稻瘟病菌致病基因MPG1在黑龙江省的分布情况

采用分子标记技术对来自黑龙江省9个县(市)的72个稻瘟病菌菌株携带致病基因MPG1的情况进行了检测分析,在供试菌株中有31个菌株含有致病基因MPG1,出现频率为43.1%,但在不同地区出现的频率存在一定差异,方正县、富锦县、木兰县出现频率最高,桦南县出现频率最低。     

湖南稻瘟病菌生理小种的组成及其致病性

利用来自日本、国际水稻研究所(IRRI)和中国的10个稻瘟病菌单基因鉴别品种,将59个湖南稻瘟病菌株分别划分为20个生理小种,优势小种为H531.1、H511.1和H501.1,对抗性基因Pi–CO39、Pita、Pi3、Pi12、Pia具有致病性。各个稻区生理小种组成和优势小种存在差异,其中,湘东、湘中稻区稻瘟病菌生理小种多样性指数较高,优势小种的变化最为明显,说明这2个稻区的抗源基因正逐渐变得匮乏,甚至丧失。鉴别品种C101LAC(Pi1)和C101A51(Pi2)对59个湖南稻瘟病菌菌株抗性频率均为100.0%,说明这些抗性品种(基因)可作为湖南稻区稻瘟病的抗源材料(基因),Pi1、Pi2可直接作为分子标记辅助选择育种的供体抗源基因。品种关东51(Pik)、C105TTP–4L23(Pi4–b)和C101PKT(Pita)在湖南各稻区的抗性水平表现存在差异,可以作为选择性抗源材料(基因)加以应用。     

MoFbc1调控稻瘟病菌生长与致病机制初探

真核生物体内,F-box蛋白作为泛素连接酶复合物(Skp1-Cullin1-F-box,SCF)的调节亚基,参与降解底物的特异性识别。为探究F-box家族基因MoFbc1在稻瘟病菌生长发育及侵染致病中的功能,采用生物信息学方法分析Mo Fbc1蛋白结构域并构建进化树。利用同源重组方法获得MoFbc1基因敲除及其回补菌株并进行表型分析。结果表明,MoFbc1敲除菌株在产孢、附着胞形成及致病性等方面与野生型菌株均无显著差异。但其在MM和RDC培养基上生长速率下降,表明MoFbc1基因可能参与调控稻瘟病菌对部分营养物质的利用;突变体对细胞壁胁迫因子CFW、CR敏感,提示其细胞壁结构可能发生改变。结果为进一步揭示基因MoFbc1调控稻瘟病菌生长发育机制奠定基础。     

稻瘟病菌致病性变异

 利用日本单基因鉴别品种,研究云南原有稳定粳稻、籼稻及日本鉴别菌系的致病性,结果表明,稻瘟病菌的致病性变异方向复杂,但也有稳定的菌株存在,日本菌、云南籼稻菌和粳稻菌之间的致病性变也存在一定差异,提出了鉴别品种与菌株致病性的适合性.     

水稻稻瘟病菌致病性分化研究

用全国统一稻瘟病菌生理小种鉴别寄主鉴定出的稻瘟病攻生理小种中,典型的籼型优势小种,如：ＺＡ１３、ＺＢ１３、ＺＣ１３和ＺＣ１５,同一小种不同菌株的致病力不同,当加入辅助品种参测,均可再划分为不同的致病类型（亚小种）。这一结果表明：传统的选用优势小种的代表性菌株来进行水稻品种抗瘟性鉴定的方法是有局限性。     

稻瘟病菌致病性变异研究

１９９７年对四川省东南部稻瘟病菌２３０个有效单孢菌株测定结果表明,病菌生理小种由４群１７个小种组成,以２８群小种为优势种群,出现频率为７０．２％。不同生态区及不同水稻品种间病菌生理小种组成有明显差异。同一水稻品种叶瘟和穗强。同一水稻品种不同叶片、不同病穗乃至同一叶片不同病斑间都可测出不同生理小种。     

鄂西南地区2012-2014年稻瘟病菌致病性变化分析

为研究鄂西南地区稻瘟病病菌的致病型,将2012-2014年采自鄂西南地区感病水稻并分离保存的136个菌株分别接种到7个中国鉴别品种和15个水稻抗稻瘟病单基因系品种上,以中国鉴别品种中的丽江新团黑谷为感病对照,基于7个中国鉴别品种的鉴定结果表明:136个菌株中有121个具有致病性,分属于ZA、ZB、ZC、ZE、ZF、ZG共6群11个生理小种,ZB为优势种群,但ZC频率逐年升高,到2014年与ZB势均力敌;ZB13为第一优势生理小种,ZC15和ZB15所占比例逐年升高.15个水稻抗稻瘟病菌单基因系的鉴定结果将121个菌株分为77个致病型,且不同年份分离的菌株致病力差异较大.90%以上菌株对含有Pib、Pit和Pi11抗病基因的水稻单基因系有致病力,而对含有Pi9和Pikh抗病基因的水稻单基因系的致病力较弱,不到10%.此结果可以为育种工作者及当地农业部门的品种布局提供参考.     

