小麦禾谷镰刀菌毒素抗性系的筛选及抗性特性

以稳定生长的小麦Ｆ１花药愈伤组织为材料，小麦强致病禾谷镰刀菌的粗毒素为选择剂，进行抗毒素变异细胞系的离体筛选。结果从多步正筛选系统和一步正筛选系统分别获得抗变异细胞系ＫＮ＾ｒ－ａ和ＫＮ＾ｒ－ｂ。抗性系的毒素抗性具有显著提高，且其细胞膜透性、硝酸还原酶活性、苯丙氨酸解氨酸活性、游离氨基酸组成均发生了明显变化。据此提出了细胞水平上禾谷镰刀菌毒素作用的机理及抗性变异细胞系对毒素表现出一定抗性的可能原因。     

宁夏小麦赤霉病禾谷镰刀菌致病性分化的研究

将宁夏小麦赤霉病禾谷镰刀菌单饱分离的纯培养菌系10个有效菌株,分别接种在12个小麦品种和宁夏主栽小麦品种永良4号上,结果表明,禾谷镰刀菌系间存在较明显的致病性分化现象,对于不同品种其致病力不同,菌系和小麦品种间均表现出不同的反应。将宁夏小麦赤霉病禾谷镰刀菌的70个单孢纯培养菌株接种在宁夏主栽品种永良4号上,结果显示中致病力菌株占41.4%,弱致病力菌株占40%,强致病力菌株占18.6%。     

小麦单倍体无性系抗镰刀菌毒素细胞系的筛选

１９８９～１９９２年以禾谷镰刀菌Ｆ＿４号菌种的粗毒素为选择剂，采用多步正筛选法，从来源于同一个花粉胚的单倍体细胞无性系Ｈ＿（１６）中筛选出三个抗性细胞系──Ｈ，Ｈ和Ｈ。与亲本系相比，这些变异系具有较强的抗毒素毒害能力，在继代培养６次后，其抗性性状表现稳定。     

禾谷镰刀菌毒素对小麦叶组织超微结构的影响

电子显微镜观察发现,在禾谷镰刀菌粗毒素的作用下,小麦不同抗赤霉病品种三叶期的叶片细胞超微结构将发生显著变化,如质膜内陷和断裂,叶绿体膜、线粒体膜和细胞核结构被破坏,细胞器的基质电子密度下降。损害发生最早最严重的是质膜和叶绿体膜。抗病品种比感病品种的超微结构受害轻、反应迟。     

普通小麦抗赤霉变异细胞系的离体筛选及其再生系抗性分析

通过禾谷镰刀菌毒素胁迫下的幼胚直接筛选、愈伤组织筛选、一步筛选和多步筛选相结合的方法, 从普通小麦千斤早和小偃22中筛选出了抗镰刀菌毒素变异细胞系,比较分析了不同筛选方法在不同筛选程序上的筛选效果,研究了再生株系R0代的抗赤霉特性。结果表明,利用毒素胁迫对优良品种进行抗赤霉细胞工程定向改良是有效可行的,可获得抗病性显著提高的变异株系;利用幼胚直接多步筛选,在高毒素质量浓度上获得抗性植株的比例和抗性提高的幅度均较从愈伤组织筛选和低毒素质量浓度上获得的效果更好。     

小麦赤霉病禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)产碱性蛋白酶的发酵条件

小麦赤霉病是全球毁灭性作物病害之一。禾谷镰刀菌产生碱性蛋白酶与侵染麦粒有关,纯化碱性蛋白酶对研究真菌降解谷物蛋白有重要作用。本研究探讨了培养基及发酵条件对禾谷镰刀菌菌株F15产碱性蛋白酶的影响。试验结果表明,优化的禾谷镰刀菌产碱性蛋白酶的液体发酵条件为:培养基含葡萄糖3.000%、蛋白胨2.000%、麸皮2.500%、KH2PO40.100%、KC l 0.200%、ZnSO40.001%、CaC l20.001%;培养条件为:初始pH9、接种量8%、种龄60 h,在120 r/m in下28℃振荡培养84 h,碱性蛋白酶活力达534.2 U/m l。     

