葡萄抗霜霉病机制研究进展

葡萄霜霉病是危害葡萄的重要病害之一,该病害发生时会给葡萄生产造成严重的经济损失。本文综合分析了国内外对葡萄抗霜霉病机制研究的结果,认为葡萄对霜霉病抗性受多种因素影响,主要表现为生理生化物质、叶片形态结构及抗病遗传基因三个方面。由于各种因素对霜霉病病原菌作用关系复杂,目前对于葡萄抗霜霉病的决定性因子还没有明确结论。     

葡萄霜霉病对葡萄叶片代谢的影响

葡萄霜霉病是一种世界性病害,对葡萄生产影响极大,是葡萄栽培中主要病害之一。基于非靶向代谢组学研究技术,分析鉴定对照组与霜霉病组代谢物含量的变化,采用正交偏最小二乘判别分析并结合t检验的结果,筛选出造成健康和发病的葡萄叶片显著差异的20种主要代谢物质。其中,霜霉病处理组差异代谢物含量显著上升(P<0.05)的物质主要分为4类：氨基酸类、核酸代谢类、植物激素类和其他化合物;显著下降(P<0.05)的物质分6类：糖类、羧酸类、甾类、二萜醇类、三萜类和其他化合物。KEGG通路富集分析发现差异代谢物主要富集在氨酰tRNA生物合成,ABC转运蛋白,戊糖磷酸途径,二苯乙烯类、二芳基庚烷类和姜辣素生物合成,缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸生物合成和植物激素信号转导6条代谢通路中。由此可知,葡萄霜霉病侵染导致了葡萄叶片糖、核酸、氨基酸等相关代谢物的显著变化,相关代谢途径可能是霜霉菌侵染葡萄的主要机制。     

葡萄叶提取物对葡萄霜霉病的防治作用及有效成分分析

为探究葡萄叶提取物对葡萄霜霉病的防治作用,测定了葡萄叶提取物及其有效物质对葡萄生单轴霉Plasmopara viticola孢子囊和游动孢子的抑制作用以及对葡萄霜霉病的防治效果,观察了其对葡萄生单轴霉在叶片中扩展、产生孢子囊能力的影响,并对葡萄叶提取物组成成分进行了分析。结果表明,葡萄叶提取物对葡萄生单轴霉孢子囊的形成和萌发均有明显的抑制作用。当葡萄叶提取物浓度为10 mg/mL时,其对孢子囊形成的抑制率为82.4%,葡萄生单轴霉孢子囊和游动孢子的萌发率仅为7.6%和1.1%,均显著低于无菌水处理。荧光显微观察发现,葡萄叶提取物可以抑制葡萄生单轴霉在叶片内的扩展。当葡萄叶提取物浓度为10 mg/mL和50 mg/mL时,对葡萄霜霉病的室内防治效果分别为80.1%和100.0%;且浓度为10 mg/mL的葡萄叶提取物对葡萄霜霉病的田间预防效果为67.8%,与烯酰吗啉处理无显著差异。液质联用技术检测显示,葡萄叶提取物中含有白藜芦醇和紫檀芪,其对葡萄生单轴霉均有显著的抑制作用,且紫檀芪的抑制效果强于白藜芦醇。     

不同葡萄品种对霜霉病的抗性

葡萄霜霉病是葡萄生产上重要的病害之一,通过对辽宁省不同葡萄品种进行室内离体叶片接种和田间自然发病情况调查,以期为葡萄抗性品种的选育和葡萄霜霉病的防治提供科学依据。结果表明,在供试品种中,没有对霜霉病完全免疫的品种,室内离体叶片接种和田间调查结果基本一致,不同品种间霜霉病的抗性存在差异。供试的65个品种中,室内离体叶片接种评价高抗品种3个,抗病品种23个,感病品种24个,高感品种15个;田间自然发病调查评价高抗品种1个,抗病品种19个,感病品种35个,高感品种10个。欧美杂交品种(系)相对欧亚杂交品种(系)较抗病。     

5种杀菌剂对葡萄霜霉病的田间防治效果

为了筛选防治葡萄霜霉病的高效、低毒杀菌剂,选择了10％氟噻唑吡乙酮可分散油悬浮剂、80％代森锰锌可湿性粉剂、50％吡唑醚菌酯水分散粒剂、25％氰霜唑可湿性粉剂、25％烯酰吗啉悬浮剂5种杀菌剂开展田间防效试验.结果 表明,参试药剂中,10％氟噻唑吡乙酮可分散油悬浮剂防效最好,3次喷施后,对葡萄霜霉病的防效为95.79％,...     

