水稻品种抗病性变化与稻瘟病菌致病性变异的相关效应研究

 根据1979~1992年对四川省稻瘟病菌致病性与水稻品种抗病性的监测结果表明:稻瘟病菌种群变异与水稻品种抗病性变化密切相关。潜在致病小种随水稻种植面积比率的扩大而增殖,最后成为优势小种。     

水稻遗传多样性田间稻瘟病菌生理小种研究

 采用7个中国稻瘟病菌鉴别品种,将来自2000年云南省石屏县水稻品种净栽和混栽田块的62个稻瘟病菌株鉴定为7群15个小种。其中,来自净栽黄壳糯田块的10个菌株被鉴定为4个种群,来自净栽汕优63田块的28个菌株鉴定为3个种群,来自汕优63/黄壳糯混栽田块的24个菌株鉴定为6个种群。本实验结果表明,混栽田块稻瘟病菌生理小种类型比净栽田块丰富,证明了水稻品种多样性种植有利于稻瘟病菌稳定化选择。     

田间水稻单个病斑中稻瘟病菌的遗传多样性

根据93个单病斑中分离的227个单孢菌株样品的分析，研究了来自同一定殖系统(同一病斑)中稻瘟病菌不同单孢菌株(同源菌株)的遗传变异。在致病性分析的样品中，仅有5个病斑分离的10个单孢菌株在所有鉴别品种上表现同源菌株有完全相同的致病反应，并且有完全相同的DNA指纹图谱带型；另有13个病斑上分离的32个单孢菌株的同源菌株不仅属于不同的生理小种，而且在1～3个单基因品种上也有不同的致病反应。用rep—PCR指纹图谱和致病型分析67个病斑的157个单孢样品中的同源菌株具有完全相同的DNA指纹图谱；13个病斑中分离的27个单孢样品中同源菌株具有显著差异的指纹图谱；8个病斑分离的27个单孢菌株样品中同一来源样品中部分样品有相同的指纹图谱带型，部分样品却有不同的指纹图谱。同源菌株之间有完全相同致病性其指纹图谱亦相同或有很小的差异；通常，致病性差异很大的同源菌株其指纹图谱差异也很大。作者认为来自同一定殖系统中的不同单孢菌株存在的遗传变异与病菌的异核现象或自然状态下不同遗传背景菌株同时侵染造成同一病斑有关。     

云南元阳哈尼梯田稻瘟病菌遗传多样性分析

 利用12对SSR引物,对来自云南元阳哈尼梯田不同海拔高度、不同水稻品种上的稻瘟病菌菌株进行遗传多样性分析,并运用日本清泽建立的鉴别品种对其中62个菌株进行生理小种鉴定。结果显示:稻瘟病菌总体遗传多样性水平较高(He=0.57±0.27,I=1.17±0.60)。聚类分析表明,在80%相似水平下菌株可划分为9个多样性群体。供试菌株划分为16个生理小种,其中002、000和006为优势小种。分离的不同海拔稻瘟病菌生理小种和遗传多样性存在差异。海拔1600~1700m生理小种最丰富,达9个生理小种;海拔1500~1600m、1400~1500m和1700~1800m,生理小种分别为6、5和4个;遗传多样性分析表明,从海拔1400~1500m分离的菌株遗传多样性水平最高(He=0.57±0.24),并划分为6个群体。综合分析表明,在元阳哈尼梯田系统中,栽培传统品种遗传多样性越丰富的区域,其稻瘟病菌群体多样性和生理小种也越丰富。     

