黑龙江省和海南省PWL基因家族在稻瘟病菌中的分布及变异

【目的】了解不同稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）菌株群体中PWL基因家族的分布和变异特征，为研究不同稻瘟病菌群体的遗传多样性及特异性提供依据。【方法】通过参考NCBI中公布的无毒基因序列分别对PWL基因家族的启动子区和CDS区设计特异性引物共8对，对2020年采自黑龙江省和海南省不同地区的397个稻瘟病菌单孢分离菌株提取DNA，进行无毒基因的PCR扩增并通过琼脂糖凝胶电泳检测，从检测结果中分别选取囊括不同地区的代表菌株对扩增片段进行测序分析。测序结果与NCBI中相应无毒基因启动子区和CDS区的碱基与氨基酸序列进行比较分析。【结果】在PCR电泳检测结果中，PWL1在所有菌株中均未检测出；PWL2、PWL3和PWL4在黑龙江省和海南省中均扩增出特异性片段，说明这3种基因在两省中均有分布并分别存在不同的分布频率与变异类型。其中PWL2在黑龙江省和海南省中分布频率最高，分别为98.14%和100%;PWL3和PWL4在两省中的分布频率具有显著差异，这2种基因在黑龙江菌株中频率分别为89.30%和82.79%，而在海南菌株中均为5.49%。通过对无毒基因组合进行分析，结果显示，组...     

江西稻瘟病自然病圃菌群毒性相关基因的鉴定与分析

【目的】为明确江西不同生态地区稻瘟病自然病圃菌群的无毒基因与致病基因分布以及遗传结构。【方法】利用已克隆的8个稻瘟病菌无毒基因与8个致病基因特异性引物对来源于江西5个不同地区稻瘟病自然病圃的189个单孢菌株的基因组DNA进行PCR扩增检测,计算检测基因在不同地区菌株中的分布频率,并根据扩增结果进行聚类,分析稻瘟病菌群体遗传结构。【结果】8个无毒基因Avr-pia、Avr-pizt、ACE1、Avr-pit、Avr-pita、Avr-co39、Avr-pik、PRE1在江西5个稻瘟病自然病圃稻瘟病菌的检测频率存在较大差异,其中都昌菌株中Avr-pik检测频率最高,井冈山、丰城、万安菌株中Avr-pizt检测频率均最高,婺源菌株中Avr-pik、Avr-co39、PRE1检测频率最高均为100%,而Avr-pit在所有地区菌株中检出频率都是最低。8个致病基因MNH1、MgATG5、MPG1、MgYCA1、MgS11、MagB、MPS1、CPKA在江西5个地区稻瘟病自然病圃菌株中只检测到7个,MNH1未检测到,且存在较大的分布差异。MPG1在5个地区病圃稻瘟病菌的检测频率均为最高在90%以上...     

江苏省稻瘟病菌致病力分化及无毒基因组成分析

针对2013-2017年从江苏省采集标样并分离得到的共计621个稻瘟病菌[Magnaporthe oryzae (Hebert)Barr]单孢菌株,利用10对稻瘟病菌无毒基因(ACE1、PWL1、Avr-Pita、Avr1-CO39、Avr-Pizt、Avr-Pib、Avr-Pia、Avr-Pii、Avr-Pik、Avr-Pi9)特异性引物进行扩增,分析江苏省稻瘟病菌无毒基因的分布及频率。结果表明:上述10个无毒基因在江苏省均有分布,但出现频率不同,其中平均扩增频率最高的为Avr-Pib,达到74. 56%,最低的是Avr-Pia,只有9. 34%。Avr-Pib、Avr-Pik、Avr-Pizt连续5年扩增频率较高且稳定遗传。此外,采用日本清泽鉴别品种对稻瘟病菌供试菌株进行致病力测定,结果表明供试菌株对Pi-zt、Pi-z、Pi-ta、Pi-ta2、Pi-i表现为弱毒力。综上所述,江苏省稻瘟病菌群体组成较为复杂,且存在较大易变性;无毒基因的分布存在较大差异,且与地理区域密切相关。     

