小檗公式在小麦条锈菌侵染过程中的表达特征

 小檗是小麦条锈菌的转主寄主,自然条件下在小檗上进行有性生殖不仅是条锈菌毒性变异的重要途径,也为病害的流行提供了初侵染源。目前条锈菌与小麦互作已经有较为细致深入的研究,而条锈菌与小檗分子互作的研究未见报道。NPR1是植物调控防卫反应的一个关键基因,本研究克隆得到小檗NPR1基因(BhNPR1),并对BhNPR1及其下游病程相关基因的表达模式进行了分析。与小麦NPR1基因受条锈菌夏孢子侵染诱导不同,BhNPR1的表达水平在条锈菌担孢子侵染小檗过程中保持稳定。另外,条锈菌侵染小檗过程中NPR1下游的病程相关基因BhPR5和BvPDF1.2a的表达量变化也不明显,而BhPR1和BhPR2则显著上调表达。这些结果表明BhNPR1及多个病程相关基因不参与对条锈菌的防卫反应,这可能是导致小檗先天免疫缺陷而成为多种锈菌共同的转主寄主。     

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。     

两种唐松草鉴定为小麦叶锈菌的转主寄主

 引起小麦叶锈病的小麦叶锈菌(Puccinia triticina)是转主寄生菌,其转主寄主主要为唐松草属(Thalictrum)种类,也包括扁果草属(Isopyrum), 牛舌草属(Anchusa), 铁线莲属(Clematis)和蓝蓟属(Echium)的个别种类。然而,迄今,中国仅有亚欧唐松草和瓣蕊唐松草被报道为小麦叶锈菌转主寄主。本文对采集于陕西的东亚唐松草(T. minus var. hypoleucum)、甘肃的贝加尔唐松草(T. baicalense),通过人工接种小麦叶锈菌确定它们是否能够作为小麦叶锈菌的转主寄主。同时,本文作者收集自然条件下贝加尔唐松草组织上受侵染产生的锈子器样品,通过其ITS区序列分析以确定小麦叶锈菌的有性循环是否在田间条件下发生。结果表明,小麦叶锈菌的担孢子均可侵染东亚唐松草和贝加尔唐松草,完成其性子器和锈子器阶段,产生的锈孢子可侵染感病小麦产生夏孢子堆,从而证实东亚唐松草和贝加尔唐松草均可作为小麦叶锈菌的转主寄主。来自贝加尔唐松草22个锈子器样品的ITS区序列比对,表明其与NCBI网上提交的小麦叶锈菌享有95%~96%的序列同源性。由此推测,自然条件下,中国小麦叶锈菌可能侵染感病唐松草完成有性循环。     

外源茉莉酸甲酯诱导小麦抗条锈病的研究

 本文探讨了不同浓度茉莉酸甲酯(MeJA)对小麦抗病性的诱导作用,同时电镜观察了不同浓度MeJA对小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp. tritici)与寄主细胞超微结构的影响。结果表明,2.00 mmol·L^-1 MeJA对小麦条锈病的诱导抗性效果最好,可达到35.87%,而0.50 mmol·L^-1 MeJA在小麦条锈菌夏孢子开始萌发4 h时呈显著抑制作用。经外源MeJA处理后,条锈菌的胞间菌丝、吸器母细胞和吸器的发育明显受到抑制,其中侵染位点的叶肉细胞呈抗性症状。因此,MeJA可使小麦幼苗产生诱导抗性从而提高其抗病性。     

小麦链格孢叶枯病的病原学研究

 自70年代以来,在黄河中游麦区发生了一种病原菌未知的小麦叶枯病,1993年至1996年依据柯赫氏证病律进行了病原学研究。结果由陕西、甘肃和河南等省采集的田间病叶标样,发现了11个小麦链格孢(Alternaria triticina Prasada and Prabhu)分离菌株。在PCA平板上培养,该菌的初生分生孢子梗着生由(1~)2~5个孢子构成的短链,分生孢子褐黄色,宽卵球形、椭圆形,具3~8个横隔,0~5个纵隔或斜隔,分隔处缢缩,孢子体20~50 μm×10~15 μm,假喙柱形或膝状,5~47.5 μm×4~5μm。接种小麦叶片上出现长卵形、椭圆形褐色斑点,进而扩展成长条形和不规则形病斑,周边有亮黄色晕圈。严重发病常导致叶枯,叶片大部死亡。     

