小麦-条锈菌互作过程中TaRLK3D.2功能初步研究

小麦条锈病是由小麦条锈菌引起的气传性真菌病害,在全球小麦种植区广泛发生,严重威胁小麦的安全生产。充分利用寄主抗病性是防治条锈病最经济的方法。富含亮氨酸重复类受体蛋白激酶(leucine-rich repeat receptor-like protein kinase, LRR-RLK)作为RLK家族最大分支的模式识别受体,在防御病菌入侵方面发挥重要作用。本研究系统鉴定了小麦LRR-RLKs家族成员,从小麦与条锈菌互作的转录组数据库中筛选出了43个显著差异表达的LRR-RLKs,最后选取了在亲和与非亲和互作过程中都显著上调表达的TaRLK3D.2为对象,利用实时定量PCR、亚细胞定位及大麦条纹花叶病毒介导的基因沉默初步研究了该基因在小麦与条锈菌互作过程中的功能。结果表明TaRLK3D.2定位于植物细胞膜,瞬时沉默TaRLK3.2后,条锈菌侵染严重度显著下降,生长发育变慢。作为典型的LRR-RLKs家族成员,TaRLK3D.2在小麦条锈菌侵染过程中可能行使感病功能。本研究初步明确了该基因的功能,以该基因为靶标通过基因编辑或诱变获取稳定的功能缺失突变体可创制持久抗条锈病材料,为生产服务。     

蛋白激酶TaPiPK1在小麦抗条锈病反应中的功能分析

由条形柄锈菌小麦专化型Puccinia striiformis f. sp.tritici(Pst)引起的条锈病,长期严重威胁小麦安全生产。Pst通过毒性变异产生新毒性小种或致病类型,能克服生产上已应用的抗病基因,导致抗病品种感病。因此,挖掘抗条锈病基因资源对小麦抗病遗传改良和加快抗病新品种培育具有重要意义。蛋白激酶在应答病原菌侵染,传递植物免疫信号中发挥重要作用。本研究通过小麦转录组数据分析,筛选到参与应答Pst、小麦白粉菌Blumeria graminis f. sp.tritici和赤霉病菌Fusarium graminearum侵染的蛋白激酶基因TaPiPK1。该蛋白激酶基因编码551个氨基酸,C末端含有一个STK激酶结构域。利用RT-qPCR检测发现,TaPiPK1在小麦与条锈菌非亲和互作的前期上调表达;TaPiPK1主要定位于细胞质与细胞膜。利用大麦条纹花叶病毒介导的基因沉默技术(BSMV-VIGS)瞬时沉默TaPiPK1,显著降低小麦‘水源11’对条锈菌非亲和小种CYR23的抗性,表明TaPiPK1参与小麦抗条锈病反应并发挥重要作用。因此,TaPiPK1有可能作为潜在的基...     

小麦条锈菌群体温度敏感性测定

小麦条锈病由小麦条锈菌(Puccinia striiformi Westend.)引起,该病害发生范围广、流行频率高、危害损失重.小麦条锈菌侵染与繁殖均需要较低温度,过去研究表明,条锈菌在夏季最热旬均温23℃以下地区才能越夏[1].近年调查研究发现,小麦条锈菌的越夏海拔下限明显降低,病菌在夏季最热旬的旬均温超过23℃的地区也能越夏.研究不同地区和不同年代小麦条锈菌群体对温度的敏感性,有助于了解温度对条锈菌群体进化的影响,明确在小麦条锈菌群体中是否产生了耐高温菌株,为小麦条锈病菌源区勘界、病害流行测报等提供科学依据.本文报道了对小麦条锈菌群体温度敏感性的初步研究结果. 1 材料与方法 1.1试验材料 1.1.1供试菌株采自全国不同流行区、不同年代的小麦条锈菌标样,经分离纯化后获得126个条锈菌菌株.     

