H2S位于H2O2下游介导葡萄抗霜霉病过程

 以霜霉病抗性葡萄品种左优红和感病品种霞多丽为材料,研究硫化氢(H₂S)在葡萄应答霜霉病过程中的作用及其与过氧化氢(H₂O₂)的相互关系。结果表明,接种霜霉病菌后,抗性品种左优红和感病品种霞多丽叶片均出现H₂S含量的猝发、H₂S合成酶基因表达量增加、抗病相关蛋白多酚氧化酶(PPO)和β-1,3葡聚糖酶(Glu)活性显著升高现象;且H₂S清除剂次牛磺酸(HT)可以显著抑制霜霉病菌诱导的PPO和Glu活性升高,并导致葡萄的感病率和病情指数显著升高;同时外源H₂S可降低两个葡萄品种的感病率和病情指数。说明,H₂S是参与葡萄抗霜霉病过程的新的信号物质。受霜霉病菌侵染后,葡萄叶片H₂O₂含量猝发早于H₂S,并且H₂O₂清除剂抗坏血酸(AsA)可显著抑制霜霉病菌所诱导的H₂S含量的上升,而H₂S清除剂HT对霜霉病菌诱导的H₂O₂含量变化影响不显著,推测,H₂S作用于H₂O₂的下游参与葡萄抵御霜霉病过程。     

小麦抗条锈反应中活性氧及细胞质钙离子的作用

 为探讨活性氧和细胞质钙离子在小麦抗条锈病反应中的作用,以小麦品种洛夫林13与具有不同致病力的单孢锈菌CY29、CY25的互作体系为平台,对锈菌侵染后小麦叶片中活性氧(ROS)积累、保护酶系(SOD、CAT和APX)活性变化动态、细胞质膜的透性改变及细胞质钙离子浓度变化做了研究。结果表明,不亲和锈菌CY25侵染可引起小麦叶片内2次ROS的爆发,第1次出现在接种后前期(接种后第2天),强度较小,第2次出现在接种后期(接种后第5天),强度较大;亲和锈菌CY29侵染只引起1次ROS爆发,出现在接种后期(接种后第5和第6天之间),但强度极大。过敏性坏死反应HR只出现在不亲和互作小麦叶片上前期ROS爆发之后,表明前期ROS爆发与HR的产生有关。伴随着后期小麦叶片中强度极高的ROS的爆发,叶片细胞原生质膜遭到了破坏,细胞内物质外渗,细胞不久便死亡,表明高强度的ROS爆发会导致细胞死亡。根据不同互作体系ROS爆发时期SOD、CAT和APX等保护酶的活性变化分析,不亲和互作体系前期强度较小的ROS爆发主要成分是H₂O₂,后期强度较高的ROS爆发主要成分是O₂^-_·和H₂O₂;亲和互作体系强度极高的ROS爆发主要成分是O₂^-_·和H₂O₂。由此说明H₂O₂是引起小麦抗病反应HR发生的因素,而O₂^-_·则是引起细胞死亡的因素。细胞质钙离子浓度变化研究表明,HR的发生与细胞质钙离子浓度增加相关。细胞质钙离子浓度的降低推迟了HR的发生,这说明小麦叶片细胞内细胞质钙离子浓度的增加是HR的必要条件,同时也说明Ca²⁺是植物HR的胞内第二信使参与植物抗病防卫反应。     