46份野生葡萄株系对霜霉病的抗性鉴定及其相关基因的表达

为明确不同野生葡萄株系对霜霉病的抗性差异,以18个种的46份野生葡萄株系为试材,采用叶盘法鉴定其对霜霉病的抗性,并利用实时荧光定量PCR(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)技术对部分关键基因进行定量分析,探讨其在不同抗病株系中的表达模式差异。结果表明,46份野生葡萄株系的病情指数为0～34.72,其中17份为感病株系,病情指数在25.93～34.72;21份为抗病株系,病情指数在5.32～24.35;5份圆叶葡萄株系均表现为免疫,病情指数为0.00;云南-元谋2、云南-2和木扎岭-3为高抗株系,病情指数分别为1.81、4.40和1.62。当被霜霉病菌侵染后,抗病株系和感病株系中的PAL、PR1、TLP和NPR1基因的诱导表达模式不同;与感病株系相比,抗病株系中的TLP、PR1和NPR1基因有强烈的诱导表达,PAL基因在感病株系比在抗病株系中表达量高。在免疫株系普莱德和高抗株系云南-元谋2中,NPR1与其它3个基因的表达模式差异最大;TLP在抗病株系蘡薁-林县中与其它3个基因的表达模式差异最大;在感病株系秋-嵩县中,NPR1与TLP表达模式相近,PAL和PR1表达模式相近。研究表明,在中国野生葡萄种质中,云南-元谋2、云南-2和木扎岭-3对霜霉病有良好的抗性,可作为抗病育种的原始材料;抗性基因可能在抗病株系中发挥着重要作用。     

霜脲氰与不同杀菌剂混配对两种霜霉病菌的增效作用

采用叶盘法（定量喷药）测定霜脲氰与不同杀菌剂混配对黄瓜和葡萄霜霉病菌抗甲霜灵菌株的增效作用,证实了霜脲氰加代森锰锌或二者再加恶霜灵以不同比率混配对黄瓜、葡萄霜霉病菌均明显增效,发现了霜脲氰与碱式硫酸铜1：8混配对黄瓜霜霉病菌增交,代森锰锌（1：8）或再加恶霜灵（1：8：1）对葡萄霜霉病菌的增效作用随着供试菌株对甲霜灵抗性水平的提高而增强。霜脲氰与代森锰锌1：7混配以保护、治疗、铲除方式处理黄瓜叶盘,对黄瓜霜霉病菌均表现增效。     

绿色食品农药准入下的葡萄霜霉病防治药剂筛选

为筛选对葡萄霜霉病高效且符合绿色食品生产要求的新型杀菌剂,开展田间试验调查了不同作用机理的5种药剂对露地栽培葡萄霜霉病的防治效果。结果表明,当田间病情指数为34.0～49.5时进行一次性施药,以60%唑醚·代森联水分散粒剂1 500倍液处理的防效最为稳定,药后3～14 d防效为51.9%～67.6%;35%氟菌·戊唑醇悬浮剂2 000倍液与对照药剂80%代森锰锌可湿性粉剂800倍液处理药后14 d防效均在68%以上,持效性较好;生物农药5%D-柠檬烯可溶液剂300倍液处理药后3～14 d防效51.3%～62.0%,与唑醚·代森联较为接近,也有较好的控病效果。推荐在绿色食品生产基地中使用5%D-柠檬烯可溶液剂、35%氟菌·戊唑醇悬浮剂、60%唑醚·代森联水分散粒剂或80%代森锰锌可湿性粉剂防治葡萄霜霉病,注意按照药剂推荐浓度交替轮换使用。     

