细胞乳突的形成和小麦白粉菌成功侵染的关系

 用一套己知抗白粉病单基因的小麦材料,研究了小麦白粉菌诱发寄主表皮细胞产生的乳突与成功侵染的关系。抗病小麦叶片上,诱发产生乳突的分生孢子占测定分生孢子数的58.8%,感病品种为63.8%。这表明抗性不同的小麦材料接种白粉菌之后,叶表皮细胞内形成乳突的百分率相近,然从在抗病材料和感病材料中形成的乳突阻止病原物发育和成功侵染的作用不相同,在抗病叶片上,诱发产生乳突的分生孢于中有88%停留在压力孢阶段,不继续发育,仅有12%能突破乳突形成吸器,使得侵染成功。与此对照,在感病叶片上只有32%诱发乳突的分生孢子不能穿透乳突,而68%则能突破乳突。成功地与寄主建立寄生关系。我们的研究表明,乳突能否成功地阻止白粉菌侵入可能与乳突形成的迟早有关。     

大豆疫霉菌对大豆下胚轴侵染过程的细胞学研究

 接种后1.5~24h,用光镜和电镜研究了2个大豆品种与大豆疫霉菌Ps411的亲和性和非亲和性互作。观察结果表明,大豆疫霉菌对大豆下胚轴的侵染过程可分为侵入前、侵入、皮层组织中的扩展和进入维管束组织4个连续阶段。大豆下胚轴接种后在25℃保湿培养,1.5h后游动孢子即形成休止孢并萌发产生附着孢,3h后侵入表皮细胞,6h后进入皮层组织,24h后进入维管束组织。病原菌主要以侵染菌丝直接侵入表皮,表皮细胞间隙是主要侵入部位。皮层细胞是病原菌定殖和发展的主要场所,胞间菌丝侵入皮层细胞并形成吸器。在菌丝与寄主细胞接触部位的寄主细胞壁与质膜之间常有胞壁沉积物的形成。在抗病品种上病菌的侵染事件与感病品种基本一致,但不能形成正常的吸器,胞壁沉积物明显多于感病品种,菌丝在寄主组织内的扩展明显受到抑制。利用β-1,3-葡聚糖免疫金标记单克隆抗体进行的免疫细胞化学的研究表明,胞壁沉积物内含有大量的β-1,3-葡聚糖,在大豆疫霉菌菌丝壁中也存在β-1,3-葡聚糖。以上结果表明,病原菌的侵染可诱导抗病寄主细胞内β-1,3-葡聚糖迅速的合成与积累、并形成胞壁沉积物,以抵御病菌的侵染与扩展。     

温湿度对芒果炭疽病病原菌分生孢子萌发及附着胞形成的影响

测定了温、湿度对芒果叶片上的胶孢炭疽菌分生孢子萌发及附着胞形成的影响。结果表明,胶孢炭疽菌分生孢子在12~37℃范围内均可萌发,且形成附着胞,适宜温度24~28℃。接种6 h后,附着胞开始形成,9~12 h为附着胞形成高峰期;分生孢子在相对湿度90%~100%范围内均可萌发,且形成附着胞。相对湿度越高越有利于分生孢子萌发及附着胞的形成。     

