萝卜根肿病抗感品种间侵染过程及生理生化差异分析

根肿病是十字花科作物的重要病害之一,严重影响十字花科作物（油菜、白菜和萝卜等）的产量和品质。为探究根肿病的抗病机理,为防治十字花科根肿病进行田间早期的诊断预报提供依据,以两个抗病性不同的萝卜品种为试验材料,观察了根肿菌侵染的差异,利用qPCR技术测定了不同时间点根内根肿菌含量,并采用紫外分光光度法测定了其接种根肿菌后根部防御酶活性和可溶性糖含量。结果表明：根肿菌在两个萝卜品种中均发生根毛（初级）侵染,但是仅能在感病萝卜根中完成侵染循环,抗病萝卜没有观察到皮层（次级）侵染。推测次级游动孢子不能分化成休眠孢子囊是抗病萝卜抗病的主要原因。在接种后第25~45 d,感病萝卜根内的菌含量显著增加,抗病萝卜则相反,提示此期间是根肿菌在感病萝卜体内快速繁殖的重要时期。同时,接菌后抗病萝卜根部SOD活性、POD活性和可溶性糖含量高于感病品种,而CAT活性低于感病萝卜,表明较高的SOD、POD活性和可溶性糖含量以及较低的CAT活性对于萝卜的根肿病抗性具有重要的作用。     

芸薹根肿菌生理小种鉴别方法研究进展

本文综述了芸薹根肿菌生理小种鉴别方法和国际通用的根肿病生理小种鉴别系统及鉴别寄主,详细介绍了“Williams”和“ECD”根肿病鉴别系统的优缺点及适用范围,分析了分子生物学鉴定根肿病生理小种的技术,以期为抗病品种选育和持续控制根肿病提供准确的抗病鉴定方法。     

芸薹根肿菌及油菜根肿病分子检测与早期诊断

近年来芸薹根肿菌引起的根肿病已成为我国油菜的主要病害,严重影响油菜及其它十字花科作物的产量及品质。为建立一套在土壤、植物组织和种子中精准检测根肿菌的高效分子方法,利用根肿菌ITS(internal transcribed spacer)序列,设计一对特异性引物(Pb ITS1),通过PCR反应优化体系进行根肿菌的分子检测及病害评估。结果表明,该引物及方法能够特异性检测根肿菌DNA,不受土传病原真菌、细菌、线虫及寄主植物内生菌的DNA干扰。灵敏性检测表明,模板DNA最低浓度达1pg·μL^-1,土壤带菌量最低为1×10^3个孢子/g土,种子带菌量最低1×10^5个孢子/g种子。此外,该体系能够用于检测油菜及其它十字花科寄主植物(如组织、种子)和土壤类型。同时,可用于田间油菜不同生长阶段油菜根部及周围土壤的根肿菌检测。本研究建立的检测体系操作简便、适用范围广、灵敏度高、特异性强,可检测样品种类丰富,可为油菜及其它十字花科根肿病的早期诊断、流行监测与预警、综合防控等提供科学依据。     

芸薹根肿菌SSR标记的开发及遗传多样性研究

芸薹根肿菌（Plasmodiophora brassicae）专性寄生于十字花科作物根部引起根肿病，且变异迅速。本研究利用Williams鉴别寄主系统鉴定出32株根肿菌，根据根肿菌基因组序列分析了根肿菌基因组中的简单重复序列（Simple sequence repeats，SSR）的分布特性，并结合SSR标记的开发研究了根肿菌遗传多样性。主要结果如下：从收集自8个省市31个地区的32株根肿菌中，鉴定出2、4、7和11号生理小种；根肿菌基因组存在3 164个SSR，即每7.6 kb存在1个SSR。核苷酸重复类型以2和3为主，分布频率分别为45.92％和53.04％。从62对SSR引物中，筛选出31个多态性标记，多态率50％，平均PIC值为0.407；聚类分析表明，同一地区的根肿菌大多聚类到一起，但同时存在变异。     

芸薹种UGMS标记及抗根肿病基因连锁标记的定位

为定位芸薹种抗根肿病基因的连锁标记,利用芸薹种单一基因微卫星(UGMS)标记及基因组SSR和抗根肿病(clubroot resistance,CR)基因的紧密连锁分子标记,构建了结球白菜59-1×芜菁(CR)WJ04遗传连锁图谱,对芜菁WJ04和结球白菜59-1进行根肿病抗性鉴定和连锁位点分析。结果表明:抗根肿病芜菁自交系WJ04对来自我国根肿病主要疫区的4个根肿菌生理小种2、4、7和10均具有显性抗性,而59-1则均表现为感病。UGMS标记在大白菜和芜菁亚种间的多态性比率为30.1%,低于基因组SSR的50.8%;图谱覆盖长度为1 116.2cM,包含分布在10条连锁群的59个UGMS、72个基因组SSR和4个分别与CR基因Crr1、Crr2、Crr3和CRb连锁的标记。     