NO和H2O2提高葡萄抗霜霉病的生理作用机制

 以对霜霉病具有不同抗性的3个葡萄品种Fredonia、西拉和赤霞珠为材料,研究一氧化氮（NO）和过氧化氢（H₂O₂）在调控葡萄抵御霜霉病菌感染过程中的生理机制。结果表明：接种葡萄霜霉病菌后3个葡萄品种叶片中NO和H₂O₂含量均有猝发现象,H₂O₂猝发早于NO,抗性强的品种Fredonia的变化快而显著;外施一定浓度的NO供体硝普钠（SNP）和H₂O₂均可减缓霜霉病菌侵染过程,降低感病率和平均病情指数,并且能够不同程度地提高抗性弱的葡萄品种赤霞珠叶片的过氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、β-1,3-葡聚糖酶（Glu）和几丁质酶（Cht）活性,增强葡萄过敏性坏死反应;而NO和H₂O₂的清除剂2-4,4,5,5-苯-四甲基咪唑-1-氧-3-氧化物（cPTIO）和抗坏血酸（AsA）在一定程度上能够提高感病率和平均病情指数。推测NO和H₂O₂可以通过提高POD、PAL、Glu和Cht病程相关蛋白活性,进而增强葡萄对霜霉病的抗性。     

小麦-条锈菌互作过程中活性氧及保护酶系的变化研究

 对条锈菌与小麦不同互作体系中组织学特征、活性氧产生及其相关酶系的变化进行了研究。组织学观察表明:非亲和组合相对于亲和组合存在明显差异,表现为菌丝生长受抑,吸器母细胞和吸器形成减少,寄主细胞在接种后18h左右出现过敏性坏死。生化测定结果表明:在非亲和组合中,O₂^-的产生速率和H₂O₂的含量均高于亲和组合,且O₂^-产生速率在接种后12h达到一个峰值,H₂O₂的含量在接种后20和72h出现2个高峰。而在亲和组合中,O₂^-产生速率低于对照或与对照相似,H₂O₂的含量虽然高于对照,但却普遍低于非亲和组合;SOD在亲和组合中的活性总体上要高于非亲和组合;接种24h后,CAT在2种组合中的活性均高于对照,在接种后36和48h时,亲和组合中的CAT活性高于非亲和组合,而在接种60h后又开始低于非亲和组合;POD活性在接种24h后均明显升高,但亲和组合中POD活性增幅大;MDA在非亲和组合中于接种后72h含量明显上升。结果表明,亲和与非亲和组合中条锈菌扩展、活性氧的产生及相关酶活变化都存在明显差异,这些差异与小麦抗锈性的表达可能有密切联系。     

象耳豆根结线虫对抗病番茄品种VFNT的致病性研究

 象耳豆根结线虫是近年在我国发现的一种扩散迅速、寄主广泛、致病性强的根结线虫。为探究象耳豆根结线虫的强致病性原因,本研究用象耳豆根结线虫和南方根结线虫分别接种抗线虫番茄品种VFNT和感病番茄品种Rutgers,30 d后象耳豆根结线虫对VFNT和Rutgers的累计侵入率分别为14.1%和19.2%、虫瘿率为62.5%和81.6%,而此时南方根结线虫累计侵入率为0%和18.8%、虫瘿率为0%和68.5%,象耳豆根结线虫的侵染力和致病力显著强于南方根结线虫;通过侵染抗病番茄品种VFNT的病理切片以及根尖侵染早期胼胝质、活性氧染色发现象耳豆根结线虫的侵染不会激活Mi-1基因诱导的特异性抗性,在侵染早期南方根结线虫引起的胼胝质沉积量在72 h最大,是象耳豆根结线虫的2.0倍;体外H₂O₂应激测试发现,H₂O₂浓度为10～80 μmol·L^-1象耳豆根结线虫对H₂O₂的耐受性显著强于南方根结线虫。象耳豆根结线虫具有强致病性的原因可能是:具有更强的侵染力和活性氧耐受力;侵染不会激活Mi-1基因诱导的特异性抗性且侵染引起的胼胝质的积累量较低。     

