稻瘟菌附着胞分化相关基因研究进展

由稻瘟菌[Magnaporthegrisea(Herbert)Barr,无性世代为Pyriculariagrisea(Cooke)Saccardo=PyriculariaoryzaeCavara]引起的稻瘟病是水稻最严重的真菌病害之一,每年给水稻生产带来重大的经济损失。稻瘟菌与水稻的互作符合基因对基因关系,现已被作为模式系统用于研究病原微生物-植物寄主的互作机理。稻瘟菌致病分子机制的研究不仅为病害的防治奠定理论基础,也为其它植物病原真菌的研究提供借鉴。本文对稻瘟菌侵染结构附着胞分化的相关基因研究进展进行综述。     

防治稻瘟菌药剂的筛选

对于稻瘟病的防治,在生产上仍然是以化学防治为主,本文通过室内毒力测定方法,筛选对稻瘟病防效较好的药剂。本试验选用六种防治稻瘟菌病害的主要化学药剂:多菌灵、三环唑、苯醚甲环唑、咪鲜胺、嘧菌酯、稻瘟灵做为研究对象。对两株稻瘟菌进行毒力测定。研究的实验结果表明:嘧菌酯对稻瘟菌的抑菌效果最好,其平均EC50值为0.0520μg/ml,稻瘟灵、咪鲜胺、多菌灵、苯醚甲环唑、三环唑的抑菌效果依次降低。嘧菌酯对于水稻的稻瘟病来说防治效果好于其他的五种药剂,可以在生产上广泛推广。     

稻瘟菌P-ATPase基因MoCTA3的克隆及表达分析

为分析P-ATPase基因与稻瘟菌致病性的相关性,从稻瘟菌中克隆了一个P-ATPase基因MoCTA3,然后对其进行了序列分析和氨基酸序列比对,并利用qRT-PCR检测了该基因在稻瘟菌侵染水稻叶片不同时期以及菌丝阶段的表达情况。结果表明该基因全长3 747 bp,含有6个外显子和5个内含子,编码1 096个氨基酸,含有7个跨膜结构域,第24～98位有一个保守的钙离子转运结构域;其编码氨基酸与朱红丛赤壳、尖孢镰刀菌、蝗绿僵菌、炭疽菌等真菌的P-ATPase氨基酸相似性分别为77%、78%、83%和79%;基因表达结果显示该基因在菌丝阶段的表达量明显高于孢子阶段和侵染阶段,且在孢子侵染水稻过程中随侵染时间延长表达量逐渐升高,72 h时达到高峰,随后降低,说明MoCTA3可能参与了稻瘟菌的侵染过程,在稻瘟菌的致病性方面具有重要作用。     

广东省稻瘟菌生理小种变化研究

鉴别了1987～2003年广东省稻瘟菌(Magnaporthe grisea)标样3 865份,分离出有效单孢菌株2 621个,共鉴定出8群65个生理小种.结果表明,全省不同地区、不同年份间稻瘟菌生理小种的类型及其组成存在较大的变动.其中ZC群为优势菌群,出现频率平均达45.71%,ZB和ZG为次优势菌群,平均出现频率分别为20.87%和19.11%.ZC13一直是优势小种,出现频率达23.47%,其次ZG1、ZC15、ZF1和ZB13小种出现的频率也较高,分别为18.11%、12.18%、8.91%和7.37%.     

福建稻瘟菌群体遗传多样性RAPD分析

以 OPG、 OPH、 OPK等 3个系列 6 0个引物对福建稻瘟菌进行了 DNA随机扩增多态性 (RAPD)分析 .6 0个引物中有 2 1个扩增出多态性条带 ,表明福建省稻瘟菌群体有丰富的 RAPD多态性 ,可为该菌的遗传分析提供大量的遗传标记 .对 RAPD条带多样性分析发现龙岩江山病圃稻瘟菌群体遗传多样性较简单 ,有明显优势种群 ,可能影响其抗瘟评定的代表性 ,说明多点进行品种抗性鉴定是必要的     

