四川省籼稻区水稻稻曲病菌遗传多样性分析

应用ERIC-PCR指纹技术,对采自四川省6个籼稻自然生态区的60个稻曲病菌菌株进行了DNA分子水平上的遗传多样性研究,并进行UPGMA聚类分析和相似性分析.结果表明,所采用的ERIC引物在不同供试菌株中分别扩增出5～20条不等的带谱;在0.75相似水平上,供试菌株被划分为11个遗传型群,其中L1、L4、L5为优势群,并存在次要小型群和特异性型群;来自同一地区的稻曲病菌菌株具有较高的遗传相似性,而不同地区的稻曲病菌则表现出程度不同的变异,且寄主品种与稻曲病菌遗传差异之间的相关性较小.     

来源于同一穗不同稻曲球的稻曲病菌的致病性及遗传多样性

 本研究从源于6穗稻曲病穗的48个稻曲球中分离获得稻曲病菌（Ustilaginoidea virens）48株,从3个稻曲球的不同部位分离获得稻曲病菌23株。用注射接种法将菌株分别接种到水稻品种两优培九（感病品种）、淮稻5号（中抗品种）和武育粳3号（抗病品种）上,结果显示分离的菌株致病力分化较大,而菌株在水稻品种上的致病力强弱与已知水稻品种对稻曲病菌的感、抗性趋势基本一致。相同孢子量接种水稻,不同分离菌株之间仍有致病力分化,生长速率测定也发现菌株之间可能存在差异。利用REP PCR (repetitive extragenic palindromic sequence PCR)技术进行菌株遗传多样性分析表明,同穗不同稻曲球分离的菌株中,1号穗分离的4个菌株聚在同一簇群,其余5穗的菌株分别聚在3～5个簇群;同一稻曲球不同部位分离的菌株中,一个稻曲球分离的8个病菌聚在同一簇群,而其余2个稻曲球分离的病菌则分别聚在2～3个簇群。由此推测同一稻穗上不同稻曲球可能是由来源不同的稻曲病菌侵染所形成;而一个稻曲球可以由同一稻曲病菌引起,也存在多个侵染源共同侵染的可能。     

稻曲病菌生物学特性与致病力相关性研究

 测定了100个稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)菌株的产孢能力、生长速率、色泽、胞外物质对麦种萌发抑制率和致病力,用SPSS软件分析了其产孢能力、生长速率、色泽、对麦种萌发抑制率与致病力的相关性。结果表明：菌株的产孢能力、色泽与致病力呈正相关;对麦种萌发抑制率与致病力的相关系数无统计学意义;菌株的生长速率与致病力呈负相关。其中,菌株的产孢能力和致病力呈中度相关;色泽、生长速率与致病力呈低度相关。     

辽宁稻区稻曲病菌生物学特性及遗传多样性分析

为明确采自辽宁省12个稻区稻曲病菌Ustilaginoidea virens的生物学特性、群体遗传多样性与地理区域的关系。本研究采用生物学方法测定稻曲病菌菌株的生长速率和产孢能力,并采用SPSS 20.0分析软件对稻曲病菌菌株的菌丝生长速率和产孢能力进行相关性分析。提取稻曲病菌基因组DNA,采用特异性引物US、交配型引物MAT、遗传多样性引物ERIC对其进行PCR扩增,通过聚类分析进行群体遗传多样性研究。结果显示:157个稻曲病菌菌株的菌丝生长速率与产孢能力相关系数为0.19。采用稻曲病菌特异性引物US进行扩增,157个菌株均为稻曲病菌株;采用交配型引物MAT进行扩增,53个菌株为MATⅠ型,104个菌株为MATⅡ型。采用ERIC引物可扩增出2~7条不等的条带,157个稻曲病菌株被划分为10个基因类群,其中第1类群为优势类型,有44个菌株,占总数的28.0%;第2类群有20个菌株,占总数的12.7%;第3类群1个菌株,占总数的0.6%;第4类群1个菌株,占总数的0.6%;第5类群有21个菌株,占总数的13.4%;第6类群有17个菌株,占总数的10.8%;第7类群有2个菌株,占总数的1.2%;第8类群有5个菌株,占总数的3.2%;第9类群有30个菌株,占总数的19.1%;第10类群有16个菌株,占总数的10.2%。来自辽宁省12个稻区的157个稻曲病菌株菌丝生长速率与菌株产孢量之间没有相关性,产孢量与地域之间有相关性。基于ERIC-PCR扩增的稻曲病菌株基因组DNA指纹图谱的多态性进行划分的基因类群与地理区域之间有相关性,基因类群与生物学特性之间没有相关性。     