茎基腐亚洲镰孢菌侵染抗感小麦品种的组织病理学观察

小麦茎基腐是由多种镰孢菌侵染的世界性土传病害,亚洲镰孢菌(Fusarium asiaticum)是我国冬小麦主产区茎基腐镰孢菌的优势种群,对小麦生产造成巨大损失。本研究利用绿色荧光蛋白报告基因标记亚洲镰孢菌,研究其侵染抗感小麦的病理组织学过程,建立了茎基腐病菌与寄主互作的直观性的研究体系,对病害防治及抗病育种具有重要意义。基于PEG-CaCl_2介导原生质体转化法将gfp导入亚洲镰孢菌株CF0915,对转化子进行荧光表达、PCR验证、遗传稳定性、生长特性及致病力分析,选取与野生型表现相近的转化子进行侵染分析。结果表明,绿色荧光蛋白基因(gfp)与潮霉素基因(hyg)PCR扩增表明gfp已整合入真菌基因组中,转化子菌丝与分生孢子表现强烈绿色荧光信号,gfp能够在转化子中稳定遗传,菌落形态、生长速度及致病力与野生型菌株无显著差异;将gfp标记病菌分生孢子接种感病品种1 d后,大量孢子附着于根毛及根表皮细胞开始萌发,接种2 d后观察到抗性品种分生孢子萌发;感病品种接种3 d后,菌丝直接侵入表皮细胞或沿表皮细胞间层定殖生长,扩展至皮层组织,8 d后菌丝从根部迅速扩展至茎基部,至第10 d大量菌丝充塞根皮层细胞,叶鞘维管束也被菌丝侵染,并产生大量大型分生孢子,植株表现褐色病斑,14 d后根部及茎维管束被大量菌丝体填充,而后产生大量厚垣孢子,至25 d大部分感病品种幼苗萎蔫死亡;与感病品种相比,抗性品种在整个侵染过程中表现时间滞后。本研究对引起茎基腐病的亚洲镰孢菌侵染小麦的组织学过程观察,为病菌致病机理的阐释及抗病资源的利用提供了重要理论依据。     

草莓品种对白粉病菌抗性的组织病理学研究

以4个生产上主栽草莓品种为试材,采用曲利苯兰透明染色法,系统研究了草莓白粉病菌在不同抗性草莓品种上侵染过程的组织学特征。结果表明,草莓白粉病菌的侵染过程可分为：分生孢子萌发、附着胞形成、侵入寄主产生吸器、菌丝扩展和分生孢子链产生。而草莓不同品种对白粉菌的抗性表现在附着胞产生后的各侵染阶段,随品种抗病性增强,病菌侵入率降低,吸器数目减少,菌丝扩展缓慢,分生孢子数目减少。     

小麦白粉菌无性阶段生物学特性研究初报

 小麦白粉菌分生孢子萌发的温度范围为-2~34℃,最适为10~17℃。分生孢子离体后在2℃ 5天,7~17℃ 3天,20℃ 2天都还有侵染力。分生孢子在0~100%的湿度下都可以萌发,湿度愈大萌发率愈高,尤以在水面萌发率最高。分生孢子侵入寄主的湿度必须在65%以上,湿度愈大发病愈重。分生孢子在pH2.2~12.4的范围内都可以萌发,以pH4.2~7.7最适。紫外光对分生孢子有强裂的杀伤作用。在直射阳光下分生孢子的寿命比散光和黑暗条件下短。分生孢子荫发必须要有充足的氧气。光照能促使分生孢子的形成。在自然条件下,分生孢子形成有昼夜变化的规律,白天形成的孢子数比夜间形成的孢子数约大3倍。分生孢子传播的有效距离力15公里以上,传播的有效高度大于979公尺。     

疏水表面诱导橡胶树炭疽菌侵染结构的发育分化过程

为了解橡胶树2种炭疽病菌的侵染结构发育分化过程,采用平板菌落生长速率法测定了3株胶孢炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides和3株尖孢炭疽菌C.acutatum的菌丝生长速率,测量其分生孢子大小,显微观察2种炭疽菌在疏水表面诱导下侵染结构的发育分化过程。结果表明,胶孢炭疽菌菌丝生长速率为0.96~1.36 cm/d,显著高于尖孢炭疽菌的菌丝生长速率0.72~0.89 cm/d,但二者分生孢子大小无显著差异。在疏水表面诱导下,2种炭疽菌分生孢子在接种2~6 h后开始萌发,12 h孢子萌发率为71.70%~88.05%,13~16 h开始分化附着胞,24 h附着胞形成率为48.99%~70.74%,36 h菌丝诱发形成大量附着枝,48 h后分生孢子产生的次生菌丝也可诱发形成附着枝,附着枝呈圆形、姜瓣形、梨形或不规则形。分生孢子极易产生,可在菌丝顶端成簇或菌丝侧面排列产生,也可由分生孢子形成的芽管产生,或在芽管分化附着胞过程分枝形成分生孢子;附着胞多着生于芽管顶端,少数附着胞顶端可继续萌发类似短芽管结构,再次分化形成可黑色化的次级附着胞。表明橡胶树2种炭疽菌不同菌株间分生孢子萌发时间、孢子萌发率、附着胞形成时间和形成率有一定差异,但种间无明显差异;橡胶树炭疽菌分生孢子极易形成,在疏水表面容易分化形成附着胞和附着枝,说明具有极强的适生性。     

