小麦-条锈菌互作过程中活性氧及保护酶系的变化研究

 对条锈菌与小麦不同互作体系中组织学特征、活性氧产生及其相关酶系的变化进行了研究。组织学观察表明:非亲和组合相对于亲和组合存在明显差异,表现为菌丝生长受抑,吸器母细胞和吸器形成减少,寄主细胞在接种后18h左右出现过敏性坏死。生化测定结果表明:在非亲和组合中,O₂^-的产生速率和H₂O₂的含量均高于亲和组合,且O₂^-产生速率在接种后12h达到一个峰值,H₂O₂的含量在接种后20和72h出现2个高峰。而在亲和组合中,O₂^-产生速率低于对照或与对照相似,H₂O₂的含量虽然高于对照,但却普遍低于非亲和组合;SOD在亲和组合中的活性总体上要高于非亲和组合;接种24h后,CAT在2种组合中的活性均高于对照,在接种后36和48h时,亲和组合中的CAT活性高于非亲和组合,而在接种60h后又开始低于非亲和组合;POD活性在接种24h后均明显升高,但亲和组合中POD活性增幅大;MDA在非亲和组合中于接种后72h含量明显上升。结果表明,亲和与非亲和组合中条锈菌扩展、活性氧的产生及相关酶活变化都存在明显差异,这些差异与小麦抗锈性的表达可能有密切联系。     

小麦与条锈病菌不亲和互作的超微结构

 采用条锈菌同一小种的野生型菌系和弱毒突变菌系,分别接种同一小麦品种的方法,研究了不亲和互作的超微结构特征。在不亲和互作中,条锈菌的胞间菌丝、吸器母细胞和吸器明显受抑。吸器可以在发育早期受抑坏死,也可迟滞至吸器体形成之后坏死。吸器外质膜严重皱褶,并出现孔洞,吸器外间质加宽,沉积大量电子致密物质。侵染位点的小麦叶肉细胞表现与过敏性坏死反应相关联的一系列变化。细胞壁内侧还出现乳突状或颗粒状沉积物等防御结构或物质。     

小麦抗条锈反应中活性氧及细胞质钙离子的作用

 为探讨活性氧和细胞质钙离子在小麦抗条锈病反应中的作用,以小麦品种洛夫林13与具有不同致病力的单孢锈菌CY29、CY25的互作体系为平台,对锈菌侵染后小麦叶片中活性氧(ROS)积累、保护酶系(SOD、CAT和APX)活性变化动态、细胞质膜的透性改变及细胞质钙离子浓度变化做了研究。结果表明,不亲和锈菌CY25侵染可引起小麦叶片内2次ROS的爆发,第1次出现在接种后前期(接种后第2天),强度较小,第2次出现在接种后期(接种后第5天),强度较大;亲和锈菌CY29侵染只引起1次ROS爆发,出现在接种后期(接种后第5和第6天之间),但强度极大。过敏性坏死反应HR只出现在不亲和互作小麦叶片上前期ROS爆发之后,表明前期ROS爆发与HR的产生有关。伴随着后期小麦叶片中强度极高的ROS的爆发,叶片细胞原生质膜遭到了破坏,细胞内物质外渗,细胞不久便死亡,表明高强度的ROS爆发会导致细胞死亡。根据不同互作体系ROS爆发时期SOD、CAT和APX等保护酶的活性变化分析,不亲和互作体系前期强度较小的ROS爆发主要成分是H₂O₂,后期强度较高的ROS爆发主要成分是O₂^-_·和H₂O₂;亲和互作体系强度极高的ROS爆发主要成分是O₂^-_·和H₂O₂。由此说明H₂O₂是引起小麦抗病反应HR发生的因素,而O₂^-_·则是引起细胞死亡的因素。细胞质钙离子浓度变化研究表明,HR的发生与细胞质钙离子浓度增加相关。细胞质钙离子浓度的降低推迟了HR的发生,这说明小麦叶片细胞内细胞质钙离子浓度的增加是HR的必要条件,同时也说明Ca²⁺是植物HR的胞内第二信使参与植物抗病防卫反应。     

小麦抗叶锈病近等基因系TcLr19的差异表达分析

由小麦叶锈菌(Puccinia triticina)引起的小麦叶锈病是影响小麦生产的重要病害之一,利用抗病品种是控制小麦叶锈病的主要措施。研究不同抗叶锈病基因与小麦叶锈菌互作后基因表达的特异性,对于探明小麦抗叶锈病机制具有重要作用,同时为抗病基因的克隆及优秀抗病小麦品种的     

