玉米大斑病菌菌丝蛋白电泳分析及抗体检测

 研究表明,玉米大斑病菌1号小种(原命名法为2号小种)产生的毒素对带有Ht1基因的玉米具有高度的致毒活性,且与0号小种(原命名法为1号小种)毒素的成分不同,1号小种毒素含有一种克服Ht1基因玉米的特异性毒性组分。     

玉米大斑病菌特异性毒素组分的分离与纯化

 玉米大斑病菌的2号小种菌株用改良Fries培养液进行体外培养,培养滤液经-40℃冷冻干燥,加等体积甲醇去除沉淀后用乙酸乙酯提取,粗提物经HPLC C₁₈柱可以分离出8个组分(峰3~10)。经生物测定发现,7号峰和10号峰的纯品对玉米叶片有明显的毒性,其中7号峰对带有Ht1基因的玉米表现出了一定的特异性。制备所得毒性组分分别进行红外光谱扫描,发现2个毒性组分的红外吸收光谱基本一致,吸收峰形状基本相同,只是其波数稍有变动。     

玉米抵御玉蜀黍尾孢菌侵入的生理机制

为深入探讨玉米抗灰斑病的机制,以抗/感玉米灰斑病自交系78599-1、OH43Ht N和掖478、K12为材料,采用比色皿法和RT-PCR法相结合研究了接种玉蜀黍尾孢菌毒素后玉米叶片中防御酶活性、丙二醛(MDA)含量及防御酶合成相关基因SOD、CAT、APX和GR的表达量。结果显示,接种该病菌毒素后,抗、感材料叶片中防御酶活性均升高,多数在接种7 d时达到峰值,且抗病材料防御酶活性峰值高于感病材料;供试材料叶片中MDA含量均降低,且抗病材料低于感病材料;供试材料叶片中SOD、CAT和GR的表达量均上升,其中CAT的表达量在78599-1、掖478和K12接种5d时达到峰值,灰度值分别为228.67、161.33和178.00,与其酶活性变化趋势一致;SOD和GR的变化规律与其酶活性变化不一致;APX的表达量仅在OH43Ht N中上升,接种7 d后达到峰值。表明抗病材料调控防御酶活性的能力强,防御酶基因的表达与其酶活性变化存在关联性。     

低浓度玉米小斑病菌C小种毒素培养滤液对玉米叶片过氧化物酶活性的诱导作用

分别用不同低浓度玉米小斑病菌C小种毒素培养滤液处理两种基因型(C103和B37)的同核异质系的玉米叶片,以提高玉米叶片内过氧化物酶(POD)的活性;结果说明:过氧化物酶的活性变化与植物抗病性呈正相关,低浓度C毒素培养滤液本身能够作为激发子来诱导玉米获得抗性,故低浓度C毒素培养滤液作为激发子来诱导玉米的系统获得性抗性具有一定的广适性。对CB37和CC103的处理中,1∶60处理组效果均表现为较好,POD酶活性最高。     

玉米大斑菌Ht-毒素组分分析

 对分别属于玉米大斑病菌(Helminthosporium turcicum)1号和2号生理小种的致病毒素进行硅胶TL层析、薄层扫描和生物监测的结果发现,两个小种的毒性组分不同。2号小种可分离到I(Rf0.50)、Ⅱ(Rf0.36)、Ⅲ(Rf0.67)、Ⅳ(Rf0.80)、Ⅴ(Rf0.13)、Ⅵ(Rf0.25)6种组分,而1号小种最多可分离到除Ⅳ以外的其它5种组分,这些组分均有不同程度的紫外吸收。对在200~360nm有明显紫外吸收的4种组分(Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ)的生物监测结果表明,只有组分Ⅲ对带Ht₁基因和不带Ht₁基因的Oh43和B372对玉米自交系不具任何致病活性,组分Ⅰ、Ⅱ对不带Ht₁基因的玉米自交系具有致病活性,而对带Ht₁基因的玉米自交系却无毒性。值得重视的是组分Ⅳ的致病特性与组分Ⅰ、Ⅱ正好相反,即对带Ht₁基因的玉米自交系具有致病活性,却对不带Ht₁基因的玉米自交系没有致病作用。结论指出,Ht-毒素的TLC组分Ⅰ、Ⅱ、Ⅳ玉米斑菌诱致玉米发病的主要活性成份,其中组分Ⅳ是2号小种与Ht₁基因玉米互作的特异性因子。     

生物拮抗菌Trichoderma harzianum处理玉米种子诱导实生苗的抗病性分析

 本文研究了生物拮抗菌Trichoderma harzianum(T22)处理对玉米(Mo17)实生苗生长的影响,以及对病原菌Colletrichonum graminicola的抗病性。试验结果表明:用拮抗菌T.harzianum处理后能明显地提高玉米苗根系发育和叶片生长,显著的诱导玉米叶片和根系中防御相关的酶活性和蛋白含量。用病原菌C.graminicola接种玉米叶片后观测发现,处理的实生苗叶片上病斑直径明显小于不处理的对照。尽管拮抗菌T.harzianum诱导植物抗病性的作用已被证实,但该研究更进一步揭示了T.harzianum处理玉米种子后植株的抗性应答与促进实生苗根系发育和叶片生长,以及诱导抗性相关的酶。     

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.     

