稻曲病菌侵染循环及其分生孢子致病作用的研究进展

稻曲病是一种由Ustilaginoidea virens (cooke) Takahashi侵染引起的水稻穗部病害,在中国广泛发生。被稻曲病侵染后,水稻产量与品质会受到严重影响。研究稻曲病菌侵染水稻的过程及其致病机制,将为稻曲病的防治提供理论依据。介绍了稻曲病菌侵染过程及侵染循环、分生孢子的形成和萌发及其相关基因以及稻曲病菌与水稻分子互作机制等方面的研究进展,并就进一步深入研究提出了建议。     

甬优12抽穗动态调查及稻曲病预防适期研究

稻曲病已由次要病害上升为主要病害,对水稻生产危害严重,不但影响产量还降低其品质。稻曲病发生后(出现稻曲球)就很难防治,只能预防不能治疗。适时打药是高效预防稻曲病的关键。本研究结果表明,对籼粳杂交稻甬优12而言,在破口前10～13 d用专化杀菌剂预防1次、破口期再预防1次的处理防治效果最好,穗防效和病情指数防效分别为94.59%和98.33%;仅在破口前10 d或13 d喷1次药预防的处理,穗防效分别为86.95%和87.36%,病情指数防效分别为94.98%和95.99%。鉴于在实际生产中很难准确确定具体哪一天是破口前的第10 d或第13 d,本研究采用水稻生理学性状"叶枕平"(剑叶叶枕与倒数第2叶叶枕持平,或叶枕距为零)界定为最佳打药期,即稻田中1/3～1/2水稻植株处于叶枕平为第1次打药预防稻曲病的适期,第2次打药适期为破口前。     

多个稻曲病菌效应因子的信号肽验证和表达分析

【目的】信号肽对效应因子的分泌至关重要,影响病原微生物的致病进程。前期鉴定到在稻曲病菌侵染水稻花器官过程中显著上调表达的10个效应因子基因,但这些效应因子是否含有功能性信号肽及其表达模式尚不明确。【方法】利用SignaIP-5.0数据库预测、烟草瞬时表达系统和酵母信号肽分泌实验,分析并鉴定这些效应因子的信号肽。利用实时荧光定量PCR技术,检测效应因子基因的表达模式。【结果】UV＿44、UV＿1548、UV＿1567等10个稻曲病菌效应因子均含有信号肽。烟草瞬时表达结果显示,含有信号肽的eYFP融合蛋白在细胞质壁分离后均能分泌到质外体空间。酵母菌信号肽分泌结果显示,分别携带这10个信号肽的酵母菌株可在以棉子糖为唯一碳源的培养基上生长,且与TTC发生显色反应。实时荧光定量结果表明,除了UV＿6754,其余9个效应因子基因的表达模式不尽相同,其中UV＿44、UV＿1567、UV＿3667、UV＿4213、UV＿4989、UV＿5215和UV＿8184的表达量在接种后显著升高。【结论】这10个稻曲病菌效应因子均含有分泌功能的信号肽,编码效应因子的基因在稻曲病菌侵染过程中具有不同的表达模式。该结...     

水稻幼穗响应稻曲病菌毒素胁迫早期的转录组分析

【目的】由稻曲病菌引起的稻曲病不仅造成水稻减产,而且还会产生对动物和植物有毒的真菌毒素。探明水稻幼穗对稻曲病菌毒素胁迫响应的分子机制,可为发掘水稻抗稻曲病基因以及抗病分子育种开辟新的思路。【方法】用稻曲病菌毒素处理水稻幼穗,采用转录组测序技术对水稻幼穗进行转录组测序,以水稻9311基因组作为参考基因组进行对比,利用TPM法计算基因表达量,设定参数（差异倍数的绝对值不小于2,且q值不大于0.05）筛选差异表达基因。结合基因差异表达分析、富集功能分析,鉴定水稻响应胁迫的关键基因,并利用实时荧光定量PCR技术对差异表达基因进行验证。【结果】在稻曲病菌毒素胁迫12 h后,水稻幼穗出现2526个差异表达基因（DEG）;通过GO富集、KEGG代谢途经和KOG功能分析,将差异基因划分为GO功能下的64个条目、32个代谢途径和KOG功能下23个类别,包括淀粉和蔗糖代谢、苯丙类生物合成、碳代谢、糖酵解/糖异生、氨基糖和核苷酸糖代谢等生物学过程。DEG中有66个植物转录因子,分属7种植物转录因子家族,包括WRKY和Myb两大转录因子。分析二萜类生物合成与淀粉和蔗糖代谢途径相关基因发现,OsCPS2、OsKSL4和细胞色素P450等基因表达量上调,而淀粉酶、β-呋喃果糖苷酶和UDP-焦磷酸化酶等基因表达量下调,推测这些基因在水稻响应稻曲病菌毒素胁迫时发挥重要的作用。【结论】稻曲病菌毒素作为非生物胁迫因素对水稻幼穗具有毒性;通过干扰淀粉和蔗糖代谢等途径而影响种子营养物质的合成,降低水稻抵抗病原菌侵染水稻的能力。     

