小麦条锈菌细胞质效应子Hasp8抑制植物基础免疫

为明确小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici效应子Hasp8的功能,以小麦条锈菌CYR31侵染水源11小麦叶片的cDNA为模板,通过PCR技术扩增获得Hasp8基因的完整编码区序列,采用qRTPCR技术测定Hasp8基因的表达情况,利用农杆菌介导马铃薯X病毒(potato virus X,PVX)瞬时表达体系在烟草上验证Hasp8基因是否能够抑制由Bax蛋白诱导的细胞坏死,将Hasp8基因构建到pCAMBIA1302载体用于在烟草上瞬时表达Hasp8进行亚细胞定位以明确该效应蛋白的作用空间;并将Hasp8基因构建到p EDV6载体上用于荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens介导的瞬时表达系统以明确该效应蛋白是否能够抑制病原相关分子模式引发的免疫反应和效应蛋白诱导的免疫反应。结果表明,Hasp8基因编码117个氨基酸,N端含22 aa的信号肽;qRT-PCR结果显示,Hasp8基因在小麦条锈菌CYR31侵染小麦水源11的早期上调表达。烟草瞬时表达Hasp8基因能够抑制由Bax诱导的细胞坏死;烟草上亚细胞定位发现效应子Hasp8...     

小麦条锈病菌致病类型G22-83及流行小种CYR32和CYR33在四川省小麦品种(系)上寄生适合度的测定及分析

为了解致病类型G22-83及流行小种CYR32和CYR33对四川省近年小麦生产品种和后备品种的寄生适合度,在田间分别将致病类型G22-83、流行小种CYR32和CYR33接种于四川省109个小麦品种(系),采用综合病情指数法测定3个供试菌株的相对寄生适合度。结果显示,致病类型G22-83、流行小种CYR32和CYR33的平均寄生适合度分别为0.1930、0.0560和0.0379,且前者显著高于后两者;流行小种CYR32和CYR33的平均相对寄生适合度有差异,但是差异不显著。致病类型G22-83、流行小种CYR32和CYR33在四川省109个小麦品种(系)上相对寄生适合度的中位数分别为0.0626、0.0000和0.0000,前者在四川省109个小麦品种(系)上相对寄生适合度的平均水平和波动程度均高于后两者。致病类型G22-83在四川省小麦生产品种和后备品种上的寄生适合度较高,在今后一段时间内可能成为该地区小麦条锈菌的优势菌系。     

基于毒性表型与微卫星标记的云南省条锈病菌群体遗传分析

为明确云南省条锈菌群体结构和遗传多样性水平,利用19个中国鉴别寄主和11对微卫星(simple sequence repeat,SSR)标记引物对采自云南省大理、曲靖、文山、昭通4个市的88个菌系进行了毒性表型分析和分子基因型分析。毒性表型分析结果表明,云南省条锈菌群体Nei’s基因多样性指数为0.17,Kosman指数为0.22,云南省条锈菌群体毒性结构复杂;菌系以Hybrid 46类群(77.3%)和贵农22类群(17.0%)为主,并且均不能侵染鉴别寄主中四和Triticum spelta album。分子基因型分析结果表明,云南省条锈菌整体上香农信息指数为0.63,分子遗传多样性比较丰富;大理市菌系香农信息指数为0.64,分子遗传多样性最丰富;文山市菌系香农信息指数为0.35,分子遗传多样性最低。聚类分析结果表明,云南省西部大理市菌系明显不同于云南省东部曲靖市、昭通市、文山市的菌系,昭通市菌系和曲靖市菌系毒性结构和基因型结构基本相同,表明云南省东、西部条锈菌群体遗传分化程度较高,是2个相对独立的流行区域。     

西藏小麦条锈菌群体结构与遗传多样性

为查明西藏小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici群体结构和遗传多样性,采用中国鉴别寄主和近等基因系鉴别寄主,以及竞争性等位基因特异性PCR-单核苷酸多态性（kompetitive al-lele specific PCR-single nucleotide polymorphism,KASP-SNP）分子标记对2017年采自西藏的150个小麦条锈菌菌系分别进行表型分析和基因型分析。表型分析结果显示,中国鉴别寄主将150个菌系区分为 12 个已知小种、6 个已知致病类型和 13 个未知致病类型,所有菌系均不能侵染中四和Triticum spelta album鉴别寄主。近等基因系鉴别寄主将150个菌系区分为88个毒性类型,这些毒性类型均不侵染携带抗性基因Yr5、Yr10或Yr15的品种。基因型分析结果显示,26对引物将150个菌系划分为73个基因型,表明西藏小麦条锈菌群体基因型丰富。基因流分析结果表明,波密县与洛扎县小麦条锈菌亚群体之间的基因流N_m最高,达5.86,米林县西部与波密县、洛扎县、巴宜县、米林县东部条锈菌亚群体之间的N_m较低,分别为0.25、0.34、0.42和0.67,表明西藏不同地区条锈菌群体之间基因交流强度差异较大。说明西藏作为我国小麦条锈病的独立流行区,条锈菌群体毒性结构复杂,遗传多样性高。     

