应.小麦(Triticum aestivum L.)是全球重要的粮食作物,但干旱和盐胁迫是小麦生长和产量形成的重要影响因素.共鉴定得到了 127个非冗余的小麦水通道蛋白基因和4个可变剪接体.对TaAQP基因进行了 RNA-seq分析,揭示了小麦AQP基因的特异性表达模式.其中,TaTIPs和TaPIPs的表达高于TaNIPs和TaSIPs.qRT-PCR分析表明,小麦在干旱和盐胁迫条件下,TaNIP4;03_3D,TaTIP2;02b_7B,TaSIP2;02_4A,TaNIP3;03_6D 和 TaNIP2;04a_7D 等 AQPs 受到显著诱导并且有高表达量,表明它们参与了胁迫响应.这些结果为进一步探索TaAQPs基因在植物应对干旱胁迫和盐胁迫中的作用提供了新的思路.     

防治小麦枯白穗药剂和措施的筛选

小麦枯白穗是由全蚀病、根腐病、纹枯病等根茎基部病害引起的,为筛选和寻找较好的防治枯白穗的措施和方法,进行了种子药剂处理、轮作换茬和分蘖拔节期喷药等措施防治试验.结果表明,药剂种子处理是防治枯白穗病最有效的措施,全蚀净是防治襄阳麦区枯白穗病的最有效药剂;轮作换茬和分蘖拔节期喷药能在一定程度上降低枯白穗率,但效果不明显,只能作为辅助措施.     

2013年湖北省小麦赤霉病菌对多菌灵和戊唑醇的敏感性

2013年从湖北省7个小麦主产区分离获得106株禾谷镰刀菌,测定了其对戊唑醇和多菌灵的敏感性。结果表明:戊唑醇和多菌灵对所有供试菌株的EC50值分别为0.064~0.778和0.090~0.858 mg/L。采用SAS软件的W法对EC50分布进行了正态性检验,表明106株菌株对戊唑醇和多菌灵敏感性的频率分布符合正态分布,其EC50平均值分别为(0.383±0.129)和(0.526±0.151)mg/L。不同地区来源的菌株对两种药剂的敏感性存在显著差异,其中襄阳的菌株对两种药剂的敏感性显著低于其他6个地区的。研究结果显示:湖北省小麦赤霉病菌未出现对戊唑醇和多菌灵抗性菌群,两种药剂用于防治小麦赤霉病仍具有使用价值。     

水稻稻瘟病抗性QTL的定位分析

 稻瘟病是危害水稻最严重的病害之一。以抗稻瘟病的云南省地方品种魔王谷（MWG）和感稻瘟病的湖北省审定品种鄂晚8号（EW8）为亲本材料,构建双单倍体分离群体（DH）。利用22个菌株对亲本材料MWG/EW8进行致病性鉴定,从中筛选到5个毒性不同的鉴别菌株用于考察DH群体的稻瘟病抗性,构建包含120对SSR标记的分子遗传连锁图进行数量性状位点（QTL）的分析,鉴定出3个抗性QTL,均位于第6染色体长臂RM541附近, 3个QTL对抗病表型的贡献率介于7.7%~15.2 %之间,3个QTL的抗病等位基因均源自亲本MWG。     

408份小麦品种(系)白粉病抗性的评价

为了解我国黄淮海以及长江流域麦区主推品种及二线材料的抗白粉病性,2008-2010年度在武汉病害鉴定圃对来自黄淮海以及长江流域的408份品种（系）进行了抗白粉病的鉴定。R型聚类分析结果表明,利用表观侵染速率、毒力频率、病程曲线下面积和最后一次病指对白粉病抗性进行评价只需前两个指标即可。根据建立的评价标准,绵麦37两年均对白粉病免疫,绵麦39等15份材料两年均表现高抗,扬麦13等46份材料两年均表现中抗。     