四川省稻瘟病菌对稻瘟灵的抗药性研究

采用生长速率法测定了2004-2007年分离自四川省16个地区（市、州）41个县（市）的208个有效稻瘟病菌单孢对稻瘟灵的抗药性。结果表明：全省最不敏感菌株EC50值（20.7794μg/mL）是最敏感菌株EC50值（0.8135μg/mL）的24.54倍。确定了四川省水稻稻瘟病菌对稻瘟灵的敏感基线为6.9749μg/mL。全省没有出现对稻瘟灵产生高抗药性和中抗药性菌株,大部稻瘟病菌株都表现为低抗水平（≤3）,有的地区低抗菌株出现频率为0。因此,只要加强田间抗药性监测,稻瘟灵在四川水稻生产上仍可作为防治稻瘟病的有效药剂使用。     

稻瘟菌拮抗细菌的筛选与鉴定

从不同水稻根际土壤样品中分离纯化了486株细菌。采用平板测定法和微培养离体测定试验获得12株对稻瘟菌有不同程度抑制作用的拮抗细菌。结果表明:B4,B8,B18,B31,B34,B73和B74等菌株对稻瘟菌菌丝生长抑制率均在80%以上,其培养液100%抑制稻瘟菌孢子萌发;同时对水稻纹枯病菌、油菜菌核病菌、小麦赤霉病菌、草莓炭疽病菌和黄瓜枯萎病菌等多种病原真菌有较好抑制作用,经鉴定该组拮抗细菌为枯草芽孢杆菌。B1,B43和B44菌株对稻瘟菌菌丝生长和孢子萌发有较好抑制作用,对水稻纹枯病菌具有一定的抑制作用,经鉴定为短小芽孢杆菌。B48和B59为链霉菌,对稻瘟菌的抑菌带明显,但对稻瘟菌孢子萌发和附着胞的形成抑制作用不明显。     

贵州省稻瘟病菌对稻瘟灵的抗药性监测

为了明确贵州省稻瘟病菌对稻瘟灵的抗药性。利用菌丝生长速率法,测定贵州省9个不同地区171个水稻稻瘟病菌单孢菌株对稻瘟灵的抗药性。结果表明：稻瘟病菌各菌株对稻瘟灵的敏感性呈连续性分布,最小EC₅₀与最大EC₅₀分别为1.36 mg/L和13.06 mg/L;各地区平均EC₅₀值为4.79～6.62 mg/L;最低抗性水平为0.2,最高抗性水平为1.92,相差9.6倍,平均抗性水平为0.7～0.97。贵州省稻瘟病菌对稻瘟灵的抗药性仍然处于敏感或低抗水平,目前可继续将稻瘟灵作为防治水稻稻瘟病的主要药剂。     

反向遗传学及在稻瘟菌和镰孢菌功能基因研究中的应用

稻瘟菌是危害水稻生产的世界性病原菌,也是研究植物与病原菌互作系统的重要模式生物.镰孢菌是危害小麦等重要农作物的主要病原菌,且能产生真菌毒素而对农产品造成污染.随着稻瘟菌和镰孢菌全基因组测序成功,如何利用基因组序列来鉴定和分析基因功能成为当前主要挑战.反向遗传学方法为进一步研究稻瘟菌基因功能提供了重要基础.综述了基因敲除、插入突变、基因沉默以及定向诱导基因组局部突变等一些热点反向遗传学方法及其在稻瘟菌和镰孢菌功能基因组分析中的应用进展.     

福建稻瘟菌群体遗传多样性RAPD分析

以ＯＰＧ、ＯＰＨ、ＯＰＫ等３个系列６０个引物对福建稻瘟菌进行了ＤＮＡ随机扩增多态性（ＲＡＰＤ）分析,６０个引物中有２１１个扩增出多态性条带,表明福建省曙菌群体有丰富的ＲＡＰＤ多态性,可为该菌的遗传分析提供大量的遗传标记,对ＲＡＰＤ条带多样性分析发现龙岩江山病圃稻瘟菌群体遗传多样性较简单,有明显优势种群可能影响其抗瘟评定的代表性较说明多点进行品种抗性理必要的。     

稻瘟菌的胞外纤维素酶和果胶酶活性的研究

液体培养5种稻瘟菌生理小种.随着培养天数增加,ZC_3、ZD_1和ZG_1培养液中纤维素酶活性增高较快,而ZE_1和ZF_1增高较慢.培养液中纤维素酶活性增高快的,葡萄糖含量增加也快.培养8天的稻瘟菌培养液中各生理小种果胶酶活性高低顺序,果胶甲酯酶为:ZD_1>ZC_3>ZG_1>ZE_1>ZF_1;多聚半乳糖醛酸酶活性为:ZD_1>ZC_3>ZE_1>ZF_1>ZG_1.研究表明,胞外纤维素酶和果胶酶活性高的稻瘟菌生理小种,其致病性也强.     

