云南省元阳县籼/粳型稻瘟病菌无毒基因Avr-Pia、Avr-Pita1和Avr-Pii多样性分析

为明确云南省元阳县籼/粳型稻瘟病菌中无毒基因的多样性及差异,采用接种鉴别品种方法和PCR技术对9株粳型菌株和21株籼型菌株中无毒基因Avr-Pia、Avr-Pita1和Avr-Pii的多样性进行分析。结果显示,30株稻瘟病菌菌株中无毒基因Avr-Pia、Avr-Pita1和Avr-Pii的平均出现频率分别为33.3%、76.7%和0,Avr-Pia、Avr-Pita1在籼型菌株和粳型菌株中的出现频率分别为4.8%和100.0%、66.7%和100.0%。Avr-Pia主要为存在/缺失的多样性,籼/粳型菌株对水稻品种Achiasahi(Pia)的致病率分别为100.0%和11.1%;Avr-Pita1可划分为3个类群,除菌株CH1195属于PO类群外,籼型菌株均属于J1类群,粳型菌株则属于J2/J3类群;籼/粳型菌株对水稻品种K1(Pita)的致病率分别为100.0%和0,且籼/粳型菌株Avr-Pita1蛋白序列在第83位和第192位氨基酸差异明显。Avr-Pii在30株稻瘟病菌菌株中均未检出,籼/粳型菌株对水稻品种Fujisaka No. 5(Pii)的致病率分别为100.0%和0。表明Avr-Pia和Avr-Pita1在粳型菌株中的出现频率高于籼型菌株且变异程度低,粳型菌株中可能存在其它无毒基因使其不能侵染Fujisaka No. 5。     

云南3个地区水稻品种氮诱导的敏感性评价

氮肥不合理使用导致植物病害流行是长期存在的普遍现象。温室条件下氮素诱导植物对病害敏感性的现象(nitrogen induced susceptibility,NIS)在水稻及小麦中普遍存在。本研究利用RT-PCR对云南3个不同地区的31个水稻品种的NIS响应水平进行了评价,结果显示:不同品种的水稻对于NIS的响应水平具有多样性差异,Ⅱ优6、内香优1、内5优39和中优7表现出较高的NIS响应水平;不同地区之间的NIS响应水平也存在一定的差异,石屏地区水稻的NIS整体响应水平较高,元阳地区水稻的NIS响应模式较为多样。研究结果可为研究科学施氮,减少病虫害发生和流行提供了重要的基础信息和宝贵的遗传材料。     

大白菜NPR家族基因鉴定及表达模式分析

为明确大白菜NPR转录辅助因子在大白菜基因组中的数量、结构和表达特点,揭示NPR在水杨酸信号途径调控大白菜生长发育过程中的作用。本研究利用拟南芥资源信息库TAIR10和芸薹属基因组网站Brassica Database鉴定大白菜基因组中的NPR家族成员,并对其蛋白和基因特性进行生物信息学分析。鉴定出大白菜基因组中包括11个NPR家族基因,分别定位在大白菜7条染色体上,具有1~5个外显子不等。BrNPR家族蛋白可聚类为6个分支,包含11个保守元件,并且所有BrNPR家族成员均含有DUF和Ank两个保守结构域,其中BrNPR1-4成员基因的编码区均含有核定位信号(NLS)。基因表达模式检测结果表明部分大白菜NPR基因在不同组织中具有组织特异的表达模式,BrNPR1B在根、茎和叶及BrNPR3B在花和种荚中表达显著,绝大部分BrNPR基因受盐胁迫诱导表达,部分BrNPR基因受根肿菌侵染诱导表达。本研究可为后续大白菜NPR基因的功能验证提供依据。     

三种葱属作物挥发物和提取液对植物病原真菌和卵菌的抑菌活性

采用菌丝生长速率法测定了大蒜、洋葱和葱茎挥发物及提取液对26种主要植物病原真菌和卵菌的抑制活性,以期为利用葱属作物轮作或间作控制病害提供指导。试验结果表明,3种葱属作物挥发物和浸提液具有广谱抗植物病原真菌和卵菌活性,但不同葱属作物对不同种类的病原菌抑菌效果有差异。洋葱和葱茎挥发物和浸提液的抑菌能力比大蒜弱,但对部分疫霉菌、腐霉菌、丝核菌等土传病原菌仍具有与蒜瓣相似的抑菌活性。另外,小麦赤霉病菌、辣椒早疫病菌等部分病原菌对3种葱属作物挥发物和浸提液具有耐性。因此,生产上利用葱属作物轮作或间作防治病害时需要根据不同葱属作物对不同病原菌抑制效果的差异进行合理选择,同时需避免葱属作物长期连作引起病原菌敏感性降低。     