小麦叶锈菌在感病寄主上发育的组织病理学和超微结构研究

 应用荧光显微技术、微分干涉技术和生物电镜技术,系统地研究了小麦叶锈菌在感病寄主上的发育过程及其超微结构特征。小麦叶锈菌在感病品种上的发育过程可分为几个明显的阶段,即孢子的萌发、附着胞的形成、气孔下囊的分化、初生菌丝和次生菌丝的形成和生长、吸器母细胞和吸器的形成、夏孢子床和夏孢子堆的产生以及夏孢子的形成。小麦叶锈菌的胞间菌丝呈丝状,生长和分枝通常沿寄主细胞壁进行。胞间菌丝与寄主细胞的接触诱导了吸器母细胞的分化,吸器母细胞在与寄主细胞壁的接触部位发育形成入侵栓,穿透寄主细胞壁后于细胞内形成吸器。胞间菌丝和吸器母细胞均含有双核,而成熟吸器则含有单核。经常规染色后,胞间菌丝和吸器母细胞的壁与隔膜均可分辨出由多层构成。     

芒果叶片对炭疽病的阶段抗性

为了研究芒果叶片对炭疽病的阶段抗性,在室内人工接种和田间自然发病条件下,对3个芒果品种的不同成熟度叶片的抗病性进行了鉴定,并测定了病原菌分生孢子在不同成熟度叶片表面的萌发率和附着胞形成率.结果表明,在室内人工接种条件下,随着芒果叶片逐渐成熟,对炭疽病的抗性逐渐增强,处于幼嫩期的古铜色叶片最为感病,病情指数在97.0以上,淡绿色叶片表现抗病,病情指数在2.0～2.5之间,成熟的老叶表现高抗或近免疫,病情指数为0.田间自然发病调查结果与室内试验结果基本一致,说明幼嫩的古铜色阶段是芒果叶片对炭疽病的易感期.随着芒果叶片成熟度的提高,病原菌分生孢子萌发率和附着胞形成率有下降的趋势,在古铜色叶片、淡绿色叶片和老叶表面分生孢子萌发率分别为98.1%～99.2%、95.0%～97.0%和86.0%～92.0%,附着胞形成率分别为74.4%～81.0%、70.0%～77.8%和63.4%～69.9%.     

多堆柄锈菌侵染玉米的细胞学及超微结构特征

为明确玉米对多堆柄锈菌Puccinia polysora侵染后病理反应的细胞学特征,利用扫描和透射电镜技术分析了玉米自交系与多堆柄锈菌互作中二者的细胞变化过程。多堆柄锈菌对玉米的侵染主要以直接穿透叶片表皮侵入为主,少量可从气孔和细胞间隙侵入。接种后,病菌夏孢子在感病自交系叶片上快速并大量萌发,在叶表生长蔓延并侵入表皮组织细胞,7 d后形成夏孢子堆;在抗病自交系上,病菌萌发、菌丝生长均受到明显抑制,少量入侵的病菌也由于寄主细胞死亡而导致菌丝和夏孢子干瘪死亡。侵染早期在感病寄主细胞间隙出现菌丝并穿透细胞壁,在胞内产生分枝菌丝,此时寄主细胞结构正常;随着菌丝进一步扩展,叶绿体等结构发生紊乱,被侵染细胞逐渐死亡。在抗病自交系上,接菌24 h后寄主即出现过敏性坏死反应,侵入位点与周围细胞快速坏死,抑制菌丝生长蔓延;叶绿体中清晰可见深色颗粒状物质;72 h后细胞壁外侧产生大量致密的深色结晶体,应为与抗病反应相关的酚类物质。表明抗多堆柄锈菌的玉米材料可能存在2种抗病途径,即寄主与病菌互作中由分子识别引起的免疫反应和病菌侵入后的系统防卫反应。     