玉米幼根接种禾谷镰刀菌后的转录组分析

为研究禾谷镰刀菌侵染后玉米幼根内转录组的变化情况,利用RNAseq对禾谷镰刀菌接种后6和18h的感病玉米自交系Y331分别进行转录组测序,分析接种后玉米幼根内差异表达的基因。结果表明:接种禾谷镰刀菌后,玉米幼根内共有5 153个基因差异表达;在接种后上调表达的聚类中,多种抗病过程相关的基因显著富集,包括苯丙烷类次生代谢物质合成过程的基因以及植物激素水杨酸(Salicylic acid,SA)、茉莉酸(Jasmonic acid,JA)和乙烯(Ethylene,ET)合成、响应及信号介导途径的基因;在下调表达的聚类中,植物生长发育、基础物质和能量代谢相关过程的基因显著富集。进一步分析发现:ET相关过程的基因在聚类1和聚类6中显著富集,均在接种后6h前上调表达;苯丙烷类次生代谢物合成途径相关基因和镰刀烯醇毒素(Deoxynivalenol,DON)解毒相关基因在接种后上调表达。研究表明,SA、JA/ET、苯丙烷类次生代谢物和DON解毒基因在玉米和禾谷镰刀菌互作中发挥重要作用。     

小麦中镰刀菌毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇污染现状与防控研究进展

脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）,又称呕吐毒素,是由小麦赤霉病菌禾谷镰刀菌复合群（Fusarium graminearum species complex）产生的单端孢霉烯族毒素,毒素在小麦籽粒中累积。作为B型单端孢霉烯族毒素,DON可以引起呕吐、拒食、腹泻、出血甚至死亡, 对猪的危害尤其严重。近年来,小麦赤霉病在世界各地高频率流行,尤其在中国长江中下游小麦生产区以及黄淮部分小麦产区、美国中西部小麦主产区,导致小麦中DON毒素严重超标,并引发了严重的食品安全问题。本文对国内外小麦中DON毒素的污染现状、产毒镰刀菌种类及其化学型的分布及其趋势、毒素产生的调控机制以及小麦中DON毒素的防控途径进行了论述,希望有助于镰刀菌毒素污染小麦质量安全的风险评估、监管以及科学处置。     

小麦赤霉病菌拮抗菌的筛选及拮抗特性研究

【目的】从小麦根际土壤中分离对禾谷镰刀菌具有抑制作用的菌株,为防控小麦赤霉病及其毒素污染提供菌株资源。【方法】以小麦根际土壤为材料,通过平板对峙法筛选抑制禾谷镰刀菌生长的菌株;根据菌落形态、生理生化特性和16S rDNA系统发育分析对拮抗菌进行种类鉴定;通过PCR扩增抗菌脂肽基因、发酵条件试验、抑菌物质的抑菌特性分析探究拮抗菌的拮抗特性;通过接种小麦穗和小麦籽粒试验验证拮抗菌对小麦赤霉病的防治效果及对脱氧雪腐镰刀菌稀醇(Deoxynivalenol,DON)的抑制作用。【结果】从小麦根际土壤中分离出5株对禾谷镰刀菌具有拮抗作用的细菌,其中菌株XW-10的拮抗效果最好,经鉴定该菌株为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),其具有合成伊枯草菌素、表面活性素和丰原素等抗菌脂肽的基因。菌株XW-10生长的最适条件为CM培养基中培养10~48 h,抑菌物质主要存在于发酵上清液中,使禾谷镰刀菌的菌丝生长受到明显抑制,使孢子萌发率下降,也使菌丝形态畸变;发酵无菌上清液在低于90℃下可保持高抗菌活性,中性pH时抑菌效果最好。菌株XW-10发酵无菌上清液中的有效成分为粗蛋白,但对木瓜蛋白酶、胰蛋白酶和蛋白酶K的作用不敏感。应用试验表明菌株XW-10发酵无菌上清液可促进小麦幼苗生长、通过抑制禾谷镰刀菌的生长降低小麦基质中DON毒素的含量和小麦穗赤霉病的发生率。【结论】筛选获得的菌株XW-10对小麦赤霉病有较好的防治效果,具有作为小麦赤霉病生防菌的潜质。     

离体培养条件下小麦不同外植体对赤霉病菌粗毒素的反应

研究在离体培养条件下小麦抗、感赤霉病品种不同外植体对赤霉病菌粗毒素的反应。结果表明,随着赤霉病菌粗毒素浓度的提高。小麦幼穗及花药的出愈率降低,幼穗愈伤组织生长量减少、分化能力降低;抗赤霉病品种幼穗愈伤组织的存活率、相对生长量和分化频率降低的幅度均小于感病品种,抗病品种幼穗愈伤组织的抗坏血酸氧化酶及多酚氧化酶活性受粗毒素影响的程度小于感病材料。说明小麦成株抗赤霉病和幼穗愈伤组织抗赤霉粗毒素具有一致性。     