葡萄霜霉病菌PCR检测方法的建立与应用

通过对已测序和已报道的葡萄霜霉病菌［Plasmopara viticola (Berk et Curtis) Ber.et de Toni］细胞色素c氧化酶亚型2（cytochrome c oxidase Ⅱ,cox2）的基因序列进行同源性比对分析,设计合成了一对用于P.viticola的检测引物F Pv/R Pv。利用该引物对包括P.viticola在内的30种常见植物病原真菌（包括15种Plasmopara属真菌、8种葡萄常见致病菌）的基因组DNA进行了PCR扩增,验证引物F Pv/R Pv的特异性,结果表明：该引物特异性强,仅P.viticola基因组DNA作为模板的PCR扩增产物呈现一条600 bp左右的特异性条带,其他参照菌株及阴性对照均无任何条带;灵敏度验证结果表明,该检测法可以检测出3.3 pg/μL 水平的P.viticola基因组DNA;应用该方法对来自全国不同葡萄产区的不同品种的78份葡萄霜霉病菌进行了检测,结果表明,该检测法适用范围广,且检测准确率达100%。     

4种药剂对北京地区葡萄霜霉病的防效

北京地区葡萄霜霉病的抗药性较为严重,为筛选能有效防治该病的低毒农药,选择了4种药剂:60％唑醚·代森联水分散粒剂、68.75％噁酮·锰锌水分散粒剂、10％氟噻唑吡乙酮可分散油悬浮剂、23.4％双炔酰菌胺悬浮剂在北京通州开展了田间施药防病试验.结果表明,氟噻唑吡乙酮对葡萄霜霉病的防效较高、持效期长、效益好,推荐在生产中将...     

葡萄品种对霜霉病抗性鉴定的生化指标研究

 通过盆栽接种和田间自然发病鉴定,从22个供试葡萄品种中鉴定筛选到1个高抗霜霉病的品种超藤和8个中抗品种饭刚黑、信浓乐、弗雷无核、黑蜜、优选皮奥萘、高妻、京秀、峰后。相关性分析表明,22个供试葡萄品种接种前和接种后2d,PPO、PAL活性和CAT比活性与霜霉病病情指数呈极显著负相关,SOD活性与霜霉病病情指数相关不显著。PPO、PAL活性和CAT比活性与葡萄品种对霜霉病的抗性呈极显著正相关,可利用这3种酶的活性作为葡萄品种霜霉病抗性鉴定的辅助评价指标。     

小麦抗白粉病基因Pm2的SSR标记筛选

为筛选与小麦抗白粉病基因Pm2紧密连锁的分子标记,将感病品种Chancellor与Pm2的近等基因系杂交,获得F1、F2分离群体,采用分离群体分组法对Pm2进行了微卫星(microsatellite,又称simple sequence repeats,SSR)标记分析.结果表明,定位于小麦5D染色体上的71对SSR引物中有12对引物能在Pm2的近等基因系、Chancellor间稳定地揭示出多态性差异,7对引物Xcfd189、Xcfd29、Xcfd8、Xcfd102、Xcfd7、Xcfd57和Xgwm190分别能在抗病、感病池间和F2分离群体的抗病、感病单株间稳定地扩增出特异性产物.7对引物所扩增的特异谱带分别为:Xcfd189360、Xcfd29190、Xcfd8160、Xcfd102250、Xcfd7200、Xcfd57245和Xgwm190210,它们与Pm2基因间的遗传距离分别为0、1.5、2.3、5.4、10.2、31.5和54.3 cM,其中标记Xcfd189360与Pm2共分离,标记Xcfd29190、Xcfd8160和Xcfd102250与Pm2紧密连锁,可用于Pm2的标记辅助选择.     

