硅介导稻瘟病抗性的生理机理

【目的】稻瘟病是水稻生产主要的病害之一,每年造成严重的产量损失。研究表明,施用硅肥作为一种环境友好型病害防治措施,在增强植物抗病性中起重要作用,但其作用机理还不完全清楚。本文旨在探讨硅处理对水稻稻瘟病的抗性效应及生理作用机理,为稻瘟病的有效防治提供理论依据和实践指导。【方法】选用稻瘟病广谱感病品系CO39（不含已知抗稻瘟病基因）及其近等基因系C101LAC(Pi-1)（抗病品系）为试验材料,设置（1）不加硅不接种（Si-M-）、（2）加硅不接种（Si+M-）、（3）不加硅接种（Si-M+）和（4）加硅接种（Si+M+）等4个处理,通过光照培养箱控制生长条件,用Hoagland营养液进行水培试验,研究施硅对稻瘟病的控制效果,以及对水稻根系和叶片中硅、酚类物质、水杨酸、乙烯及H2O2含量的影响。【结果】施硅显著降低两个水稻品系的稻瘟病的发病率和病情指数。抗病品系C101LAC(Pi-1)的稻瘟病的发病率和病情指数明显低于感病品系CO39。施硅后,两个水稻品系的根、茎、叶中的硅含量都显著增加,地上部的硅含量明显高于根部。稻瘟病菌侵染条件下,加硅显著降低两个材料叶片中的总酚含量,对根系中的总酚含量没有显著影响。不接种稻瘟病菌情况下,加硅对第3天叶片中总酚含量没有显著影响,而显著降低了第7天叶片中的总酚含量,两个水稻品系表现一致。对两个品系水稻品种来说,根系中的总酚含量明显低于叶片中的总酚含量。稻瘟病菌侵染条件下,加硅显著降低两个材料叶片中的木质素含量,对根系中的木质素含量没有显著影响。不接种稻瘟病菌情况下,加硅显著增高了CO39叶片中的水杨酸含量,而对于C101LAC(Pi-1),加硅只在第3天显著增高了叶片中的水杨酸含量。接种稻瘟病菌后,施硅使CO39在第3天叶片中的水杨酸含量显著增高,而对C101LAC(Pi-1)没有显著影响。在两个品系的根系中都没有检测到水杨酸。接种稻瘟病菌后,施硅显著降低了两个水稻材料叶片和根系中的乙烯含量。不接种稻瘟病菌情况下,叶片中乙烯含量极低,加硅显著降低了CO39第3天根系中乙烯含量,而对于C101LAC(Pi-1),加硅后,第3天和第7天根系中乙烯含量都显著降低。加硅显著降低两个材料叶片中H2O2的含量,而显著增加了根系中H2O2含量。对两个品系水稻品种来说,根系中的H2O2含量明显低于叶片中的。【结论】施硅能显著增加水稻对稻瘟病的抗性,改变植株体内的生理代谢状况,调节植物体内酚类物质的含量,并通过诱导信号物质如水杨酸、乙烯、H2O2等的变化来提高水稻植株对稻瘟病的抗性。     

增施硅肥对水稻抗稻瘟病的效果分析

[目的]为硅肥在防治水稻稻瘟病中的应用提供理论依据。[方法]通过硅肥对水稻稻瘟病的防治试验研究不同处理中水稻剑叶叶倾角、叶面硅的微域分布及其抗病相关酶的活性。[结果]在抽穗期,施硅处理的发病率和病情指数分别比不施硅处理下降8．9个百分点和3．4,其相对防治效果达27．64％;不施硅处理的剑叶叶倾角为16°,施硅处理的剑叶叶倾角显著小于不施硅处理,其差值为9°。施硅处理的健康叶片的哑铃状硅化细胞、乳突及其他表面部位的硅含量均高于不施硅处理,接茵后第5天,施硅处理叶片的硅化细胞、乳突及其他表面部位的硅含量有所上升,不施硅处理的明显下降。施硅推迟了POD和CAT对接种稻瘟病茵的响应时间,接种稻瘟病菌后施硅处理的SOD自我调节能力强于不施硅处理。[结论]在水稻生产中,展叶期之后硅仍能明显增强水稻对稻瘟病的抗性。     

Effects of Nano-silica on Rice's Resistance to Magnaporthe oryzae and on Rice Growth

以纳米SiO2为硅源,以抗稻瘟病的水稻品种“农大18号”和感稻瘟病的水稻品种“蒙古稻”为材料,测定了纳米SiO2对水稻抗瘟效应及水稻生长发育的影响.试验结果表明:纳米SiO2处理的抗病品种和感病品种的病情指数分别比不施硅处理下降了30.98％和51.03％,抗病品种的相对防治效果达到了54.93％,而感病品种的相对防治效果达到了73.47％.施硅减轻了病级和病情指数,增强了水稻对稻瘟病的抗性,在感病品种“蒙古稻”上表现尤为明显.水稻在施用纳米SiO2后,不仅可显著提高叶片叶绿素含量,增大叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度,使水稻叶片的光合作用增强,而且可以增加新生根系的根数和最长根长,提高根系活力吸收面积,同时水稻叶面接触角增大,叶倾角减小,真菌附着减少,利于水稻正常生长.     