依据土壤环境因子对油菜根肿病发生的风险评估

为了解土壤环境因子对根肿病发生的影响,2012年-2013年从我国油菜主产区采集土样12份,在实验室接种根肿菌(Plasmodiophora brassicae)后播种北京新三号(高感白菜品种)。实验结果发现:湖北随州和安徽巢湖土壤样品在根肿菌孢子接种量(按每克土壤中的孢子数量计算)为103接种时发病率达到76.7%;而湖北武昌和阳逻、青海西宁和互助、甘肃民乐等地土样在接种浓度为105时发病率仅为0~3.3%。说明湖北随州和安徽巢湖根肿病发生风险高,湖北阳逻和武昌、青海西宁和互助以及甘肃民乐根肿病发生风险小。土样灭菌后进行接种实验和对土样的理化性质和营养成分进行分析,初步明确在一些土壤中存在土壤生物因子抑制根肿病发生;使用SPSS软件进行路径分析发现,p H、速效钙、全磷、全钾和阳离子交换量(CEC)等因素对根肿病发病率具有抑制作用。     

大豆作为前作植物对油菜根肿病发生的影响

为了解前作大豆对后茬油菜根肿病的影响,采用大田轮作试验和实时荧光定量PCR检测法,研究大豆、白菜、油菜分别作为前作,调查后茬油菜根肿病的发生和土壤中休眠孢子含量,比较分析了不同前作的根系分泌物对休眠孢子萌发的影响,结果表明前作大豆,后茬油菜根肿病的发病率和病情指数分别为34.00%和19.26、土壤休眠孢子含量为1.45×106个/克土壤,显著低于前作为油菜、白菜和撂荒对照的相应量。大豆、油菜和白菜根系分泌物均可刺激根肿菌休眠孢子萌发。与根肿菌休眠孢子共培6 d后,大豆根系分泌物培养的休眠孢子萌发率为29.82%,显著高于白菜（15.52%）、油菜根系分泌物（14.83%）和营养液（6.48%）培养下的萌发率。据此推测,前作种植大豆,后茬油菜根肿病发生和危害减轻,原因应与大豆根系分泌物刺激根肿菌休眠孢子萌发,产生的游动孢子因缺少寄主植物而死亡,导致诱发病害的初侵染源（土壤中休眠孢子含量）减少有关。     

十字花科根肿病抗性种质资源初步筛选与鉴定

近年来根肿病爆发式蔓延，对十字花科作物生产造成了严重威胁，以油菜为例，据不完全统计至2022年底全国发病已超133万公顷。培育抗病品种是阻止根肿病快速蔓延最经济有效的方式，而目前使用的抗性位点只有PbBa8.1和CRb，面对不同地区复杂多样的根肿菌和随时产生的新的变异类型，需要不断更新抗性种质资源。本研究通过接菌鉴定筛选了14份抗根肿病大白菜，根据已有的抗性位点相关标记鉴定发现DG117、ZS105、SG01、SR06、JQ07五份大白菜中不含CRb位点，且抗性强于华双5R/华油杂5R；含有CRb位点的KL02对Pb XM（新民菌）的抗性表现强于现有材料409R，可能含有新的优异抗性位点。以上材料可作为新的根肿病抗性资源应用于甘蓝型油菜的抗根肿病新品种选育，为现有抗性资源做出补充。     

防治十字花科作物根肿病的油菜内生细菌分离与鉴定

为探寻对十字花科根肿病有生防作用的菌株,本文从油菜根内组织分离内生细菌,通过根肿菌孢子裂解、盆栽防病试验证明其功能,并经形态学、生理生化和16S RNA基因序列鉴定其分类地位。研究结果表明,从油菜品种KT1004和Y05-84-5-1根部分离出51株内生菌,其中YN201305和YN201310对十字花科根肿病菌有明显裂解和抑制作用。盆栽试验表明,应用浓度107 CFU/mL的菌液,在播种时和播种后间隔5d,浇灌1次,共浇灌4次。45d苗龄调查结果,二者对大白菜品种鸿源83的根肿病防治效果分别达65.12%和77.92%。经鉴定,YN201305为短小芽孢杆菌,YN201310为枯草芽孢杆菌。     