稻瘟病菌两个陆稻菌株的致病性遗传研究

 本文报道了94-84c（MAT1-1）和95-23-4a（MAT1-2）两个云南陆稻分离菌的杂交后代菌株的交配型及其在13个水稻品种上的致病性分离的研究结果。42个子囊孢子菌株与两个亲本菌株回交，共有78.6%的后代菌株在回交中产生了有性世代,其中MAT1-1的菌株22个,MAT1-2的菌株11个。致病性分离的结果则初步表明：94-84c菌株对楚粳17号、岫4-10、云粳135和春江06分别持有1个非致病性基因，对福锦、春江11、云粳34和腾糯2号则分别持有2个非致病性基因。95-23-4a菌株对半节芒/大红谷和大白谷分别持有1个非致病性基因。两个亲本菌株对丽江新团黑谷都不持有非致病性基因。     

稻瘟病菌粗毒素在水稻稻瘟病中的作用

用稻瘟病菌（Ｐｙｒｉｃｕｌｏｒｉａ ｏｒｙｚａｅ Ｃａｖ．）非致病性菌系８９－４４－１和致病性菌系８９－１０－３，８９－７－３，８９－４２－３和８９－１２－１的培养过滤液对寄主作毒力测定，研究了粗毒素在水稻稻瘟病害中的作用初步确定瘟病菌粗毒素为致病性因素，在病菌侵入寄主体内时起作用。不同菌系对寄主植物的毒力存在差异，金属元素Ｚｎ、Ｍｎ、Ｆｅ对稻瘟病菌菌丝生长有促进作用。     

稻瘟病菌与禾谷镰刀菌对茭白的致病性及侵染过程

稻瘟病菌与禾谷镰刀菌均是危害禾本科作物的重要病菌,同时也是研究植物病原真菌的两种模式生物。为进一步探索这两种病菌的致病能力和侵染过程,对稻瘟病菌与禾谷镰刀菌在茭白上的致病能力进行了测定,并比较了二者在茭白不同部位的发病过程及特点。结果显示,稻瘟病菌可侵染茭白叶片与叶鞘,但无法侵染茭白的肉质茎（茭白笋）;而禾谷镰刀菌不能侵染未创伤的茭白叶片和叶鞘,但可对茭白笋造成危害。对侵染部位的显微观察发现,稻瘟病菌在茭白叶片上能形成典型的附着胞与侵染菌丝。另外,茭白能有效地区分两种病菌的致病突变体。结果表明,稻瘟病菌与禾谷镰刀菌能够侵染茭白,造成危害;同时茭白也可以作为寄主研究这两种病菌的致病过程。     

稻瘟病菌一假定几丁质酶在毕赤酵母中的表达

本研究从稻瘟病菌菌株Guy11中提取总RNA,利用RT-PCR方法扩增到一假定几丁质酶基因MGG_08054.6的cDNA序列,将其亚克隆至带有His-tag标签的酵母表达载体pPIC3.5K中,构成重组质粒pPIC3.5K-ws,电击转化至毕赤酵母菌菌株GS115,通过MD-MM平板筛选及PCR验证获得重组酵母转化子GS115-PICH-ws;阳性转化子在甲醇诱导下,成功分泌出重组蛋白.SDS-PAGE分析表明,重组蛋白分子质量为48 ku,与其理论计算值基本相符;Ni-NTA法分离纯化后的重组蛋白经DNS法测定具有几丁质酶活性.     