辽宁省稻瘟病菌无毒基因型鉴定及分析

【目的】鉴定稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）的无毒基因型,了解无毒基因在不同地区流行菌株中的分布情况,为品种布局提供参考。【方法】根据已经克隆且与稻瘟病菌致病性相关的6个无毒基因序列设计引物,选取辽宁省稻瘟病常发区的26株稻瘟病菌单孢菌株,提取各菌株DNA样本作为模板,进行PCR扩增。通过琼脂糖凝胶电泳及PCR产物测序,对6个无毒基因PCR产物进行碱基和氨基酸序列的分析比较。对琼脂糖凝胶电泳未出条带的,设计不同引物进行验证性试验。【结果】在PCR产物电泳检测中,Avr1-CO39、Avr-pia和Avr-pii没有产物条带,对这3个无毒基因设计验证引物,其PCR产物电泳检测仍没有条带出现,其结果证明辽宁省各水稻主产区流行稻瘟病菌中多不携带Avr1-CO39、Avr-pia和Avr-pii;对于其他3个无毒基因 AvrPiz-t、Avr-pik和Avr-pita则有特异性扩增产物,说明这3个无毒基因在各稻区稻瘟病菌中以不同突变类型及不同频率出现。其中,与Pi2、Pi9和Piz-t对应的AvrPiz-t,分别在22个菌株的中被检测到,且有21个菌株的序列与其序列一致,说明该基因遗传相对稳定,也间接证明携带Pi2、Pi9和Piz-t 的水稻品种在辽宁地区的广谱抗性;与基因组序列不同的16号菌株,在DNA序列192 bp处发生一个单碱基C的缺失,从而导致移码突变,且碱基突变导致氨基酸序列至72位氨基酸时提前终止,而使该基因编码的蛋白质失去无毒基因的功能。与Pik、Pik-p、Pik-m和pik-s对应的Avr-pik,电泳检测结果表明各菌株均有特异性条带出现,经测序验证等位基因序列分为4种类型（B、D、F、G）,其中12个菌株携带可为Pik或其等位基因Pik-m和pik-p所识别的D类型;9个菌株携带B类型,该等位基因曾被报道,但是否具有无毒基因的功能仍未验证;另有2个菌株携带F类型等位基因,该基因为首次发现,并分别出现在丹东和盘锦地区。其特点在于与D类型基因间存在143（A/G）的碱基差异,氨基酸序列翻译结果显示其为错义突变,即48（G/D）;而其余3个菌株携带G类型等位基因,该基因亦属首次发现,且仅出现在抚顺新宾地区,碱基序列与D类型存在168（G/A）的差异,导致翻译提前终止,基因功能丧失。对于Avr-pita,26个菌株特异性扩增产物一致,但测序检测到5种等位基因类型,且均与Avr-pita有差异,碱基序列的变化多导致错义突变。这5种等位基因的氨基酸序列之间差异由3个氨基酸位点的差异所致,分别为83（D/N）、192（Y/C）和207（K/R）,3处突变均在基因结构域范围内,几种等位基因均已见报道。【结论】辽宁稻区流行稻瘟病菌中Avr-pik、AvrPiz-t和Avr-pita分布较为广泛,选育及推广携带相应抗病基因的水稻品种可减轻稻瘟病的危害。     

南繁区稻瘟病菌无毒基因的检测

为明确南繁区稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)无毒基因的分布情况,对6个无毒基因(ACEI、Avr-Pia、Avr-Pik、Avr-Pita、Avr-Piz-t和PWL2)在南繁核心区和非核心区60个稻瘟病菌菌株中的分布情况进行PCR检测。结果发现,这6个无毒基因在核心区和非核心区的检出率分别为100.00%和96.67%、33.33%和0.00%、100.00%和100.00%、96.67%和90.00%、73.33%和100.00%以及100.00%和73.33%。该结果说明除了无毒基因Avr-Pia在南繁非核心区的稻瘟病菌中未检测到外,其余无毒基因在2个区域的稻瘟病菌中均存在,其中无毒基因Avr-Pik在2个区域的稻瘟病菌中分布率最高,均为100%,其他无毒基因在2个区域的稻瘟病菌中表现出一定的分布率差异。     