甘薯茎腐病菌的遗传多样性及致病力差异分析

为了解不同地区甘薯茎腐病菌Dickeya dadantii种群遗传多样性水平及致病力差异,采用重复序列PCR基因指纹(repetitive element palindromic PCR,REP-PCR)技术和薯片接种方法,对采自广东省、广西壮族自治区和重庆市的6个市区县的59株菌株进行分析。结果表明,5对引物对59株菌株扩增出41个清晰的条带,其中36个为多态性条带,每对引物的扩增条带数在4～10之间,平均为7.2。在物种水平上,有效等位基因数、Nei’s基因多样性指数和Shannon信息指数分别为1.4768、0.2801和0.4186,其中湛江种群多样性最高,南宁种群多样性最低;当遗传相似系数为0.79时,59株菌株可被划分为5个类群,类群划分与菌株来源地间有一定的相关性。此外,不同地区病菌种群间存在明显的致病力差异,其中合浦种群与湛江种群致病力最强,万州种群致病力较弱。表明甘薯茎腐病菌种群具有丰富的遗传多样性,不同地区的病菌种群存在明显的遗传多样性与致病力差异。     

中国部分地区稻曲病菌培养特性及其遗传多样性分析

采用生物学方法和RAPD-PCR技术,对来自11个省(市)84个菌株的菌丝生长速率、分生孢子数量、孢子萌发率及其遗传多样性进行分析,以明确中国部分地区稻曲病菌株的培养特性和遗传多样性。依据菌丝生长速率,菌株可被划分为快和慢2种类型,分别占58.33%和41.67%。依据产孢力和分生孢子萌发力,菌株可划分为强、中和弱3种类型。采用12条RAPD引物共扩增出323条带,多态性条带比率为98.14%,遗传距离变化范围为0.02～1.00。在遗传距离0.725水平上,所有菌株被划分成7个遗传聚类组,聚类组R4和R5为优势聚类组,并存在一些亚组。不同地区之间和同一地区内的菌株表现出不同程度的变异,内陆地区的菌株群体变异程度明显高于沿海地区。从采用相同接种体接种的水稻品种上分离的稻曲病菌具有紧密的亲缘关系。     

稻曲病菌致病机制研究进展

 稻曲病是一种水稻穗部病害,在世界各水稻主产区均有发生,已成为世界性病害,在我国也属于水稻主要病害之一。稻曲病的发生严重影响水稻产量和稻米品质。研究其病原菌致病机制,对找寻防治药物的特异性靶标具有重要作用,可为抗病分子育种提供新的思路,为稻曲病菌防治药剂研发提供新的靶标。本文综述了稻曲病菌侵染过程、致病相关基因功能研究、水稻响应稻曲病菌侵染等方面的研究进展,提出进一步研究的策略。现有研究表明,稻曲病菌能成功侵染水稻孕穗期雄蕊的花丝引起发病。病原菌可通过抑制多个水稻免疫途径实现成功侵染;还可模仿胚珠受精激活水稻灌浆、糖代谢等途径为稻曲球的形成提供营养物质;全基因组测序完成和基因编辑技术在基因敲除中的成功应用,为稻曲病菌功能基因研究提供了很好的基础。稻曲病菌独特的侵染过程和营养利用机制是未来研究的重要方向。     

