黑龙江玉米大斑病菌生理分化研究

用常规鉴别寄主鉴定方法对2005年和2006年采自黑龙江省玉米主产区的48个大斑病菌菌株进行生理分化鉴定。结果表明,在黑龙江玉米产区鉴定出0、1、12、13、23N、123共6个生理小种。黑龙江玉米大斑病菌以0号生理小种为主,所占比例为52.08%;但其他小种有上升为优势小种的趋势,如1、12、13号小种所占比例分别为22.92%、10.42%和8.33%。说明黑龙江玉米产区玉米大斑病菌生理分化组成已发生变化,并且出现了克服多个抗性基因的生理小种,小种毒性组成呈复杂化。     

玉米大斑病菌种群遗传多样性研究

应用随机扩增多态性DNA技术,对采自我国不同地区的玉米大斑病菌(Exserohilum turcicum)39个菌株的DNA遗传多样性进行研究。结果表明,可将39个菌株基本分成5组,并且在同一组内不同菌株间的遗传多样性也有差异。来自不同地区相同品种上的菌株和同一地区不同品种的菌株的DNA多态性存在差异,表明我国玉米大斑病菌中具有丰富的种内遗传多态性。     

玉米大斑病菌原生质体遗传转化体系的建立

以玉米大斑病菌菌株01-23为出发菌株,对影响原生质体遗传转化的主要条件进行了研究,包括原生质体制备的材料、酶解系统、稳渗剂、载体浓度及线性化程度等。结果表明,改良Fries培养基中培养24 h的分生孢子悬浮液是原生质体制备的首选材料;2%溶壁酶和1%蜗牛酶两种酶混用是最佳的酶解系统;0.7 mol/LNaCl是最适的稳渗剂;环状载体比线性载体转化效率高5倍以上;在载体浓度为100μg/mL时转化效率最高。     

河北省玉米大斑病菌生理小种组成研究

采用鉴别寄主鉴定技术,对2009～ 2010年采自河北省的120份玉米大斑病菌菌株进行生理小种组成及毒性分析.结果表明,共鉴定出15个生理小种致病类型,即0、1、3、N、12、13、1N、23、2N、3N、123、12N、13N、23N和123N,其中,0号和1号生理小种为优势小种,分别占总分离数的24.2％和20.8％;其次为1N和N号生理小种,分别占总分离数的10.0％和9.2％.春玉米区大斑病菌生理小种的结构较复杂,出现多个生理小种类型,夏玉米区大斑病菌生理小种的结构相对较简单.将各菌株进行毒性分析发现,河北省玉米大斑病菌对Htl和HtN基因的毒性较高,毒性频率分别为57.5％和37.5％;对Ht2和Ht3基因毒性较低.     

我国玉米大斑病菌生理小种组成变异研究

采用常规鉴别寄主鉴定技术,分析采自2005年和2006年我国10省份的100份玉米大斑病病菌分离物的致病性变异。鉴定结果表明,共鉴定出15个类型的生理小种,0、1、2、3、N、12、13、1N、23、2N、3N、12N、123N、123、23N;我国玉米大斑病菌的小种组成在继续变化之中,在全国范围内已无优势小种的存在;1、0号生理小种虽然是主要小种类群,但所占比例也仅有约20%,生理小种组成趋于多元化;北方地区小种的毒力组成较南方地区复杂,且毒力更强,不仅有能够克服单抗性基因的小种,而且有能够克服4个抗性基因几乎所有组合类型的小种。     

西南地区玉米大斑病菌生理小种鉴定

2008～2010年对采自西南地区的玉米大斑病标样经过单孢分离、纯化,共获得146个菌株。通过Ht单基因鉴别寄主进行生理小种鉴定,共鉴定出9个生理小种,分别为0、1、2、3、12、1N、2N、3N、N。0号小种占鉴定菌株的62.33%,为优势小种,其次为1号小种,占鉴定菌株15.07%。毒性频率分析表明,所有供试菌株对Ht1抗性基因的毒性频率最高,为20.99%;对Ht3抗性基因的毒性频率最低,为1.36%;对Ht2和HtN抗性基因的毒性频率分别为13.01%和9.57%。目前,西南地区玉米大斑病生理小种分化明显,并且产生了新的生理小种,对玉米生产存在潜在威胁。     

玉米圆斑病菌研究的新进展

玉米圆斑病菌研究的新进展Ｊ．Ｌ．Ｄｏｄｄ在玉米制种田里，由玉米圆斑病菌［Ｂｉｐｏｌａｒｉｓｚｅｉｃｏｌａ（Ｓｔｏｕｔ）Ｓｈｏｅｍａｋｅｒ（异名ＨｅｌｍｉｎｔｈｏｓｐｏｒｉｕｍｃａｒｂｏｎｕｍＵｌｌｓｔｒｕｐ，Ｄｒｅｃｈｓｌｅｒａｚｅｉｃｏｌａ（Ｓｔｏ...     