辽宁省稻瘟病菌无毒基因型鉴定及分析

【目的】鉴定稻瘟病菌（Magnaporthe oryzae）的无毒基因型,了解无毒基因在不同地区流行菌株中的分布情况,为品种布局提供参考。【方法】根据已经克隆且与稻瘟病菌致病性相关的6个无毒基因序列设计引物,选取辽宁省稻瘟病常发区的26株稻瘟病菌单孢菌株,提取各菌株DNA样本作为模板,进行PCR扩增。通过琼脂糖凝胶电泳及PCR产物测序,对6个无毒基因PCR产物进行碱基和氨基酸序列的分析比较。对琼脂糖凝胶电泳未出条带的,设计不同引物进行验证性试验。【结果】在PCR产物电泳检测中,Avr1-CO39、Avr-pia和Avr-pii没有产物条带,对这3个无毒基因设计验证引物,其PCR产物电泳检测仍没有条带出现,其结果证明辽宁省各水稻主产区流行稻瘟病菌中多不携带Avr1-CO39、Avr-pia和Avr-pii;对于其他3个无毒基因 AvrPiz-t、Avr-pik和Avr-pita则有特异性扩增产物,说明这3个无毒基因在各稻区稻瘟病菌中以不同突变类型及不同频率出现。其中,与Pi2、Pi9和Piz-t对应的AvrPiz-t,分别在22个菌株的中被检测到,且有21个菌株的序列与其序列一致,说明该基因遗传相对稳定,也间接证明携带Pi2、Pi9和Piz-t 的水稻品种在辽宁地区的广谱抗性;与基因组序列不同的16号菌株,在DNA序列192 bp处发生一个单碱基C的缺失,从而导致移码突变,且碱基突变导致氨基酸序列至72位氨基酸时提前终止,而使该基因编码的蛋白质失去无毒基因的功能。与Pik、Pik-p、Pik-m和pik-s对应的Avr-pik,电泳检测结果表明各菌株均有特异性条带出现,经测序验证等位基因序列分为4种类型（B、D、F、G）,其中12个菌株携带可为Pik或其等位基因Pik-m和pik-p所识别的D类型;9个菌株携带B类型,该等位基因曾被报道,但是否具有无毒基因的功能仍未验证;另有2个菌株携带F类型等位基因,该基因为首次发现,并分别出现在丹东和盘锦地区。其特点在于与D类型基因间存在143（A/G）的碱基差异,氨基酸序列翻译结果显示其为错义突变,即48（G/D）;而其余3个菌株携带G类型等位基因,该基因亦属首次发现,且仅出现在抚顺新宾地区,碱基序列与D类型存在168（G/A）的差异,导致翻译提前终止,基因功能丧失。对于Avr-pita,26个菌株特异性扩增产物一致,但测序检测到5种等位基因类型,且均与Avr-pita有差异,碱基序列的变化多导致错义突变。这5种等位基因的氨基酸序列之间差异由3个氨基酸位点的差异所致,分别为83（D/N）、192（Y/C）和207（K/R）,3处突变均在基因结构域范围内,几种等位基因均已见报道。【结论】辽宁稻区流行稻瘟病菌中Avr-pik、AvrPiz-t和Avr-pita分布较为广泛,选育及推广携带相应抗病基因的水稻品种可减轻稻瘟病的危害。     

稻瘟菌Rac1蛋白的原核表达与纯化

Ras相关的C3肉毒素底物1(Rac1)是Rho族蛋白主要成员,在稻瘟菌(Magnaporthe oryzae)的侵染致病过程中发挥重要作用.本研究目的是采用结构生物学的方法进一步探究Rac1结构与功能以及与其他蛋白互作的机制,进一步阐释其致病机制.试验以稻瘟菌的cDNA为模板,根据Ras相关的C3肉毒素底物1基因(MoRac1)序列设计特异性引物进行PCR扩增,克隆了MoRac1基因并构建原核表达载体pHAT2-Rac1,异丙基硫代半乳糖苷(IPTG)诱导表达.SDS-PAGE检测与Western blot分析表明,pHAT2-Rac1在BL21(DE3)中表达,大小为25kD.通过亲和层析、离子交换与分子筛对重组蛋白进行纯化,获得了高纯度的目的蛋白.该蛋白的表达与纯化对其结构功能的研究奠定了基础.     