水稻与稻瘟病菌非亲和性互作中重要防御酶活性变化规律研究

 选以CO39为背景的水稻抗稻瘟病近等基因系,与稻瘟菌生理小种ZC₁₃(菌株97-151a)组成的3类典型非亲和性互作,以亲和性互作为对照,对各互作中过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶及β-1,3-葡聚糖酶的活性变化规律进行了系统研究。完全非亲和性互作C101A51/97-151a、高度非亲和性互作C101L AC/97-151a及中度非亲和性互作C104 PKT/97-151a,POD比活性接种后即开始明显升高,48h前达到高峰,升高趋势一直持续到7d完全显症时,幅度基本与各互作非亲和程度呈正相关;亲和性互作CO39/97-151a接种后40 h POD比活性才开始升高,4~6 d达到高峰,峰值也较大。3类非亲和性互作PAL比活性在接种后0 h或16 h开始较明显升高,整个互作中形成3~4个较明显的峰;亲和性互作中PAL比活性一直明显下降。3类非亲和性互作外切几丁质酶比活性接种后即开始升高,基本一直保持升高趋势,在40 h前幅度较大,并形成1~3个较高的峰;亲和性互作外切几丁质酶比活性接种后即开始大幅度升高直至完全显症,48h后幅度远高于非亲和性互作。3类非亲和性互作β-1,3-葡聚糖酶比活性在24 h内开始较明显升高,在48h前形成2~3个较明显的峰;亲和性互作在接种后β-1,3-葡聚糖酶比活性即开始升高,在48h后显著高于非亲和性互作。讨论了POD、PAL、几丁质酶及β-1,3-葡聚糖酶参与水稻抗稻瘟病的可能性。     

成膜抗蒸腾剂控制小麦叶锈病和白粉病的作用

本试验的各种成膜抗蒸腾剂都有效地控制了小麦叶锈病和白粉病:在旗叶出现后应抗蒸腾乳胶剂便足以抑制小麦叶片上的叶锈病和白粉病;于接种之前,在室内幼苗植株上应用抗蒸腾聚合物可以减轻叶锈病,但接种时用药则无效。     

不同亲和性的小麦品种和叶锈菌小种相互作用的组织病理学研究

用整叶透明染色法系统地观察了不同亲和性的小麦品种和叶锈菌小种相互作用的组织病理学表现。结果表明,(1)从气孔下泡囊形成迟早和初生侵染丝的生长开始,各组合间呈现明显的差别,暗示着品种——小种相互识别和抗性表达从这个阶段开始;(2)除了不亲和组合和慢锈组合出现过敏性反应外,在亲和组合的感病品种5389与叶锈菌小种互作中也观察到了少数侵染点有坏死细胞出现,但出现时间较晚,坏死细胞数目很少,并不影响菌丝的扩展。根据上述现象,本文讨论了过敏性坏死细胞形成的专化性和利用生理和组织学某些特征作为品种抗性鉴定的指标的意义。     

不同亲和性的小麦品种和叶锈菌小种相互作用的组织病理学研究

 用整叶透明染色法系统地观察了不同亲和性的小麦品种和叶锈菌小种相互作用的组织病理学表现。结果表明,(1)从气孔下泡囊形成迟早和初生侵染丝的生长开始,各组合间呈现明显的差别,暗示着品种——小种相互识别和抗性表达从这个阶段开始;(2)除了不亲和组合和慢锈组合出现过敏性反应外,在亲和组合的感病品种5389与叶锈菌小种互作中也观察到了少数侵染点有坏死细胞出现,但出现时间较晚,坏死细胞数目很少,并不影响菌丝的扩展。根据上述现象,本文讨论了过敏性坏死细胞形成的专化性和利用生理和组织学某些特征作为品种抗性鉴定的指标的意义。     