植物苯丙酸类代谢与小麦对白粉病抗性的关系

 高抗白粉病的小麦品种MN7213,中抗品Jup73的Atd "S",中感品种S₁₂-Nb及高感品种Vilela Mar.在幼苗3叶期用沈阳地区采集的小麦白粉菌(毒力公式为4/1,2,3a,3b,3c,5)接种。接种后12小时,各抗、感小麦品种均出现苯丙氨酸解氨酶的活性峰,但抗病品种酶的活性峰较高,为感病品种的两倍,持续时间也较长,达48小时;而感病品种酶的活性峰则迅速降低,24小时即接近于正常水平。接种后48小时,抗病品种出现木质素前体阿魏酸量的增加峰,而感病品种至72-96小时才出现阿魏酸的增加,且增加量较小。木质素含量的增加亦不相同,它与小麦品种的抗病性有着正相关性:高抗品种增加0.327%;中抗品种0.284%;中感品种0.132%,而高感品种仅0.11%。此外伴随着苯丙氨酸解氨酶活性的增加绿原酸(苯丙酸类代谢一种酚类植保素产物)也迅速积累,但不同抗病性的小麦品种积累的时相和量有所不同,抗病品种在接种后48小时即出现绿原酸的增长,较感病品种早48小时,而最高增长量是前者为3.30微克/毫升,后者只有1.35微克/毫升。上述结果表明小表品种对白粉病的抗性与苯丙酸类代谢的定速酶苯丙氨酸解氨酶活性有着密切关系,并通过代谢产物绿原酸和木质素的增加得到表达。     

小麦及禾草条銹病菌的研究

 山西晉中一带麦田边生有大量碱草(Elymus chinense),严重感染条锈病。接种試驗証明小麦条銹菌与碱草条銹菌在致病力方面有显著差异。碱草对14个小麦条銹菌种均抵抗,碱草条銹菌虽能侵染小麦,但13个小麦推广品种对所有5个碱草菌种都表現抵抗。田間調查結果亦示明碱草条銹菌虽能侵染小麦,但麦叶仅产生抗性的枯斑及形成极少量的夏孢子堆,并証实其不能在小麦上继續繁殖。不同小麦的种对碱草条锈菌亦均免疫或高度抵抗。小麦条銹菌能侵染冰草(Agropyron cristatum)等11种禾草,其中旱雀麦(Bromus tectorum)及西伯利亚碱草,(Elymus sibiricus)高度感染。碱草条銹菌較小麦条銹菌能适应更高的气温,在25℃仍能正常侵染碱草且产生大量孢子堆,其夏孢子(28.94μ×22.41μ)亦显著較小麦条銹菌的夏孢子(26.10 μ×19.48μ)为大,因此是条銹菌(Puccinia glumarum)的一个較为特殊的生理小种(YIE)。西伯利亚碱草(Elymus sibiricus)、山大麦及麦穗草(Agropyron spp.)的条銹菌均能正常侵染小麦,但尚未发現其大量感染条銹病的羣落。     

Host Barriers and Responses to Uncinula necator in Developing Grape Berries

ABSTRACT Grape berries are highly susceptible to powdery mildew 1 week after bloom but acquire ontogenic resistance 2 to 3 weeks later. We recently demonstrated that germinating conidia of the grape powdery mildew pathogen (Uncinula necator) cease development before penetration of the cuticle on older resistant berries. The mechanism that halts U. necator at that particular stage was not known. Several previous studies investigated potential host barriers or cell responses to powdery mildew in berries and leaves, but none included observation of the direct effect of these factors on pathogen development. We found that cuticle thickness increased with berry age, but that ingress by the pathogen halted before formation of a visible penetration pore. Cell wall thickness remained unchanged over the first 4 weeks after bloom, the time during which berries progressed from highly susceptible to nearly immune. Autofluorescent polyphenolic compounds accumulated at a higher frequency beneath appressoria on highly susceptible berries than on highly resistant berries; and oxidation of the above phenolics, indicated by cell discoloration, developed at a significantly higher frequency on susceptible berries. Beneath the first-formed appressoria of all germinated conidia, papillae occurred at a significantly higher frequency on 2- to 5-day-old berries than on 30- to 31-day-old fruit. The relatively few papillae observed on older berries were, in most cases (82.8 to 97.3%), found beneath appressoria of conidia that had failed to produce secondary hyphae. This contrasted with the more abundantly produced papillae on younger berries, where only 35.4 to 41.0% were located beneath appressoria of conidia that had failed to produce secondary hyphae. A pathogenesis-related gene (VvPR-1) was much more highly induced in susceptible berries than in resistant berries after inoculation with U. necator. In contrast, a germin-like protein (VvGLP3) was expressed within 16 h of inoculation in resistant, but not in susceptible berries. Our results suggest that several putative barriers to infection, i.e., cuticle and cell wall thickness, antimicrobial phenolics, and two previously described pathogenesis-related proteins, are not principal causes in halting pathogen ingress on ontogenically resistant berries, but rather that infection is halted by one or more of the following: (i) a preformed physical or biochemical barrier near the cuticle surface, or (ii) the rapid synthesis of an antifungal compound in older berries during the first few hours of the infection process.     

