小麦白粉菌ADP/ATP载体蛋白基因的克隆及表达特征分析

 小麦白粉病是小麦上的一种重要病害。研究小麦白粉菌致病相关基因及其在致病过程中的作用,对于丰富小麦白粉菌致病的分子机制和筛选防治新靶标具有重要意义。前期转录组测序结果提示一个小麦白粉菌ADP/ATP载体蛋白（ADP/ATP carrier protein,AACP）在小麦与白粉菌互作时上调表达。本研究利用cDNA末端快速克隆技术（rapid\|amplification of cDNA ends,RACE）获得了长945 bp具有完整开放阅读框的小麦白粉菌ADP/ATP carrier基因序列,暂命名为BgtAACPx（GenBank登录号为MF197857）该基因编码314个氨基酸残基,利用相关软件进行生物信息分析,结果表明该蛋白为疏水性,含有6个跨膜区,亚细胞定位在线粒体上。与已有小麦白粉菌AACP蛋白的同源性为97%,是一个新的蛋白,同时构建了与其同源蛋白的遗传进化树。定量结果表明该基因在小麦白粉菌吸器期（48 h）、次生菌丝（72 h）至白粉菌刚产孢子又未形成孢子堆（120 h）这段时期高表达,提示该基因可能参与小麦白粉菌对小麦的致病过程。     

小麦条锈菌hsp70基因的克隆及热胁迫下的表达特征分析

为明确热激蛋白70在小麦条锈菌对高温适应性中的作用,采用RACE和PCR技术扩增得到小麦条锈菌hsp70的基因全长,并利用实时荧光定量PCR技术对热胁迫下不同温度敏感类型小麦条锈菌中hsp70的表达特征进行分析。克隆得到的小麦条锈菌hsp70基因组序列全长为2 817bp,包含7个内含子,cDNA序列全长为2 267bp,其中开放阅读框为1 917bp,编码639个氨基酸,分子量为66.7ku,等电点为5.15。编码蛋白含3个保守的HSP70氨基酸序列。qRT-PCR试验结果表明,28℃热激后,hsp70的转录水平随热激时间的延长而略有增加,2h达到最高值。不同温度敏感类型菌株在热激2h后hsp70的相对表达量具有显著差异。低敏感类型菌株hsp70平均表达量为未经处理对照的7.12倍,而高敏感类型菌株hsp70平均表达量仅为对照的1.63倍。     

小麦白粉菌群体的毒性基因研究

 1987-1989年间,自四川收集的85个小麦白粉菌株接种在11个已知抗白粉病单基因小麦品种及近等基因系上。试验结果表明:v1,v3b,v3c,v5毒性基因频率很高,达90%以上,次为v3a,v7,v8(88.2-65.9%),v2,v6分别为42.4%和37.6%,v4a,v4b频率最低(15%以下),毒性基因组合中,以v2+v6,v2+v4a,v2+v4b,V4b+v6,v4a+v8的出现极少,表示含有相对应抗性基因组合的品种是高度抗病的。供试的四川小麦白粉菌株,多数均具有7-8个已知毒性基因,毒谱较广。这给该地区小麦抗白粉病育种工作增加了难度。     