活性氧及膜脂过氧化与棉花对枯萎病抗性的关系

 萎病菌侵染后,抗病品种棉苗及经氟乐灵诱发处理产生对枯萎病诱导抗性的棉苗茎与根组织中,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量上升,膜系统中不饱和脂肪酸含量下降,表明有膜脂过氧化的发生,超氧阴离子(O₂^·)的产生速率、H₂O₂的积累水平及脂氧合酶(LOX)活性也明显增加,但超氧化物歧化酶(SOD)及过氧化氢酶(CAT)活性无显著差异。与此相反,感病品种棉苗受侵后MDA含量、O₂^·产生速率、H₂O₂的积累及LOX酶活性增加幅度较小,SOD及CAT酶活性则明显上升,膜系统中不饱和脂肪酸含量仅有小幅度下降。氟乐灵播前土壤处理可诱发棉苗对枯萎病的诱导抗性,同时也增加了LOX酶活性及活性氧(O₂^·、H₂O₂)的积累。这些结果说明,枯萎病菌侵染后棉苗体内活性氧的积累、LOX酶活性的上升以及由此引起的膜脂过氧化,可能在棉苗对枯萎病的抗性中起作用。     

水稻白叶枯病成株抗性与过氧化氢含量及几种酶活性变化的关系

 分析了水稻白叶枯病成株抗性与过氧化氢(H₂O₂)含量及过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性变化的关系。试验结果表明:接种白叶枯病菌T7133后,苗期与成株期植株体内H₂O₂含量上升以及POD、PPO和SOD活性增加。与苗期叶片相比,成株期叶片H₂O₂含量高,且PPO和SOD的酶活性增强,而POD的酶活性则降低。苗期和成株期CAT的酶活性均低于对照,成株期比苗期CAT活性更低。这些结果表明,H₂O₂、PPO、SOD和CAT可能与水稻白叶枯病成株抗性之间存在一定的关联,而POD则没有直接关系。     

生姜抗姜瘟病品种资源鉴定及其抗病生化机制

为鉴定生姜抗姜瘟病品种并明确其抗病生化机制,采用茎基部注射法和土壤灌根法接种测试22个生姜品种对姜瘟病的抗性水平,以高抗品种CDZIN012和高感品种CDZIN064为材料接种假茄科雷尔氏菌Ralstonia pseudosolanacearum,观察接种后抗、感品种的叶片气孔参数、蜡质含量等组织结构的变化,测定接种后过氧化物酶(peroxidase,POD)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)活性,O₂^-、H₂O₂含量及病程相关蛋白几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性的变化。结果显示,22个生姜品种抗性差异明显,其中表现为高抗、中抗、轻抗、感病和高感的品种分别为1、4、4、7和6个;茎基部注射法接种后生姜植株发病更稳定,更适合生姜品种抗性鉴定;感病后抗病品种叶片气孔密度为36.8个/mm²,比感病品种少(46.9个/mm²),...     

棉花GhRAR1基因调控棉花抗黄萎病机理的研究

棉花黄萎病是一种严重影响棉株生长的土传维管束真菌病害。挖掘抗性基因,解析抗病机制,对创制棉花抗病种质防御棉花黄萎病具有重要意义。本研究从抗病棉花品种‘中植棉2号’中获得GhRAR1基因,采用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术、基因过表达及qRT-PCR技术探究GhRAR1介导的棉花抗黄萎病机制。结果表明,GhRAR1的表达受棉花黄萎病菌诱导。GhRAR1沉默棉株对黄萎病菌敏感性增强,表现为植株病情指数升高、叶片萎蔫、茎部维管束组织褐变加重。GhRAR1沉默棉株中活性氧(ROS)生成基因GhRbohD表达量低,H₂O₂积累量少。过表达GhRAR1基因的拟南芥植株对棉花黄萎病抗性增强,AtRbohD表达量高,H₂O₂积累量多,发生过敏反应(HR),菌丝扩散被抑制。推测GhRAR1可能调控ROS积累和HR,从而介导棉花对黄萎病菌的抗性。     