甘蓝型油菜MYB28转录因子对根肿菌和水杨酸的响应特征

MYB转录因子参与植物的生长发育和逆境胁迫过程,在植物防御相关信号反应中起着重要的调控作用。 为了明确MYB28在油菜与根肿菌互作中的作用,对感病甘蓝型油菜中双11中MYB28家族基因在根肿菌接种以及 水杨酸处理后的表达模式进行了分析。不同组织表达模式分析显示,相比于根和叶,BnaMYB28 在茎和种子中的表 达水平更高;BnaMYB28 基因在根肿菌和外源水杨酸处理下均有不同程度的表达响应,外源水杨酸处理下Bna⁃ MYB28-1 和BnaMYB28-3 上调表达,BnaMYB28-2 表达则受抑制。根肿菌侵染后,BnaMYB28-1 在整个侵染期表达 量均显著上调,但在加入水杨酸后表达被显著抑制;BnaMYB28-3 表达量在接菌后7 d和28 d显著上调,在关键皮层 侵染期（接菌后14 d）表达量与对照组相比没有变化,但在施加水杨酸处理后表达量显著上调。综上,外源水杨酸能 正向调控BnaMYB28-1 和BnaMYB28-3 表达,BnaMYB28-3 可能通过水杨酸信号路径参与油菜与根肿菌的互作。     

Clubroot resistance introgression in interspecific hybrids between Raphanus sativus and Brassica napus

Clubroot is a prevailing soil-borne disease affecting rapeseed production worldwide.However,few clubroot resistant rapeseed accessions were available for breeding.Identification and introgression of new clubroot resistant genes from closely related species by distant hybridization is an effective strategy.In the present study,9 radish(Raphanus sativus L.,2n=18,RR)lines resistant to Plasmodiophora brassicae pathotype 4 were used as donors to transfer clubroot resistance into a susceptible rapeseed(Brassica napus L.,2n=38,AACC)line by distant hybridization combined with embryo rescue.Nine intergeneric crosses were made but only 1(411×93039)produced F1 plants both from embryo rescue and natural seed-setting.Authenticity of triploid F1 hybrids(2n=28,ACR)were verified by flower color,cytological observation and molecular marker analysis,and 2 genuine F1 hybrids were identified.After chromosome doubling,these synthetic allohexaploid plants(2n=56,AACCRR)became partially fertile(pollen viability rate=35%)and were backcrossed with rapeseed parent to generate a BC1 population(2n=47,AACCR).Totally 178 BC1 plants were obtained,of which the majority(96.1%)were resistant to clubroot.These backcrossing progenies could be used for the breeding of new rapeseed varieties resistant to clubroot.     

河南省甘蓝型油菜细胞质雄性不育杂种优势研究应用及展望

河南省对甘蓝型油菜细胞质雄性不育杂交种产量及有关性状、抗逆性和品质性状等杂种优势及其遗传特性、生理生化基础等进行了研究。采用细胞质雄性不育系统育成了40多个强优势双低油菜杂交种,其产量、品质和抗逆性等方面均有显著提高,已在生产上广泛应用。河南省在2003-2016年平均单产为2288.6kg/hm2,比1978 -2000年的平均单产提高50%,比全国同期平均单产高23.58%。今后河南省在甘蓝型油菜细胞质雄性不育杂种优势研究与利用方面,重点是选育和推广高含油量、抗倒伏、抗裂角适应机械化生产的强优势杂交油菜品种,同时加强抗根肿病的防控和抗病品种选育,充分挖掘油菜在菜用、肥用、饲用、蜜用和观赏等多功能利用潜力。     

芸薹根肿菌侵染早期甘蓝型油菜转录组分析

根肿病是油菜最为严重的病害之一。为探索根肿病菌和油菜互作中的抗性分子机制,采用RNA-seq技术对根肿病早期侵染中抗病品系ZHE-226(R)和感病油菜10159(S)进行转录组分析。与感病材料S相比,在0、12、48和72h 4个接种时间点,抗性材料R中共有809个基因上调表达,1082个基因下调表达。模式识别受体、几丁质酶、R基因、WRKY、水杨酸和茉莉酸等抗性相关(PRR)基因在抗病材料R和感病材料S中诱导表达并表现出不同的表达模式。抗病材料R中PRR相关基因主要表现为下调表达,R基因上调表达,水杨酸表现为前期下调后期上调表达,茉莉酸、几丁质酶和WRKY因子在R和S中均诱导表达。结果表明PRR介导的PTI(病原相关分子模式触发的免疫反应)在感病材料S中显著诱导,在抗病材料R中作用不明显;R基因介导的ETI(效应蛋白触发的免疫反应)和水杨酸介导的抗病信号途径对根肿病抗性起重要作用。     