稻曲病菌致病机制研究进展

 稻曲病是一种水稻穗部病害,在世界各水稻主产区均有发生,已成为世界性病害,在我国也属于水稻主要病害之一。稻曲病的发生严重影响水稻产量和稻米品质。研究其病原菌致病机制,对找寻防治药物的特异性靶标具有重要作用,可为抗病分子育种提供新的思路,为稻曲病菌防治药剂研发提供新的靶标。本文综述了稻曲病菌侵染过程、致病相关基因功能研究、水稻响应稻曲病菌侵染等方面的研究进展,提出进一步研究的策略。现有研究表明,稻曲病菌能成功侵染水稻孕穗期雄蕊的花丝引起发病。病原菌可通过抑制多个水稻免疫途径实现成功侵染;还可模仿胚珠受精激活水稻灌浆、糖代谢等途径为稻曲球的形成提供营养物质;全基因组测序完成和基因编辑技术在基因敲除中的成功应用,为稻曲病菌功能基因研究提供了很好的基础。稻曲病菌独特的侵染过程和营养利用机制是未来研究的重要方向。     

甘肃省大麦条纹病菌遗传多样性及致病力差异

为了解甘肃省大麦条纹病病原菌Pyrenophora graminea的遗传多样性及致病力差异,运用RAPD分子标记技术对大麦条纹病菌不同菌株进行遗传多样性分析,并采用三明治法进行菌株致病力差异研究。结果表明:17个RAPD标记从45个菌株中扩增出126条带,平均每个标记7.41条带,遗传相似系数范围为0.468 3～0.984 1,平均值为0.830 8,当遗传相似系数为0.723 6时,可将供试菌株划分为4个类群,分别包含41、2、1和1个菌株;致病力测定结果显示菌株QWC较菌株QQ致病力强,两菌株除在品种‘甘啤2号’和‘GP-3’上无致病力外,在其他供试品种上致病力均存在差异。表明大麦条纹病菌不同菌株间存在遗传差异,且菌株QWC和菌株QQ存在致病力差异。     

香蕉枯萎病菌致病力分化与ISSR遗传多样性分析

香蕉枯萎病是一种破坏香蕉维管束的全株性土传病害。本研究旨在探讨香蕉枯萎病菌致病力分化和遗传多样性。以30株采自我国广西的香蕉枯萎病菌,16株分别来自澳大利亚和我国广东、海南、福建、云南等地的香蕉枯萎病菌为对象,采用伤根灌淋法测定香蕉枯萎病菌的致病力,然后用筛选到的ISSR引物对46个香蕉枯萎病菌菌株和4个对照菌株(3个非致病性尖孢镰刀菌和1个茄腐镰刀菌)进行ISSR遗传多样性分析。结果显示,分离到广西香蕉枯萎病菌1号生理小种(FOC1)8株,致病力强、中、弱类型比例分别为62.5%、12.5%和25%;广西香蕉枯萎病菌4号生理小种(FOC4)22株,致病力强、中、弱类型比例分别为18.18%、63.64%和18.18%。14条ISSR引物扩增出237个条带,多态性条带161个,多态性比例为67.93%,遗传相似系数0.76～0.96。聚类分析显示,以遗传距离0.80为阈值时菌株被分为8个类群,所占比例分别为4%、10%、60%、16%、4%、2%、2%、2%。第三类群全部为香蕉枯萎病菌4号生理小种。第一、二、四和五类群总量的70.59%为香蕉枯萎病菌1号生理小种。第八类群为香蕉枯萎病菌3号生理小种。结果表明,在香蕉枯萎病菌与寄主协同进化中,广西的FOC1和FOC4出现明显致病力分化。1号生理小种的遗传多样性比4号生理小种丰富。广西香蕉枯萎病菌4号生理小种与海南、广东的FOC4遗传相似性较高。香蕉枯萎病菌生理小种类型与遗传多样性相关。致病力变异与遗传多样性无相关性。研究结果对香蕉枯萎病菌种群扩张机制探讨、遗传动态分析以及有效防控措施的制定具有一定的指导意义。     