β-氨基丁酸诱导烟草产生PR蛋白及对TMV的抑制作用

 本文研究了β-氨基丁酸(BABA)诱导系统侵染寄主烟草NC89产生PR蛋白及其对TMV的抑制作用。用5mmol/LBABA对抗性烟和非抗性烟进行叶面喷施处理均可以抑制烟草叶片中TMV的产生,平均抑制率分别达到59%和49%。BABA和SA处理均可以诱导2种烟草叶片中PR1、PR2和PR5基因的表达,其中对PR1的诱导作用相对较强。分别用BABA和SA处理非抗性烟草,在处理后的不同时间内2种药剂对PR1基因的诱导规律基本相同。用BABA和SA分别预处理非抗性烟草2d后接种TMV,2种药剂对烟草叶片中PR1基因的影响是完全不同的,其中,BABA处理后接种TMV抑制PR1基因的表达,在接种后第72h已经检测不到PR1基因的存在,SA处理后接种TMV对PR1基因的影响呈现弱-强-弱的变化趋势,在接种后第24hPR1的表达量达到最强,以后逐渐减弱。试验结果表明:BABA能够提高非抗性烟草对TMV的抗性,但是BABA诱导烟草产生抗TMV的作用机制可能是一种不同于目前普遍公认的SA的作用机制。     

盐胁迫下NO对玉米幼苗生理特性的影响

为探讨外源一氧化氮(NO)供体和清除剂对玉米幼苗抗盐性的影响,用50 mmol/L的NaCl浇灌4叶期的玉米幼苗造成盐害,同时加入10～100 μmol/L的NO生成剂硝普钠(SNP)或清除剂CPTIO.试验结果表明,加入NO供体SNP可以提高玉米叶片中NO的含量,降低超氧阴离子的产生速率,降低叶片脂氧合酶活性(LOX)、丙二醛(MDA)含量和相对电导率,提高叶片相对含水量、延缓叶绿素的降解和提高植株干重;在SNP不同的使用浓度中,以40 μmol/L的SNP效果最好,当SNP浓度过低和过高时均达不到理想的效果.当NO被CPTIO清除后则加速玉米的受害程度.因此适当浓度NO能够减轻玉米受盐胁迫的伤害.     

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。     

玉米大斑病菌毒素结构的确定及几种类似物的毒性比较

 通过对玉米大斑病菌Ht-毒素组分1与标准5-羟甲基-2-呋喃甲醛核磁共振¹H谱比较,进一步明确了组分1的化学结构。用玉米离体叶浸渍法及离体根冠细胞致死生测法对Ht-毒素组分1、5-羟甲基-2-呋喃甲醛、呋喃甲醇、呋喃甲醛、呋喃甲酸进行毒性和致病活性比较,结果表明,Ht-毒素组1、标准样品及几种毒素类似物在供试浓度范围内对寄主玉米均有高度的生物毒性,其中以呋喃甲酸毒性最大。从TLC扫描光谱和色谱来看,5-羟甲基-2-呋喃甲醛确为Ht-毒素的一种主要毒性组分,而且该化合物在体内外随着不断氧化,生物毒性逐渐提高。     

东北春玉米区大斑病菌生理小种鉴定

对2005年采自东北玉米主产区的大斑病叶标样进行分离,经单孢纯化后获得56个菌株。通过Ht单基因鉴别寄主接种鉴定,结果表明:东北地区玉米大斑病菌生理分化已呈现复杂化,0号生理小种和1号生理小种分别占35.7%和17.9%,为优势小种,其次为123号生理小种,占12.5%,另外还存在2、3、23、123N、12和23N号生理小种。     

Frequency of the Ht1 Gene in Populations of Sweet Corn Selected for Resistance to Exserohilum turcicum Race 1