PstVosA1转录因子基因在调控小麦条锈菌耐高温反应中的生物学功能分析

 小麦条锈病是典型的冷凉生态区气传真菌病害,病原菌在越夏易变区(即秋季菌源基地)的越夏情况决定了冬季繁殖区条锈菌的初侵染菌源。小麦条锈病的发生流行极易受到温湿度关键气象因子的影响。近年来的调查研究发现,我国小麦条锈菌越夏海拔下限逐年下降,且越夏区范围进一步扩大,说明条锈菌耐高温胁迫能力增强,给未来小麦条锈病流行规律研究及制定防治策略带来了全新挑战。真菌特有的Velvet转录因子家族中VosA基因参与了真菌生长发育和次生代谢的调控,但关于该转录因子在条锈菌耐高温性中的作用却知之甚少。实时荧光定量PCR分析发现,温度敏感菌系蓬9和耐高温菌系A4在侵染寄主过程中PstVosA1基因均受高温胁迫诱导表达,但耐高温菌系PstVosA1相对表达水平明显高于温度敏感菌系蓬9。利用寄主诱导的基因沉默技术(HIGS)沉默小麦条锈菌耐高温菌系A4中的PstVosA1基因能显著降低在高温(21℃)接种条件下的平均发病严重度、孢子堆密度和生物量。研究结果说明PstVosA1基因正调控小麦条锈菌耐高温胁迫反应过程,增加该基因的表达水平,有利于增强小麦条锈菌耐高温性。     

小麦凝集素类受体激酶TaLecRLK1的鉴定及抗锈病功能分析

凝集素类受体激酶(lectin receptor-like kinase, LecRLKs)是一类在植物应答多种生物/非生物胁迫中发挥重要作用的类受体激酶。本研究在小麦与条锈菌互作的转录组中筛选到1个在小麦与条锈菌非亲和互作中显著上调表达的LecRLKs基因TaLecRLK1。该基因全长2 292 bp,编码蛋白含有1个胞外信号肽、B-lectin结构域、PAN＿AP结构域、跨膜域和胞内酪氨酸激酶域。qRT-PCR分析表明：TaLecRLK1在小麦与条锈菌非亲和互作早期诱导表达,在烟草及小麦原生质体中瞬时表达,TaLecRLK1-GFP定位在细胞膜上。利用大麦条纹花叶病毒介导的基因沉默技术(BSMV-VIGS)沉默TaLecRLK1,接种无毒性条锈菌小种CYR23后,沉默叶片表面产生少量夏孢子堆,组织学观察发现沉默植株中条锈菌菌丝长度增长、侵染点附近活性氧积累面积减少;TaPR1、TaPR2、TaPR5的表达受到抑制,TaCAT和TaSOD则被迅速诱导表达。综上所述,TaLecRLK1对小麦抗条锈病起到正调控作用。     

黄淮麦区34个小麦主栽品种(系)抗条锈病基因推导

为明确黄淮麦区小麦主栽品种抗条锈病基因组成,选用来自国内外的15个条锈菌菌株和21个以Avocet*S为遗传背景的小麦抗条锈病近等基因系,对我国黄淮麦区34个小麦主栽品种(系)进行苗期抗条锈病基因推导,并结合系谱分析明确其抗条锈病基因携带情况。结果表明,Yr3、Yr4、Yr8、Yr9、Yr17、Yr26、Yr27、Yr30、YrA、YrSp、YrSk分别以单基因或基因组合的形式存在于19个小麦品种中,Yr9比例最高,占29.4%,‘泰农18’等9份品种仅含一个抗条锈病基因,‘山农483’等10份品种含多个已知或未知基因,其余品种含有未知基因。该结果将为黄淮麦区小麦品种的合理布局提供依据。     

甘肃陇南中梁系列冬小麦品种抗条锈病性分析及利用

种植抗病品种是防治小麦条锈最经济有效且有利于环境保护的措施。2016年-2018年,在甘肃陇南两个不同生态区甘谷和汪川试验点对8个中梁系列冬小麦品种‘中梁25号’～‘中梁32号’进行了成株期抗条锈性分析,并在温室进行了苗期抗条锈病性评价。成株期抗条锈性鉴定结果表明:‘中梁25号’～‘中梁28号’对接种及自然诱发的条锈菌单孢菌系及混合菌均表现感病;‘中梁29号’对条锈菌CYR32、CYR33、中4-1表现抗病,对条锈菌CYR34和G22-14表现中抗～中感;‘中梁30号’～‘中梁32号’对供试条锈菌单孢菌系及混合菌表现免疫到中抗。抗条锈病基因检测发现:‘中梁26号’和‘中梁27号’含有抗病基因Yr9,‘中梁29号’含有抗病基因Yr26,其余品种含有未知抗条锈病基因。同时对后CYR34时期供试品种在甘肃陇南的利用前景进行了讨论。     