稻曲病菌SIX效应蛋白参与调控植物免疫

为明确稻曲病菌Ustilaginoidea virens的SIX(secreted in xylem)效应蛋白功能,利用生物信息学软件预测6个SIX1蛋白和1个SIX2蛋白的分泌特性,并通过酵母分泌系统对其分泌特性进行验证,在烟草上通过根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的瞬时表达系统检测SIX蛋白对小鼠促凋亡蛋白BAX、致病疫霉Phytophthora infestans激发子INF1、大豆疫霉Phytophthora sojae病原相关分子模式糖基水解酶XEG1引起烟草细胞坏死的作用,在烟草上表达SIX蛋白后接种辣椒疫霉Phytophthora capsici并观察其对辣椒疫霉侵染的作用。结果显示:所检测的SIX蛋白中有5个含有预测的信号肽,2个被预测为非经典分泌蛋白,但经酵母分泌系统验证均具有分泌功能;大部分SIX蛋白能够抑制BAX、INF1、XEG1引起的烟草细胞坏死,但抑制坏死的情况并不完全一致;大部分含信号肽的SIX蛋白能够促进辣椒疫霉侵染,UV8b＿3638去信号肽突变体也能够促进辣椒疫霉侵染。表明大多数SIX蛋白参与调控植物免疫,且能促进病原...     

甘肃省大麦条纹病病原菌致病力分化、rDNA-ITS及遗传多样性分析

为明确甘肃省大麦条纹病病原菌麦类核腔菌Pyrenophora garminea的致病力分化、r DNA-ITS序列特征及变异,采用"三明治"法测定甘肃省大麦条纹菌的致病力,通过r DNA-ITS序列分析菌株间变异类型,并对菌株进行ISSR遗传多样性分析。结果表明,共筛选到43株大麦条纹病菌,生长7 d后的菌落直径为2.60~7.93 cm,其中菌株TB生长速度最快,菌株JT生长速度最慢,强、中等和弱致病力菌株分别为2、21和20株;43株菌的核糖体DNA-ITS序列与麦类核腔菌菌株SMCD2015同源性在99%以上;在9个菌株中检测到15个变异位点,共17种变异类型;8个ISSR标记从43个菌株中扩增出41条带,平均每个标记5.13条带,90.24%片段具有多态性,遗传相似系数为0.44~1.00,平均值为0.71,当遗传相似系数为0.68时,可将供试菌株划分为4个类群。表明甘肃省大麦条纹病病原菌存在致病力分化,菌株核糖体DNA-ITS序列变异丰富,且菌株间遗传结构复杂。     

Genetic diversity and population structure analysis of isolates of the rice false smut pathogen Ustilaginoidea virens in India

Genetic diversity assessment and population structure analysis are essential for characterization of pathogens and their isolates. Markers are essential tools for exploring genetic variation among the isolates. False smut of rice caused by Ustilaginoidea virens, formerly Villosiclava virens, is a major emerging disease of rice in India. A high level of variability is observed at the field level, but no information is available from India on genetic diversity and population structure. This is the first report of genetic diversity and population structure of U. virens from India that included 63 isolates distributed across the vast geographical area of eastern and north-eastern India (18.9 to 26.7°N and 82.6 to 94.2°E). Seventeen RAPDs and 14 SSRs were identified as polymorphic and a total of 140 alleles were detected across the populations. The average number of alleles per locus for each primer was 4.5. All the isolates were grouped into two major clusters, with partial geographical segregation that was supported by principal coordinate analysis. Mantel test suggested genetic distance within the isolates increased with increasing geographical distance. Analysis of molecular variation showed more genetic variation within populations and less among populations. This outcome will help in understanding genetic diversity of U. virens from eastern and north-eastern India and in planning effective management strategies.     

西南地区稻瘟病菌群体遗传多样性分析

为明确西南地区稻瘟病菌Magnaporthe grisea(Hebert)Barr群体遗传结构及其多样性水平,选用13对SSR引物对来自18个县(市)的221个稻瘟病菌单孢菌株进行PCR扩增,利用最长距离法和生物学软件进行聚类分析和群体遗传多样性分析。结果显示,13对SSR引物均能扩增出一条大小相同且清晰的条带,多态位点百分率高达100%。221个菌株在0.16相异水平上可划分为13个遗传宗谱,宗谱SCL01含205个菌株,占总菌株数的92.76%,为优势宗谱;宗谱SCL02~SCL013为劣势宗谱,差异极大。在群体水平上,菌源丰富的8个区域稻瘟病菌群体的Nei’s基因多样性指数为0.2133,Shannon信息指数为0.3588,具有丰富的遗传多样性,且群体间差异较大;这8个种群基于UPGMA法大都聚为一类,种群遗传谱系与地理区域分布呈一定相关性,群体遗传多样性均值为0.2518,存在一定的遗传分化,且群体内多样性大于群体间,总遗传变异的59.37%存在于群体内。总体上,西南地区稻瘟病菌群体结构既有明显的优势宗谱,又存在许多复杂多变的特异性小宗谱,具有丰富的遗传多样性,与地理分布关系较为密切。     