甘蓝型油菜杂交种圣光168父本根肿病抗性的遗传改良与应用

为培育优良的抗根肿病油菜品种,以华双 5R和华油杂 62R(分别携带抗根肿病位点 Pb Ba8.1和 CRb)为供体亲本,以圣光 168 的父本 Y522R 为轮回亲本,通过回交与分子辅助育种相结合,将 Pb Ba8.1 和 CRb 导入到 Y522R中,选育出遗传背景回复率均达 90% 以上,且分别携带 Pb Ba8.1、CRb 和 Pb Ba8.1+CRb 抗病位点的近等基因系Y522R^{Pb Ba8.1}、Y522R^CRb、Y522R^{Pb Ba8.1+CRb},并在此基础上与圣光 168 母本 RG430A 配制了具有根肿病抗性的改良杂交种圣光 168CR^{Pb Ba8.1}、圣光 168CR^CRb和圣光 168CR^{Pb Ba8.1+CRb}。利用我国根肿菌 4号优势生理小种,对改良株系及杂交种进行苗期根肿病抗性鉴定,结果表明：Y522R^{Pb Ba8.1+CRb}和 Y522R^CRb改良株系及其改良杂交种圣光 168CR...     

江汉平原油菜根肿病流行规律及栽培应对措施

 以枝江市问安镇龚桥村为例,采用普查和抽查方法,研究2008-2017十年间江汉平原油菜根肿病流行规律,分析土壤条件、栽培措施等因素对其爆发的影响。在前期研究基础上,采用随机区组设计方法开展无病苗分期播种移栽、苗床消毒、根际施肥用药等田间试验,优化防治技术。调查结果表明,江汉平原油菜根肿病扩散蔓延速度快,3～5年内连片发作,危害严重;机械作业是该病远距离传播扩散的主要原因,土壤酸化是其流行爆发的基础。田间试验结果表明,培育无病苗后移栽到病田避病效果明显,菜籽产量损失小,9 月中下旬育苗,10月中下旬移栽,重病田块能获得2 500 kg / hm2左右的正常产量;根际施用氰氨化钙和氰霜唑显著降低根肿病病情指数,防效分别为50%、90%,两者同时施用防效达100%;苗床氰氨化钙焖棚、火土灭菌、氟啶胺、氰霜唑淋土防治效果分别为100%、96%、76%、62%。基于江汉平原地区水稻土对根肿病极度敏感,在农业机械化生产的背景下,提出油菜根肿病防控应以预防为主。为了减少防治成本,提高防治效果,建议可将氰氨化钙等碱性钙肥丸粒化,作为种肥和底肥集中施用于根际周围;在此基础上无病和轻病田用氰霜唑种子包衣后直播,重病田块用氟啶胺进行苗床消毒,培育无病苗后移栽。     

15%氟啶胺包衣悬浮剂防治油菜根肿病研究

为防治油菜重要病害根肿病,研制15%氟啶胺包衣悬浮剂,以甘蓝型油菜品种中双9号为材料的试验结果表明:按包衣比[包衣剂质量(g)∶种子质量(g)]≥1∶50包衣油菜种子,15%氟啶胺包衣剂对种子发芽率、成苗率及油菜苗高、根长和鲜重没有显著影响。用包衣比1∶200、1∶100、1∶50和1∶25包衣的种子,盆栽试验中根肿病的防治效果为43.7%、46.4%、83.5%和92.5%;田间小区试验防治效果分别为22.2%、53.6%、44.5%和54.5%。初步结果说明,可用15%氟啶胺的包衣悬浮剂按包衣比1∶100~1∶50处理种子防治油菜根肿病。     

油菜湿害及耐湿性机理研究进展

湿害威胁中国的油菜生产。本文阐述了前人关于湿害对植物生长的危害机理,概括了湿害对油菜生长的影响、油菜耐湿性的遗传多样性、油菜耐湿性形成的生理生化和遗传机理的研究进展,指出今后应重点建立油菜耐湿分子育种技术,深入研究耐湿基因网络,发现和克隆耐湿相关基因,为提高油菜的耐湿性奠定基础。