中国小麦生产品种对条锈菌不同生理小种抗病性分析

小麦条锈病是严重威胁我国小麦安全生产的病害,抗病品种培育和利用是经济、安全、高效的防控策略.通过对来自全国不同麦区的115个小麦生产品种进行苗期和成株期抗条锈病分小种鉴定的结果显示,供试小麦品种对条锈菌流行小种的抗病性存在明显差异.其中,苗期对7个条锈菌生理小种均表现抗病的品种9个(占参试品种的7.8%),均表现感病的品种23个(占20.0%);对条锈菌生理小种CYR32、CYR33和V26均表现全生育期抗性的品种13个(占11.3%)、成株抗性品种5个(占4.3%)和慢锈性品种3个(占2.6%).表明当前我国小麦主产区品种整体抗条锈性水平仍较低,需大力加强小麦抗条锈病育种工作,并对不同麦区小麦品种合理布局问题进行了讨论.     

美国小麦种质资源IR35抗条锈性评价及遗传分析

2006-2011年对美国小麦种质资源材料‘IR35’进行了抗条锈病评价及遗传分析。结果发现,‘IR35’在苗期、成株期均表现中度抗病,苗期基因推导分析发现该品种含有未知抗条锈病基因;遗传分析表明‘IR35’对条锈菌条中32号的抗病性由1对显性基因控制,对条中33号的抗病性由1对隐性基因控制。‘IR35’可作为小麦抗条锈病资源材料进一步研究利用。     

水稻条纹病毒不同地区分离物的致病性研究

 利用36个粳稻品种对来自江苏、云南、河北、山东等地的22个水稻条纹病毒(RSV)分离物进行致病性测定,根据各分离物在36个品种上的平均发病率,将参试分离物划分为HV、SH、MV、SL和LV 5个致病类型,致病力强弱为HV > SH > MV > SL > LV,其中MV和SL型占77%,表明RSV对粳稻的致病力中等偏弱。各致病型在地区间和年度间呈随机分布状态,暗示自然条件下特定地区的RSV为混合致病群。根据致病性测定结果同时将36个粳稻品种划分为免疫、抗、中抗、中感、感和高感6个抗感类型,其中中感和感病类型占70%,无高感和免疫类型,显示粳稻对RSV比较敏感但有一定程度的耐受性。根据试验结果筛选出11个具有鉴别能力的水稻品种,可对RSV分离物进行致病型鉴定。研究发现部分抗病品种对一些分离物表现为中抗~中感类型,接种量加大时可转为感病类型,由此提示各地在应用抗病品种防治水稻条纹叶枯病时应根据当地RSV致病型的差异,针对性地选用抗病品种,当灰飞虱超量发生时需及时做好治虫控病工作,并随时监测当地RSV致病型的变化,警惕品种抗性丧失。     

用无性系变异获得抗条锈小麦新品系4-8研究

以永良4号春小麦幼胚为外植体进行组织培养,将获得的愈伤组织经过继代培养、分化培养后获得45株移栽成活的再生植株,通过田间条锈病诱发鉴定选择,获得了抗条锈病小麦种质资源材料4-8。研究结果表明,4-8在田间连续5个世代中均表现对当前流行的条锈菌混合菌系(条中31号、条中32号、水-4、水-5、水-7、水-14)免疫;人工接种鉴定中,在苗期对上述混合菌系表现免疫,成株期分小种和混合菌系鉴定中仍表现免疫,说明通过组织培养获得的小麦种质材料4-8具有稳定遗传的条锈病抗性变异,从而为利用体细胞无性系变异进行小麦抗条锈病新种质创制提供了可能。     