稻曲病菌分生孢子实时PCR定量检测方法的建立及初步应用

 根据稻曲病菌核糖体转录间隔区（ITS）序列的特异性,设计了2对引物及相应TaqMan探针用于建立稻曲病菌实时PCR定量检测技术。结果表明,uvr292rf/uvr397rr/uvrp333组合建立的体系可特异性检测出稻曲病菌,扩增基线平整,指数扩增期明显,重现性好,最低可检出24 fg的稻曲病菌基因组DNA模板量;以梯度稀释分生孢子液提取的基因组DNA为模板,建立孢子数量常用对数值与Ct值的线性关系,理论上最低可检测出0.67个分生孢子。对3个时间点的田间孢子捕捉样品进行检测,结果显示不同月份间稻曲病菌孢子数量存在差异。     

稻曲病的发生及防治

简述了稻曲病会引起水稻空秕粒增多,千粒重下降等危害症状,从颜色、形态上指出了稻曲病发生的特征,总结了该病的发生条件和发展规律,结合实践提出了从品种选择、施肥管理,水层控制等方面对稻曲病进行防治的措施。     

稻曲病菌分离技术的初探

用7种培养基和2种分离方法对稻曲病菌的培养及分离技术进行了研究。结果表明,胁本哲氏培养+抑制细菌生长的氯霉素(50 μg/mL)是分离稻曲病菌最适宜的培养基。稻谷是厚垣孢子产生的理想培养基。厚垣孢子悬液法可用于稻曲病菌的快速分离,而稻曲球不同层次组织块分离法可从保存长时间的稻曲球分离到稻曲病菌。     

根癌农杆菌介导遗传转化稻曲病菌

利用根癌农杆菌介导转化系统,通过潮霉素抗性筛选转化子,对稻曲病菌分生孢子进行了转化。农杆菌经乙酰丁香酮预先诱导,转化效率大约为390~450个转化子/ 106个孢子。PCR检测绿色荧光蛋白基因和潮霉素基因表达盒,结果显示被测转化子基因组中均成功整合了目的基因片段。同时,在488 nm下这些转化子都具有荧光。表明利用根癌农杆菌可以成功转化稻曲病菌。     

稻曲病菌UvHog1基因的克隆及表达分析

稻曲病由稻曲病菌引起,是水稻穗部的重要病害。利用同源克隆和RACE技术,根据丝状真菌相对保守的氨基酸序列设计简并引物,从稻曲病菌中分离了丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)编码基因的全长cDNA序列,命名为UvHog1。UvHog1含有MAPK保守的蛋白激酶激活域(TGY),序列与稻瘟病菌MgOsm1(AAF09475.1)、球孢白僵菌BbHog1(AAS77871.1)、烟曲霉AfOsm1(XP752664.1)和隐球酵母CrHog1(AAM26267.1)等MAPK高度同源,相似性分别为95%、93%、88%和81%。系统聚类结果表明,UvHog1与酵母Hog1MAPK同源。在盐胁迫条件下,UvHog1的相对表达量明显降低,表明UvHog1参与了对盐胁迫的信号响应。     

国内外稻曲病研究现状

稻曲病是我国水稻上常见的一种真菌性病害,随着该病发生情况日趋严重,有关该病害的研究报道也日渐增多。本文综述近几十年来国内外稻曲病的分布与寄主、生物学特性、危害与危害机理、划级标准、病害循环、流行规律及防治,并对研究中存在的问题进行简单阐述。     

稻曲病的接种方法及其效果初探

在水稻孕穗期于傍晚用注射法人工接种培养的稻曲病菌,发现病菌菌丝碎段与孢子混合可引起水稻严重发病,最高穗发病率可达100%,最多穗病粒数达106粒,最大病情指数达85.5。不同菌株引发的病情差异很大;病菌在不同品种上引发的病情也差异悬殊;病情指数与穗发病率之间及病情指数与穗平均病粒数之间存在高度相关。初步发现菌株 品种之间存在专化互作现象。     