水稻地方品种不同品系对田间稻瘟病菌群体遗传多样性的影响

‘月亮谷’是云南元阳梯田种植面积最大的地方籼稻品种,种植历史逾百年仍保持对稻瘟菌较稳定的田间抗性,我们猜测其原因与‘月亮谷’-稻瘟菌的群体互作有关。为此,本研究采用群体遗传学研究方法,利用稻瘟菌16对SSR引物,对从‘月亮谷’不同单粒传纯系、‘月亮谷’自然群体、现代品种‘合系22-2’及云南元阳哈尼梯田环境中分离到的稻瘟菌进行遗传多样性分析,以了解不同‘月亮谷’纯系对稻瘟菌群体遗传结构的影响。结果显示,来源于梯田环境的稻瘟菌与不同水稻品种(系)的稻瘟菌群体遗传结构差异明显,梯田环境：Ht=0.160 3,I=0.323 8;水稻寄主群体：Ht=0.092 9,I=0.200 9。而且,分离自不同水稻品种(系)的稻瘟菌群体遗传结构差异也较大,Shannon’s遗传多样性指数、Nei基因多样性指数和PIC的总体趋势是：‘月亮谷’感病纯系(L4、L3)>‘月亮谷’自然群体(G5)>‘月亮谷’抗病纯系(L1、L2)>‘合系22-2’(H6)。基于neighbor-joining的聚类分析发现,从环境(Y)中挑选的30株稻瘟菌和6个不同水稻寄主材料上分离到的稻瘟菌群体在相同相似...     

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。     

抗稻瘟病单基因系对籼稻稻瘟病菌小种鉴别力分析

 利用30个抗稻瘟病单基因系对146个来自广东的稻瘟病菌单孢分离菌株进行了致病性测定,其中17个单基因系对测试菌株的致病性有较好的鉴别力。基于主成分因子分析法,对17个单基因系和146个菌株组成的互作变量矩阵进行了因子提取,结果表明其中9个单基因系为代表的抽提因子可以解释变量总方差的80.437%,初步组建了这9个单基因系构成的稻瘟病菌生理小种单基因系鉴别寄主。按其对变量方差贡献大小排序,它们分别是:IRBLkp-K 60(Pi-k^p)、IRBLi-F5(Pi-i)、F128-1(Pi-ta²)、IRBL9-W (Pi-9(t))、IRBLsh-S (Pi-sh(1))、IRBLz-Fu (Pi-z)、IRBLkh-K3(Pi-k^h)、IRBL1-CL (Pi-1)、IRBLz5-CA (Pi-z⁵)。用这9个单基因系可将146个菌株划分为83个小种,将来自广西、福建、湖南、湖北、浙江、四川等籼稻区的54个菌株划分为26个小种。筛选的9个单基因系对我国籼稻区稻瘟病菌致病性有较强的鉴别力。在抗病性鉴定中,基于单基因系的代表菌株选择,可考虑应用聚类和变量分析法进行。     

水稻与稻瘟病菌互作中S受体蛋白激酶的诱导表达

 细胞在生长、分化和感应各种环境因子刺激时,蛋白质的可逆磷酸化是一系列信号感受和转导过程中的重要反应。     

稻瘟病菌在水稻CO39近等基因系上的生命表和繁殖表

 本文选用以CO39为背景的水稻近等基因系与广东省稻瘟病菌3个优势生理小种(ZC₁₃、ZB₁和ZB₅)构成12个亲和性和非亲和性互作组合,组建各组合稻瘟病菌的生命表和繁殖表,分析在亲和性互作中稻瘟病菌的生存和繁殖状况对寄主发病的影响,并探讨在非亲和性互作中抗性基因在抵御病菌侵染过程中的作用。结果表明,在亲和性和非亲和性互作中,稻瘟病菌生长繁殖各阶段均参与了感抗反应并发挥了一定的作用:在CO39近等基因系上,同一小种的孢子萌发率或菌丝形成率无明显差别,而小种间则表现一定差异;病菌的定殖和繁殖是亲和与非亲和互作的关键阶段,定殖率、病斑形成率低,则寄主表现抗病,反之则表现感病。在繁殖表众多表示种群增长的参数中,世代平均产孢量F'、净增殖率R₀、最大相对增长率r_max和种群趋势指数Ⅰ等4个指标适合于反映稻瘟病菌繁殖状况与感抗病反应的关系。     

DNA fragmentation in Sekiguchi lesion mutants of rice infected with Magnaporthe grisea