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。     

不同栽培模式下葡萄霜霉病菌遗传结构的时间动态分析

为明确不同栽培模式下葡萄霜霉病菌Plasmopara viticola的遗传结构、遗传多样性及遗传分化水平,于2014-2015年定期采集露地和避雨2种栽培模式下的葡萄霜霉病菌菌株,利用6对SSR引物对该病菌基因型、遗传多样性及遗传分化进行对比分析。结果表明,露地和避雨栽培模式下葡萄霜霉病菌群体的Nei’s基因多样性指数大于0.14,香农多样性指数大于0.31,2种栽培模式下群体具有丰富的遗传多样性,但避雨栽培模式可显著降低群体等位基因数和等位基因频率。露地栽培模式下该病菌群体的流行模式呈现中等水平无性繁殖,2年初侵染和再侵染对病害流行的贡献率分别约占26.1%和73.9%;避雨栽培模式下葡萄霜霉病菌群体的流行模式则呈现高等水平无性繁殖,初侵染和再侵染对病害流行的贡献率分别约占4.3%和95.7%。卵孢子的形成对于葡萄霜霉病菌种群遗传变异和有效越冬起着关键的作用。2014-2015年露地栽培模式下葡萄霜霉病菌群体的主效流行基因型对病害流行的贡献率分别为44.5%和51.8%;而其在避雨栽培模式下葡萄霜霉病菌群体的贡献率分别可达84.2%和87.1%。同一年份的露地和避雨栽培模式下葡萄霜霉病菌群体的主效基因型种类相同,2个群体间的等位基因频率呈现显著正相关性,且二者之间存在频繁的基因交流,推测避雨栽培模式下葡萄霜霉病的初侵染源自于避雨设施附近的露地栽培病株上再侵染形成的飞散传播孢子囊。     

葡萄生单轴霉重寄生菌F3的鉴定及防治效果测定

为明确从生长异常的葡萄霜霉层上分离获得的菌株F3对葡萄生单轴霉Plasmopara viticola的重寄生作用及对葡萄霜霉病的防治效果,通过光学和扫描电子显微镜观察菌株F3对葡萄生单轴霉的重寄生作用,并对菌株F3进行形态特征观察及28S rDNA序列分析,采用孢子囊萌发抑制和离体叶片点样法测定该菌株对葡萄霜霉病的防治效果。结果表明,菌株F3对葡萄生单轴霉表现出覆盖、缠绕的重寄生现象。结合形态特征与序列分析结果将该菌株最终鉴定为层生镰刀菌Fusarium proliferatum。菌株F3分生孢子悬浮液及其无菌发酵液对葡萄霜霉菌孢子囊萌发具有显著的抑制作用,抑制率分别为86.8%和83.1%;经菌株F3分生孢子悬浮液预防处理后的离体葡萄叶片发病率为10.9%,显著低于对照的发病率98.8%,防治效果达88.9%;菌株F3分生孢子悬浮液与葡萄霜霉病菌孢子囊混合后点样接种处理的叶片发病率为50.0%,也显著低于对照,防治效果为49.1%;而治疗处理的叶片发病率与对照间无显著差异。表明层生镰刀菌对葡萄生单轴霉具有重寄生作用,且对葡萄霜霉病具有较强的预防控制作用。     

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。     

Co-stressors chilling and high light increase photooxidative stress in diuron-treated red alga Kappaphycus alvarezii but with lower involvement of H2O2

Diuron is one of the most commonly found N-phenylurea herbicides in marine/estuarine waters that promotes toxic effects by inhibiting photosynthesis and affecting the production of reactive oxygen species (ROS) in autotrophs. Since photo- and thermoacclimation are also ROS-mediated processes, this work evaluates a hypothetical additive effect of high light (HL) and chilling (12 °C) on 50 nM diuron toxicity to the highly-photosynthetically active apices of the red alga Kappaphycus alvarezii. Additive inhibition of photosynthesis was mainly evidenced by significant decreases of quantum yield of photosystem II and electron transfer rates upon co-stressors exposure to diuron-treated algae. Under extreme 12 °C/HL/diuron conditions, unexpected lower correlations between H₂O₂ concentrations in seawater and radical-sensitive protein thiols were concomitantly measured with the highest indexes of photoinhibition (parameter β). Altogether, these data support the hypothesis that co-stressors chilling/HL additively inhibit photosynthesis in diuron-exposed K. alvarezii but with less involvement of H₂O₂ in injury effects than with only chilling or HL.     

2020年北京房山酿酒葡萄霜霉病发生动态监测

霜霉病是世界范围内葡萄上的一种重要流行性病害.2020年,本研究系统调查了北京市房山区3个酿酒葡萄酒庄中4个不同葡萄品种的霜霉病发生情况,并记录了实时温湿度、降雨数据和用药时间,还分析了葡萄霜霉病的发生与降雨、相对湿度和用药时间的关系以及不同葡萄品种对霜霉病感病性的差异.结果 表明:房山3个酿酒葡萄酒庄在2020年5月...