辽宁省稻瘟病菌生理小种及无毒基因鉴定

【目的】本文研究了辽宁省稻瘟病菌生理小种种群动态和无毒基因的构成,为辽宁省水稻品种合理布局及抗瘟育种提供理论依据。【方法】利用7个水稻鉴别品种对2017-2018年采自辽宁省各个稻区的151株稻瘟病菌进行生理小种鉴定,并根据已克隆的10个稻瘟病菌无毒基因序列设计引物,对供试菌株进行PCR检测。【结果】供试菌株被划分为6群41个生理小种,ZA和ZB为优势种群,占比分别为42.36%和31.76%,ZC、ZD、ZE和ZF占比分别为5.96%、3.97%、3.31%和12.58%,未检测到ZG种群。供试菌株全部携带无毒基因Avr-Pi9;大部分菌株携带无毒基因Avr-Pita、AvrPiz-t、Avr-Pik、PWL2和ACE1,携带频率分别为:90.07%、94.04%、93.38%、92.72%、98.68%;无毒基因Avr-Pib携带频率较低,仅有27.81%;无毒基因Avr-Pii、Avr-CO39和Avr-Pia未检测到。【结论】辽宁省稻瘟病菌生理小种和无毒基因组成结构复杂,在辽宁省水稻品种布局中,应推广含有Pita、Pi9、Pizt和Pik抗性基因的水稻品种。     

PWL基因家族在稻瘟病菌中的分布及变异初探

PWL寄主特异性无毒基因家族是稻瘟病菌无毒基因中一个重要的类群,了解PWL家族成员在稻瘟病菌中的分布和变异对稻瘟病菌群体遗传多样性的研究具有重要价值。研究通过设计23对引物对PWL家族成员进行分布和变异分析,结果筛选到12对引物有特异性扩增结果。扩增结果表明PWL家族基因的主要变异为缺失,试验结果表明,PWL1基因仅存在于牛筋草来源的稻瘟菌菌株中存在,而在分离于水稻的稻瘟病菌中表现为完全缺失;与此相反,PWL2基因则仅在水稻来源的菌株中存在。而插入变异仅存在于部分菌株PWL4基因的上游区域。结果还表明PWL家族成员在稻瘟病菌中具有丰富的的扩增多态性,对稻瘟病菌群体遗传多样性的研究具有重要价值。     

谷瘟病菌无毒基因型鉴定及分析

【目的】鉴定不同地区谷瘟病菌（Magnaporthe oryzae）所含无毒基因的类型,确定无毒基因在菌株中的分布及变异情况,为深入研究谷瘟病菌无毒基因变异机制提供参考。【方法】从中国北方谷子主产区不同区域内采集并分离76个谷瘟病菌的单孢菌株,提取其基因组DNA,根据目前已成功克隆的稻瘟病菌的7个无毒基因的核苷酸序列设计特异性引物,进行PCR扩增及电泳检测,并对部分菌株的无毒基因进行测序分析。【结果】在76个谷瘟病菌中,无毒基因ACE1、Avr-pita、Avr1-CO39和AvrPiz-t的扩增率为100％,无毒基因Avr-pik、Avr-pia和Avr-pii的扩增率分别为63.2%、42.1%和21.1%。在谷瘟病菌菌株P11和P34中,Avr1-CO39的扩增条带较预期片段大490 bp,测序结果发现菌株P11和P34中的Avr1-CO39基因序列完全一致,均在启动子区插入了490 bp核苷酸,该插入序列与non-LTR retrotransposon: Mg-SINE的相似度达99.16％。Avr-pita的测序结果发现,谷瘟病菌菌株中的Avr-pita基因序列变异较为丰富,其变异形式主要为单核苷酸的变异,包括单碱基的插入、缺失及多位点的SNP。Avr-pia的变异类型主要为整个无毒基因的缺失,经测序验证等位基因序列分为4种类型。Avr-pia-A与参考序列（AB498873.1）一致,包含10个菌株;Avr-pia-B包含20个菌株,在-116、-109和-16 bp处分别存在C/T、G/T和C/A变异,但与参考序列的CDS区序列相同;Avr-pia-C仅包含菌株P10,在+150 bp处存在T/G变异,但为同义突变;Avr-pia-D仅包含菌株P18,在+212 bp位点处存在C/T变异,导致该变异位点由编码苏氨酸突变为编码异亮氨酸。谷瘟病菌Avr-pii包含3种等位基因类型。Avr-pii-A型与参考序列（AB498874.1）一致,共包含14个菌株;Avr-pii-B型和Avr-pii-C型分别在+139和+64 bp处存在A/G变异,核苷酸的变异导致该位点由编码苏氨酸改为丙氨酸。Avr-pii-B型和Avr-pii-C型变异均为首次报道。单元型分析表明,AG2包含23个菌株,占供试菌株的30.2%,为优势单元型。【结论】明确了不同地区的谷瘟病菌中无毒基因ACE1、Avr-pita、Avr1-CO39和AvrPiz-t不存在地理来源的差异;而无毒基因Avr-pik、Avr-pia和Avr-pii在各地分布有差异。谷瘟病菌AG2单元型为优势单元型,其次是单元型AG1和AG5。     

