稻瘟病菌CAAX蛋白酶MoRce1的功能研究

 蛋白质的翻译后异戊烯化修饰(CAAX修饰)能够介导真核生物中许多重要蛋白质的亚细胞定位以及蛋白与蛋白间的相互作用。稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引致的稻瘟病是水稻最重要病害之一,造成全球水稻严重减产。为深入了解稻瘟病菌致病机理,更好地防控稻瘟病,我们研究了异戊烯修饰是否影响稻瘟病菌的生长发育和致病性。首先从稻瘟病菌基因组数据库中鉴定到一个稻瘟病菌的异戊烯蛋白酶MoRce1,同源比对发现MoRce1保守结构域在各物种之间变化较大,猜测在不同物种中该蛋白可能出现了功能分化。经同源重组方法敲除MoRCE1基因,发现MoRCE1缺失突变体在胁迫培养条件下细胞壁完整性明显缺陷,但是对营养生长、产孢、萌发以及致病性没有明显影响,说明MoRce1蛋白可能通过参与稻瘟病菌细胞壁合成相关蛋白的异戊烯化修饰进而影响该菌细胞壁的完整性,其具体机制还有待深入研究。     

一个与稻瘟病菌无毒基因AVR-Pik~m连锁的SCAR标记的分离

 本研究将以前在稻瘟病菌菌株S1522获得的与决定对水稻品种梅雨明无毒性的基因(AVR-Pik^m)相连锁的1个RAPD标记OPO12₁₀₀₀进行了克隆和鉴定。核苷酸序列测定与分析结果表明:OPO12₁₀₀₀的大小为946个碱基,不含有与已报道的稻瘟病菌Mg-SINE、Fosburry、Magyy、Grasshopper、Pot2以及Pot3等同源的重复序列。根据OPO12₁₀₀₀的核苷酸序列,设计了1对24个核苷酸的特异引物,对无毒表型亲本S1522和毒性表型亲本S159、无毒表型群体基因池、毒性表型基因池以及有性杂交后代108个菌株进行了PCR扩增,所有无毒表型的菌株均能特异性地扩增出1条与OPO12₁₀₀₀大小相同的DNA条带,而毒性表型的菌株除5个重组个体外,均不能扩增出这条特异带。此结果表明,与稻瘟病菌无毒基因AVR-Pik^m连锁的RAPD标记OPO12₁₀₀₀被成功地转化为SCAR标记,为进一步通过染色体步移克隆该无毒基因奠定了基础。     

稻瘟菌激发子CSB I专化性及相关性质研究

 以一套水稻抗稻瘟病近等基因系为材料,接种稻瘟菌(Magnaporthe grisea)细胞壁来源的糖蛋白激发子CSB I,其诱导植保素的积累在高度非亲和性互作水稻远高于亲和性互作水稻;研究同时表明,CSB I可专化性诱导完全非亲和性互作和高度非亲和性互作水稻的过敏性坏死反应;表明该激发子具有小种-品种专化性。经热、胰蛋白酶和过碘酸钠处理后的生物活性检测结果表明,CSB I的活性位点为糖基部分。经pH稳定性检测,CSB I在酸性及相对弱碱性条件下较稳定;而在强碱性条件下,激发子活性下降较多,甚至完全丧失。对CSB I诱导活性的有效浓度测定表明,激发子诱导水稻叶片酶活性升高的最低有效浓度为0.07~0.70 nmol/L。     

麦瘟病研究进展与展望

由Magnaporthe oryzae引起的麦瘟病是一种毁灭性小麦真菌病害,过去仅在南美流行,可造成10%~100%减产。2016年该病害首次在亚洲出现,给世界小麦生产带来重大潜在威胁。本文对麦瘟病病原生物学与病害流行学、小麦抗性材料筛选、麦瘟病的抗病性机制和综合治理等进行评述,并介绍了该领域国际合作研究的成功经验,以期为国内开展类似工作提供借鉴。尽管我国尚无麦瘟病报道,但南方部分地区为潜在适生区,异常气候可能会导致其在大范围流行,因此需高度警惕。建议与国际麦瘟病协作网合作,尽快开展麦瘟病相关研究,建立对此病害的监测预警和防治关键技术储备体系,以保障我国小麦生产安全。     