干旱胁迫对赤芍生理特性影响及相关基因的克隆表达

为探究不同干旱程度对赤芍生长发育的影响及其抗旱机制,采用盆栽控水法,设置对照组、轻度干旱和重度干旱3个处理,测定赤芍叶片相对含水量、可溶性糖、可溶性蛋白、脱落酸、叶绿素、类胡萝卜素、类黄酮、丙二醛、游离脯氨酸含量、光合参数及超氧化物酶活性等生理指标,评价赤芍抗旱性;采用RT-PCR结合RACE技术克隆抗旱相关基因（DREB、Psb27、PsaK、MDHAR、SOD和GR）,探究不同干旱程度对赤芍相关基因表达水平的影响。结果表明,重度干旱胁迫下,赤芍可溶性糖、可溶性蛋白、类胡萝卜素、类黄酮、脯氨酸、丙二醛、抗坏血酸及谷胱甘肽的含量均呈上升趋势,如在重度干旱和轻度干旱24 d后,赤芍叶片可溶性糖含量分别为对照的2.50倍和1.66倍,重度干旱胁迫第16天时,可溶性蛋白含量为对照组的2.43倍,类胡萝卜素与类黄酮的含量分别约为对照组的1.8倍和1.4倍,约为轻度干旱的1.4倍和1.2倍;而叶片相对含水量、蒸腾速率、气孔导度、净光合速率与叶绿素含量均降低,如重度干旱胁迫下赤芍叶片含水量不足20%,而轻度干旱和对照组叶片含水量均高于55%,叶绿素含量在第16天降到最低值,约为对照组的26%,为轻度干旱的33%;干旱胁迫下,光合作用相关基因Psb27、PsaK的表达量上调,且重度干旱上调水平更高;多个抗氧化基因的表达量（SOD、GR）、ABA含量以及胞间CO₂浓度呈先升后降趋势,如SOD在重度干旱第16天表达水平达到峰值,分别为轻度干旱与对照组的1.58倍和1.86倍,而后剧烈下降,到第24天时表达水平降到对照组的1.43倍,其中MDHAR的表达量呈下降趋势,重度干旱第24天时表达水平降到对照组的5.53倍。     

小麦白粉菌的无性重组

加拿大安大略南部,英国、瑞典和美国小麦白粉菌自然种群的田间调查表明该病菌具广泛的遗传变异性。本地种群内这种变异性的原因可能有:1)基因突变,2)从异地传入新的病源接种体,3)毒性基因在有性凡殖期的重组,4)无性重组。尽管无性杂交的作用在其他植物病原真菌中已经被证实,但是在小麦白粉菌生活史中无性重组的作用尚未进行过考查。已知在尖孢镰刀菌蕃茄专化型中有无性遗传交换,在锈菌中也有人提出有无性重组。在大麦白粉菌中未检测出无性重组。本研究之目的在于考察无性重组可否作为一种机制,来解释田间小麦白粉菌种群的某些遗传变异性。     

小麦Stpk-V同源基因的克隆及全蚀菌诱导下的表达特征分析

<正>由禾顶囊壳小麦变种(Gaeumannomyces graminis var.tritici)侵染引起的小麦全蚀病是小麦上一种重要的根部病害,广泛分布于世界各小麦种植区。近年来,小麦全蚀病在黄淮冬麦区发生呈上升趋势。选育和种植抗病品种是解决小麦全蚀病危害的根本途径,抗病基因研究是抗病育种的基础性工作。随着目前克隆基因数量的日益增加,利用已知抗病基因的保守序列或根据已有抗病基因的序列信息克隆抗病基因已经成为抗病及相关基因克隆     

甘肃南部小麦白粉菌群体的毒性及多基因片段分析

 为了解甘肃小麦白粉病菌的毒性变化动态及其群体遗传结构,利用毒性监测及多基因家系法,对采自甘肃省大陇南地区陇南、天水两市的49个小麦白粉菌的单孢子堆分离物进行群体遗传结构研究。毒性监测结果显示:供试菌株对抗病基因Pm12、Pm16、Pm18、Pm21的毒性频率均低于10%,表明上述抗病基因可以在育种和生产中继续使用;近些年定名的抗病基因Pm23、Pm25、Pm30、Pm34、Pm35的毒性频率为35%～95%,并在陇南、天水两市间存在差异,说明这些基因的利用需要慎重;对Pm4b的毒性频率已大幅度上升;在相似系数为0.752时,除11号菌株之外,其余聚为四类。选择AOX、EFA、PKA、PPA、TUB五个基因片段对供试菌株的多基因家系分析表明:基因序列聚为两类,病菌在陇南、天水两市间及各县市间存在传播。甘肃省大陇南地区病菌毒性多态性较高;白粉菌在各地区间存在交流的同时,也存在一定的独立进化。     