稻瘟菌激发子CSBI专化性及相关性质研究

以一套水稻抗稻瘟病近等基因系为材料 ,接种稻瘟菌 ( Magnaporthe grisea)细胞壁来源的糖蛋白激发子 CSBI,其诱导植保素的积累在高度非亲和性互作水稻远高于亲和性互作水稻 ;研究同时表明 ,CSBI可专化性诱导完全非亲和性互作和高度非亲和性互作水稻的过敏性坏死反应 ;表明该激发子具有小种 -品种专化性。经热、胰蛋白酶和过碘酸钠处理后的生物活性检测结果表明 ,CSBI的活性位点为糖基部分。经 p H稳定性检测 ,CSBI在酸性及相对弱碱性条件下较稳定 ;而在强碱性条件下 ,激发子活性下降较多 ,甚至完全丧失。对 CSBI诱导活性的有效浓度测定表明 ,激发子诱导水稻叶片酶活性升高的最低有效浓度为 0 .0 7～ 0 .70 nmol/L。     

稻瘟菌激发子CSB I专化性及相关性质研究

 以一套水稻抗稻瘟病近等基因系为材料,接种稻瘟菌(Magnaporthe grisea)细胞壁来源的糖蛋白激发子CSB I,其诱导植保素的积累在高度非亲和性互作水稻远高于亲和性互作水稻;研究同时表明,CSB I可专化性诱导完全非亲和性互作和高度非亲和性互作水稻的过敏性坏死反应;表明该激发子具有小种-品种专化性。经热、胰蛋白酶和过碘酸钠处理后的生物活性检测结果表明,CSB I的活性位点为糖基部分。经pH稳定性检测,CSB I在酸性及相对弱碱性条件下较稳定;而在强碱性条件下,激发子活性下降较多,甚至完全丧失。对CSB I诱导活性的有效浓度测定表明,激发子诱导水稻叶片酶活性升高的最低有效浓度为0.07~0.70 nmol/L。     

芽胞杆菌CQBS03抑菌蛋白TasA基因的克隆及原核表达

为了探讨柑桔溃疡病生防菌芽胞杆菌Bacillus CQBS03菌株TasA基因的功能,采用PCR方法从CQBS03基因组DNA中扩增出编码TasA基因的全长DNA序列,并构建pEASY-E1/TasA原核表达载体,经大肠杆菌Escherichia coli表达获得TasA基因的融合表达蛋白,纸碟法检验融合蛋白对柑桔溃疡病菌Xanthomonas citri citri的抑制作用。结果显示,CQBS03菌株的TasA基因包含1个786 bp的完整开放阅读框（GenBank登录号为JQ309841）,编码261个氨基酸残基;该序列与来源于解淀粉芽胞杆菌B.amyloliquefaciens的1个已知同源TasA基因序列FJ713580的相似性达99.75%。原核表达产物经SDS-PAGE分析,检测到约31 kD的融合蛋白;纯化后的融合蛋白对柑桔溃疡病菌有明显的抑制作用,72 h后抑菌圈直径达11.5 mm。研究表明TasA基因是生防菌芽胞杆菌CQBS03抑制柑桔溃疡病菌的功能基因之一,并且该基因对原核表达宿主没有抑制作用,具有较好的开发利用前景。     

进境油菜籽中黑胫病菌和茎基溃疡病菌的检测

为准确鉴定从进境澳大利亚油菜籽样品中分离的真菌分离物,利用形态学特征、PCR检测、序列分析以及致病性测试等方法对分离物6382-43和6382-51进行了鉴定试验。结果表明,分离物6382-43的形态特征和油菜茎基溃疡病菌Leptosphaeria maculans相似,菌丝生长较慢,菌落边缘不规则,不产生色素。油菜茎基溃疡病菌特异性引物LmacF/LmacR检测为PCR阳性;ITS区序列和油菜茎基溃疡病菌的序列相似性为99.8%;接种幼嫩油菜子叶产生油菜茎基溃疡病的典型症状。分离物6382-51的形态特征和油菜黑胫病菌L.biglobosa相似,菌丝生长较快,菌落边缘规则,产生色素;油菜黑胫病菌特异性引物LbigF/LmacR检测为PCR阳性;ITS区序列和油菜黑胫病菌的序列相似性为100%;接种幼嫩油菜子叶产生油菜黑胫病的典型症状。根据分离物的形态特征、PCR检测结果、序列分析以及致病性测试结果,将进境澳大利亚油菜籽样品中的真菌分离物6382-43和6382-51分别鉴定为油菜茎基溃疡病菌Leptosphaeria maculans和油菜黑胫病菌L.biglobosa。     