小麦链格孢叶枯病的病原学研究

 自70年代以来,在黄河中游麦区发生了一种病原菌未知的小麦叶枯病,1993年至1996年依据柯赫氏证病律进行了病原学研究。结果由陕西、甘肃和河南等省采集的田间病叶标样,发现了11个小麦链格孢(Alternaria triticina Prasada and Prabhu)分离菌株。在PCA平板上培养,该菌的初生分生孢子梗着生由(1~)2~5个孢子构成的短链,分生孢子褐黄色,宽卵球形、椭圆形,具3~8个横隔,0~5个纵隔或斜隔,分隔处缢缩,孢子体20~50 μm×10~15 μm,假喙柱形或膝状,5~47.5 μm×4~5μm。接种小麦叶片上出现长卵形、椭圆形褐色斑点,进而扩展成长条形和不规则形病斑,周边有亮黄色晕圈。严重发病常导致叶枯,叶片大部死亡。     

小麦条锈菌cDNA文库构建和表达序列标签(ESTs)分析

 小麦条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici)是全世界范围内小麦生产上的重要病原真菌, 但是对小麦条锈菌的基因组和基因功能却了解甚少。为了促进小麦条锈菌基因组学的发展和大规模基因发现, 我们以噬菌体λTrip1Ex2为载体, 采用SMART技术构建了小麦条锈菌萌发夏孢子的cDNA文库。原始文库的滴度为1.1×10⁶pfu/mL, 平均插入片段长度为750 bp。从文库中随机挑取279个cDNA克隆测序, 分析发现这些ESTs的平均GC含量为45.08%。通过聚类分析, 279个ESTs拼接成31个contigs和80 singletons。BLASTx分析表明, 47%的ESTs与GenBank中报道的功能已知或未知蛋白具有相似性。tBLASTx分析表明12个uniseqs与EST数据库中的序列具有相似性, 其中9个是来自担子菌的cDNA文库。几个EST与已知的真菌致病相关基因具有高度相似性。RT-PCR分析了几个基因在小麦条锈菌侵染过程中的表达水平。这些结果为小麦条锈菌夏孢子萌发以及侵染寄主过程中的基因表达研究奠定了很好的分子生物学基础。     

小麦赤霉病发病程度与DON含量的关系

 采用田间判断小麦赤霉病的发病级别或者检测刚收获小麦的病粒率,分析小麦赤霉病田间发病级别与其麦粒脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)含量之间以及病粒率与麦粒DON含量之间的关系,结果表明它们之间都有极显著的相关性。小麦田间发病级别为2级以上时,麦粒的DON含量> 1000μg/kg,4级以上时,麦粒的DO N含量> 2000μ g/kg;在病粒率< 25%时,DO N含量< 1200μg/kg,病粒率在25%~40%时,DON含量为1200~2200μg/kg,病粒率> 40%时,DO N含量> 2200μg/kg。#br#本研究采用卫生部食品卫生监督检验所建立的薄层色谱分析法测定样品中的DON含量,DON平均回收率为91.2%。     

禾谷镰孢菌对多菌灵的敏感性基线及抗药性菌株生物学性质研究

 引起小麦赤霉病的禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)在华东地区对多菌灵已出现了高水平抗药性。本文报道了F.graminearum对多菌灵的敏感性基线及其抗药性菌株生物学特性。离体条件下多菌灵对100个野生敏感型菌株的平均EC₅₀和MIC值分别为0.5748±0.0133 μg/ml和 < 1.4μg/ml。而对50个抗药性菌株的平均EC₅₀和MIC值则分别为9.2375μg/ml和 > 100 μg/ml。在麦穗上多菌灵对50个敏感菌株和抗药性菌株防效的平均EC₅₀分别为282.6 μg/ml和 > 2 000μg/ml。从田间获得的抗多菌灵菌株对苯菌灵、噻菌灵、甲基托布津表现交互抗药性,但不同于室内突变菌株,对乙霉威不表现负交互抗药性。抗药性菌株的无性和有性繁殖后代以及在无药培养基上菌丝体转代培养后,抗药水平保持不变。抗药性菌株的菌丝生长速率、产孢能力及致病力等与敏感菌株相比没有差异。     

中国小麦条锈菌4个主要流行小种的寄生适合度

 以12个全国大面积种植的小麦生产品种和1个高感品种为试材,利用抗性组分法研究了中国小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici,Pst)4个主要流行小种条中32号、条中31号、水源11-14和水源11-4的寄生适合度。因子分析结果表明,病害量是度量条锈菌生理小种寄生适合度最重要的参数,其次是夏孢子生活力、产孢能力、产孢面积、产孢期,由此提出寄生适合度=(产孢量×侵染概率×夏孢子堆密度×夏孢子萌发率)/潜育期。研究还发现,条中32号的寄生适合度最高,致病性最强,与目前该小种为优势小种的事实相符;水源11-14的寄生适合度较高,有较大的发展潜力,在抗病育种中应予以高度重视。     