小麦白粉菌的联合致病性分析

 根据传统应用的生理小种研究方法存在着因鉴别品数的不同及其数目的改变而引起小种命名的混乱;同小种不同菌株致病性不同及有限的鉴别寄主不能及时区分出危险性小种等问题,本文改用病菌群体对品种的毒力频率和联合致病性方法,用河南各地的90个小麦白粉菌株分别接种9个已知抗性基因的品系和8个推广或区试品种所得到的侵染型资料,分别计算菌株群体对各对品种的联合致病性系数和联合毒性系数.结果表明本省小麦白粉菌群体中的V₁和V₃c、V₁和V₅及V₃b和V₃C等毒性基因是联合的;花培28和周80—48及周80—48和郑州831等品种组合搭配种植可有效地控制小麦白粉病.因此这套方法对生产和抗病育种的作用是直接的.文中提出应根据研究对象和研究目的不同,选择适当的研究方法,以提高病原物致病性研究结果的有用性.     

雀麦花叶病毒对小麦白粉菌、条锈菌侵染的影响

 将雀麦花叶病毒(Brome Mosaic Virus——BMV)接种于大麦上进行繁殖,采用聚乙二醇沉淀和差速离心)20,000rpm,5分钟及40,000rpm,90分钟)的方法得到BMV的病毒粒子提纯制备物。     

欧洲小麦白粉菌的毒性监测和抗病基因的利用

欧洲小麦白粉菌的毒性监测和抗病基因的利用段霞瑜（中国农科院植保所北京１０００９４）自Ｒｅｅｄ１９１２年首次报道二粒小麦的一些群体对小麦白粉菌免疫以来，欧洲、北美和澳大利亚等地区和国家的小麦遗传学家和育种家，对小麦白粉病抗病基因的研究、转移和利用做了大...     

2009年我国部分麦区小麦白粉病菌群体对温度的敏感性研究

 用小麦离体叶段法,设置22、23、24、25和26℃共5个温度处理,对2009年采自四川、北京、甘肃、河南、河北、陕西和湖北七省（市）的小麦白粉菌标样分离获得的129个单孢堆菌株对温度的敏感性进行了测定。结果表明,供试的129个菌株平均ET₅₀为22.49℃,其中ET₅₀最高为24.48℃,最低为19.88℃,供试菌株中40.52%的ET₅₀介于23℃和24℃之间,占参试菌株的近一半,7.63%的供试菌株ET₅₀≥24℃。不同省（市）的病菌群体对温度的敏感性存在一定差异,且病菌群体对温度的敏感性差异与经纬度存在显著或极显著的负相关关系。研究结果获得了温度对此病害的终止阈值平均为26.65℃,且对温度相对不敏感菌株在较高温度下的潜育期较短、病害的严重度较高。不同敏感性菌株的频率分布结果表明,自然环境中病菌群体已受到温度的选择压力。     

2008年我国部分麦区小麦白粉病菌群体对温度的敏感性

 The sensitivity of 113 isolates of wheat powdery mildew (Blumeria graminis f. sp. tritici) sampled from 6 provinces or cities in 2008 to temperature was tested by detached leaf segment method with setting up 5 different temperatures indoor. The results showed the mean ET₅₀ (which represents the temperature that is required to obtain 50% of the maximum effect) of all isolates tested was 23.02℃. ET₅₀ values of 17.70% isolates were more than 24℃. The highest and the lowest ET₅₀ of isolates were 25.22℃ and 19.42℃, respectively. There were a certain differences for isolates sensitivity to temperature among different provinces or cites. It was also found that when temperature increased during 22-26℃, the latent period of isolates prolonged, and the latent period of different isolates was different at the same temperature, too. These results will provide a reference for the oversummering division of wheat powdery mildew, as well as the effect of climate to the disease.     

