小麦叶锈菌生理小种MFR的分子鉴定研究

 用AFLP方法对来自中国和墨西哥的23个小麦叶锈菌生理小种进行分析,共筛选了64对引物,获得一对引物(M₀₅/E₀₃)可在MFR小种中扩增出一条特异性DNA片段,进行回收、克隆、测序,结果表明该片段具有325个碱基。根据特异性片段序列设计出SCAR标记引物,对60个叶锈菌生理小种分离物进行回检结果表明,研制的SCAR标记能够准确区分MFR生理小种。本实验结果为小麦锈菌生理小种分子检测体系的建立奠定了基础     

小麦叶锈菌相对寄生适合度变异研究

 本研究采用小麦叶锈菌的4个单孢菌株和由这4个单孢菌株组成的1个混合菌株,分别对5个小麦慢锈品种接种,继代繁殖8代和16代后,对所表现的潜伏期、侵染效能和产孢量进行测定,并提出用病害量=1/潜伏期×侵染效能×产孢量作为参数来评价相对寄生适合度。结果表明,继代互作后,潜伏期、侵染效能或产孢量在某些特定的品种:菌株组合中发生了显著变化,并相应地导致病害量也发生了显著变化。说明通过小麦叶锈菌与小麦品种间的继代互作,可以导致叶锈菌的相对寄生适合度发生变异。但这些变异,未能导致慢锈品种变为快锈品种或快锈品种变为慢锈品种。
为了检查寄生适合度属性的变异是否由于锈菌本身的变异,对各组合的第1、8和16代的叶锈菌的夏孢子芽管的核相进行了观察,并进行小种鉴定。结果表明,继代互作后锈菌出现的异核现象仅占0.18-2.00%,不能解释是寄生适合度发生变化的原因。小种鉴定,也没有观察到毒性发生变异。作者认为,在寄主和病原物长期相互作用的过程中,一些微观上的变异未必能在宏观上观察到,当人们检查到明显的变化时,可能是由于突变,也可能是由于渐变造成的。量变质变,质变建立在量变基础上。     

小麦条锈菌、叶锈菌和白粉菌混合侵染对病斑扩展的影响

 小麦条锈病、叶锈病和白粉病是小麦主要的叶部病害,它柄在侵染特点、发病规律及危害特性等方面均有许多相似之处。     

三十九个小麦品种(系)抗小麦叶锈菌基因分析

 分析了39个小麦品种(系)与17个抗小麦叶锈菌近等基因系对21个叶锈菌培养物的反应。确定了9个品种可能含有的抗小麦叶锈菌的Lr基因。这些基因分别是Lr1,Lr3,Lr10,Lr14a,Lr14b,Lr16,Lr17,Lr18,Lr21和Lr26。     

在叶锈菌侵染过程中小麦过氧化物酶同工酶的变化

本文研究了抗叶锈性不同的小麦品种和毒力不同的叶锈菌小种相互作用过程中过氧化物酶(POD)同工酶谱的变化。结果表明:(1)不亲和组合在接种后48小时出现新酶带3,酶带4活性明显增强,120小时后又出现新酶带9。但亲和组合没有新酶带出现,而在接种后96小时酶带4活性也明显增强;(2)慢锈品种在接种后120小时以前,酶带4活性稍有增强,在120小时后其活性骤然增强。这可能是慢锈品种的特点。如果这些特点在更多的品种上得到验证,则POD同工酶谱分析有可能作为鉴定品种抗叶锈性和区分感病或慢锈品种的一种生理生化指标。     

1999年我国小麦叶锈菌毒性监测

采用国际通用的小麦叶锈菌鉴别寄主和辅助鉴别寄主分析了来自1999年我国不同地区小麦叶锈菌的毒性基因,479个叶锈菌株共划分为162个毒性类型,其中23个为主要毒性类型.毒性类型中出现频率最高的为FHB、PHT、FHG、THT,它们对抗叶锈基因Lr2a、Lr2b、Lr3、Lr10、Lr14b、Lr16、 Lr26的平均毒性频率高于80%,而对Lr3ka、Lr25、Lr19、Lr24、Lr30、Lr15、Lr35的平均毒性频率低于30%;发现对Lr35有毒力的菌株,出现频率为1.04%;至今尚未发现对Lr38、Lr45抗性基因有毒力的菌株.研究同时发现,不同地区小麦叶锈菌的毒性类型不同,毒性频率存在一定的差异.Lr9、Lr15、Lr19、Lr24、Lr35、Lr38、Lr45为小麦抗叶锈育种可利用的有效抗病基因.     

