水稻IR26悬浮细胞与白叶枯病菌互作的过敏反应现象

 当水稻IR26悬浮细胞与白叶枯病菌的不亲和小种(JXOV)互作时,在数小时内,悬浮细胞死亡率可达60%、膜透性增加40%、呼吸升高一倍多,而水稻IR26悬浮细胞与白叶枯病菌的亲和小种(JXOⅢ)互作时,在数小时内,悬浮细胞死亡率只有20%、膜透性只增加20%、呼吸升高不足40%,这些数据表明在水稻悬浮细胞与白叶枯病菌互作系统中可能存在着和水稻植株与白叶枯病菌互作系统中相似的互作机制。     

在水稻悬浮细胞系中非亲和白叶枯病菌繁殖受到抑制的现象及其机理的研究

 研究了水稻白叶枯病菌在水稻悬浮细胞系中的繁殖动力学特征以及悬浮细胞胞外液中各类物质对白叶枯病菌繁殖的影响。结果表明,水稻-白叶枯病菌非亲和互作与亲和互作相比病原菌繁殖的数量明显减少。胞外液中粗提蛋白对白叶枯病菌繁殖不具有抑制作用。非亲和互作胞外液中二元酚含量显著增高,并且水稻细胞防卫反应基因的转录和翻译活性明显增强。表明非亲和互作中白叶枯病菌繁殖受到抑制与水稻细胞防卫反应的启动相关。     

稻瘟菌GP66激发子诱导的水稻膜脂过氧化及其保护酶活性变化

 以抗稻瘟病水稻近等基因系C101LAC及背景品系CO39为材料,研究稻瘟菌(Magnaporthe grisea)来源的GP66激发子诱导的水稻膜脂过氧化及保护酶活性变化.结果表明,激发子诱导非亲和性互作水稻超氧阴离子(O₂^·)积累和脂氧合酶(LOX)活性在早期明显高于亲和性互作水稻;O₂^·积累和LOX活性的升高进而导致了非亲和性互作水稻的膜脂过氧化,其相对电导率及丙二醛(MDA)含量出现的高峰期和强度也明显要早和高于亲和性互作水稻.超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性均趋于下降,不同亲和性互作水稻间的变化则不明显;非亲和性互作水稻过氧化物酶(POD)活性则在激发子诱导早期明显高于亲和性互作水稻,可能与其参与其它抗性有关.这些结果表明膜脂过氧化的发生是激发子诱导水稻抗性的主要生理机制之一.     

稻白叶枯病菌外泌蛋白激发子的活性测定及其纯化

采用(NH4)2SO4分步沉淀法,从水稻白叶枯病菌的培养液中分离到具有激发子活性的物质。该蛋白处理水稻,可使水稻体内与抗病性相关的苯丙氨酸解氨酶和过氧化物酶活性显著提高;在田间喷洒水稻叶片,可以显著提高水稻对白叶枯病菌的抗性,病斑长度明显降低。经滚动式等电聚焦电泳和离子交换层析分离,生测结果表明第II吸收峰具有生物活性;再经SDS PAGE电泳和考马斯亮蓝染色,第II吸收峰收集物有明显的一条带,相对分子质量为47 9kD。     

安徽省水稻品种对水稻白叶枯病的抗性及白叶枯病小种鉴定

为明确安徽省白叶枯病菌小种组成及常用、备用品种对该病的抗性,用白叶枯病强毒性小种FuJ和YN24、中等致病力的安徽省优势小种AH以及弱致病小种YN7对安徽省常用及备用水稻品种进行人工接种鉴定;用鉴别品种IRBB5、IRBB13、IRBB3、IRBB14、IRBB2、R24对安徽的白叶枯病菌株进行鉴定.结果表明,有3.5％的品种抗FuJ,15.4％的品种抗YN24,29.8％的品种抗AH;安徽省白叶枯病菌小种有R2、R5和R8,其中R5为优势小种.抗AH的品种可以用于安徽的水稻生产;生产中应防止FuJ和YN24等毒性强的菌株传入.     