2012年我国部分麦区小麦白粉菌群体对温度敏感性研究

采用小麦离体叶段法,设置18、22、23、24、25和26℃共6个温度处理,对2012年采集的小麦白粉菌样分离得到的139个单孢堆菌株的温度敏感性进行了测定,这些菌样分别采自于四川、北京、甘肃、河南、浙江、陕西、青海、山东、新疆和云南10省(市、区)。结果表明:供试的139个菌株平均ET50为23.14℃,其中ET50最高为24.46℃,最低为21.34℃;58.76%的供试菌株ET50值在23℃和24℃之间,仅有2.03%的供试菌株的ET50≥24℃。对供试菌株温度敏感性频率分布的正态检验结果发现,自然环境中小麦白粉病菌群体已受到温度的选择压力。此研究结果可为了解和预测全球气候变暖对小麦白粉病长期发生趋势的影响提供依据。     

小麦白粉病菌对氟唑菌酰羟胺的敏感基线建立

氟唑菌酰羟胺是一种新型琥珀酸脱氢酶抑制剂(succinate dehydrogenase inhibitor, SDHI)类杀菌剂,2019年在我国登记在小麦上防治赤霉病,为明确其对小麦白粉病的潜在防治效果,以及为监测小麦白粉病菌群体对其是否产生抗药性,本文采用离体叶段法测定了2000年前和2019年采自我国河南、山东等9省市的110株小麦白粉病菌菌株对氟唑菌酰羟胺的敏感性。结果表明,采自2019年的88株菌株,其EC50范围为0.010 2~0.766 8 μg/mL,平均EC50为(0.224 3±0.179 6)μg/mL;采自2000年前的22株菌株,其EC50范围为0.052 1~0.882 4 μg/mL,平均EC50为(0.356 3±0.279 6)μg/mL;两组菌株群体间的敏感性无显著差异。氟唑菌酰羟胺对110株菌株的EC50范围为0.010 2~0.882 4 μg/mL,平均EC50为(0.250 7±0.210 3)μg/mL,敏感性频率分布呈单峰曲线,可作为小麦白粉病菌对氟唑菌酰羟胺的敏感基线。本研究结果可为氟唑菌酰羟胺防治小麦白粉病以及未来监测该病原菌对药剂的抗性提供参考依据。     

湖北麦区小麦白粉病菌毒性结构分析

对湖北省不同年度（2001、2003年和 2007年）、同一年度（2007年）不同生态区间的小麦白粉病菌毒性基因频率进行了比较。结果表明,毒性基因 V2、V4b、V13、V20、V21、V2+MLD、V2+6、V4+8和V4b+Mli在测定的 3个年度中毒性频率均低于25%,而V1、V3b、V3c、V3d、V3e、V5、V8、V17和V193个年度的毒性频率均高于50%;白粉病菌毒性结构年度之间和生态区之间均基本相似,但个别毒性基因年度及生态区间存在一定的差异; V2、V3a、V3b、V3c、V3e、V5、V6、V7、V8和V20在十堰以及武昌 2 个生态区毒性频率年度间均有明显的上升趋势,而V4b、V5（MLi）、V13、V21、V5+6则表现为下降的趋势;2007年仅在十堰生态区检测到V2+Mld和V2+6菌株。     

2007年我国部分麦区小麦白粉菌对三唑酮的抗药性监测

采用拌种离体叶段法测定了我国9个省（市）的112个小麦白粉菌株对三唑酮的抗性。结果表明,供试菌株的平均EC50为57.25mg/L,平均抗性水平为27.39倍,其中86.61%供试菌株已经产生抗性,抗药性比敏感菌株高出10~40倍的菌株占47.32%,四川、山东、甘肃和贵州等地菌株的抗性高于其他地区。此结果可为三唑类杀菌剂在我国的推广应用和制定合理的抗药性治理措施提供依据。     