甘肃省甘谷县小麦条锈菌群体遗传结构分析

为明确我国小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici主要越夏地区的群体遗传结构及演变情况,利用SSR荧光检测技术,对甘肃省甘谷县2013—2015年期间连续5个小麦生长季采集的141株小麦条锈菌单孢系基因组DNA进行分子标记分析,对小麦条锈菌季节亚群的遗传多样性进行分析。结果表明,甘谷地区小麦条锈菌的遗传多样性丰富,有效等位基因数为1.71,Shannon信息指数为0.66,2014年秋季(2014A)亚群体的基因型多样性低于其余亚群体。分子变异方差分析结果显示,小麦条锈菌季节亚群体间变异仅占21%,变异主要出现在亚群体内部,表明甘谷地区各季节亚群体间遗传分化水平差异较小,小麦条锈菌群体在一个小范围内基本能维持稳定状态。主坐标分析(PCoA)、遗传分化、基因流以及共享基因型分析均表明2014年秋季(2014A)亚群体的遗传结构与相邻季节亚群体存在一定差异,表明越夏过程对甘谷地区个别年份小麦条锈菌群体周年稳定性造成较大的影响,越冬过程对小麦条锈菌群体的影响相对较小,春季受外来菌源干扰的可能性较低。     

不同海拔对天水市小麦条锈菌夏孢子萌发的影响

为明确不同海拔对天水市小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici夏孢子萌发的影响,于显微镜下观察天水市低、中、高海拔地区小麦条锈菌夏孢子在不同温度下的萌发及融合情况,并对与夏孢子萌发相关的温敏基因的表达水平进行测定。结果显示,低海拔和中海拔地区的小麦条锈菌夏孢子的最适萌发温度为9℃,萌发率分别为64.72%和54.21%,高海拔地区的小麦条锈菌夏孢子的适宜萌发温度在12～16℃之间,平均萌发率为59.09%;高海拔和低海拔地区小麦条锈菌夏孢子都存在芽管融合和孢子融合现象,其中高海拔地区小麦条锈菌夏孢子的异核率为6.13%,超过了其无性阶段变异的阈值1%。与夏孢子萌发相关的10个温敏基因在不同海拔地区小麦条锈菌夏孢子中的表达趋势不同,其中,与能量代谢相关的葡萄糖转运蛋白基因和低亲和力磷酸转运蛋白基因在高海拔地区小麦条锈菌夏孢子中的表达量高于低海拔地区小麦条锈菌夏孢子,与毒性变异相关的易化因子超家族（major facilitator superfamily,MFS）转运蛋白基因在高海拔和低海拔地区小麦条锈菌夏孢子中的表达模式均呈上升趋势。表明由于海拔...     

云南小麦条锈菌群体对18个抗条锈近等基因系的毒性分析

为监测云南省小麦条锈菌群体毒性及小麦抗条锈基因的有效性动态,2016年采用18个抗条锈近等基因系鉴别寄主对云南省9个州市的136个小麦条锈菌株进行毒性分析,并按八进制法对小种进行命名。结果表明,云南省小麦条锈菌群体毒性丰富,共鉴定出64个小种类型,其中居于前2位的小种是550273和550073,出现频率分别为28.68%和11.76%,是本年度优势小种;其它小种出现频率均在4.41%以下,为次要小种。条锈菌群体对Yr5、Yr10、Yr15、Yr32四个抗条锈基因的毒力频率均为0,对Yr24、Yr Tr1、Yr8、Yr17四个抗条锈基因的毒力频率在0.74%~11.76%之间,表明这8个基因是云南省当前有效的抗条锈基因;对Yr27的毒力频率为52.94%,对Yr1、Yr6、Yr7、Yr9、Yr43、Yr44、Yr SP、Yr Exp2、Yr Tye九个抗条锈基因的毒力频率为77.94%~91.91%,表明这10个抗条锈基因的抗性已减缓或丧失,说明这些基因在云南省已失效。     