251份水稻品种(系)对稻瘟病的抗性鉴定及抗性多样性分析

 采用稻瘟病菌22个鉴别菌株对251份水稻品种（系）进行了抗病性测定,并进行了聚类分析和基因型推导。抗病性测定结果表明,251份品种（系）对鉴别菌株表现出的抗谱类型存在明显的多样性。根据供试品种（系）对鉴别菌株的抗感反应型,可将其划分为12个组,各组的品种（系）对鉴别菌株的反应型和抗性频率存在明显差异。基因型推导结果表明,在251份品种（系）中,70份品种涉及14个抗瘟基因,181份品种（系）不含有待测基因中的任何一个,但都含有其他抗瘟基因。聚类分析结果与基因型推导结果不存在简单的一一对应关系。珍科等10份品种（系）可作为田间抗瘟性筛选的候选材料。     

小麦赤霉病流行区镰刀菌致病种及毒素化学型分析

 为从分子水平上明确小麦赤霉病流行区镰刀菌致病种及其B 型毒素化学型的分布特点,本研究对2008 年度采自四川、重庆、湖北、安徽、江苏、河南6 省33 县市的赤霉病穗上分离获得的433 个镰刀菌单孢菌株,用鉴定种和鉴定B 型毒素化学型的特异性引物进行了鉴定分析。致病种检测结果表明,四川病穗检测到Fusarium asiaticum、F. graminearum、F.avenaceum 和F. meridionale 4 个镰刀菌种,重庆、湖北、安徽和江苏病穗检测到F. asiaticum 和F. graminearum 2 个种,河南病穗仅检测到F. graminearum 1 个种。毒素化学型检测结果表明,Nivalenol(NIV)是四川和重庆镰刀菌主要毒素化学型,Deoxynivalenol(DON)是湖北、河南、安徽和江苏镰刀菌主要毒素化学型;将DON 化学型进一步划分为3-AcDON 和15-AcDON 显示,四川、湖北、江苏镰刀菌毒素以3-AcDON 为主,安徽镰刀菌毒素为3-AcDON 和15-AcDON 两者参半,河南镰刀菌全部产生15-AcDON。结果揭示,F. asiaticum 是四川、重庆、湖北和江苏等赤霉病流行麦区的优势致病种;镰刀菌产生的DON 和NIV 毒素化学型存在明显的地域分布,长江上游的麦区以NIV 为优势化学型,长江中下游麦区以DON 为优势化学型;镰刀菌致病种与DON 毒素的化学型间存在一定关系。     

湖北省小麦病虫害绿色防控技术集成应用实践与思考

2018—2020年,湖北省植物保护总站与湖北省农业科学院、华中农业大学等科研院校合作,针对湖北省小麦生产病虫害发生特点,集成了适合湖北省麦区的小麦病虫害绿色防控技术体系,探索了新的推广模式。2021—2023年连续3年在湖北省大面积推广应用该模式,累计应用面积达163.05万hm²,取得良好的经济、社会和生态效益,同时分析了存在的不足,提出了发展建议。     

小麦白粉菌产孢相关基因 BgtFTT1的序列特征和基因表达分析

旨在揭示小麦白粉菌 BgtFTT1基因的序列特征及其在白粉菌分生孢子形成过程中的表达规律,为解析14-3-3蛋白在小麦白粉菌无性生殖调控中的作用奠定理论基础。通过基于转录组数据的序列分析和PCR扩增技术克隆 BgtFTT1基因的cDNA序列,采用生物信息学和分子生物学方法分析 BgtFTT1的序列特征和分子结构,监测该基因在白粉菌产孢过程中的表达动态。结果表明, BgtFTT1完整的开放阅读框长度为891 bp,编码1个含有296个氨基酸的偏碱性亲水蛋白,预测的分子质量为34.18 ku,属于14-3-3蛋白家族。BgtFTT1含有5个蛋白激酶C磷酸化位点,不含信号肽和跨膜螺旋。BgtFTT1的二级结构主要由α-螺旋和无规则卷曲组成,三级结构呈“球状”。BgtFTT1和源自其他白粉菌的同源蛋白在进化上独立于源自兼营腐生真菌的14-3-3蛋白。在21个白粉菌菌株中,BgtFTT1存在2个氨基酸位点的变异。 BgtFTT1基因表达水平在小麦白粉菌足细胞和分生孢子梗形成阶段显著上调。     