感染叶锈菌后小麦叶片细胞间隙液中激发子的分离纯化

我们实验室近几年的工作证明:小麦-叶锈菌互作,无论亲和组合还是非亲和组合的细胞间隙液(IWF)中均有激发子的存在。激发子作为寄主-病原菌互作系统中诱发防卫反应的一种确定的生化信号,在启动寄主抗性表达起着重要作用。分离纯化激发子,对于进一步确定其蛋白和糖基结构、作用机制等具有重要作用。1　材料与方法试验选用小麦品种洛夫林10(L10)和2个叶锈菌小种组成亲和性不同的2个组合:L10×165(亲和)与L10×366(非亲和)。用真空渗入重蒸溜水法提取IWF,分别记作IWF165和IWF366。2种来源的IWF分别经硫酸铵分级沉淀去除杂蛋白后用Sephad…     

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。     

江苏省水稻品种对水稻细菌性条斑病抗性鉴定及评价

为明确江苏省水稻条斑病菌致病力分化状况和不同类型水稻品种对条斑病抗感特性,在孕穗期采用针刺接种法对徐淮稻区2007—2009年采集分离获得的45株条斑病菌进行致病力测定,根据病原菌在6个水稻鉴别品种IRBB4、IRBB5、IRBB14、IRBB21、IR24和金刚30上的抗感反应划分致病型,从中选择具有代表性的3种不同致病型条斑病菌,并鉴定了240个不同类型的水稻品种对条斑病的抗感性。根据菌株在鉴别品种上的抗感反应将供试菌株划分为8个致病型,其中优势致病型为C3致病型,所占比例为35.5%;大多数菌株与鉴别品种间表现出弱互作关系,少数菌株表现出强互作关系。粳稻品种对条斑病的抗性明显高于籼稻,但常规粳稻和杂交粳稻对强致病力菌抗性比例仅为59.8%和37.5%。表明水稻细菌性条斑病流行仍具有潜在的威胁。     

疫霉31kDa激发子的分离纯化及其诱导烟草细胞死亡机理的初步研究

 通过沸水浴、硫酸铵沉淀、非变性电泳、割胶电洗脱等方法,从一种疫霉的培养液中分离得到分子量约31kDa的蛋白类激发子。该激发子在低浓度下即可诱发烟草叶片发生过敏反应,处理烟草悬浮细胞12h能导致24.6%的细胞死亡,处理24h后细胞的死亡率达67.8%。用该激发子处理烟草悬浮细胞24h后细胞基因组受到明显降解,但无DNAlad-dering现象。用该激发子处理1h即可显著降低烟草悬浮细胞中的ATP水平,而用氧化磷酸化的解偶联剂CCCP处理在降低胞内ATP水平的同时也能显著诱导烟草悬浮细胞死亡,因此抑制胞内ATP合成可能是该激发子诱导烟草细胞死亡的重要机制之一。     

水稻白叶枯病菌北方菌株的分子鉴别和致病型分析

为了阐明水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzaepv.oryzae,Xoo)北方菌株的毒性组成,对2008年和2009年从辽宁、吉林、河北、山东稻区采集的103个菌株进行了PCR分子鉴定,并利用一套水稻抗白叶枯病近等基因系作为鉴别品种,进行了致病性测定。结果表明,用3种不同引物对测定菌株基因组进行PCR扩增,均可以鉴别出与Xoo代表菌株完全一致、而与水稻条斑病菌明显不同的特异性扩增片段带型。6个水稻鉴别品种对测定菌株的感病反应明显不同,抗病性强弱依次为IRBB5IRBB13IRBB3IRBB14IRBB2IRBB24。103个菌株对6个水稻鉴别品种表现出毒力多样性,92个菌株(89.32%)表现与9个标准小种(R1~R9)代表菌株相同的致病型,其中36个R5和R8菌株为优势菌株,9个菌株为对6个水稻品种都致病的R9强毒力菌株;此外,新发现了其余11个菌株(10.68%)具有7种新的致病型(R10~R16)。     