源自陕、甘野生小檗的小麦条锈菌有性生殖后代的毒性分析

 小麦条锈病是我国最具毁灭性的小麦病害之一,其流行常常造成小麦严重减产。种植抗病品种是防治该病害最经济、有效和环保的措施。但是,由于新毒性菌系的出现,抗病品种在种植短短数年内便“丧失”其抗病性。研究证实病原菌毒性变异产生新菌系是导致小麦品种抗病性“丧失”的根本原因。近年来,随着小麦条锈菌转主寄主小檗的确定,发现自然条件下我国小麦条锈菌在野生小檗上可以完成有性生殖。本研究通过对2015年自然发病小檗小麦条锈菌的分离及其单夏孢子堆纯化,利用中国鉴别寄主进行了毒性测定分析。从陕西、甘肃两省的3种感病小檗共分离获得小麦条锈菌菌系8个,其中有1个菌系与已知小种Su11-126的毒性完全匹配,其余7个为新菌系;93个单夏孢子堆群体可分为47个不同的致病类型,包括14个已知小种类型,33个新小种类型;有56个菌系与已知小种的毒性完全匹配,37个为新小种。本研究再次获得了条锈菌自然条件下存在有性生殖并因此导致新菌系产生的证据,证实了野生小檗在我国小麦条锈菌的生活史和病害循环中具有作用。     

小麦条绣病研究Ⅰ.小麦条锈菌的专化性研究

 禾谷类作物锈菌的专化性研究,首先在小麦秆锈病方面积累了丰富的资料;其次在小麦叶锈病、条锈病和燕麦冠锈病方面,也获得了不少的成就。     

陕西省115个小麦品种(系)抗条锈病基因的分子检测

 为掌握陕西省主栽与后备小麦品种对我国条锈菌的抗性水平,明确其抗锈基因分布,本研究选用条锈菌流行小种CYR32和新毒性小种V26对115份陕西省主栽和后备小麦品种(系)进行苗期抗病性鉴定,并分别利用抗条锈病基因Yr5、Yr9(1B/1R)、Yr10、Yr18和Yr26的紧密连锁分子标记对这115份材料进行了分子检测。结果表明,供试小麦品种(系)中,抗CYR32的有61份,占53.04%;抗V26的有84份,占73.04%;对2个小种均抗病的有50份,占43.48%。分子检测发现115份材料均不含有Yr10;可能携带Yr9基因的有41份,占35.65%;可能含有Yr5、Yr18和Yr26的材料分别为3份、3份和2份,占2.61%、2.61%和1.74%。因此,当前陕西省主栽与后备小麦品种(系)对CYR32和V26的抗性整体水平还有待进一步提高,Yr9分布频率较高,而Yr5、Yr10、Yr18和Yr26分布频率较低,建议在以后小麦育种中减少Yr9的使用,加强利用Yr5和Yr18与其他有效基因聚合培育持久抗条锈病品种。     

小麦持久抗条锈性品种N.strampelli苗期抗性遗传分析

 小麦条锈病是世界范围内小麦上发生最为普遍的重要病害之一,种植抗病品种是防治该病的首选。N.strampelli是1974年我国从意大利引进的,在甘肃省陇南小麦条锈病常发易变区大面积种植30余年仍然保持良好抗病性,是一个典型的持久抗条锈性品种。为了测定其遗传特性,利用小麦条锈菌生理小种CY29、CY30和菌系Su-14在温室对N.strampelli与铭贤169及其杂交F₁、F₂和BC₁代接种进行遗传分析。结果表明:N.strampelli对CY29的抗病性由2对隐性基因独立或重叠作用控制,不受胞质效应的影响,属核遗传;对CY30的抗病性由1对显性基因和1对隐性基因互补控制,属核遗传;对Su-14菌系的抗病性由2对隐性基因累加作用控制,属核遗传。研究结果表明,N.strampelli应做为抗源用于小麦的抗病育种中。     