Light-dependent activation of the tryptamine pathway in Sekiguchi lesion (sl) mutants (Sekiguchi-asahi, Sekiguchi-koshihikari, and Sekiguchi-sasanishiki) inoculated with Magnaporthe grisea, was demonstrated by a significant increase in tryptophan decarboxylase and monoamine oxidase activities and tryptamine accumulation. Terminal deoxynucleotidyl transferase-mediated dUTP-nick end labeling (TUNEL) staining and gel analysis indicated DNA fragmentation in cells of leaf tissues with Sekiguchi lesions of the three sl mutants. Furthermore, increased DNase activity was also light-dependent in the sl mutants after inoculation with M. grisea. DNA fragmentation was inhibited in leaves when Sekiguchi lesion formation was suppressed by cycloheximide and heat shock pretreatments. These data suggest that Sekiguchi lesion formation in the sl mutants is an apoptosis-like response and that its response is induced by light-dependent activation of the tryptamine pathway, which is responsible for light-enhanced resistance.The nucleotide sequence data reported are available in the DDBJ/GenBank/EMBL databases under accession number AB162137 for TDC     

微管、微丝特异性抑制剂处理对水稻抗病性的影响

 微管特异性抑制剂oryzalin、微丝特异性抑制剂细胞松弛素A (cytochalasin A,CA)和细胞松弛素D (cytochalasin D,CD)的试验表明:oryzalin在5~50μmol/L、CA在0.5~1.0μg/mL、CD在1~20μg/mL的浓度范围内,对稻瘟病菌孢子的萌发和附着胞的形成基本上没有影响。采用以上几种细胞骨架特异性抑制剂处理水稻叶鞘都可以不同程度地抑制寄主细胞抗病菌扩展的能力。在抑制剂处理的水稻叶鞘细胞中,病菌扩展的速度加快。进一步的观察发现,抑制剂处理抑制水稻细胞抗病菌的扩展能力与水稻的抗病防卫反应如原生质颗粒化、多酚类物质的积累和HR发生的延迟是相关的。     

稻瘟菌GP66激发子诱导的水稻膜脂过氧化及其保护酶活性变化

 以抗稻瘟病水稻近等基因系C101LAC及背景品系CO39为材料,研究稻瘟菌(Magnaporthe grisea)来源的GP66激发子诱导的水稻膜脂过氧化及保护酶活性变化.结果表明,激发子诱导非亲和性互作水稻超氧阴离子(O₂^·)积累和脂氧合酶(LOX)活性在早期明显高于亲和性互作水稻;O₂^·积累和LOX活性的升高进而导致了非亲和性互作水稻的膜脂过氧化,其相对电导率及丙二醛(MDA)含量出现的高峰期和强度也明显要早和高于亲和性互作水稻.超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均趋于下降,不同亲和性互作水稻间的变化则不明显;非亲和性互作水稻过氧化物酶(POD)活性则在激发子诱导早期明显高于亲和性互作水稻,可能与其参与其它抗性有关.这些结果表明膜脂过氧化的发生是激发子诱导水稻抗性的主要生理机制之一.     

水稻和稻瘟病菌互作中的信号传导及防御反应基因诱导表达的研究

 水稻和稻瘟病菌互作是研究植物与病原菌互作的模式体系。本文利用3个水稻抗稻瘟病近等基因品系(CO39、C101LAC和C101A51)和2个特异性菌株(M209和M210)构成不同亲和程度的互作关系,研究了稻瘟病菌对3个水稻信号传导途径关键酶合成基因、5个防御反应病程相关蛋白基因和1个防御反应转录因子调控基因诱导表达的作用。结果表明:稻瘟病菌诱导了各种互作关系中水稻OsLOX、OsAOS和OsPAL酶合成基因的表达,水稻启动了茉莉酸和水杨酸防御反应信号传导途径。在不亲和的互作反应中,稻瘟病菌能不同程度地诱导水稻OsPR1a、OsPR2、OsPR3-1、OsPR3-2和OsPR4基因的表达,从而有效激活了防御反应系统,使水稻植株表现为抗病;而在亲和的互作反应中,多数OsPR基因的表达水平低、时间短或没有表达,水稻植株表现为感病。OsMyb基因在各种互作关系中有不同的诱导表达。说明这些防御相关基因的诱导表达可能与水稻抗稻瘟病性相关。