小麦白粉菌有性时期闭囊壳在侵染循环中作用的初步研究

通过对陕西省和河南省小麦白粉病越夏期间场院麦秸垛中闭囊壳发育、存活情况及场院附近自生麦苗发病情况的调查,结果发现闭囊壳保湿培养7~8 d后,子囊孢子形成达到高峰;自生麦苗发病率与闭囊壳存活率之间存在极显著的正相关性,且闭囊壳存活率与海拔高度之间存在显著的负相关性,采自海拔500~900 m的闭囊壳有较高的存活率,海拔超过1 000 m的存活率较低或为零。此结果说明小麦白粉菌有性时期闭囊壳可能是通过侵染自生麦苗在侵染循环中起作用。     

小麦白粉病菌对温度不同敏感性菌株的寄生适合度研究

 利用离体叶片接种法,将12个对温度不同敏感性的小麦白粉病菌株分别在18℃和22℃条件下的流行组分（潜育期、侵染几率、单病斑累积产孢量和病斑日扩展面积）和寄生适合度进行了测定。结果表明,对温度不同敏感性菌株的流行组分在18℃和22℃条件下均存在显著性差异,且单病斑累积产孢量与病斑日扩展面积的相关性最高。各供试菌株在22℃条件下的寄生适合度均低于18℃条件下的寄生适合度。在两温度条件下,对温度低敏感性菌株平均寄生适合度高于对温度高敏感性菌株,特别是在较高温度下这种趋势更为明显。     

小麦白粉病菌对甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂敏感性及其交互抗性

 20世纪70年代后期以来,小麦白粉病在我国小麦产区上升为主要病害,严重制约小麦生产。沿海北部及淮北地区,小麦白粉病常年发生4级左右。目前麦类白粉病的防治药剂主要有三唑类、嘧啶类、苯并咪唑类、甲氧基丙烯酸酯类及硫代氨基甲酸盐类等。但小麦白粉病菌变异快,繁殖迅速,以及药剂长期单一使用,造成小麦白粉病菌易产生抗药性。1995年我国小麦白粉菌对三唑酮的平均抗性水平在16.8倍以上。因而,急需寻找和开发替代三唑酮防治小麦白粉病的新型药剂。甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂继三唑类杀菌剂后出现, 是一类内吸保护型杀菌剂,主要作用于真菌的线粒体呼吸链中细胞色素bc1复合物,阻止电子传递,抑制真菌生长。此类药剂于1996年投入德国市场,尚未在我国小麦白粉病防治上大量使用。     

2013年我国部分麦区小麦白粉菌群体对温度敏感性及其与毒性的关系

 研究小麦白粉病菌群体对温度的敏感性及其与毒性的关系,可为气候变化背景下小麦白粉病的长期发生趋势预测和防治提供依据。本研究对2013年采自云南、四川、河南、北京和陕西五省（市）的小麦白粉菌标样进行分离纯化,获得90个单孢子堆分离物,采用小麦离体叶段法进行温度敏感性测定,并利用32个已知抗病基因品种（系）进行毒性测定,且对两者之间的相关性进行分析。结果表明,供试菌株ET50分布于19.78℃~25.15℃,平均ET50为23.22℃,其中73.34%的供试菌株ET50值介于22℃到24℃之间,小于22℃的菌株占10%,大于24℃的菌株占16.67%。利用Popgen1.32软件对5个省（市）小麦白粉病菌群体的毒性进行多样性分析,结果表明五省市小麦白粉菌群体毒性水平上的多样性指数 H 值为0.237 0,其中四川群体毒性多样性水平最高,Nei’s基因多样性指数 H 值为0.221 2,河南群体最低, H 值为0.197 5。小麦白粉菌群体对温度敏感性与毒性多样性相关性分析结果表明,ET50与毒性多样性（ H 和 I 值）间存在显著的负相关。