ABSTRACT The possibility that the Ht1 gene or genes tightly linked to Ht1 convey general resistance to races of Exserohilum turcicum that are virulent against Ht1 (i.e., residual resistance) could be useful in sweet corn where the Ht1 gene is present in many commercial hybrids and breeding populations. The objective of this study was to determine if the frequency of the Ht1 gene changed in populations of sweet corn selected for general resistance to E. turcicum race 1, thus conveying residual resistance. Four populations were developed with theoretical initial frequencies of the Ht1 gene of 0, 0.25, 0.25, and 0.5. The populations were advanced by recurrent mass selection with parental control through four or five cycles of selection following inoculation with an Ht-virulent race of E. turcicum (i.e., race 1). Plants from each cycle of each population were evaluated for severity of northern corn leaf blight (NCLB) and chlorotic lesion reactions following inoculation in field and greenhouse trials with either race 0 or 1 of E. turcicum. Recurrent mass selection for general resistance to E. turcicum race 1 reduced the severity of NCLB in all four populations of sweet corn, although the change in the most susceptible population was minimal. Percent gain per cycle was 14.5, 12.3, 14, and 3.7% for populations I, II, III, and IV, respectively. The Ht1 gene did not convey levels of general resistance to E. turcicum race 1 that were substantial enough to be selected for in this population improvement program. There was no apparent selection advantage for resistance to E. turcicum race 1 in the populations that contained the Ht1 gene. The frequency of the Ht1 gene did not differ among cycles of selection within any of the populations in response to improved levels of general resistance to NCLB. The lack of change in frequency of Ht1 in these populations and the similarity in gain per cycle among populations with and without Ht1 lead us to conclude that the Ht1 gene itself did not have a residual effect on resistance.     

Physiological races ofExserohilum turcicum in Israel

A set of differentials of corn plants(Zea mays L.) containing Ht1, Ht2, Ht3 or HtN genes was used to identify races ofExserohilum turcicum in Israel. Plants were inoculated with 14 isolates ofE. turcicum collected from various regions in Israel (from Ayyelet HaShahar in the north to Sa’ad in the south). Differentials containing Ht1, Ht2, Ht3 or HtN genes were resistant to the 14 isolates tested, whereas the inbred lines without Ht genes were highly sensitive. Resistance was characterized by the formation of non-sporulating chlorotic lesions. When plants containing Ht1, Ht2 or Ht3 genes were inoculated with relatively high inoculum concentrations (over 50 conidia/drop), chlorotic lesions were associated with necrosis in the center of the lesions. Sporulation of the fungus in the necrotic parts of the lesions was significantly less than on plants without Ht genes. No necrosis was observed in plants with the HtN gene. Our results indicate that the physiological race ofE. turcicum in Israel is race 1.     

中国玉米大斑病菌生理分化及新命名法的初步研究

 在分别含Ht1、Ht2、Ht3和HtN的单基因玉米鉴别寄主上测定了全国玉米各产区的百余份大斑病菌标样。结果表明,按传统方法命名的1号(或称0号)生理小种仍然是优势小种,占供试菌株的73.0%;2号(1号)生理小种占1.9%。虽然未出现已报道的3号(23号)、4号(23N号)和5号(2N号)小种,但特别值得注意的是出现了25.1%的未定名的新类群。为克服传统命名方法的局限性及指导抗病育种及品种布局,本文初步提出用毒力频率法分析玉米大斑病菌的生理分化状况,并进一步指明了不同致病类群在我国的分布频率及Ht基因的可用范围。     

玉米杂交种和自交系对多种病害抗病性的诱发病圃鉴定

在华农实验农场设置病圃,分区块重复分别接种大、小斑病、茎腐病、纹枯病、褐斑病和自然发生斑点病。从1980～1982年鉴定生产上推广的玉米杂交种和其亲本,以及培育中的材料共260份。其中多数抗3～4种病害;少数不抗到抗1～2病害,以至抗5～6种。湖北省低山地区推广三系杂交种“唐五”中抗到抗大、小斑病、茎腐病、褐斑病、斑点病,感纹枯病;二高山地区推广单交种“恩单2号”中抗大斑,中感小斑,中抗到中感茎腐、纹枯,中抗到抗褐斑和斑点。在培育中的新自交系“唐Mo17Ht_1cms-S”和“77cms-C”中抗到抗6种病害。根据国内外资料分析了抗小斑病材料“Mol7”含有加性显性抗病基因,并兼抗褐斑病;抗大斑病材料中包含Ht类加性显性抗病基因,以及抗茎腐病的多抗基因。又根据调查,讨论了进一步培育多抗材料,结合宽窄行套种、改夏播为春播、增施氮磷钾肥料、培土作垅等耕作栽培制度,保持和提高玉米品种的多种病害抗病性。     