热激对玉米大斑病菌生长和发育的影响

通过对玉米大斑病菌进行热激处理,观测热激对病菌孢子萌发、菌丝生长速度、菌落形态、菌丝形态等方面的影响。结果表明:热激处理对分生孢子萌发率的影响与热激温度有关,42℃热激促进孢子萌发,45℃热激对孢子萌发没有显著影响,48℃热激则会显著抑制孢子萌发;42℃～48℃热激处理会降低病菌的菌落生长速度,热激温度越高菌落生长速度越慢;42℃～48℃热激对菌丝形态、分生孢子形态、菌落颜色和菌落形态均无明显影响,但菌丝细胞中的内容物减少,有时出现内容物缺失的菌丝细胞。     

玉米大斑病菌的生理小种及交配型测定

试验对采自2003年我国部分玉米产区的大斑病菌17个标样进行了分离并对其生理小种进行了鉴定。结果发现,我国的大斑病菌生理小种种类繁多,出现了0、1、2、3、N、12、23、123、13N、23N、123N共11种类型,尽管0、1号生理小种仍为优势小种,但出现的频率尚不到20%。在此基础上利用菌株对峙杂交法测定了其交配型,发现A、a和Aa共3种交配型,且交配型为Aa的两性菌株所占比例最大,占47.06%,比以前大幅度提高,说明随着我国耕作制度的改革和品种的更换,生理小种和交配型的变化出现了多元化。     

三环唑影响玉米大斑病菌致病力的机制

玉米大斑病菌主要通过附着胞的机械穿透力侵染寄主,三环唑能够降低玉米大斑病菌对寄主的致病力。对三环唑培养下玉米大斑病菌附着胞形成、膨压变化过程以及病菌的侵染效能等进行分析,探讨三环唑抑制玉米大斑病菌侵染的机制。结果表明,5μg/m L三环唑药剂培养下的玉米大斑病菌在附着胞发育时期和附着胞成熟期的膨压较不加药剂处理分别下降了0.22 MPa和1.72 MPa,接菌后72 h对寄主的侵染效率也明显下降,三环唑主要通过影响成熟期附着胞形成高膨压降低病菌的侵染能力。     

玉米大斑病菌亲环素基因的克隆及表达规律分析

利用简并引物PCR结合RACE技术获得S. turcica中亲环素基因的全长,并通过Real-time PCR技术检测该基因在病菌侵染结构发育过程中的表达模式。结果表明,玉米大斑病菌亲环素基因开放阅读框全长1 125 bp,3′UTR 154 bp,5′UTR 93 bp,编码374个氨基酸,将此基因命名为CyPs1,并将其cDNA序列提交GenBank,获得登录号EU679371.1,Protein ID为ACD62431.1。系统发育树分析显示,CyPs1与玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)、蓝莓枯枝病菌(Neofusicoccum parvum)等物种的亲环素同源性可达到90%以上。该基因在病菌分生孢子萌发、附着胞形成及侵染阶段均有表达,至附着胞形成和侵染菌丝形成阶段,转录水平分别升至分生孢子时期的2倍和3倍。     

我国玉米大斑病菌生理小种及交配型组成分析

利用Ht单基因鉴别寄主对2021年采自我国10个省(自治区)57个市县的127株玉米大斑病菌进行生理小种鉴定,采用特异性引物对供试菌株进行交配型检测。生理小种鉴定结果显示,我国玉米大斑病菌主要包括0、1、2、12、3、13、23、N、1N、2N、3N、13N、23N、123N等14个生理小种,其中,0号和1号生理小种分别占供试菌株的34.65%和28.35%,为主要小种类群。我国玉米大斑病菌生理小种存在多元化,东北地区生理分化更为明显。供试菌株对Ht1、Ht2、Ht3、HtN的毒性频率分别为41.73%、9.45%、25.20%、17.32%。交配型检测结果显示,分离株中共有A、a两种交配型,且a交配型比例明显高于A交配型,不同省份玉米大斑病菌交配型组成情况存在差异。     

继代培养对玉米大斑病菌生长、发育和致病性的影响

经连续单孢分离和培养,获得玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的22次继代培养菌株.前13代菌株没有明显的生长和发育变化,从第14代开始,继代培养对病菌的生长和发育存在显著影响.随继代次数增加,菌丝生长速度变慢,产孢量下降,分生孢子变小,致病性显著降低,表现出明显退化现象.随着继代培养,菌丝呈变粗趋势.     