广西稻瘟病菌生理分化及对4个水稻品种的毒性测定

[目的]研究广西桂北、桂南、桂中、沿海及右江河谷等稻瘟病偏重发生的部分县(市)稻瘟病菌生理分化、无毒基因类型和出现频率,为水稻品种合理布局和稻瘟病持续控制提供理论依据.[方法]以7个中国稻瘟病鉴别品种和4个单基因水稻品种为试验材料,对从广西5个县(市)稻瘟病样本中分离获得的104个稻瘟病菌株进行生理分化和致病性测定.[结果]供试的104个稻瘟病单孢菌株分属于6个群(ZA、ZB、ZC、ZD、ZE、ZG),共24个生理小种,其中优势种群为ZB群,优势小种为ZB群1、9和15号小种.104个稻瘟病菌株在4个单基因水稻品种的毒性频率分别为89.42%、55.77%、82.69%和72.12%,相应的无毒基因频率分别为10.58%、44.23%、17.31%和27.88%.来自全州县、鹿寨县、合浦县、平果县和桂平市的104个稻瘟病菌株所含的无毒基因类型基本一致,都包含有对Pi-a、Pi-ta、Pi-b、Pi-k等4个抗性基因的无毒基因类型,各地出现的无毒基因频率有一定差异.[结论]广西田间稻瘟病菌群体结构复杂、生理小种数量大是水稻品种抗病性容易丧失的主要原因;来自广西不同地区的稻瘟病菌株间无毒基因出现频率有差异,含有抗病基因Pi-b的水稻品种比含有抗病基因Pi-ta、Pi-a和Pi-k的水稻品种对于稻瘟病有更强的抵抗能力,具有较高的应用价值.     

稻瘟病菌致病基因MPG1在黑龙江省的分布情况

采用分子标记技术对来自黑龙江省9个县(市)的72个稻瘟病菌菌株携带致病基因MPG1的情况进行了检测分析,在供试菌株中有31个菌株含有致病基因MPG1,出现频率为43.1%,但在不同地区出现的频率存在一定差异,方正县、富锦县、木兰县出现频率最高,桦南县出现频率最低。     

黑龙江省和海南省稻瘟病菌中AVR-Pita家族的分布及变异分析

【目的】通过检测黑龙江省和海南省不同稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)菌株群体中AVR-Pita家族的分布情况和变异特征，了解其变异类型的致病表型，为区域内抗病种质的筛选与选育提供参考。【方法】通过参考NCBI中公布的AVR-Pita家族序列分别对启动子区和CDS区设计特异性引物共6对，对2020年采自黑龙江省和海南省不同地区的397个稻瘟病菌单孢菌株提取DNA，进行PCR扩增。通过电泳检测结果，分别选取囊括不同地区的代表菌株对扩增片段进行测序。测序结果与NCBI中相应的碱基与氨基酸序列进行比较分析，并利用水稻抗性单基因系，对不同变异类型的稻瘟病菌菌株进行无毒功能验证。【结果】在PCR电泳检测结果中，黑龙江省稻瘟病菌菌株携带所有待测基因，分布广泛且检出频率较高；而海南省稻瘟病菌菌株中仅携带AVR-Pita1和AVR-Pita2，并以低频率集中存在。无毒基因组成分析结果显示，黑龙江稻区的稻瘟病菌菌株复杂多样，携带的基因型种类较海南菌株丰富。PCR产物测序检测结果显示，AVR-Pita家族以点突变、插入和缺失为主要变异类型划分为19种,且不同稻瘟病菌群体来源的菌株，其变异类型...     