转Bt 基因抗虫玉米对棉铃虫杀虫活性的初步评价

国内外在转 Bt基因抗虫作物的研究和应用上已取得重大进展 ,其中 Bt抗虫棉已在美国、澳大利亚、中国等进入商品化应用阶段 ,近年来种植面积增长很快 ,并取得了显著的经济、生态和社会效益。 1 997年下半年 ,我国农业部分别批准了孟山都公司申报的保铃棉○R在河北省商业化生产和 Bt玉米在我国多省份的田间种植。其中保铃棉 ○R已由河北省定名为新棉 33B,1 998年在全省实际种植了近 1 0万 hm2 ,1 999年的种植面积已达 1 5万 hm2 。我国自主研制的 Bt抗虫棉也于 1 998年开始商品化应用 ,当年种植面积即达 1 0万 hm2以上 ,1 999年推广总面积…     

云南、贵州玉米大斑病菌生理小种分化研究

玉米大斑病是云南和贵州省玉米生产的重要病害之一。本文对2008年和2009年在云南、贵州采集分离获得的45份大斑病病菌菌株进行了生理小种鉴定,结果在云南共鉴定出12、13、3N、123、12N、13N、23N、123N等8个生理小种,其中123N小种出现频率最高,为30%;在贵州共鉴定出123、13N、23N、123N等4个生理小种,其中123N小种是主要小种类群,占53.3%。云南的大斑病菌菌株对Ht〖STBX〗1〖STBZ〗、Ht2、Ht〖STBX〗3〖STBZ〗和HtN基因的毒性频率分别为73.3%、73.3%、90%和80%,而贵州的菌株则分别为80%、80%、100%和93.3%。两省菌株的毒性随着抗性基因组合的复杂性增加而下降,对4基因组合的毒性频率分别为30%和53.3%;贵州的菌株毒性较云南菌株为高。云南的小种构成较复杂,而贵州小种的毒性更强。     

干旱胁迫对不同抗旱类型芜菁苗期生理特性的影响

以干旱敏感型芜菁(WJC106)和抗旱型芜菁(WJC129)为试验材料,采用盆栽自然干旱方法,研究干旱胁迫对不同抗旱类型芜菁苗期丙二醛含量、相对电导率、抗氧化酶活性、渗透调节物质、光合荧光以及叶片气孔形态特征的影响。结果表明：干旱胁迫显著增加芜菁苗期丙二醛含量和相对电导率,WJC106的增幅分别为59.71%和27.05%,WJC129分别为54.52%和20.06%,其细胞膜受损程度较大。WJC129有较强的调节能力,在干旱胁迫下其抗氧化酶活性和渗透调节物质的含量显著高于WJC106。干旱胁迫下WJC106和WJC129脯氨酸增幅分别为85.22%和88.97%,可溶性蛋白增幅分别为32.51%和58.26%,脯氨酸和可溶性蛋白起主要渗透调节作用。干旱胁迫除对芜菁有效光量子产量影响不明显之外,对叶绿素含量、光合及荧光参数均造成负面影响,其中WJC106受影响较大,WUE下降了71.5%,而WJC129光合及荧光各项指标相对比较稳定,WUE反而增加了18.2%。干旱胁迫使两个不同抗旱类型的芜菁苗期叶片气孔变小,保卫细胞变薄,气孔开度和气孔张开率显著减小。在干旱胁迫下,抗旱型芜菁的气孔开...     

Resistance of a soybean cell line to oxyfluorfen by overproduction of mitochondrial protoporphyrinogen oxidase

The diphenyl ether herbicide oxyfluorfen (2-chloro-4-trifluoromethylphenyl 3-ethoxy-4-nitrophenyl ether) inhibits protoporphyrinogen oxidase (Protox) which catalyzes the oxidation of protoporphyrinogen IX (Protogen) to protoporphyrin IX (Proto IX), the last step of the common pathway to chlorophyll and haeme biosynthesis. We have selected an oxyfluorfen-resistant soybean cell line by stepwise selection methods, and the resistance mechanism has been investigated. No growth inhibition was observed in resistant cells at a concentration of 10(-7) M oxyfluorfen, a concentration at which normal cells did not survive. While the degree of inhibition of total extractable Protox by oxyfluorfen was the same in both cell types, the enzyme activity in the mitochondrial fraction from non-treated resistant cells was about nine-fold higher than that from normal cells. Northern analysis of mitochondrial Protox revealed that the concentration of mitochondrial Protox mRNA was much higher in resistant cells than that in normal cells. There were no differences in the absorption and metabolic breakdown of oxyfluorfen. The growth of resistant cells was also insensitive to oxadiazon [5-tert-butyl-3-(2,4-dichloro-5-isopropoxyphenyl)-1,3,4-oxadiazol-2-(3H)- one], the other chemical class of Protox inhibitor. Therefore, the resistance of the selected soybean cell line to oxyfluorfen is probably mainly due to the overproduction of mitochondrial Protox.