纳米SiO2对水稻稻瘟病的抗病效应及对水稻生长发育的影响

以纳米SiO2为硅源,以抗稻瘟病的水稻品种"农大18号"和感稻瘟病的水稻品种"蒙古稻"为材料,测定了纳米SiO2对水稻抗瘟效应及水稻生长发育的影响。试验结果表明:纳米SiO2处理的抗病品种和感病品种的病情指数分别比不施硅处理下降了30.98%和51.03%,抗病品种的相对防治效果达到了54.93%,而感病品种的相对防治效果达到了73.47%。施硅减轻了病级和病情指数,增强了水稻对稻瘟病的抗性,在感病品种"蒙古稻"上表现尤为明显。水稻在施用纳米SiO2后,不仅可显著提高叶片叶绿素含量,增大叶片净光合速率、气孔导度和胞间CO2浓度,使水稻叶片的光合作用增强,而且可以增加新生根系的根数和最长根长,提高根系活力吸收面积,同时水稻叶面接触角增大,叶倾角减小,真菌附着减少,利于水稻正常生长。     

硅对水稻生长、白叶枯病抗性及病程相关蛋白活性的影响

【目的】研究硅对水稻生长及病程相关蛋白活性的影响,进一步明确硅与水稻白叶枯病抗性的关系。【方法】以感白叶枯病的水稻品种日本晴（Oryza sativa L. cv. Nipponbare）为材料,在水培条件下,研究接种白叶枯病菌、施硅对水稻干物质累积的影响;接种病菌条件下,施硅与否对水稻叶片关键酶活性的影响及其与水稻白叶枯病抗性的关系。【结果】水稻接种白叶枯病菌后,植株地下部和地上部干物重均显著降低,但施硅处理,植株生物量及硅含量均显著升高。施硅处理水稻白叶枯病病情指数显著降低,与对照相比降低11.83%-52.12%,对白叶枯病的相对防御效果达16.55%-75.82%。叶片感染白叶枯病菌后,β-1, 3-葡聚糖酶活性和几丁质外切酶、内切酶活性均快速上升。β-1, 3-葡聚糖酶活性在感染白叶枯病菌的8 d内,施硅处理显著高于不施硅处理,接种后第8天达到最大值。整个试验过程中,加硅处理的水稻植株,叶片中几丁质外切酶、内切酶活性明显增加。【结论】施硅能促进水稻的生长,提高病程相关蛋白β-1, 3-葡聚糖酶和几丁质外切酶及内切酶的活性,降低病情指数,显著缓解白叶枯病的危害,达到显著的防治效果。     

硅和接种纹枯菌对水稻叶片POD活性及其同工酶的影响

硅和接种纹枯菌对水稻叶片过氧化物酶(POD)活性及其同工酶有影响，正常生长条件下，硅能提高水稻叶片POD的活性；接种纹枯菌处理中，不施硅POD活性第2d达一峰值，施硅第4d达最大值；接种纹枯菌后第3d接种叶片上一张叶片的酶活性与接种叶片无明显差异；硅和接种能使酶带增多，接种能使增加的酶带变宽。     

硅对草坪草狗牙根抗两种真菌能力的影响

对草坪草狗牙根采用不同硅源基质培后,接种弯孢霉叶枯菌和褐斑病菌,调查狗牙根叶片病情指数、植株发病率,并测定叶片CAT、POD、SOD、PAL的活性。结果表明,施硅处理可以提高狗牙根对弯孢霉叶枯菌和褐斑病菌的抗性,其中以施硅酸钾和纳米氧化硅效果较好。施硅处理能提高狗牙根叶片CAT、POD、SOD的活性,而PAL的活性反而降低。硅处理后接种弯孢霉叶枯菌、褐斑病菌,狗牙根叶片CAT、POD、SOD、PAL活性变化因接种菌不同而异。     