Detection and Analysis of Magnaporthe oryzae Avirulence Genes AVR-Pib,AVR-Pik and AvrPiz-t in Heilongjiang Province

【Objective】The objective of this study is to investigate the distribution and variation mechanism of avirulence genes AVR-Pib, AVR-Pik and AvrPiz-t in Magnaporthe oryzae strains from different regions and years in Heilongjiang Province, to understand the pathogenic phenotypes of different avirulence gene alleles, and to provide a reference for utilization and distribution of resistance cultivars in Heilongjiang Province.【Method】Based on the avirulence gene sequences published in NCBI, specific primers were designed to amplify full length and the coding sequence (CDS) regions of three genes, respectively. From 2016 to 2017, 335 M. oryzae strains in different regions of Heilongjiang Province were collected and isolated, and their DNA was PCR-amplified using avirulence genes primers and analyzed by agarose gel electrophoresis. The PCR products with different band patterns and from representative strains of different regions were selected for sequencing. The sequencing results were compared with the corresponding avirulence gene sequences for base and amino acid. The pathogenic phenotype of M. oryzae strains with different variant types was determined based on the rice resistance to single-gene lines.【Result】The specific bands of AVR-Pib, AVR-Pik and AvrPiz-t were detected in PCR detection and appeared in different distribution frequencies and mutation types, indicating that these 3 avirulence genes were all distributed in Heilongjiang Province. The average amplification frequency of the 3 avirulence genes was 75.52%, 87.16% and 85.67%, respectively. Among them, 4 types of band (bandless, high band, mid to high band and low band) of AVR-Pib were detected by electrophoresis analysis and 5 variant types AVR-Pib (1-1, 1-2, 2, 3, 3-1) were detected by PCR product sequencing. The genotypes AVR-Pib-1-1, AVR-Pib-1-2, AVR-Pib-2 and AVR-Pib-3-1 are newly discovered variant types, of which genotypes AVR-Pib-1-1 and AVR-Pib-1-2 are insertions of transposon Pot2 but with different insertion sites. The genotype AVR-Pib-2 has a small fragment insertion in the upstream of CDS region. The genotype AVR-Pib-3-1 base sequence has 4 differences from the original sequence, namely 32 (C/G) 35 (T/A) 36 (T/A) 38 (T/A), and the amino acid translation was terminated prematurely. Pathogenic analysis showed that except for the normal genotype AVR-Pib-3, the other alleles lost their avirulence functions. Seven AVR-Pik alleles (D, A, B, C, E, F, F2) were detected after PCR product sequencing, and the alterations in the nucleotide sequences of these alleles all resulted in amino acid missense mutations. The 7 AVR-Pik alleles have been reported previously. The avirulence gene AvrPiz-t was analyzed by electrophoresis and sequencing of PCR products, and 2 types of band (high band and normal band type) and 4 genotypes of AvrPiz-t (A, B, C, D) were revealed. Among them, AvrPiz-t-A is the original genotype, while AvrPiz-t-B has a base A insertion at position 191, causing premature termination of amino acid translation. Genotype AvrPiz-t-C is a newly discovered allelic type, characterized by the presence of a nucleotide variation at position 17 (T/C) and the insertion of base C at position 19 compared with type A, leading to the frameshift mutation and premature translation termination. The high band type avirulent genotype AvrPiz-t-D was sequenced and verified as having an insertion of the Pot3 transposon. Rice single-gene lines infection showed that the strains with AvrPiz-t-A were avirulent to Piz-t line due to Piz-t recognition, whereas the strains with AvrPiz-t (B, C, D) were virulent to Piz-t line due to lost the ability recognized by Piz-t.【Conclusion】The avirulence genes AVR-Pib, AVR-Pik and AvrPiz-t of M. oryzae in Heilongjiang Province are widely distributed and the types of variation are abundant. The results of this study can provide a reference for breeding and popularizing rice cultivars with corresponding disease-resistance genes.     