不同毒性玉米大斑病菌侵染对感病玉米叶片PAL活性的影响

利用从自然界中分离纯化的156株玉米大斑病菌菌株中筛选得到的强毒菌株YC和弱毒菌株01-23T分别接种感病玉米叶片,测定玉米叶片苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的动态变化。结果表明,与不接种对照相比,接种强毒菌株YC 1~2 d时,玉米叶片PAL活性显著降低;接种3~4 d时,PAL活性略有上升但差异不显著;接种5 d时,PAL活性又显著降低。接种弱毒菌株01-23T 1~2 d时,玉米叶片PAL活性略有降低但差异不显著,接种3~5 d时,PAL活性上升但差异仍不显著。PAL是玉米抵抗玉米大斑病的一种重要防御酶,在侵染初期,只有降低玉米叶片的PAL活性玉米大斑病菌才能达到成功定殖的目的,可为明确玉米大斑病菌致病性的生化机制提供一定理论依据。     

玉米大斑病菌甘油醛-3-磷酸脱氢酶基因克隆和表达分析

利用RT-PCR技术克隆玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的GAPDH基因StGAPDH。该基因c DNA全长1 014 bp,编码337个氨基酸;蛋白质分子量36 505.44,理论pI值6.72,属弱酸、亲水、稳定蛋白,无跨膜结构域和信号肽。亚细胞定位于细胞质、线粒体和细胞核的概率分别为43.5%、30.4%和21.7%;氨基酸序列高度保守,在亲缘关系上与玉米小斑病菌(Bipolaris maydis)和水稻胡麻斑病菌(Bipolaris oryzae)最近。荧光定量PCR分析表明,在病菌接种抗病玉米自交系3 d时,StGAPDH基因表达量显著高于接种5～10 d(P<0.05);接种感病玉米自交系时,接种10 d的StGAPDH基因表达量显著高于接种3～7 d(P<0.05)。     

特异性MAPK抑制剂U0126对玉米大斑病菌细胞膜透性及防御酶活性的影响

依据实验室前期研究发现,MAPK特异性抑制剂U0126对玉米大斑病菌分生孢子及附着胞发育、HT-毒素的产生和活性以及致病性都有着较显著的影响。以不同浓度的U0126处理玉米大斑病菌菌株,研究该抑制剂对病菌细胞膜透性及防御酶活性的影响。结果表明,U0126对病菌菌丝电导率和PAL活性均无显著影响,但对POD及PPO活性均有显著影响,且U0126对POD活性的影响具有浓度依赖性,即低浓度U0126可提高POD活性,高浓度U0126抑制POD活性;U0126对PPO活性的影响具有菌株特异性,且对菌株01-27的PPO活性的影响与对POD活性的影响相似,都具有浓度依赖性;随着U0126浓度增加菌株01-19的PPO活性反而显著下降。U0126对玉米大斑病菌细胞膜透性和苯丙氨酸代谢没有显著影响,但与过氧化物代谢和多酚代谢密切相关;U0126对过氧化物代谢和多酚代谢的影响具有一定的菌株特异性和浓度依赖性。     

酸碱度对StRALF基因表达量的影响及初步分析

快速碱化因子(RALF)是一种能够参与植物发育调控的植物肽激素,在真菌中也广泛存在并且影响真菌对寄主的侵染状况。通过外源添加酸碱来明确pH值对玉米大斑菌生长的影响,使用实时荧光定量PCR技术分析玉米大斑病菌中StRALF基因在外源添加酸、碱时表达量的变化。运用预测网站对克隆得到的StRALF基因编码区蛋白序列的基本性质进行分析。结果表明,玉米大斑瓋菌在碱性环境下生长状态较好。碱性条件下,StRALF基因比酸性条件下基因表达量高。在侵染寄主过程中,96 h及以后表达量达到最大。经预测分析,初步确定其为分泌蛋白或膜蛋白。在弱碱性条件下,StRALF基因表达量较高并参与侵染过程及侵染后的生长阶段。     

玉米大斑病病菌对热带玉米种质CML493的DNA甲基化变异与mRNA表达分析

以热带高抗大斑病玉米种质CML493幼苗为试验材料,采用人工接种大斑病病菌处理,采用甲基化敏感扩增多态性（MSAP）技术和转录组测序（mRNA-seq）技术,对经过接种大斑病病菌处理不同时间的CML493基因组DNA胞嘧啶甲基化进行DNA甲基化模式、DNA甲基化水平分析和mRNA表达分析。结果表明,接种大斑病病菌6、12 d的甲基化敏感扩增多态性分别为78.21%和76.13%,甲基化敏感扩增单态性分别为21.79%和23.87%。接种大斑病病菌6 d时,总甲基化率上升5.49%,全甲基化率上升14.24%,半甲基化率上升6.11%。接种大斑病病菌12 d时,总甲基化率上升6.40%,全甲基化率上升16.73%,半甲基化率上升5.57%。接种大斑病病菌0、6、12 d共检测到2 298个共表达基因,共检测到1 434个共表达上调基因,检测到769个共表达下调基因,上调基因数目显著多于下调基因数目。