药剂对小麦叶锈菌生物活性试验方法的研究

应用人工接菌方法,小麦叶锈菌能在含有６－苄基氨基嘌呤洋菜培养基中的感病离体小麦叶段上产生夏孢子堆。它在药剂生物活性测定中反应较为灵敏,与室内活体生物测定有较高的相关性,但也存在一定差异。如果两者结合使用,则可取长补短,避免漏筛。     

基于KASP技术的小麦条锈菌SNP分子标记开发与评价

为开发用于小麦条锈菌Puccinia striiformis f. sp. tritici群体遗传研究的竞争性等位基因特异性PCR-单核苷酸多态性(kompetitive allele specific PCR-single nucleotide polymorphism,KASPSNP)标记,以中国小麦条锈菌流行小种CYR32的基因组为参考,与美国小麦条锈菌流行小种PST78和印度小麦条锈菌流行小种38S102的基因组进行比对,根据比对到的SNP位点设计KASP-SNP引物,用64个中国小麦条锈菌标样对其进行筛选,同时用13对多态性引物组成的简单重复序列(sim‐ple sequence repeat,SSR)分子标记分析这64个标样,并利用Powermarker 3.25和Structure 2.3软件通过多态性指数和群体遗传结构分析来评价KASP-SNP和SSR两种分子标记。结果显示,共比对到29 929个SNP位点,设计出462对KASP-SNP引物,经64个中国小麦条锈菌标样筛选到43对多态性较好的引物,所开发的这43对KASP-SNP引物多态性信息含量指数平均为0.346,基因多样性指数平均为0.420,而SSR引物的2种指数分别为0.237和0.265,前者较后者分别高出46.0%和58.5%。2种标记结果的群体遗传结构分析可得到类似结果,最佳聚类数K值都为4,云南菌系是遗传结构相对最简单的菌系,湖北菌系是遗传结构相对最复杂的菌系,但个别菌株的遗传划分存在较大差异。表明本研究开发的KASP-SNP分子标记多态性较SSR分子标记更加丰富,具有较好的应用前景。     

小麦叶锈菌与近等基因系TcLr41互作的组织病理学变化

为探讨小麦抗叶锈病机制,以小麦抗叶锈病近等基因系TcLr41和感病对照Thatcher为材料,利用荧光显微技术研究小麦叶锈菌与寄主互作的组织病理学变化.结果表明,在接菌24 h内亲和与非亲和反应过程之间差异不大,但在接种后36h仅在非亲和反应中出现早期的过敏性坏死反应,在接种后48h非亲和反应中进一步出现大量过敏性坏死反应,抑制了菌丝的生长,而在亲和互作的过程中始终未发现有过敏性坏死反应产生.     

国际上小麦叶锈菌生理小种鉴别寄主及其小种命名方法

由于地理生态条件、叶锈菌群体结构、研究历史和研究方法等的差异,不同国家和地区采用相应的小麦叶锈菌鉴别寄主和小种命名方法。美洲、中国、欧洲、埃及、南非等国家和地区均采用以Thatcher为遗传背景的分别含有Lr1、Lr2 a、Lr2 c、Lr3、Lr9、Lr16、Lr24、Lr26、Lr3 ka、Lr11、Lr17和Lr30基因的近等基因系或单基因系作为小麦叶锈菌鉴别寄主,但附加的辅助鉴别品种不尽相同;澳大拉西亚和印度的鉴别寄主自成体系。这种格局不利于国家间研究结果的对比和交流。因此,建立一套国际通用鉴别体系实属当务之急。     