黑龙江省水稻稻瘟病研究现状及抗病育种

对黑龙江省水稻稻瘟病的研究进展情况进行综述,着重在稻瘟病优势生理小种的变化动态、抗性基因、无毒基因、抗病品种研究等方面进行了总结,并简要提出了黑龙江省稻瘟病研究及抗病育种的未来发展方向。     

黑龙江省稻瘟病菌无毒基因AVR-Pib、AVR-Pik和AvrPiz-t的检测与分析

【目的】检测黑龙江省稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）无毒基因AVR-Pib、AVR-Pik和AvrPiz-t在不同地区、年份间流行菌株的分布情况与变异机制,了解其等位基因的致病表型,为黑龙江省抗瘟品种布局提供参考依据。【方法】利用NCBI中公布的无毒基因序列对3个无毒基因AVR-Pib、AVR-Pik和AvrPiz-t的基因全长和编码序列（coding sequence,CDS）分别设计特异性引物,将2016年和2017年采自黑龙江省不同地区335个稻瘟病菌单孢分离菌株的DNA进行PCR扩增,通过琼脂糖凝胶电泳检测分析,并挑选不同带型和不同地区代表菌株的PCR产物进行测序。测序结果与相应无毒基因序列进行碱基与氨基酸序列的比较分析,并利用水稻抗性单基因系,对不同变异类型的稻瘟病菌菌株进行致病型测定。【结果】在PCR电泳检测中AVR-Pib、AVR-Pik和AvrPiz-t均出现特异性条带,说明这3个无毒基因在黑龙江省均有分布,并以不同分布频率与突变类型出现。3个无毒基因平均扩增频率分别为75.52％、87.16％和85.67％。其中AVR-Pib通过电泳检测与PCR产物测序检测出4种带型（无带、高带、中高带与低带）和5种变异类型AVR-Pib（1-1、1-2、2、3、3-1）,基因型AVR-Pib-1-1、AVR-Pib-1-2、AVR-Pib-2和AVR-Pib-3-1为新发现的变异类型,其中基因型AVR-Pib-1-1和AVR-Pib-1-2均为转座子Pot2的插入,但插入位点不同;基因型AVR-Pib-2在阅读框上游存在小片段的插入;基因型AVR-Pib-3-1碱基序列与原序列比对有4处差异,即32（C/G）35（T/A）36（T/A）38（T/A）,导致氨基酸翻译提前终止。对检测到的5种等位基因型进行致病型测定,分析发现除正常基因型AVR-Pib-3外,其他变异基因型无毒功能均已丧失。而AVR-Pik经PCR产物测序检测出7种等位基因型,AVR-Pik（D、A、B、C、E、F、F2）,碱基序列的变化均导致氨基酸错义突变,7种等位基因型均已见报道。无毒基因AvrPiz-t通过电泳检测和PCR产物测序分析,发现2种带型（高带和正常带型）与4种基因型AvrPiz-t（A、B、C、D）,其中AvrPiz-t-A为正常基因型;基因型AvrPiz-t-B在191位处有碱基A的插入,导致氨基酸翻译提前终止;基因型AvrPiz-t-C为新发现的等位基因型,其特点在于与A类型存在17（T/C）和19位处碱基C的插入,发生移码突变翻译提前终止;高带型对应的无毒基因型AvrPiz-t-D经测序验证为Pot3转座子的插入。4种基因型菌株分别接种水稻单基因系发现,AvrPiz-t-A可以被Piz-t识别表现无毒,AvrPiz-t（B、C、D）均不能被Piz-t所识别而表现为有毒性。【结论】黑龙江省稻瘟病菌无毒基因AVR-Pib、AVR-Pik和AvrPiz-t分布较为广泛,且变异类型丰富,研究结果可为选育和推广携带相应抗病基因的水稻品种提供参考。     

黑龙江省水稻种质稻瘟病抗性评价及抗瘟基因结构分析

[目的]稻瘟病严重威胁黑龙江省水稻的生产,选育和利用抗瘟品种是最经济、安全和有效的措施.了解黑龙江省水稻主栽品种的稻瘟病抗性,明确稻瘟病抗性基因的有效性,为黑龙江省稻瘟病抗病种质资源的选育和利用提供依据.[方法]2018年秋季在黑龙江省水稻主产区采集134株水稻单孢菌株,采用病原物接种鉴定方法对黑龙江省50个水稻主栽品...