冀鲁豫部分小麦生产品种在甘肃陇南的抗条锈性表现

2007-2008年,在甘肃省农科院植保所甘谷试验站及天水市的不同海拔高度地区,对收集到的146份冀鲁豫生产品种进行了全生育期抗条锈性鉴定及成株期抗条锈性监测。结果发现,仅有绵麦39抗性表现稳定,对接种鉴定及自然诱发的条锈病均表现免疫,合选18、许6、矮抗58等3份材料的抗性表现也相对较好,抗性比例仅为2.74%,其余142份材料均表现感病。文中还对各品种利用前景、评价等进行了讨论。     

我国大麦条锈病菌的生理分化

 我国大麦条锈病主要由条形柄锈菌大麦专化型引起,病菌有明显的生理分化。对西藏大麦条锈菌鉴别寄主进行扩充改进,初步建立了一套在我国较为适用的大麦条锈菌鉴别寄主,由7个品种组成:喜马拉6号、矮秆齐、早熟3号、永1394、永802、科品2号、辉县红(小麦)。这套鉴别寄主可清楚地将大麦专化型和小麦专化型区分开;并将采自西藏、青海、甘肃、陕西和河南5省区的40个大麦专化型菌系区分为4个毒性类型。以毒性中等的大麦型1号和毒性较弱的大麦型2号分布较广,大麦型3号和大麦型4号则只见于西藏的标样中。     

汉中地区小麦条锈病发生动态研究

１９８１～１９９６年作者对汉中地区小麦条锈病发生动态进行了调查研究。结果表明，该地区在品种感病情况下，条锈病发生流行频繁，危害严重。秋苗发病重或较重，并经过冬季及早春不断侵染繁殖，积累了大量菌源，是导致春季小麦条锈病流行或大流行的重要因素。秋苗发病轻重与１１月份降水量多少有密切关系，为高度正相关（Ｒ＝０．８６６２＊＊）。本文还讨论了综合防治问题     

甘肃陇东1975～1994年小麦条锈病流行因素初析

本文着重以品种与条锈菌的适应度为背景，从越夏、越冬、春季流行等环节对甘肃陇东１９７５～１９９４年小麦条锈病流行因素作了初步分析，并提出有关指标。     

粉锈宁药效与小麦品种对条锈菌感病性关系的研究

在田间小区试验条件下,粉锈宁喷雾防治小麦条锈病,每666.6m~28克用药量对各类型感病小麦品种的效应是有显著差异的,对慢锈品种和前期中感,但抽穗后有抗性的品种均可控制为害,而对极感品种则未能控制产量损失;等比系列用药量对各类型感病品种的效应也是有明显差异的,在 ED_(50)和 ED_(95)(克/666.6m~2)平均值上,极感品种为9.38和74.85,高感品种为4.53和25.43,中感品种为3.62和20.96,慢锈品种为1.82和15.30。根据这一结果,模拟出各类型感病品种大田防治的每666.6m~2适宜用药量,高感品种9—12克,中感品种7—9克,慢锈品种4—6克,并经实践证明,这一剂量标准是可行的。拌种对压低各类型感病品种的成株期病情也有明显差异,造成这种差异的主要原因是各类型品种流行速度不同。     

感染花生条纹病毒(PStV)后花生生理生化性状变化的研究

 研究表明,花生接种条纹病毒发病后叶片的光合强度、叶绿素含量及超氧化物歧化酶(SOD)活性明显下降,而过氧化物酶(POD)活性却显著提高。高感花生品种白沙1016上述指标的变化幅度较大,发病植株叶片中POD同功酶出现了4条健株中没有的新带,迁移率分别为0.67、0.73、0.80和0.89,而原有的迁移率为0.38的1条谱带变弱消失,发病后SOD同功酶谱带数没有显著变化。     

常用杀菌剂防治山药斑纹病药效试验

山药斑纹病是危害山药生长的主要病害之一,造成山药叶片和蔓枯死,对山药生长及其产量造成了很大影响。试验通过采用多种常用杀菌剂对山药斑纹病进行防治试验,结果表明,百菌清75%可湿性粉剂、代森锰锌80%可湿性粉剂、福美双50%可湿性粉剂对山药斑纹病的防治效果最好,可在生产中推广使用。