稻曲病菌的SCAR标记及其PCR检测

为建立稻曲病菌Ustilaginoidea virens快速、灵敏的PCR早期检测技术,以S380为引物,对稻曲病菌和其它参试病原菌的DNA进行RAPD-PCR扩增。稻曲病菌RAPD特异片段经回收、克隆和测序后,根据序列用Primer 5.0软件设计了特异性SCAR引物US-SF（5’-TCGCCTCAGACCTCAATC-3’）/US-SR（5’-GAGCCTCAAATGCCTTCC-3’）和巢式PCR引物US-NF（5’-AGCGTCTCCTGCAACC-AC-3’）/US-NR（5’-GAGCCTCAAATGCCTTCC-3’）。利用引物US-SF/US-SR通过常规PCR对供试稻曲病菌均可扩增出1条大小约257 bp的清晰条带,对其它植物病原菌DNA的PCR产物均无扩增条带,最低可检测到1 pg/μL 的病菌基因组DNA;而利用引物US-SF/US-SR和US-NF/US-NR通过巢式PCR可从10 fg/μL的病菌基因组DNA中扩增出1条大小约210 bp的特异性条带。试验表明,巢式PCR检测灵敏度比常规PCR提高了100倍,且巢式PCR可从接菌的水稻幼颖和自然感染的谷粒中检测出稻曲病菌。     

不同杀菌剂对小麦叶锈病的防治效果

小麦叶锈病是威胁我国小麦安全生产的重要病害之一,近年来其发生程度有逐年加重的趋势。为了筛选有效的化学防治药剂,对5种杀菌剂进行了田间药效试验。结果表明,5%烯唑醇微乳剂1 000~2 000倍液、430g/L戊唑醇悬浮剂3 000~5 000倍液、10%氟硅唑微乳剂1 500倍液、1 750倍液、20%丙环唑微乳剂400~800倍液、2%武夷菌素水剂300倍液、400倍液试验处理防效均高于50%。从增产效果来看,20%丙环唑微乳剂600倍液的增产率最高,达到42.33%。5%烯唑醇微乳剂2 000倍液,430g/L戊唑醇悬浮剂5 000倍液兼具高防效和高效益(产出/投入),建议推广使用。     

小麦条锈菌新菌系V26的SCAR检测标记

 建立小麦条锈菌生理小种的快速分子检测技术体系对小麦条锈菌的监测和防治策略的制定具有重要价值。条锈菌V26是近年来出现的,对我国目前小麦抗病育种中普遍应用的抗条锈病基因Yr26具有毒性的新菌系。该菌系的出现,对我国当前小麦生产、抗病育种都造成了严重威胁。本研究选用189条随机引物对CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、T4、Su11-4和V26等7个条锈菌生理小种(菌系)进行了扩增,筛选V26的特异性RAPD片段,并对其进行克隆和测序。根据测序结果,设计并合成SCAR特异性引物, 将V26的RAPD标记转化为稳定的SCAR标记。使得对该菌系的快速检测成为可能,同时也将会为条锈菌新小种的监测提供更为准确的科学依据。     

广东省黄瓜绿斑驳花叶病毒分子检测及防疫

黄瓜绿斑驳花叶病毒(Cucumber green mottle mosaic virus,CGMMV)危害多种葫芦科作物[1],是我国农业植物检疫性有害生物[2].近年来,我国检疫部门多次从进境的瓜类种子中检出该病毒[3],并在广西[4]、辽宁[5]、河北、北京[6]、甘肃[7]等地棚室保护地及田间栽培的瓜类作物上发现疫情.2005-2008年,作者在广东省发现多起疫情,为此,对该病毒进行了分子检测及疫情控制.     

116个小麦品种（系）抗叶锈基因Lr9-Lr26、Lr19-Lr20的复合PCR检测

[目的]建立简单、快速、有效的小麦抗叶锈基因复合PCR体系,从而提高分子标记辅助选择效率。[方法]以28个‘Thatcher’为背景的近等基因系和16个已知基因载体品系作为试材,测试了小麦抗叶锈病基因Lr9、Lr26、Lr19和Lr20的STS标记特异性,通过优化PCR反应体系和循环条件,构建了抗叶锈基因Lr9-Lr26和Lr19-Lr20的复合PCR检测体系。对116个小麦品种(系)所含有的抗叶锈病基因进行了分子检测。[结果]供试品种均不含有Lr9和Lr20,47个品种含有Lr26(基因频率为40.5%),‘中梁22’含有Lr19。经反复验证,Lr9-Lr26和Lr19-Lr20复合PCR技术检测结果可靠,且与上述单个分子标记检测结果一致。[结论]建立的Lr9-Lr26和Lr19-Lr20的复合PCR检测体系可以准确、稳定、高效地检测小麦抗叶锈基因Lr9、Lr26、Lr19和Lr20。     