非亲和性稻瘟病菌对水稻的诱导抗性

为研究稻瘟病菌Magnaporthe oryzae不同菌株间的相互作用,选择与单抗性基因系水稻IRBL5-M （携带抗性基因Pi5）表现为亲和性的菌株HN52与非亲和性的菌株HN119为研究对象,将其单独或混合接种到单抗性基因系水稻IRBL5-M中,并通过荧光显微镜观察接种后水稻叶鞘的发病情况及病斑面积,测定接种后水稻内相关抗性基因OsWRKY45、OsNPR1、OsPR10、OsMAPK2的表达量以及活性氧的变化。结果显示,相较于单独接种亲和性菌株,混合接种后单抗性基因系水稻IRBL5-M病斑发病面积减少;混合接种中亲和性菌株HN52菌丝侵染能力降低,侵染菌丝细胞间扩展率显著降低73.13%;同时单抗性基因系水稻IRBL5-M中OsWRKY45、OsNPR1、OsPR10和OsMAPK2抗性基因表达量显著增加,水稻叶片中活性氧含量增加,表明在菌株混合侵染过程中,非亲和性菌株可通过激发水稻的抗性反应来降低亲和性菌株对水稻的侵染程度。     

禾谷镰刀菌和稻瘟病菌基因组中的微卫星序列比较

利用禾谷镰刀菌Fusarium graminearum和稻瘟病菌Magnaporthe grisea基因组测序结果,对这两种植物病原真菌基因组中的微卫星(SSR)序列进行了系统地分析和比较.结果表明,在禾谷镰刀菌基因组中,共发现4679个SSR序列,总长度为96.2kb,占基因组全长的0.27%.平均7.7kb碱基中有一个大于15 bp的SSR序列.在稻瘟病菌基因组中共发现16398个SSR系列,其总长度达到330kb,约占整个基因全长的0.85%,平均2.36kb碱基中就分布有1个SSR序列.在禾谷镰刀菌基因组中,数量最多的是五碱基重复序列,其次是六碱基重复序列;稻瘟病菌基因组中数量最多的是单碱基重复序列,其次为三碱基重复序列和五碱基重复序列.两基因组中数量最少的都是二碱基重复序列.尽管这两种植物病原真菌都属子囊菌,基因组大小也十分接近,但无论是在SSR的总体数量上,还是在各类SSR的分布上,两种植物病原真菌都存在十分显著的差别.     

稻瘟菌不同小种间可溶性蛋白及酯酶同工酶的多态性

采用聚丙烯酰胺凝胶泳对来自太湖稻区的１０个水稻稻瘟病菌株和２个禾本科杂草瘟菌的可溶性蛋白及酯酶同工酶进行了分析比较。结果表明：供试菌株菌体可溶性蛋白可呈现１６～２５条电泳谱带，其中在Ｒｆ值为０．２３，０．３３，０．４４的３条谱带为１２２个菌株所共有，没有发现生理小种特异性谱带。对１２个菌株α－酯酶同工酶的分析表明，在所有菌株同工酶谱带中可分辩出具有不同迁移率的１２条谱带，据此可将菌株分为８个不同的同工酶谱带类型。同时表明，α－酯酶同工酶在太湖稻区稻瘟病菌中存在丰富的多态性，但其谱带类型与病菌生理小种无相关性。     

不同杀菌剂对草坪草病原菌毒力的作用测定

采用生长速率法测定了不同杀菌剂对3种主要引起坪草病害的褐斑病菌、腐霉枯萎菌、夏季斑枯病菌的毒力。结果表明,烯唑醇、甲基硫菌灵、代森锰锌、咪鲜胺对立枯丝核菌的EC50值分别为0.078 3,5.968 4,7.181 2和11.386 8 mg/L,以烯唑醇对立枯丝核菌的毒力最高。烯唑醇、咪鲜胺、代森锰锌、甲基硫菌灵对夏季斑枯病菌的EC50值分别为0.016 2,0.554 4,6.035 3,1 218.497 8 mg/L,以烯唑醇抑菌效果显著优于其它3种杀菌剂。采用菌丝干重测定法测定了阿米西达、霜脲氰、霜克、咪鲜胺、代森锰锌对腐霉枯萎病菌的毒力,其EC50值依次为0.053 3,7.837 4,13.310 7,19.715 1,29.771 5 mg/L,以阿米西达的抑菌效果最好。     

广东水稻品种抗性与稻瘟病菌生理小种变化动态的关系

１９９１￣１９９５年对广东稻瘟病菌生理小种及部分主栽品种抗性的研究结果表明,广东稻瘟病菌小种分布及发生动态相对稳定,优势种群为ＺＢ群,ＺＣ群;优势小种为ＺＢ１３、ＺＢ５、ＺＣ１３和ＺＢ１,不同生态稻区优势小种有差异。品种间具有不同的抗性水平,本省育成推广的主栽品种对稻瘟病属中等的抗性水平,个别品种抗性偏低,属于中感至感。粳籼８９等的抗病性逐年下降,这些主栽品种抗性丧失的主要原因,一方面是原有小种的