中国小黑豆抗源对大豆孢囊线虫4号生理小种抗性机制的研究Ⅰ.抗源品种对大豆孢囊线虫侵染和发育的影响

 以鲁豆1号作感病对照,通过接种相同数量的卵和二龄幼虫并采用切顶水培技术研究我国筛选出的两个小黑豆抗源:灰皮支黑豆和元钵黑豆对大豆孢囊线虫4号生理小种侵染和发育的影响。结果表明,接种后24 h侵入大豆抗感品种根内的二龄幼虫数十分接近,差异不显著;接种后水培15~17 d,抗病品种根内的二、三龄幼虫数无论是单株平均值,还是所占百分数均极显著高于感病对照,而四龄幼虫、雌成虫和总成虫数正好与此相反。感病对照鲁豆1号根上二龄、三龄、四龄、雌成虫和总成虫数所占百分数为4.40%、10.20%、24.95%、29.35%和60.45%,而元钵黑豆和灰皮支黑豆根上各龄线虫的百分数分别为22.30%、26.50%、13.55%、3.80%、37.65%和24.30%、29.60%、15.05%、2.50%、31.15%。抗感品种根上线虫性比的差异极明显,抗病品种为10左右,而感病对照稍大于1;抗病品种根上线虫幼虫从二龄到三龄及从三龄到四龄阶段有较高的死亡率,而且从三龄到四龄阶段的死亡率高于从二龄到三龄阶段。     

A microscopic study of the wheat-powdery mildew relationship after application of the systemic compounds procaine,griseofulvin and 6-azauracil

On wheat seedlings systemically protected by root application of procaine-hydrochloride, griseofulvin or 6-azauracil, germination of oidia ofErysiphe graminis f. sp.tritici and penetration of this fungus into the epidermal cell wall was as high as on control plants. Inhibition of powdery mildew development became apparent only after the penetration process had started. About 85% of the infections were halted within 24 hours after the inoculation, and did not result in the formation of a haustorium. In the other cases usually not more than one haustorium per infection court was formed, which often showed anomalies, characteristic for each compound used. Development of mycelium was scanty or absent and no sporulation occurred. Similarly, on plants of a resistant wheat variety, powdery mildew inhibition became apparent only after penetration of the host had started. There was no development of mycelium or sporulation. A severe reaction of certain epidermal cells to penetration by powdery mildew was observed on resistant as well as on treated and untreated susceptible plants. However, in relation to the total number of infections, the percentage of this type of reaction was low.     

一些农业措施对小麦稈黑粉病发病过程的影响

小麦个体的生活力与稈黑粉病的发生有密切的关系。在受病的植株中,常常发现一些生长强壮的分蘖,不表现明显病症;而生长衰弱的发病严重。高感或高抗品种试验均一致显示:大粒种子长起的植株,稈黑粉病发病率低;小粒的发病率高,约为大粒种的2—3倍。大粒种子抗病,主要是由于它的生活力较强。播种期对稈黑粉病的发生有很大的影响:秋播发病重,在武功以10月上、中旬播种的发病率最高。但在春播中,经多年来试验,许多对稈黑粉病高感或中感的冬小麦品种均变为完全免疫。其主要原因是由于春播破坏了病原物、寄主及环境三者在进化中所形成的相互一致性,并在小麦个体内造成不利于稈黑粉病菌发展的内在条件。试验说明:小麦受稈黑粉菌侵染后,病菌与寄主间的相互关系可以采用的某种农业措施而被干扰,并可达到防治病害的目的。     