2011~2014年江苏省稻瘟病菌种群动态及毒力变化

2011~2014年从江苏省五大水稻种植区采集1 219份水稻稻瘟病标样,分离得到634株单孢菌株,研究分析了江苏省稻瘟病菌种群动态及毒力变化情况。种群动态分析结果显示,江苏省稻瘟病菌共有5群19个生理小种,各水稻栽培区的种群分布差异较大,连云港、徐州和南通稻区,小种类群较为复杂,均出现了5群10个小种,南京、淮安和扬州地区稻瘟病菌种群组成相对简单,其中南京地区出现了4群5个小种,淮安和扬州地区,仅出现3群5个小种和3群4个小种;在分离得到的稻瘟病菌生理小种中,ZG1种群小种出现频率最高,为优势小种。毒力变化分析结果表明,江苏省稻瘟病菌对已知抗性基因Pi-k、Pi-ks、Pi-b和Pi-t的毒力频率较高,对Pi-ta、Pi-ta2、Pi-z和Pi-zt的毒力频率较低,说明Pi-ta、Pi-ta2等抗性基因在江苏省水稻育种上仍具有较高的应用价值,而Pi-k、Pi-ks等抗性基因已不适合在江苏省水稻抗病育种中推广使用。     

黑龙江省和吉林省稻瘟病菌种群多样性研究

为明确黑龙江和吉林省稻瘟病菌种群多样性,采用Pot2-Rep-PCR方法对来自黑龙江省和吉林省部分稻区49个稻瘟病菌菌株的DNA进行指纹分析。研究结果表明,供试的稻瘟病菌种群在DNA水平上变异较大,存在丰富的多态性;在20个遗传谱中第2个谱系为优势谱系,包含黑龙江省11个菌株,吉林省9个菌株,其他19个系谱的菌株数为1~10个不等。谱系3菌株既是黑龙江省菌株,又是黑龙江省特有的谱系类型。聚类分析结果表明,参试稻瘟菌株遗传多样性程度(系谱数/菌株数)黑龙江省(7/23=0.304 3)、吉林省(11/26=0.423 0),吉林省稻瘟病菌的多样性要强于黑龙江省稻瘟病菌。     

稻瘟病菌菌株FJ81278中新发现的一个基因注释及其表达分析

对稻瘟病菌菌株FJ81278进行基因组和转录组分析,发现一个新的特异基因MoHsbA编码的蛋白具有疏水表面结合蛋白A(HsbA)结构域和一个信号肽.进一步的生物信息学分析发现,该基因组中另外7个基因编码的蛋白也具疏水表面结合蛋白结构域.稻瘟病菌中的HsbA蛋白聚集于系统发育树的同一个大的分支上,说明它们具有较近的亲缘关...     

基于RNA-Seq的稻瘟病菌Δznf1突变体的表达谱分析

【目的】稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)引起的水稻稻瘟病是威胁全球水稻生产的重要病害之一,而该菌附着胞介导的侵染又是病害循环的重要环节。在前期的研究中发现一个编码C_2H_2锌指结构的转录因子基因ZNF1,参与稻瘟病菌附着胞形成、穿透和致病过程,论文旨在从转录水平上了解受Znf1调控的基因及其调控机理,为深入研究稻瘟病菌致病分子机理提供基础数据。【方法】利用RNA-Seq技术对稻瘟病菌野生型菌株Guy11和突变体Δznf1的营养菌丝体进行表达谱测序,采用FPKM法计算基因表达量,以FDR≤0.001且log2 ratio(Δznf1/Guy11)≥1为筛选标准,获得Δznf1中差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs);通过与Gene Ontology(GO)数据库和KEGG Pathway数据库比对,获得差异基因可能的生物学功能和参与的分子调控途径。为了更详细地研究受Znf1调控的基因,在同样的条件下,利用RNA-Seq技术对稻瘟病菌丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)编码基因PMK1的缺失突变体进行表达谱分析,通过对Δznf1和Δpmk1中的差异表达基因进行比较,筛选受Znf1和Pmk1共同调控的基因,并与前人的研究数据比较,分析获得在稻瘟病菌附着胞发育阶段上调表达但在Δznf1和Δpmk1中同时下调表达的基因。【结果】与野生型Guy11相比,Δznf1中共有709个差异表达基因,其中上调表达的有299个,下调表达的有410个;GO功能富集分析显示差异表达基因归类到生物学过程、细胞组分和分子功能上的基因数目分别有118、299和308个;KEGG Pathway富集分析显示,这些差异表达基因主要参与代谢途径、次生代谢物质生物合成、甘油磷脂代谢等。一些已知的稻瘟病菌致病相关基因,如LPP3、HOX7、PBS2、MPG1等,在Δznf1中表达水平下调。与Δpmk1中差异表达基因比较发现,Δznf1中约56%的差异表达基因同时也受Pmk1调控。其中,编码isotrichodermin C-15羟化酶的3个基因MGG_03825、MGG_02329和MGG_08498,在Δznf1和Δpmk1中的表达水平均显著下调。此外,在附着胞阶段上调表达的48个基因,在Δznf1和Δpmk1中同时下调表达,表明这些与附着胞形成可能相关的基因直接或间接受Znf1和Pmk1调控。采用q RT-PCR方法随机检测10个基因的表达情况,结果与RNA-Seq数据基本一致,说明本试验RNA-Seq数据的可靠性。【结论】RNA-Seq分析获得了受Znf1调控的基因信息和可能的生物学功能。一些与稻瘟病菌致病相关的基因受Znf1调控。此外,与Pmk1类似,一些在附着胞阶段上调表达的基因也同时受Znf1调控。结果可为进一步研究Znf1下游基因调控网络提供信息。     