H2O2对水稻白叶枯病菌过氧化氢酶相关基因crg表达的诱导作用

 为了阐明H₂O₂对水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo)过氧化氢酶(CAT)相关基因(crg)表达的诱导作用,本研究定量分析了在水稻细胞-Xoo互作体系及其加入H₂O₂清除剂CAT后H₂O₂产量和crg表达;外源添加H₂O₂后的病菌生长和crg表达。结果表明:在互作条件下,H₂O₂含量稳定增加,10 h可达到峰值;在互作6 h时crg显著地被诱导表达;加入CAT显著地降低了H₂O₂含量和crg表达;在外源H₂O₂胁迫条件下,H₂O₂以浓度效应的方式影响病菌增殖,显著地诱导了catB和srpA表达。因此,Xoo-水稻互作导致了H₂O₂的发生。无论是互作产生的还是外源的H₂O₂均显著地诱导了Xoocrg表达,从而活化了H₂O₂降解途径。     

外源茉莉酸甲酯诱导小麦抗条锈病的研究

 本文探讨了不同浓度茉莉酸甲酯(MeJA)对小麦抗病性的诱导作用,同时电镜观察了不同浓度MeJA对小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp. tritici)与寄主细胞超微结构的影响。结果表明,2.00 mmol·L^-1 MeJA对小麦条锈病的诱导抗性效果最好,可达到35.87%,而0.50 mmol·L^-1 MeJA在小麦条锈菌夏孢子开始萌发4 h时呈显著抑制作用。经外源MeJA处理后,条锈菌的胞间菌丝、吸器母细胞和吸器的发育明显受到抑制,其中侵染位点的叶肉细胞呈抗性症状。因此,MeJA可使小麦幼苗产生诱导抗性从而提高其抗病性。     

217份一粒系小麦苗期抗条锈病鉴定及抗病基因检测

小麦条锈病是影响小麦生产的重要病害之一。发掘新的抗病基因, 培育新的抗病品种是防治小麦条锈病最经济有效的措施。一粒系小麦作为普通小麦的二级基因源, 蕴含了丰富的抗病资源。为了从一粒系小麦中发掘新抗病基因, 促进其利用, 本文对217份一粒系小麦材料进行了苗期抗条锈病鉴定和A基因组的部分抗条锈病基因检测。结果表明, 共有55份材料在苗期对CYR32表现抗病, 占25.35%;抗病基因分子标记检测显示, 携带Yr1、Yr34/Yr48、Yr69、Yr76抗性基因的材料分别有26、22、16、34份。共有4份表现高抗或免疫的材料同时携带2个抗性基因:2份材料携带Yr69和Yr34, 2份携带Yr1和Yr34。所有供试材料中均未检测到Yr17。此外, 有23份抗病材料未检测到以上抗病基因, 其中7份表现高抗及免疫, 可能携带其他已知或新的抗条锈病基因。本研究为一粒系小麦的利用提供了参考信息。     

81份春小麦种质资源抗条锈病评价

本研究结合苗期分小种接种和大田成株期自然诱发条件下对供试的81份春小麦资源进行抗条锈病鉴定,分析其抗条锈病情况、抗病类型及抗病性关系,结果表明:具全生育期抗条锈病类型的资源有7份,具成株期抗条锈病类型的资源有39份,有30份资源为含有成株期和对部分小种失去抗性的全生育期抗病性的抗性类型;苗期分别接种7个小种后,表现抗病的资源数为9~25份不等,表现中抗的资源为2~6份不等,表现感病的有50~69份不等,成株期表现抗病的73份,表现中抗的3份,感病的5份,即供试种质资源大部分表现为苗期感病,而成株期具有抗病性。聚类分析结果表明,该81份种质资源抗性聚类相对分散,遗传多样性水平较高。研究结果为小麦育种提供优良的抗条锈性资源。     

远缘杂交衍生后代中筛选小麦抗条锈病新抗源

 针对小麦远缘杂交的一系列衍生系,在陕西杨凌人工条锈病圃(CYR32和CYR33混合小种)选择压力下,兼顾抗病性与农艺性状,经过连续6年系统选择,筛选了106份远缘杂交衍生后代选系。在此基础上,通过杨凌人工混合小种接种鉴定圃和甘肃天水自然诱发鉴定圃,对其进行成株期抗条锈病鉴定;利用当前流行小种CYR32、CYR33和G22-9进行苗期分小种鉴定;结合Yr26的分子标记检测评估抗源价值。建立基于成株期与苗期抗病性鉴定相结合,异地抗病表型鉴定与分子标记筛查的抗源筛选和评价体系。结果表明:106份远缘杂交后代衍生系中,筛选出54个能够抵抗包括G22-9在内的多个流行小种的选系;结合标记筛查结果,筛选到36份不含Yr26的抗病材料,其中4份为全生育期抗条锈病性类型(ASR),32份为成株期抗性(APR)类型。推测这些抗性选系可能具有抗条锈病新基因。     