小麦抗源武汉2号和品冬34的抗条锈性遗传分析

为明确小麦品种武汉2号和品冬34对小麦条锈菌流行小种的抗病性及抗病遗传规律,用小麦条锈菌生理小种CYR29、CYR31、CYR32、CYR33以及致病类型Su11-4、Su11-5、Su11-11、PST-Ch42在苗期接种小麦品种武汉2号和品冬34进行抗病性鉴定,并用武汉2号和品冬34分别与感病亲本铭贤169进行杂交,对F₂群体和F_2：3家系在温室进行苗期遗传分析。结果表明：武汉2号对CYR29和CYR32表现感病,对其它小种和致病型均表现抗病,且对CYR31的抗性由1对隐性基因控制;品冬34对所测试的小种和致病类型均表现高抗,且对CYR32的抗性由1对显性基因控制。     

小麦品种绵麦37成株期抗条锈性的遗传分析

绵麦37是绵阳市农业科学研究所育成,含有CIMMYT材料血缘的小麦品种,2004年通过四川省品种审定后在生产上大面积推广应用,表现高抗条锈病且抗性稳定。为明确绵麦37抗条锈性遗传基础,本试验选用5个抗病品种（系）和3个感病品种（系）,分别与绵麦37组配成抗×抗、抗×感组合进行遗传分析。结果表明,绵麦37成株期对条中32号小种的抗性主要受1对显性基因的控制,同时受另2对隐性基因的影响。其抗源来自于CIMMYT材料96EW37（SW2148）,并且与川麦42、5563及MR168的抗源相似,其抗性基因不同于贵农系统。绵麦37作为综合性状优良的新品种,既可在生产上推广应用,也可作为抗源材料在育种上加以利用。     

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.     

小麦抗条锈品种遗传多样性的SSR分析

［目的］ 利用SSR标记分析我国几大小麦产区主栽品种中抗锈品种的遗传多样性,为小麦抗条锈育种亲本材料的选择提供参考。［方法］ 以当前条锈菌优势小种接种成株期小麦,从几大小麦产区主栽品种中筛选出抗条锈品种。然后利用SSR标记对筛选出的抗锈品种的遗传多样性进行分析。［结果］ 27对SSR引物在上述抗锈品种中共检测到104个等位变异,平均为3.85个;引物的多态信息含量（PIC）在0.210~0.712之间,平均为0.455;抗锈品种间遗传相似系数平均为0.723,表明筛选出的抗锈品种遗传多样性较低,亲缘较近。［结论］ 聚类分析的结果将抗锈品种分为了4个类群,类群的分布与亲缘的远近和品种的地域有一定的相关性。     

小麦的种和品种对白粉病抗性的初步研究

 在对白粉病具不同抗性的11个小麦的种和品种上进行的按种试验表明,在接种后8小时内,分生孢子达到最高萌发率(约为60%),并形成附着孢。在抗病的和感病的小麦叶片上,分生孢子的萌发率和萌发速度没有差异。接种后12小时,在感病的材料上,发现真菌侵入寄主,但在抗病的材料上,发现最早侵入时间,至少要比在感病材料上约晚4小时。接种后36小时,在高感的材料上,萌发的分生孢子有83%已侵入寄主,其中约有70~80%已形成吸胞。在感病、抗病和高抗材料上的侵入率,分别为70,45,27%。形成或开始形成吸胞的分别为55~61,14~27,4~8%。在抗病材料的表皮细胞内,真菌形成的吸胞较小,并有点畸形。在抗病材料的叶面上,真菌的菌丛稀薄,产孢也很少。     

我国小麦条锈菌生理专化研究

根据大量的鉴定结果,进一步证明德国的小麦条锈菌鉴别寄主,除个别品种外,不能反映我国条锈菌交异的实际情况;为此,选出了比较适合我国情况的一套鉴别寄主,它们是:Trigo Eureka F.G.S.、Fulhard、Strubes Dickkopf、保加利亚春麦 Lutescens128、碧蚂1号、西北丰收、西北54号、玉皮、甘肃96号。应用所选出的鉴别寄主、四年来共分析了325个标样,它们可划分为10个不同的生理小种,定名为条中1号到10号。条中1号的出现频率最高、分布最广,它能侵染碧蚂1号、西北54号、西北丰收、农大183、石家407等品种及含有3037血统的许多品系。近年来碧蚂1号抗锈性退化即系由于该小种的猖獗。条中8号出现频率仅次于1号,它的特点是对玉皮、甘肃96号有很强致病力。条中2号出现频率虽很低,但它能侵染重要推广品种西农6028。条中3号对碧蚂1号、石家庄407、玉皮、西农6028都没有致病力,这一小种1957年出现频率很高(37.3%),但以后几年未再鉴定到;作者等推测它可能是条中1号取得优势以前的一个主要小种。已经获得的研究结果表明现阶段我国小麦抗条锈病育种工作应以条中1号、2号和8号三个小种作为主要对象。