β_1-和β_2-微管蛋白基因在赤霉病菌抗多菌灵中的作用

【目的】揭示β1-微管蛋白基因(β1-tub)和β2-微管蛋白基因(β2-tub)在赤霉病菌(Gibberella zeae)对多菌灵的抗性过程中所起的作用。【方法】采用PCR克隆测序法测定Js449(EC50=7.911μg·m L-1)、Js462(EC50=6.515μg·m L-1)、Js484(EC50=5.031μg·m L-1)、Js506(EC50=8.455μg·m L-1)和Js519(EC50=6.280μg·m L-1)等5个多菌灵抗性菌株的α-、β1-、β2-、γ-tub序列,并与敏感菌株HG-1(EC50=0.552μg·m L-1)进行比对。采用实时荧光定量PCR(q PCR)测定β1-tub和β2-tub在多菌灵胁迫下的抗性菌株Js506中的相对表达量。构建β1-tub和β2-tub的超量表达载体,分别在HG-1中表达。运用split PCR获得含有潮霉素磷酸转移酶基因和目标基因的融合片段,并对Js506进行原生质体转化,通过同源重组获得β2-tub的敲除体和互补体。对菌株Js506、HG-1及其突变体分别进行多菌灵敏感性测定、菌落生长观察和致病力测定。【结果】基因比对结果表明,5个抗性菌株的α-、β1-、γ-tub基因序列与敏感菌株的一致。对β2-tub序列比对结果表明,Js449、Js462和Js506菌株的第167位氨基酸由苯丙氨酸(Phe)变为酪氨酸(Tyr)。Js484菌株的第200位氨基酸由苯丙氨酸(Phe)变为酪氨酸(Tyr)。Js519菌株的第198位氨基酸由谷氨酸(Glu)变为谷氨酰胺(Gln)。5μg·m L-1多菌灵能诱导Js506菌株的β1-tub表达量显著上调(P0.05)。10μg·m L-1的多菌灵对Js506菌株的β2-tub表达量影响不显著。β1-tub的超量表达使HG-1突变体的EC50增加至2.839μg·m L-1,抗药性显著增强(P0.05)。β2-tub超量表达突变体的抗性水平与野生型菌株无显著差异。对Js506菌株的β2-tub进行敲除试验,分别获得了2个转化体(△β2tub-Js506-1、△β2tubJs506-2),经潮霉素抗性筛选、PCR和Southern杂交验证,确认2个转化体均不含有β2-tub。与野生型菌株Js506相比,敲除体△β2tub-Js506-1(EC50=0.078μg·m L-1)和△β2tub-Js506-2(EC50=0.072μg·m L-1)对多菌灵均表现为超级敏感,且菌落生长变慢,致病力显著下降(P0.05)。对△β2tub-Js506-1进行互补转化获得了2个互补体,β2tub-Js506-C1(EC50=7.521μg·m L-1)和β2tub-Js506-C2(EC50=7.243μg·m L-1),2个互补转化体均使敲除体△β2tubJs506-1基本恢复了抗性、菌落生长速率和致病力。【结论】5个赤霉病菌菌株对多菌灵的抗性与β2-tub的第167、198、200位密码子突变有关,与α-、β1-和γ-tub序列的突变无关。β1-tub在多菌灵胁迫下诱导表达,且β1-tub的超量表达能增强赤霉病菌对多菌灵的抗性。β2-tub是小麦赤霉病菌对多菌灵抗性所必需的,β1-tub和β2tub均能影响赤霉病菌对多菌灵的抗性。