大蒜类似根缘细胞生物学特性及其对辣椒疫霉菌的抑制活性

生产实践表明,利用大蒜与辣椒轮作能有效控制辣椒疫病的危害。大蒜根系分泌物的抑菌活性与病害的控制有关。本文分析了大蒜根冠细胞脱落物的种类以及不同温湿度和根长对大蒜根冠细胞脱落物产生的影响,并测定细胞脱落物水培液对辣椒疫霉菌的抑制活性。结果表明,大蒜根冠细胞脱落物为椭圆、长椭圆形和长形类似根缘细胞。这些类似根缘细胞的产生受根长、温度和湿度的影响。根系在2%水琼脂的平板内,20℃条件下培养至25mm以上产生的类似根缘细胞最多。大蒜类似根缘细胞水培液对辣椒疫霉菌游动孢子游动和孢子囊释放都具有显著的抑制活性。该研究表明,大蒜根系产生的类似根缘细胞也是化感抑菌物质释放的重要途径。     

镰刀菌对大蒜根系分泌物的敏感性与其致病力相关分析

试验采用菌丝生长速率法测定了大蒜根系分泌物对3种供试植物病原镰刀菌的抑菌活性, 并进一步分析了18株从腐烂蒜瓣上分离的尖孢镰刀菌和12株从小麦赤霉病样分离的禾谷镰刀菌对大蒜根系分泌物的敏感性及致病力之间的关系。研究结果表明, 大蒜根系分泌物对供试镰刀菌均具有抑制活性, 但从腐烂蒜瓣上分离的尖孢镰刀菌对根系分泌物的敏感性低于其他菌株。致病力分析结果表明, 供试的18株尖孢镰刀菌均能使蒜瓣发病, 但致病力与其对根系分泌物的敏感性无明显相关性; 供试的禾谷镰刀菌中对根系分泌物不敏感的4株菌株能侵染蒜瓣, 但敏感性高的菌株不能侵染蒜瓣, 且根系分泌物对禾谷镰刀菌的抑制率与禾谷镰刀菌致病力之间呈显著的负相关。这表明大蒜根系分泌抑菌物质是根系抵御镰刀菌侵染的重要机制, 但一些菌株能对根系分泌物产生抗性, 从而侵染大蒜。综上所述, 大蒜根系分泌物对镰刀菌具有抑制活性, 可以利用大蒜和其他作物间作或轮作控制镰刀菌枯萎病的发生和蔓延, 但长期利用大蒜轮作或间作控制土传病害可能面临镰刀菌对大蒜根系分泌物产生抗性, 导致防效降低的风险。     

玉米根系分泌物对烟草黑胫病菌的抑制活性及其抑菌物质分析

本文研究了玉米根系与烟草疫霉菌游动孢子的互作及玉米根系分泌物对烟草疫霉菌各个生育阶段的抑菌活性,并利用HPLC-MS分析了根系分泌物中具有抑菌活性的物质。结果表明,玉米根系能吸引烟草疫霉菌游动孢子,其分泌物也能使孢子休止并裂解。进一步研究表明,玉米根系分泌物对烟草疫霉菌游动孢子的释放、休止孢萌发及菌丝生长均具有明显的抑制活性,在浓度0.90 mg/m L时抑制率分别为73.8%、87.2%和55.2%。HPLC-MS分析结果表明,根系分泌物中存在苯并嗪类化合物丁布及其降解产物门布,其中门布对烟草疫霉菌菌丝的生长具有明显的抑菌活性,浓度0.30 mg/m L时抑制率达90.94%。综上所述,玉米根系既能吸引游动孢子,又能分泌对烟草疫霉菌具有抑制活性的苯并嗪类化合物。该结果对合理利用玉米与烤烟轮作控制烟草黑胫病的发生具有重要意义。