Detection and Analysis of Magnaporthe oryzae Avirulence Genes AVR-Pib,AVR-Pik and AvrPiz-t in Heilongjiang Province

【Objective】The objective of this study is to investigate the distribution and variation mechanism of avirulence genes AVR-Pib, AVR-Pik and AvrPiz-t in Magnaporthe oryzae strains from different regions and years in Heilongjiang Province, to understand the pathogenic phenotypes of different avirulence gene alleles, and to provide a reference for utilization and distribution of resistance cultivars in Heilongjiang Province.【Method】Based on the avirulence gene sequences published in NCBI, specific primers were designed to amplify full length and the coding sequence (CDS) regions of three genes, respectively. From 2016 to 2017, 335 M. oryzae strains in different regions of Heilongjiang Province were collected and isolated, and their DNA was PCR-amplified using avirulence genes primers and analyzed by agarose gel electrophoresis. The PCR products with different band patterns and from representative strains of different regions were selected for sequencing. The sequencing results were compared with the corresponding avirulence gene sequences for base and amino acid. The pathogenic phenotype of M. oryzae strains with different variant types was determined based on the rice resistance to single-gene lines.【Result】The specific bands of AVR-Pib, AVR-Pik and AvrPiz-t were detected in PCR detection and appeared in different distribution frequencies and mutation types, indicating that these 3 avirulence genes were all distributed in Heilongjiang Province. The average amplification frequency of the 3 avirulence genes was 75.52%, 87.16% and 85.67%, respectively. Among them, 4 types of band (bandless, high band, mid to high band and low band) of AVR-Pib were detected by electrophoresis analysis and 5 variant types AVR-Pib (1-1, 1-2, 2, 3, 3-1) were detected by PCR product sequencing. The genotypes AVR-Pib-1-1, AVR-Pib-1-2, AVR-Pib-2 and AVR-Pib-3-1 are newly discovered variant types, of which genotypes AVR-Pib-1-1 and AVR-Pib-1-2 are insertions of transposon Pot2 but with different insertion sites. The genotype AVR-Pib-2 has a small fragment insertion in the upstream of CDS region. The genotype AVR-Pib-3-1 base sequence has 4 differences from the original sequence, namely 32 (C/G) 35 (T/A) 36 (T/A) 38 (T/A), and the amino acid translation was terminated prematurely. Pathogenic analysis showed that except for the normal genotype AVR-Pib-3, the other alleles lost their avirulence functions. Seven AVR-Pik alleles (D, A, B, C, E, F, F2) were detected after PCR product sequencing, and the alterations in the nucleotide sequences of these alleles all resulted in amino acid missense mutations. The 7 AVR-Pik alleles have been reported previously. The avirulence gene AvrPiz-t was analyzed by electrophoresis and sequencing of PCR products, and 2 types of band (high band and normal band type) and 4 genotypes of AvrPiz-t (A, B, C, D) were revealed. Among them, AvrPiz-t-A is the original genotype, while AvrPiz-t-B has a base A insertion at position 191, causing premature termination of amino acid translation. Genotype AvrPiz-t-C is a newly discovered allelic type, characterized by the presence of a nucleotide variation at position 17 (T/C) and the insertion of base C at position 19 compared with type A, leading to the frameshift mutation and premature translation termination. The high band type avirulent genotype AvrPiz-t-D was sequenced and verified as having an insertion of the Pot3 transposon. Rice single-gene lines infection showed that the strains with AvrPiz-t-A were avirulent to Piz-t line due to Piz-t recognition, whereas the strains with AvrPiz-t (B, C, D) were virulent to Piz-t line due to lost the ability recognized by Piz-t.【Conclusion】The avirulence genes AVR-Pib, AVR-Pik and AvrPiz-t of M. oryzae in Heilongjiang Province are widely distributed and the types of variation are abundant. The results of this study can provide a reference for breeding and popularizing rice cultivars with corresponding disease-resistance genes.