菜豆普通细菌性疫病菌在土壤和植株残体中的越冬能力

为评估菜豆普通细菌性疫病菌地毯草黄单胞杆菌菜豆致病变种或褐色黄单胞菌褐色亚种在土壤及植物残体中的越冬能力,对采自黑龙江、内蒙古、山西、河北及新疆的18块菜豆生产田的20份土壤及14份植物残体样品进行病原菌分离和鉴定。在MT选择性培养基上有12个土壤样品和13个植株残体样品提取液产生典型的类似黄单胞菌菌落。选取29个分离物进行致病性测定,有27个分离物对菜豆品种"英国红"致病。利用地毯草黄单胞杆菌菜豆致病变种和褐色黄单胞菌褐色亚种的特异性引物X4c/X4e及褐色黄单胞菌褐色亚种特异性引物Xf1/Xf2对29个分离物进行多重PCR检测,其中17个分离物为地毯草黄单胞杆菌菜豆致病变种,10个分离物为褐色黄单胞菌褐色亚种。结果表明,菜豆普通细菌性疫病菌可以在黑龙江、内蒙古、山西、河北的一些菜豆种植区的土壤及植株残体中越冬存活。     

Effects of a lectin-like protein isolated from Acacia farnesiana seeds on phytopathogenic bacterial strains and root-knot nematode

Acacia farnesiana lectin-like protein (AFAL) showed bacterioestatic effects against Xanthomonas axonopodis pv. passiflorae (Gram-negative) and Clavibacter michiganensis michiganensis (Gram-positive), with the latter being more sensitive. This effect is probably due to the ability of AFAL to interact with the bacterial cell wall where we observed that AFAL induced macroscopic change. The maximum bacterial growth inhibition was approximately 78% when incubated with Gram-negative strains, and as high as 92% percent for the Gram-positive one. The antibacterial effect of flavonoids (rutin, quercetin and morin) was also observed using low concentrations against both bacterial strains. Prior incubation of both with AFAL at high concentrations increases the inhibitory effect of flavonoids on bacterial growth. The potential use of AFAL as a control agent against the root-knot nematode Meloidogyne incognita was investigated as well, showing anti-nematode properties involving both egg hatching and motility. In the juvenile second-stage, AFAL showed reduction in larval mobility when measured against a control group. The results suggest that AFAL is effective against M. incognita and could be used as a component of integrated pest management programs. These data also suggest that lectins probably play a role in plant defense not only against invertebrate phytopathogens, herbivores and fungi but also against bacteria.     

枯草芽胞杆菌对离体荔枝果实霜疫霉病、炭疽病的防治效果

为了进一步明确从土壤中筛选得到的拮抗细菌OR-1、OR-2、OR-3、ON-6的分类地位和生防效果,采用形态学观察、理化特性结合分子生物学方法,鉴定这4株细菌皆为枯草芽胞杆菌Bacillussubitilis.拮抗菌对荔枝霜疫霉菌、炭疽菌菌丝生长均具有明显抑制作用,ON-6菌株的发酵液对菌丝生长的抑制率最高,分别为92.34％和70.36％,其次是OR-1菌株.拮抗菌处理组褐变指数均小于对照组以及杀菌剂处理组,且差异达显著水平(P＜0.05),OR-1菌株防褐变效果最好.常温下,拮抗菌发酵液对离体鲜果病害防治效果优于对照组和杀菌剂处理组,其中ON-6菌株的防治效果最佳;4℃低温储藏处理40天后,拮抗菌发酵液处理组的防治效果高于对照和杀菌剂处理组,且差异显著(P＜0.05),以ON-6和ON-3菌株的防治效果最佳.表明拮抗菌发酵液对荔枝鲜果上的霜疫霉菌和炭疽病菌有一定的抑制作用.     

2004—2008年东北春麦区小麦白粉病菌种群毒性动态分析

采用全国统一的9个鉴别寄主离体叶片法鉴定侵染型和Gilmour八进制法命名小种,对2004--2008年采自东北春麦区的辽宁、黑龙江等省不同县市的298个小麦白粉病菌标样进行生理小种及毒力频率分析,并利用已知抗白粉病基因的22个小麦品种(系)对参试菌株进行毒力频率测定.结果表明:2004--2006年优势小种为生理小种15号,出现频率分别为13.7%、15.6%和20.3%;2007年优势小种为17号小种,出现频率为10.2%;2008年411号小种上升为优势小种,频率达20.6%;2004--2008年毒性基因V4b、V2+6、V4+8、V12、V16、V18、V20、V21、V22和V23毒力频率较低,在0～28.0%之间,其对应抗性基因Pm4b、Pm2+6、Pm4+8、Pm12、Pm16、Pm18、Pm20、Pm21、Pm22和Pm23抗性较强,可作为有效的抗病基因加以利用.     