西藏林芝与内地小麦条锈菌分子群体遗传结构及菌源关系

 2009-2010年春季,先后从甘肃、四川、陕西和西藏四省的29个县(市)采集到1 391份小麦条锈病标样,繁殖获得961个菌株,利用SSR分子标记进行群体遗传分析结果表明:甘肃天水、平凉和陇南,陕西宝鸡及汉中,四川阿坝和广元等地条锈菌的遗传多样性比较丰富,而四川宜宾及凉山、西藏林芝的遗传多样性水平相对较低。利用Arlequin软件中的AMOVA方法分析结果表明,小麦条锈菌的遗传变异主要存在于群体内部。内地各种群之间菌源交流频繁(Nm＞4),西藏与内地菌源交流很少(Nm＜1)。采用Structure及聚类分析表明,陕西宝鸡与甘肃平凉间,陕西汉中、甘肃陇南、甘肃天水及四川广元间,存在着频繁的菌源交流关系,四川宜宾和凉山与四川阿坝、陕西汉中和甘肃陇南间存在着菌源交流关系。而西藏与内地间几乎没有菌源交流。初步认为西藏林芝小麦条锈菌可能是一个相对独立的遗传群体。     

云南省小麦条锈菌不同地理亚群体的遗传结构分析

为明确云南省小麦条锈菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici,Pst）在不同地理环境下的群体遗传结构,通过3种不同地理亚群体划分方式,即以县域（Group C）、区域（Group R）和海拔（Group E）对云南省537个Pst单孢系进行不同层次的群体划分,并利用12对SSR引物对其进行遗传多样性和群体遗传结构分析。结果显示,云南省Pst的遗传多样性水平在Group C的亚群体之间差异最大,且来自滇中及滇东北地区的Pst群体的遗传多样性较高。Group R和Group E的亚群体基因流及遗传分化结果表明,云南省Pst菌源交流频繁、遗传分化较小。系统进化树分析结果显示,滇东北与滇中Pst群体类似,滇东南与滇西Pst群体类似。Pst遗传组分呈现出由东向西、由北向南和自低海拔向高海拔变化的趋势,与云南省自东南向西北逐渐攀升的地形及地势吻合。Mantel检验结果表明地理距离与遗传距离不存在相关性,在8个县域亚群体、2个区域亚群体检测到有性生殖。表明来自滇中和滇东北地区的Pst群体具有更高的遗传多样性,地理隔离可能是滇西地区遗传多样性较低的成因,遗传分化发生在...     

小麦-条锈菌互作过程中活性氧及保护酶系的变化研究

 对条锈菌与小麦不同互作体系中组织学特征、活性氧产生及其相关酶系的变化进行了研究。组织学观察表明:非亲和组合相对于亲和组合存在明显差异,表现为菌丝生长受抑,吸器母细胞和吸器形成减少,寄主细胞在接种后18h左右出现过敏性坏死。生化测定结果表明:在非亲和组合中,O₂^-的产生速率和H₂O₂的含量均高于亲和组合,且O₂^-产生速率在接种后12h达到一个峰值,H₂O₂的含量在接种后20和72h出现2个高峰。而在亲和组合中,O₂^-产生速率低于对照或与对照相似,H₂O₂的含量虽然高于对照,但却普遍低于非亲和组合;SOD在亲和组合中的活性总体上要高于非亲和组合;接种24h后,CAT在2种组合中的活性均高于对照,在接种后36和48h时,亲和组合中的CAT活性高于非亲和组合,而在接种60h后又开始低于非亲和组合;POD活性在接种24h后均明显升高,但亲和组合中POD活性增幅大;MDA在非亲和组合中于接种后72h含量明显上升。结果表明,亲和与非亲和组合中条锈菌扩展、活性氧的产生及相关酶活变化都存在明显差异,这些差异与小麦抗锈性的表达可能有密切联系。     

Two class III chitin synthases specifically localized in appressoria and haustoria of Puccinia graminis f. sp. tritici

Rust fungi like Puccinia graminis f. sp. tritici are known to change their cell wall properties upon entering the plant tissue. Immunohistochemistry revealed the cellular localization of two class III chitin synthase isoforms in rust mycelia developing on and in the host plant. Isoform IIIa is restricted to fungal infection structures growing on the surface of the plant, such as germ tubes and, predominantly, appressoria. Isoform IIIb is found exclusively in haustoria developed inside the plant. Thus, the rust fungus uses at least two chitin synthase isoforms with specialized functions in the differentiation of infection structures during the biotrophic plant-pathogen-interaction.     