2011-2012年度中国六省小麦叶锈菌群体毒性分析

 为明确2011-2012年度云南、四川、青海、陕西、甘肃和河南小麦叶锈菌的毒性特点,用31个近等基因系或已知抗病基因品种为鉴别寄主,对从六省采集的180份小麦叶锈菌标样进行了苗期毒性分析,共鉴定出62个致病类型,主要包括SHJ(10%)、THT(8.9%)、PHK(6.1%)、SHN(5%)、PHT(4.4%)、SHD(4.4%)、PCH(3.9%)、THP(3.3%)和THK(3.3%)。其中对Lr2c、Lr10、Lr14a、Lr14b、Lr33和Lr36的毒性频率均超过75%,说明这些抗病基因的利用价值已经不大;对Lr9、Lr19、Lr24、Lr25、Lr28、Lr29、Lr38和Lr42的毒性频率低于30%,说明其在生产中仍然有效;对Lr2a、Lr3、Lr3bg、Lr20、Lr30和Lr32的毒性频率在六省中差异较大。毒性多态性结果表明云南和四川的小麦叶锈菌群体毒性多态性较高,其次为河南、甘肃和陕西,青海的毒性多态性最低。     

螺旋粉虱SCAR标记的建立与应用

螺旋粉虱Aleurodicus dispersus Russell是一种严重威胁果树、蔬菜和园林植物生产的入侵性害虫。由于该粉虱的卵和初孵若虫体型微小,与其它粉虱类害虫形态相似,且易于携带传播,难以快速准确鉴别,本研究采用特征序列扩增区域(SCAR)标记法,通过对目的片段的克隆与测序,设计螺旋粉虱特征片段扩增引物,并对该引物的种特异性和灵敏性进行检验。结果显示,利用SCAR标记法获得了螺旋粉虱特异性片段(632bp,GenBank登录号为HM240855),根据此片段的碱基序列设计1对螺旋粉虱特异性引物,其扩增片段大小为307bp;该对引物只对螺旋粉虱具有扩增能力,对近缘种、属粉虱不具有扩增效果。该引物不仅对成虫具有良好的扩增效能,对单粒卵、1~3龄若虫和拟蛹等亦具有同样的扩增能力,其最低检出阈值为1/6400头成虫。从而表明,该SCAR标记技术完全可用于螺旋粉虱的鉴定识别及其检测和监测。     

Effect of host genotype on leaf rust (Puccinia triticina) lesion development and urediniospore production in wheat seedlings

Experiments were performed in controlled conditions to compare several aggressiveness components of an isolate of Puccinia triticina on different wheat ( Triticum aestivum ) genotypes. Latency period, urediniospore production per lesion and per unit of sporulating surface, lesion size, and nitrogen and carbon content of the spores were measured on four host genotypes. Three of the host cultivars (Soissons, Altria and Isengrain) were susceptible and the fourth (Trémie) was resistant to the isolate used in the experiments, producing a mesothetic infection type. In all the analyses, lesion density was used as a covariable. The latent period was identical on the susceptible host cultivars, and there were no marked differences in the urediniospore production capacity when related to the sporulating surface area. In cv. Isengrain, differences in lesion size relative to the other susceptible cultivars resulted in lower urediniospore production per lesion. Urediniospore production per lesion and lesion size were density dependent and decreased exponentially with increasing lesion density. Urediniospore production per unit of sporulating surface was either independent of lesion density or marginally dependent (decreased linearly with a limited rate). On the resistant cultivar, Trémie, the latent period was longer and of a much greater variance compared with the susceptible cultivars. Urediniospore production per lesion was considerably reduced, but this reduction was fully accounted for by a reduction in lesion size, the urediniospore production capacity of the diseased tissue remaining equivalent to that observed in the susceptible cultivars. In all cultivars the C and N contents of the urediniospores were considered unchanged, even if minor differences were detected.