几种新药剂对水稻稻曲病的防治效果

试验结果表明,应用好力克SC和爱苗SC防治水稻稻曲病的效果极显著优于井冈霉素AS,井冈霉素AS的防治效果显著优于满穗SC.同时30％爱苗SC及井冈霉素AS,在孕穗末期及齐穗期两次用药的防效极显著优于在孕穗末期用1次药的防治效果;而43％好力克SC及20％满穗SC在孕穗末期用1次药与在孕穗末期、齐穗期各用1次药的防治效果相当,因此在防治水稻稻曲病时需根据具体药剂决定施药次数。     

安徽省水稻品种(系)对稻瘟病和稻曲病的抗性评价

2013年对安徽省103份水稻品种(系)进行稻瘟病和稻曲病田间抗病性鉴定。结果表明,参试材料对稻瘟病表现抗病和中抗的分别有5份和9份,占13.59%;表现中感的有25份,占24.27%;表现感病和高感的分别有33份和31份,占62.14%。对稻曲病表现抗病和中抗的分别有6份和7份,占12.62%;中感的有55份,占53.40%;感病和高感的分别有29份和6份,占33.98%。对两种病害均能达到抗病或中抗的只有3份,分别是G优6号、Y两优1500和协优118。     

稻曲病病粒数对水稻产量影响分析

2008年以千重浪为试验品种研究稻曲病病粒数多少对水稻产量损失和病穗产量结构的影响。结果表明,稻曲病的发生对每穗总粒数及离病粒较远的健粒影响较小,病粒的多少与单穗实粒重、产量损失率有较大的相关性,病粒的存在强烈影响着接近主轴粒的健粒千粒重,并使病穗空秕率上升,千粒重下降,最终影响水稻产量。     

3种杀菌剂防治稻曲病田间药效试验

为提高水稻稻曲病的防治效果,选用27.8%福赛SC(13.9%苯醚甲环唑·13.9%赛呋酰胺)等3种药剂对稻曲病进行药效对比试验。结果表明:27.8%福赛SC(13.9%赛呋酰胺·13.9%苯醚甲环唑)每667m~2用25 m L和30%福连SC(8%戊唑醇·22%多菌灵悬浮剂)每667m~2用70 m L的防效及对水稻制种田的增产效果均显著高于常用杀菌剂30%爱苗EC(15%苯醚甲环唑·15%丙环唑)每667m~2用20 m L的处理。     

永安市稻曲病的发生危害及防治对策

近年来,稻曲病在永安市普遍发生,并有逐年加重的趋势。通过分析近几年来永安市水稻稻曲病的主要危害症状及发病原因,提出防治对策。     

江苏水稻稻曲病综合防控技术

水稻发生稻曲病不仅造成产量损失,而且对人畜健康产生威胁。根据多年来对江苏稻区稻曲病的调查研究,阐述稻曲病的发生危害特点,提出适合江苏稻区稻曲病的农业和药剂防控措施,重点介绍穗期防控稻曲病的时间和药剂品种,并对稻曲病的发生规律进行分析及对今后的研究工作进行展望。     

稻曲病发病程度与水稻株型的相关性

采用6个对稻曲病抗感程度不同的水稻品种(组合),调查稻曲病发病率、严重度并计算损失率。同时测量一次枝梗数、二次枝梗数及着粒密度等穗部性状,并考察剑叶角度、剑叶长和株高等株型性状。将结果进行相关性分析,认为稻曲病的发生存在着显著的品种间差异,发病率与穗部性状关系密切,相关性大小为着粒密度>每穗粒数>二次枝梗数,发病率与穗长、剑叶角度、穗弯曲度、剑叶长度呈极显著或显著的负相关。提出在株型育种中应注意选择一次枝梗数较多的偏散穗、长弯穗型,避免选用二次枝梗数过多的资源。     

利用重组自交系分析水稻稻曲病抗性位点及效应

利用157个家系组成的大关稻/IR28重组自交系群体,采用高效引发稻曲病人工接种方法,以病情指数作为稻曲病的表型值,鉴定了亲本及157个重组自交系群体对水稻稻曲病的抗性。利用QTL Cartographer 软件,对水稻稻曲病抗性基因进行检测分析。检测到qFsr1、qFsr4、qFsr10、qFsr11和qFsr12共 5个QTL位点,分别位于第1、4、10、11和12染色体上,贡献率为9.8%~22.5%。根据抗性位点加性效应方向,在qFsr1、qFsr10、qFsr11和qFsr12位点上,亲本IR28存在抗稻曲病的增效等位基因,大关稻具有减效等位基因;而qFsr4位点抗性效应来源于大关稻。