山东省玉米生产品种和部分自交系对纹枯病抗性鉴定

连续两年对山东省72份玉米生产品种和30份自交系材料在田间进行纹枯病抗性鉴定,采用被病原菌侵染的高粱粒作为接种物,在玉米拔节中后期接种,按照国家玉米区域试验抗性鉴定标准进行病害分级评定和抗性评价。在102份材料中抗性级别为高抗、抗、中抗、感、高感的比例分别为1.96%、20.59%、24.51%、33.33%、19.61%,生产品种‘登海3号’和‘聊玉22号’对纹枯病表现高抗。     

华南及菲律宾稻白叶枯病病原菌株致病性比较研究

 用国际鉴别寄主及中国鉴别寄主分别在华南及菲律宾两地,同时多次重复研究、比较、分析两地的稻白叶枯病病原菌株的致病力。用人工剪接法测定明确了中国及菲律宾的病情分级调查记载标准呈显著相关,均能反映华南与菲律宾的病情调查实际结果。对4个菲律宾和5个华南菌群而言,"金南风"及"脱脱普"全感,而"早生爱国3号"和"爪哇14号"则全抗。"黄玉"对华南菌群Ⅰ及Ⅱ抵抗,但对Ⅲ及Ⅳ群与4个菲律宾菌群则全感。"IR8"及"Cas209"对5个华南菌群全感,而"DV85"则全抗。"IR20"及"IR1545-339"抗华南菌群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ及Ⅳ,但感染Ⅴ群。"TN1"及"金刚30"等品种全部感染华南及菲律宾菌群。"IR26"抗华南菌群Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ和菲律宾菌群Ⅰ,但感染华南菌群Ⅴ和菲律宾菌群Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ。试验结果指出:华南菌群Ⅲ、Ⅳ的,致病力与菲律宾菌群Ⅰ相仿,而华南菌群Ⅴ则与菲律宾菌群Ⅳ相类似。此外,还研究比较分析了华南菌株与东南亚菲律宾、泰国和印度尼西亚诸国菌株间的致病力的异同情况。     

我国新育成甘蔗品种(系)对甘蔗线条花叶病毒和高粱花叶病毒的抗性评价

甘蔗花叶病是中国蔗区危害最严重的病毒病,利用抗病品种是控制该病害最经济有效的方法。本研究以中国蔗区甘蔗花叶病的2种主要病原甘蔗线条花叶病毒分离物(SCSMV-JP1,Gen Bank登录号JF488064)和高粱花叶病毒分离物(Sr MV-HH,Gen Bank登录号DQ530434)为接种毒源,采用人工切茎接种和RT-PCR检测相结合方法,于2015年、2016年2次对中国近年选育的71个优良甘蔗新品种(系)进行了双抗SCSMV和Sr MV鉴定与评价。结果表明:71个优良甘蔗新品种(系)中,对SCSMV表现高抗到中抗的有24个,占33.8%,感病到高感的有47个,占66.2%;对Sr MV表现高抗到中抗的有27个,占38.03%,感病到高感的有44个,占61.97%。综合分析结果显示,福农30号、福农36号、闽糖01-77、桂糖02-467、柳城05-129、粤甘34号、粤甘40号、粤糖55号、粤糖96-86、粤糖00-318、赣蔗02-70、云蔗03-258、云蔗04-241、云蔗05-51、云蔗06-80等15个优良新品种(系)双抗SCSM V和Sr M V 2种病毒,占21.13%,其中粤甘34号、粤糖55号、云蔗03-258、云蔗05-51、云蔗06-80等5个优良新品种(系)对2种病毒均表现为高抗,占7.04%,。研究结果明确了71个甘蔗优良新品种(系)对甘蔗花叶病2种主要致病病原的抗性,筛选出双抗SCSMV和Sr MV的甘蔗优良新品种(系)15个,为生产用种选择和有效防控甘蔗花叶病提供了科学依据。