江苏省水稻赤霉病病原菌分离鉴定与致病力分析

为明确江苏省水稻赤霉病的病原菌组成及致病特征,于2018—2019年从江苏省13个市41个县区采集341份水稻样品,采用组织分离法对病原菌进行分离纯化,基于翻译延伸因子（translationelongation factor-1α,TEF-1α）序列分析对分离菌株进行鉴定,通过TRI11基因序列鉴定及产毒力测定对其产毒化学型进行分析,并按照柯赫氏法则对其致病力进行验证。结果显示,从水稻样品中共分离获得病原菌392株,其中亚洲镰刀菌Fusarium asiaticum为385株,禾谷镰刀菌F. graminearum为7株。亚洲镰刀菌分为3-乙酰化脱氧雪腐镰刀菌烯醇（3-acetyldeoxynivalenol,3ADON）化学型和雪腐镰刀菌烯醇（nivalenol,NIV）化学型菌株,分别占亚洲镰刀菌总菌株数的 66.8% 和 33.2%;禾谷镰刀菌均为（15-acetyldeoxynivalenol,15ADON）化学型。产3ADON的亚洲镰刀菌在全省范围内为优势群体,而产15ADON的禾谷镰刀菌仅在淮北地区被发现;产NIV的亚洲镰刀菌对水稻的致病性要显著高于产3ADON的亚洲镰刀菌。不同产毒化学型亚洲镰刀菌对水稻均有一定致病性,但NIV化学型亚洲镰刀菌对水稻的致病力最强。     

黑龙江省水稻种质抗瘟性及稻瘟病菌致病性分析

为明确黑龙江省水稻种质抗性及稻瘟病菌的致病性,以黑龙江省8个水稻品种、24个单基因系作为供试材料,120株稻瘟病菌株作为接种体,采用喷雾接种法测定了各供试水稻的抗瘟性及稻瘟病菌的致病性。结果表明,水稻品种对2010年和2011年菌株的抗性频率分别在31.67%~68.33%和21.67%~55.00%之间,2010年最好的抗性品种为松粳12,2011年最好的抗性品种为五优稻4和东农425;松粳12东农425组合联合抗病性最好。水稻单基因系对2010年和2011年菌株的抗性频率分别在10.00%~90.00%和5.00%~86.67%之间,抗性最好的单基因系分别为IRBLzt-T(Pi-zt)和IRBLz5-CA(Pi-z5);松粳12、东农425和龙粳22的基因聚合效果最好。2010年和2011年菌株对抗瘟基因群的致病率分别在8.33%~95.83%和25.00%~95.83%之间;无毒基因总出现频率分别为461和412次。研究表明,水稻种质抗性受菌株致病性影响较大,但高抗种质相对稳定,基因聚合方式更适宜当地品种抗性改良。     

新疆不同地区葡萄霜霉病菌致病性分化及遗传多样性的分析

为了解新疆不同地区葡萄霜霉病菌Plasmopara viticola的遗传特征,分别采用叶盘接菌法及SSR分子标记技术对采自新疆吐鲁番、阿克苏、石河子等11个不同产区的葡萄霜霉病菌菌株的致病性进行测定,并分析各菌株的遗传多样性。结果显示,来自新疆不同地区的菌株种内存在着致病性分化现象,依据其在鉴别寄主上致病性的差异,将供试菌株划分为强、中、弱3类,其中强致病性菌株为优势菌株,且种间致病性分化与菌株的地理来源无关;SSR标记结果表明,供试菌株之间存在遗传变异现象,并且菌株之间亲缘关系都较近,在相似系数为0.93时,48株菌株聚为4大类,且遗传分化与地理分布具有一定的相关性。研究表明新疆不同地区的葡萄霜霉病菌菌株之间存在致病性分化与遗传变异现象。