稻瘟菌培养液活性物质诱导水稻抗稻瘟病的研究

将液体培养的稻瘟菌(Magnaporthe grisea)ZC13菌丝过滤后,经减压浓缩、乙醇沉淀、双蒸水悬浮、透析、离心,得到滤液活性物质(Cultural fluids filtrated substance,CFS).测定结果表明,CFS含糖量为41.88 mg/mL葡萄糖当量.CFS在体外对稻瘟菌的孢子萌发和菌丝生长均无抑制作用,但处理水稻后可以显著提高水稻对稻瘟病菌的抗病性,在亲和性品系中,诱导抗病效果最高可达49.56%,且浓度与活性间存在正相关趋势,在非亲和品系中,CFS处理引起HR反应.CFS处理后,水稻POD和PAL活力明显升高.     

稻瘟菌若干T-DNA插入突变体初步分析

为揭示稻瘟菌致病分子机制,创建了该菌T-DNA插入突变体库．部分突变体经表型分析,获得3个生长发育及致病性同时发生变异,5个生长发育正常但致病性变异及2个生长发育变异但致病性正常的突变体；以TAIL-PCR方法获得了这些突变体T-DNA插入位点及其边界序列,并用生物信息方法对被T-DNA标签的基因进行了分析,为进一步研究这些基因的功能提供了重要信息．     

我国稻瘟菌的遗传多样性及其地理分布

 用重复序列探针MGR586与限制性内切酶EcoRI组合，分析了我国1980～1994年12个省（市）108个不同稻区401个稻瘟病菌株（下简称菌株）的限制性片段长度多态性（RFLPs），依其MGR-DNA指纹（下简称指纹）的相似率，结合病菌的致病性测定，将表现为45个不同致病型的401个菌株区分为54个谱系，每个谱系的寄主范围有限，且与不同稻区稻瘟菌的群体结构差异明显。菌株的指纹分析和致病性测定结构表明，稻瘟菌有远距离传播的可能性，并在适宜的气候和人工接种条件下，草瘟菌和稻瘟菌可彼此互交。本研究通过分析不同稻区稻瘟菌谱系和毒性之间的关系，以期明确该菌的致病性变异及其演化过程，为改进种质资源的筛选方法和持抗育种的程序提供科学依据。     

全基因组预测稻瘟菌的分泌蛋白

【目的】分泌蛋白多为病原微生物与植物受体蛋白起作用的激发子和其它致病因子，深入研究分泌蛋白将有助于明确植物与病原微生物互作的分子机制。利用稻瘟菌基因组学研究成果，结合计算机技术和生物信息学的方法，分析其分泌蛋白组学，将有助于全面掌握其致病因子的结构与功能。【方法】利用SignalP对稻瘟菌基因库中所有ORF的N-端信号肽存在与否进行预测，再依次通过Protcomp、TMHMM、big-PI Predictor和TargetP预测程序进行验证，寻找出所有可编码信号肽的基因。【结果】对11 108个稻瘟菌的ORF进行分析，最终预测出共有1 235个ORF可编码分泌蛋白。【结论】经验证此预测方法之可靠性较高，这为深入研究分泌蛋白组学奠定了基础。     

稻瘟菌生长缓慢突变体的筛选及遗传分析

通过在西红柿燕麦片培养基(OTA)上培养稻瘟病菌的方法,筛选了P131小种的ATMT(agrobacterium-tume-faciens mediated transformation)转化子库中的1 500个转化子,获得10个突变体,其中生长缓慢型突变体8个.将生长缓慢突变体CD8504与野生型菌株S1528进行有性杂交,分离了单子囊孢子后代33个.分离检测结果表明,生长缓慢型突变体CD8504的突变表型与潮霉素抗性标记共分离,说明生长缓慢型突变体CD8504是由于外源质粒位点插入引起的.     

稻瘟菌T-DNA插入突变体的培养基筛选试验

采用3种培养基进行稻瘟菌[Magnaporthe grisea（Hebert）Barr,无性世代为Pyricularia oryzae（Cooke）Saccard。]菌落生长及产孢条件的分析。结果表明,在相同条件下,3种培养基中以PDA琼脂培养基最适宜于稻瘟菌突变体的生长,在产孢培养条件观察中也发现,PDA琼脂培养基中的突变体产孢效果最好。