水杨酸诱导水稻抗氧化酶活性及抗瘟性的变化

选用丽江新团黑谷和以其为背景的水稻单基因系Pi9为试验材料。试验分2组进行,一组以0.01 m M的水杨酸(salicylic acid,SA)将2个品种5叶期幼苗做喷雾处理,另一组喷清水作为对照,2 d后,2组同时喷雾接种稻瘟菌孢悬液,病原菌选取2012年辽宁省优势菌株ZA1,以无菌水接种做对照。接种稻瘟病病菌后1~5 d对水稻叶片中过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性进行研究,间隔24 h取样1次,连续检测5次。试验结果表明,SA处理组POD和SOD的活性明显比清水对照组提高,接种稻瘟菌处理组的酶活性高于无菌水对照组;Pi9单基因系高于丽江新团黑谷的酶活性。同时到显症期SA处理组发病情况明显低于对照组。试验表明,在水稻抗稻瘟病过程中,SA处理提高了SOD和POD的酶活性,并通过改变基础抗性增强水稻对稻瘟病菌的抗性。     

稻瘟病菌（Pyricularia oryzae Cav．）侵染初期的组织病理学

本实验采用叶鞘接种法研究稻瘟病菌侵染初期的组织病理学。结果表明：在亲和或不亲和组合中，孢子萌发、附着胞形成无差异；但由孢子侵染产生的五种病理反应类型所占比例迥然不同，且发生病理反应的时间早迟不一。水稻叶鞘细胞颗粒化的出现。质壁分离能力的丧失和１８小时细胞膜透性的变化与品种抗性呈正相关，９６小时叶鞘细胞内菌丝伸长度平均值与叶片接种、苗期和穗期接种的抗性分级呈显著负相关。籼、粳稻在稻瘟病菌侵入后，细胞的反应有一定差异。     

三环唑诱导水稻抗性相关基因的表达分析

【目的】探讨三环唑处理下水稻抗性相关基因表达的动态变化及与抗瘟性的相关性。【方法】室内抑菌活性测定三环唑对稻瘟病菌丝生长和孢子萌发的抑制作用;温室不同时间点接种稻瘟病菌后施用三环唑,测定其防效;利用实时荧光定量PCR对水稻受三环唑处理后不同时间点诱导抗性相关基因进行表达分析。【结果】三环唑对水稻稻瘟菌菌丝生长和孢子萌发无显著抑制作用;接种稻瘟病菌24 h后施用三环唑,仍然能够获得87.2%的防治效果。RT-q PCR结果表明,三环唑能够诱导水稻防卫反应基因Os NH1-1、Os PR1a和Os PR10的表达,进一步选取水杨酸和茉莉酸途径的关键基因进行检测,发现茉莉酸途径的关键基因Os LOX和Os AOS2的表达受到三环唑显著诱导。【结论】三环唑防治稻瘟病并非仅仅抑制了黑色素的合成,三环唑对水稻具有诱导抗性作用,三环唑主要通过茉莉酸途径起诱导抗性作用。     

海南省部分水稻品种对稻瘟病菌22个株系的抗瘟性鉴定

为有效利用抗瘟品种控制稻瘟病的大发生,掌握水稻品种的抗瘟性。本研究采用五叶期水稻离体叶片研究了36个水稻品种对22个株系稻瘟病菌的抗性,有21个水稻品种表现抗病,其它15个品种感病。在此基础上对其中有代表性的4个水稻品种进行了抗瘟生化机制的初步研究。生化测定结果表明,接种RB22菌株后,各抗感品种中各种生化因子大部分具有明显差异,且具有一定的规律性。该结果对于培育新的抗瘟水稻品种、布局水稻不同抗瘟基因型品种和治理稻瘟病的流行具有一定意义。     

稻瘟菌附着胞分化相关基因研究进展

由稻瘟菌[Magnaporthegrisea(Herbert)Barr,无性世代为Pyriculariagrisea(Cooke)Saccardo=PyriculariaoryzaeCavara]引起的稻瘟病是水稻最严重的真菌病害之一,每年给水稻生产带来重大的经济损失。稻瘟菌与水稻的互作符合基因对基因关系,现已被作为模式系统用于研究病原微生物-植物寄主的互作机理。稻瘟菌致病分子机制的研究不仅为病害的防治奠定理论基础,也为其它植物病原真菌的研究提供借鉴。本文对稻瘟菌侵染结构附着胞分化的相关基因研究进展进行综述。     

利用细胞和组织培养技术研究水稻抗稻瘟病机制

利用组织培养技术建立了水稻悬浮细胞和愈伤组织培养体系.用木聚糖酶激发子处理水稻悬浮细胞,引起细胞内过氧化氢和超氧阴离子含量迅速升高.木聚糖酶和稻瘟病菌提取物处理水稻悬浮细胞1h后,编码几丁质酶的基因Cht-1表达明显增加,而编码病程相关蛋白的PR10基因没有表达,但处理12 h,后者表达明显增加.用稻瘟病菌提取物和激发子木聚糖酶处理水稻悬浮细胞,均诱导水稻细胞合成樱花素--专抗稻瘟病的抗毒素.若用它们处理水稻愈伤组织,则引起组织褐化、生长量降低、密度下降.初步结果表明:水稻悬浮细胞和愈伤组织是研究水稻抗稻瘟病机制方便、合适的实验材料.     