钙盐协同枯草芽孢杆菌对苹果采后炭疽病的控制

为控制果实采后病害,采用液体共培养、平板菌落计数和活体侵染等方法,研究钙盐和枯草芽孢杆菌对苹果炭疽菌的作用机制和对苹果炭疽病的控制效果.结果显示,钙盐延缓了枯草芽孢杆菌的增殖速率和衰亡期细胞死亡速率,即延长了枯草芽孢杆菌世代周期;钙盐协同枯草芽孢杆菌可抑制苹果炭疽菌菌丝体干重、孢子萌发率和芽管长度,其抑制率分别为54.75%、88.99%和45.88%,抑制效果显著高于钙盐和枯草芽孢杆菌的单独作用,同时推迟了苹果炭疽病的发病时间,抑制了病斑的扩展和分生孢子盘的发育;钙盐协同枯草芽孢杆菌对苹果炭疽病的防治效果为55.53%,明显好于各自的单独作用.     

河北和山东鸭梨果实上链格孢菌鉴定

为了查清造成鸭梨果实储藏期黑斑病的链格孢Alternaria的种类,从其产孢表型、分生孢子特征和分子生物学等方面对分离的链格孢菌进行了研究.经对分离到的188支Alternaria菌株的形态学鉴定,共确定了3个种,即链格孢Alternaria alternata、细极链格孢A.tenuissima和侵染链格孢A.infectoria,比例分别为41.0%、54.8%和1.6%.分子生物学研究结果表明,Altemaria大孢子种彼此间及大孢子种与小孢子种之间可以根据ITS和gpd序列差异明确区分;而供试的多数小孢子种在ITS和gpd序列上差异很小,无法区分.     

Molecular analysis of resistance in a deltamethrin-resistant strain of Musca domestica from China

We investigated the molecular basis of resistance in a strain of house fly (BJD) from Beijing, China. This strain showed 567-fold resistance to commonly used deltamethrin. Flies were 64-fold resistant to deltamethrin synergized by piperonyl butoxide (PBO). The 5′-flanking sequence of the cytochrome P450 gene CYP6D1 in BJD strain had a 15-bp insert as in the LPR strain. Two mutations (kdr, super-kdr) in the voltage sensitive sodium channel (VSSC) were also detected in the BJD strain. Our results showed that a combination of resistance alleles for CYP6D1 and VSSC existed in deltamethrin resistant house flies in China.     

Agrobacterium-mediated transformation efficiency is altered in a novel rice bacterial blight resistance cultivar and is influenced by environmental temperature

Y73 is a progeny of asymmetric somatic hybridization from an elite japonica rice cultivar (Dalixiang) and a wild rice (Oryza meyeriana), which shows high resistance to bacterial blight. It has a similar genetic background to its recurrent parent, Dalixiang, but Y73 has a high resistance to both bacterial blight and Agrobacterium. The transformation efficiency of Y73 was 35.7%, while Dalixiang had higher transformation efficiency (71.2%) under the same co-cultivation temperature (25 °C). These results indicate that the resistance to Agrobacterium tumefaciens in Y73 was linked with its characteristic of bacterial blight resistance, and was obtained from its donor parent, O. meyeriana. Further studies also showed that the resistance to A. tumefaciens was weakened at a lower temperature (20 °C). To study its molecular mechanism, the expression levels of genes associated with Agrobacterium-mediated transformation (OsMPKs, OsVIP1s and OsPR1s) in rice were investigated by Quantitative real-time PCR (qRT-PCR) analysis. The expression levels of OsMPK genes remained unchanged at different temperatures, while all OsVIP1s and almost all OsPR1s were up-regulated and transformation efficiency of Y73 was increased notably when infected by Agrobacterium at 20 °C compared with 25 °C. This study suggests that the bacterial blight resistance genes in Y73 also have an effect on Agrobacterium-mediated transformation and that the response to temperature is associated with the regulation of MAPK/VIP1 defense signaling pathway.