许彦平等：甘肃河东地区小麦条锈病菌（Puccinia striiformis f. sp. tritici）越夏气候区划

为明确气候变化等环境条件对小麦条锈病菌越夏区域和海拔高度的影响,采用修订的小麦条锈病菌越夏气象指标,即夏季最热8 d平均气温为主导指标、期间大气相对湿度为辅助指标,利用地理信息系统（GIS）,进行甘肃河东小麦条锈病菌越夏气候区划研究。结果表明,甘肃河东地区小麦条锈病菌可越夏范围向西向北有所扩展、海拔高度下限有所下降。陇中北部、陇中南部、陇东高原、六盘山区、陇南北部、陇南南部可越夏海拔高度下限分别为1 700、1 400、1 200、1 200、1 100 m和2 000 m,与二十世纪80年代相比,分别下降了600、200、200、200、500 m和500 m,区域范围向西向北扩展到了陇中北部和甘南州等地。可越夏区以上涉及国土面积达到了近790多万公顷（hm²）,占区域总面积的79%。     

小麦条锈病菌新菌系G22-9(CYR34)和G22-14流行趋势预测

为预测小麦条锈病菌新菌系G22-9(CYR34)和G22-14的未来流行趋势,科学指导小麦抗病育种及条锈病治理,采用常规鉴定法于2009—2016年对甘肃省2 330份小麦条锈病菌标样进行了生理小种鉴定及消长动态监测,并对G22-9(CYR34)和G22-14的致病性及寄生适合度进行了测定。结果发现:新菌系G22-9(CYR34)和G22-14在甘肃省的出现频率加快,已从2009年的0分别上升到2016年的34.85%和6.43%,其中G22-9(CYR34)已发展为甘肃省第1位流行生理小种。与主流生理小种CYR32和CYR33相比较,G22-9(CYR34)和G22-14具有毒性谱宽、致病力强、寄生适合度高、哺育品种多等特点。建议在甘肃省特别是小麦条锈病常发易变区的陇南麦区,针对新菌系的出现,及时调整小麦品种布局及育种目标,以持续控制条锈病的发生流行。     

青海东部麦区小麦条锈菌越冬调查初报

随着气候变暖及种植业结构的调整,青海省东部冬小麦的种植不断向高海拔地区扩展,为勘定小麦条锈菌在青海冬麦区的越冬情况,2008—2012年以青海省民和、乐都、尖扎、化隆、循化、贵德等地为试点,按照海拔梯度设立观测圃进行定点越冬观察.结果表明,一般年份小麦条锈菌在青海省东部地区海拔1 777～2 233 m均可越冬.不同年份间条锈菌能否越冬及越冬率的高低差异很大,当1月份平均气温在-8.0 ℃以下时,条锈菌在所有区域均不能越冬;当1月份平均气温在-5.0 ℃以上时,条锈菌能够越冬.此外,1—3月的降水量对小麦条锈菌的越冬也有影响.不同海拔地区条锈菌的越冬率存在一定差异,总趋势是海拔越低病菌越冬率越高,海拔越高病菌越冬率越低.     

陕西省小麦白粉菌群体毒性结构及遗传多样性

为明确近年来陕西省小麦白粉菌Blumeria graminis f. sp. tritici群体毒性及遗传变异情况,利用32份已知抗白粉病基因小麦品种(系)对2013年和2014年陕西省小麦白粉菌群体毒性结构进行测定,并应用扩增片段长度多态性(amplified fragment length polymorphism,AFLP)标记对2014年陕西省西安市、咸阳市、渭南市、宝鸡市及陕西省毗邻的甘肃省天水市5个小麦白粉菌地理群体共118株白粉菌菌株进行遗传多样性分析。毒性监测结果显示,供试小麦白粉菌群体对Pm1c、Pm2、Pm3d、Pm4a、Pm4b、Pm5b、Pm13、Pm21、Pm24、Pm30、Pm2+6、Pm2+Mld、Pm2+6+?、Pm4b+5b、Pm4+?、Pm5+6的平均毒性频率在0～17.23%之间,表明这些基因抗性保持较好;对Pm1a、Pm3b、Pm3c、Pm3e、Pm3f、Pm7、Pm8、Pm19、Pm1+2+9的平均毒性频率介于69.17%～99.60%之间,表明这些基因抗性已丧失。用筛选出的6对AFLP标记共扩增出831个多态性位点,多态性位点百分比为94.86%;小麦白粉菌群体遗传多样性指数和香农信息指数分别为0.1151和0.2036,遗传变异主要来源于群体内变异。群体间基因流为4.7939,表明5个小麦白粉菌群体间基因交流广泛。群体间遗传距离和地理距离两者显著正相关。     