云南省水稻细菌性条斑病菌的致病型划分和水稻抗性资源的鉴定

 为明确云南省水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)的致病力分化以及不同类型水稻品种对Xoc的抗感特性,通过针刺接种法将云南省8个稻区采集的86株Xoc菌株,接种于6个携带不同抗性基因的水稻鉴别品种(IRBB4、IRBB5、IRBB14、IRBB18、IRBB21和IR24)。根据这些菌株在鉴别品种上的毒力差异进行了UPGMA聚类分析,将其划分为9个致病型(Ⅰ型 ~ Ⅸ 型)。其中,Ⅰ型为优势菌群,分布频率为50.5%。对不同稻区的优势菌群进行分析,发现云南省各稻区Xoc的致病型呈多样性分布,以强毒力的Ⅰ型为高频率致病型。选用 Ⅰ 型、Ⅱ 型和 Ⅵ 型代表菌株对云南省的80个主栽和区试水稻品种进行抗性评价,对3个致病型表现抗性的材料比例分别为30.0%、35.0%和57.5%。筛选出9个对3种致病型都表现为抗性的品种,其中“Deyou16”和“Changgui2”表现为高抗。研究结果可为云南省防治水稻细菌性条斑病的水稻区域性布局和抗性品种的利用提供理论依据。     

江西省细菌性条斑病菌的致病型划分和水稻抗性资源的鉴定

为探明江西省水稻细菌性条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola,Xoc)的致病力分化水平和品种资源的抗病性,本研究利用IRBB5、IRBB14、IR24、IRBB4、IRBB21和金刚30等6个鉴别品种,将分离自江西6个稻区的129株Xoc菌株划分为C1~C9 9个致病型;发现仅C5对鉴别品种IRBB4、C7对鉴别品种IRBB21表现为强互作关系;不同稻区的Xoc优势种群呈现多样性。孕穗期抗性测定结果显示:124个籼稻品种中,对C2型菌株5-16表现为中抗的品种仅占8.06%,对C6型菌株08-3-2表现为抗的品种占14.5%;252个东乡野生稻单株中,1株单株(东113)对C2型菌株表现高抗,14个单株表现抗性。东乡野生稻苗期注射接种结果显示,苗期抗病性与孕穗期抗性呈显著相关性,但苗期抗病性普遍低于孕穗期抗性,仅东113表现为中抗。但东乡野生稻对于Xoc的抗病性明显强于栽培稻,从野生稻中寻找抗性资源将是培育抗病品种的理想途径之一。     

广东水稻白叶枯病菌遗传多样性和小种分化研究

 通过IS-PCR和rep-PCR指纹技术,分析了广东水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)群体遗传多样性。用2对特异性引物J3和ERIC对114个菌株基因组DNA进行了PCR扩增,分别呈现89和40种谱型,以彼此间的带位相似率达70%为界,J3扩增的谱型被分为11簇,ERIC的谱型被分为8簇。J3的簇1包含89个菌株,占总数的78.07%,ERIC的簇1包含52个菌株,占总数的45.61%,均为优势簇群。群体遗传多样性值J3为0.8919,ERIC为0.8278。上述结果表明,广东水稻白叶枯病菌的遗传多样性较高。全部参试菌株接种于含有不同抗性基因近等基因系及高感品种金刚30共6个鉴别品种,被划分为6个小种(X-gd1,X-gd2,X-gd3,X-gd4,X-gd5和X-gd6),X-gd4出现频率最高,为广东省的优势小种。     

利用绿色荧光蛋白GFP研究稻瘟病菌与水稻的互作

稻瘟病菌Magnaporthe oryzae严重威胁水稻的产量与质量,明确稻瘟病菌与水稻互作过程及机理,对防治稻瘟病具有重要意义。本研究利用稻瘟病菌常用致病菌株GUY11和ZB25,构建了绿色荧光蛋白GFP的过量表达菌株,并通过荧光显微观察菌株侵染寄主水稻过程中侵染结构的形成与发育,包括孢子萌发、附着胞形成、侵染钉形成、侵染菌丝增殖、坏死斑形成及产孢。另外,通过比较过量表达菌株对稻瘟病高抗水稻和易感水稻的侵染过程,发现侵染过程的差异主要集中于侵染钉的穿透和侵染菌丝的定殖。本研究为分析稻瘟病菌对寄主水稻的定殖规律提供了一种有效工具。     

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。