小麦条锈菌效应蛋白HASP2抑制寄主免疫反应

 由小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp. tritici,Pst)引起的小麦条锈病是小麦上的重要病害。研究小麦条锈菌在致病过程中分泌的毒性效应蛋白分子的功能,对揭示小麦条锈菌致病机理,进而研发病害防治新方法具有重要意义。前期在小麦条锈菌吸器转录组中筛选到一个高丰度表达的分泌蛋白基因HASP2。HASP2基因全长240 bp,其编码的蛋白质N端包含22_aa的信号肽,无跨膜区,无结构域。qRT-PCR显示HASP2在条锈菌CYR32侵染早期上调表达;农杆菌介导的烟草瞬时表达实验表明HASP2能够抑制由小鼠凋亡蛋白BAX诱导的烟草细胞坏死;利用细菌三型分泌系统(T3SS)将 HASP2在小麦中过表达,发现其可以抑制寄主PTI(PAMP-triggered immunity)相关胼胝质积累;同时对HASP2过表达的小麦接种无毒性菌系CYR23后,发现HASP2可以抑制寄主ETI(Effector-triggered immunity)相关活性氧积累和减少细胞坏死面积,但HASP2过表达对条锈菌的生长发育没有显著影响。     

湖北省小麦条锈菌越夏的初步研究

 调查试验结果表明,在湖北省西北部包括郧阳和神农架两地区,在海拨1700-2050公尺的高山地带,七、八月份最热一旬平均气温,18.7~19.7℃,虽条锈菌可越夏,但很困难.广泛调查残余的绿色小麦、黑麦植株和自生麦苗都没有发现条锈病,不能为本省广大冬麦秋苗提供越夏菌源。调查了十多种禾本科杂草,其中仅在甜茅(Glyceria sp.)上发现很少条锈病夏孢子堆,室内接种可侵染小麦,但在条锈病流行中没有发现其作用.     

83份西农系小麦品种（系）抗性鉴定及抗病基因分子检测

为西北农林科技大学小麦新育成品种（系）在黄淮麦区的大面积推广,该研究对83份西农新育成的小麦品种（系）进行苗期抗条锈病和白粉病鉴定,成株期抗条锈病、白粉病、叶锈病和赤霉病鉴定,并在田间自然环境下对其抗性进行鉴定及对相关抗病基因进行分子检测。结果显示,在苗期人工接种鉴定中,有63、29和16份小麦品种（系）分别对条锈菌Puccinia striiformis f.sp.tritici生理小种CYR32、CYR33和CYR34表现出抗性,9份小麦品种（系）对3个条锈菌生理小种均表现出抗性;有10、3和0份小麦品种（系）分别对白粉菌Blumeria graminis f.sp.tritici生理小种E15、E09和A13表现出抗性。在成株期人工接种鉴定中,有23、15、28和62份小麦品种（系）分别对条锈病、白粉病、叶锈病和赤霉病表现出抗性。在83份小麦品种（系）中有6份在苗期和成株期均对小麦条锈病表现出抗性。在田间抗性鉴定中,有57、6、65和40份小麦品种（系）分别对条锈病、白粉病、赤霉病及叶锈病表现出抗性。在83份小麦品种（系）中,3份含有Yr5基因,22份含有Yr9基因,3份含有Yr17基因,2份含有Pm24基因,14份含有Lr1基因,所占比例分别为3.6%、26.5%、3.6%、2.4%和16.8%。