番茄枯萎病菌转录因子FolMsn2的生物学功能

为探究转录因子FolMsn2在番茄枯萎病菌Fusarium oxysporum f. sp. lycopersici生长发育及致病过程中的作用,以番茄枯萎病菌野生型菌株4287为材料,利用基因敲除方法获得FolMSN2基因缺失突变体△Folmsn2及回补体菌株△Folmsn2-C,通过测定菌株的生长速率、孢子产量及致病力等表型初步分析番茄枯萎病菌中FolMSN2的生物学功能。结果显示,与野生型菌株4287相比,FolMSN2基因敲除突变体△Folmsn2生长速率显著减慢,菌株产孢量显著下降,仅为野生型菌株4287产孢量的6.7%;外界环境压力胁迫试验结果显示,FolMSN2基因缺失突变体△Folmsn2对渗透压、盐胁迫的敏感性显著提高,而对细胞壁、氧化压力胁迫变得更加耐受。此外,FolMSN2基因缺失突变体△Folmsn2对番茄苗及果实的致病力显著下降,进一步分析发现FolMSN2基因缺失影响其对玻璃纸的穿透能力;亚细胞定位结果表明,FolMsn2蛋白定位于细胞核内。表明FolMsn2参与调控番茄枯萎病菌的营养生长、无性繁殖以及对不同环境胁迫的应答过程,其可能通过影响菌丝对寄主的穿透能...     

Induction of an antioxidant enzyme system and other oxidative stress markers associated with compatible and incompatible interactions between chickpea (Cicer arietinum L.) and Fusarium oxysporum f. sp.ciceris

To ascertain if active oxygen species play a role in fusarium wilt of chickpea caused by Fusarium oxysporum f. sp. ciceris, the degree of lipid peroxidation (malondialdehyde formation) and the activity levels of diamine oxidase (DAO), an apoplastic H₂O₂-forming oxidase, and several antioxidant enzymes, namely ascorbate peroxidase (APX), catalase (CAT), glutathione reductase (GR), guaiacol-dependent peroxidase (GPX) and superoxide dismutase (SOD), were determined spectrophotometrically in roots and stems of ‘WR315’ (resistant) and ‘JG62’ (susceptible) chickpea cultivars inoculated with the highly virulent race 5 of the pathogen. Moreover, APX, CAT, GPX and SOD were also analysed in roots and stems by gel electrophoresis and activity staining; and the protein levels of APX and SOD in roots were determined by Western blotting. In roots, infection by the pathogen increased lipid peroxidation and CAT and SOD activities, although such responses occurred earlier in the incompatible compared with the compatible interactions. APX, GPX and GR activities were also increased in infected roots, but only in the compatible interaction. In stems, infection by the pathogen increased lipid peroxidation and APX, CAT, SOD and GPX activities only in the compatible interaction, and DAO activity only in the incompatible one. In general, electrophoregrams agreed with the activity levels determined spectrophotometrically and did not reveal any differences in isoenzyme patterns between cultivars or between infected and non-infected plants. Further, Western blots revealed an increase in the root protein levels of APX in the compatible interaction and in those of SOD in both compatible and incompatible interactions. In conclusion, whereas enhanced DAO activity in stems, and earlier increases in lipid peroxidation and CAT and SOD activities in roots, can be associated with resistance to fusarium wilt in chickpea, the induction of the latter three parameters in roots and stems along with that of APX, GR (only in roots) and GPX (only in stems) activities are rather more associated with the establishment of the compatible interaction.     

小麦白粉病菌对喹氧灵和苯菌酮的敏感基线及药剂的生物活性

采用离体叶段法,分别测定了从河北、河南、湖北、陕西和四川5省分离的53个小麦白粉病菌单孢菌株对苯菌酮和喹氧灵的敏感性,并分析了白粉病菌对三唑酮和苯菌酮以及喹氧灵之间的 交互抗性。结果表明:小麦白粉病菌群体对苯菌酮和喹氧灵的平均EC50值分别为(0.001 9±0.000 6) 和(0.013 1±0.002 0) mg/L,苯菌酮比喹氧灵具有更高的抑菌活性;小麦白粉病菌对三唑酮和苯菌酮与喹氧灵之间均不存在交互抗性(R2值分别为0.102 6和0.491 9);室内盆栽试验结果显示:接种前1 d和接种后1d施药,苯菌酮和喹氧灵对小麦白粉病的保护与治疗作用防效分别为92.21%、84.25%和82.43%、70.25%,表明这2种药剂不仅具有优异的保护作用,同时还具有较好的治疗作用。