水稻稻瘟病菌研究进展

综述了水稻稻瘟病菌的研究进展 ,包括生理小种的鉴别、命名及演变 ,病菌致病性变异的原因及遗传、菌株的多样性以及病菌侵染与为害的机理。     

宁夏稻瘟病菌群体遗传结构研究

采用Pot2-rep-PCR指纹识别技术对宁夏稻瘟病菌的群体结构进行分析。根据每个菌株的指纹型将2002至2005年在9个地区采集的406个稻瘟病菌单孢菌株鉴定为65个单元型,其中,单元型NXH7包含176个菌株,占总菌株数的43.3%,在所有年份、地区和大多数水稻品种上出现,是宁夏稻瘟病菌中最广泛适应的单元型。对稻瘟病菌群体的时空变化分析发现,不同年份、不同地区的稻瘟病菌亚群体间遗传分化不明显(地区间Gst=0.0832,年份间Gst=0.0509),遗传结构相似;不同水稻品种上的亚群体遗传分化明显(Gst=0.2823)。提示寄主的选择作用是宁夏稻瘟病菌群体演化的主要力量。宁夏稻瘟病菌菌株间有较高的相似性,总体相似性大于62%,DNA指纹没有任何清晰的系谱结构,没有任何聚类组被大于60%的bootstrap值支持。提示宁夏稻瘟病菌群体可能是单一的无性系谱占绝对优势。总体而言,宁夏稻瘟病菌群体遗传多样性水平较低(H=0.0963,I=0.1806)。     

水稻稻瘟病抗性基因的研究

水稻稻瘟病是由子囊菌Magnaporthe grisea(无性世代为Phyricularia grisea)引起的广泛性灾害。选育抗稻瘟病品种是防治稻瘟病行之有效的方法之一。通过总结稻瘟病菌与水稻之间的相互作用机理,DNA分子标记的开发与应用,稻瘟病抗性基因定位、克隆与分离及其功能表达等相关方面的研究进展,展望了水稻稻瘟病抗性基因的研究方向。     

云南省稻瘟病菌群体遗传结构研究

 为指导稻瘟病预测、水稻品种的合理布局和轮换、抗性育种提供理论依据,本文采用pot2 rep PCR分子指纹技术对2010—2011年云南省五大稻区455份稻瘟病菌进行了遗传结构分析。结果表明,供试菌株扩增条带范围为2~17条,大小在0.4 ~19kb间,具有丰富的遗传多样性。在0.64遗传相似水平上稻瘟病菌遗传宗谱类型与菌株地理来源、主栽品种（系）具有相关性,而在0.70的遗传相似水平上,籼、粳稻上稻瘟病菌宗谱组成分化更加明显。揭示了云南省稻瘟病菌具有丰富的遗传多样性,病菌群体结构与水稻品种、地理分布间的关系。     

黑龙江省部分稻区稻瘟菌对三环唑的敏感性分析

采用菌落生长抑制率法,分析了黑龙江省不同地区稻瘟病菌菌株对三环唑的敏感性.结果表明:三环唑对黑龙江省不同地区稻瘟病菌的平均抑制中浓度(Ec50)有差异,大多数分布在160～190 mg·L1,且400 mg·L-以上的三环唑才能有效抑制稻瘟病菌的生长.同时还发现尚志、富锦地区、佳木斯、萝北、连珠山、北林区、宁安江南地区...     

利用基因沉默技术创造抗稻瘟病水稻资源(英文)

水稻稻瘟病是最具毁灭性的病害之一,严重地影响水稻的高产和稳产。在病原菌侵染水稻时,附着胞的形成对稻瘟病菌的致病性起关键作用。研究证实一种P型ATP酶(PATPase)参与了附着胞的形成。在病原菌与寄主的互作过程中,寄主的一些小分子物质可以进入病原菌中,达到抗病原菌侵染的目的。本研究以稻瘟菌致病关键的P-ATPase基因MgAPT2第一外显子上特异性好的232 bp区域作为干扰片段,正反向插入干涉载体中,通过农杆菌介导,转化到感稻瘟病水稻品种日本晴中,通过苗期稻瘟病接种鉴定和MgAPT2基因的表达检测,结果表明:转基因植株稻瘟病抗性得到增强且稻瘟病菌MgAPT2基因的表达量下降。该研究为水稻抗稻瘟病种质资源的创新提供了新思路。