离体培养的小麦花药对镰刀菌毒素反应之研究

通过不同浓度的镰刀菌毒素对离体培养的小麦花药进行胁迫，结果表明，随着胁迫浓度的增加，小麦花药培养效率迅速下降，具体表现在降低培养花药的反应率、愈伤组织诱导率、绿苗分化率及相对培养白苗率四方面。毒素的这种效应，因供试材料基因背景的不同而有一定差异，相对而言，感病品种和含感病基因的杂种花药对毒素较为敏感。     

胡萝卜抗HgCl_2变异细胞系的筛选

利用胡萝卜下胚轴愈伤组织 ,以HgCl2 为选择剂 ,通过多步正筛选法 ,获得了抗性变异细胞系 .抗性鉴定结果表明 ,在不同HgCl2 浓度的培养基上 ,抗性系的愈伤组织存活率和鲜质量增殖率均明显高过亲本系 ,抗性系的细胞膜透性也发生了变化 .对抗性系和亲本系愈伤组织进行再分化的结果表明 ,在连续 3～ 4代的分化培养之后 ,愈伤组织都能再生绿苗 .提出了该项研究在预防和治理重金属污染方面的重要意义 .     

两个小麦抗赤霉变异系的抗性及RAPD分析

在禾谷镰刀菌粗毒素胁迫下,通过幼胚培养无性系的筛选,获得了QK-02和HK-04两个抗赤霉病的小麦变异系,与其供体亲本相比,抗赤性明显提高,其它个别性状虽略有改变,但其综合性状表现与其亲本基本相似。用524个随机引物对两个变异系和各自亲本及苏麦3号进行RAPD分析,结果显示,变异系QK-02与亲本西农1376间存在多态片段的引物有11个,变异率为2.1%,在这些多态片段中,S3471220和S3751360在苏麦3号上也能检测到;变异系HK-04与亲本花育888间有15条引物有多态片段,变异率为2.86%,在这些多态片段中,S149620在苏麦3号上也能检测到。RAPD分析结果表明,两个抗赤霉变异系与亲本的抗病性差异是由于遗传物质的改变引起的,其抗赤霉病性是可以稳定遗传的。在抗病变异系与亲本及苏麦3号上筛选到的3个分子标记(S3471220、S3751360和S149620)可能与小麦赤霉病抗性有关。     

禾谷镰刀菌毒素对小麦花药培养特性的影响研究

用不同浓度的禾谷镰刀菌毒素对离体培养的小麦花药进行胁迫。结果表明,在低浓度(质量浓度)时毒素具有类激素活性效应,能够促进小麦花药组织脱分化,形成愈伤组织;高浓度时毒素表现毒害作用,抑制花药的脱分化和愈伤组织的形成。当毒素质量浓度大于0.5g/L时,随着胁迫浓度的增加,毒素的毒害作用增强,小麦花药的脱分化和形成愈伤组织的能力迅速下降,表现在降低花药反应率和愈伤组织诱导率2个方面。同时毒素的这种效应,因供试材料基因背景的不同而有一定差异。比较而言,含感病基因的杂种花药对毒素敏感。     

水稻立枯病抗性资源筛选

利用黑龙江省226份水稻种质资源进行苗期耐立枯病的鉴定,以轮枝镰刀菌为供试菌株,采用人工接种,筛选得到不同表现值的抗源材料。鉴定结果表明:鉴定筛选出高抗品种12份,分别为‘龙粳20号’‘东农429’‘富士光’‘龙稻5号’‘龙粳27号’‘垦稻18’‘黑粳2号’‘龙粳21号’‘朴洪根稻’‘石狩白毛’‘垦稻9’‘垦稻11’,占资源总数的5.31%;中抗品种29份,占总数的12.83%;中感品种为63份,占总数的27.88%;感病品种99份,占总数的43.81%;高感品种为‘合江11号’‘东农420’‘牡丹江31号’‘合江10号’‘东农419’等23份,占资源总数的10.18%,但没有发现免疫品种。