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。     

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.     

稻瘟病菌对稻瘟灵耐药性研究

通过对952个田间菌株进行测定及筛选离体突变体,获得了耐稻瘟灵(IPT)的稻瘟菌株.耐药菌株的 IPT 毒力公式 y=a+b logc中 a=4.5046-1.0460b,平均抑制中浓度为17.79μg/ml;敏感菌株 a=5.7778-1.1363b,平均抑制中浓度为5.71μg/ml。15μg/ml IPT 对敏感菌株菌丝生长抑制率大于57.26%,据此可鉴别菌株对 IPT 的耐药性。经普查测定,稻瘟病菌抗 IPT 菌株主要分布在南方双季稻区。1988年以广西平南县耐药性菌株频率最高达8.33%,而单季稻区未见耐 IPT 菌株。不同年份耐 IPT 菌株在田间无明显增长。室内耐 IPT 扇形变异频率在0.663%—1.43%之间。     

用DNA异质性分析稻瘟菌细胞质专化小种形成趋势

 随着中国以"三系"配套为基础的杂交稻的大面积推广,水稻雄性不育细胞质遗传基础单一化是否会导致稻瘟菌产生细胞质专化致病小种的问题日益为人们所关注。本研究以随机扩增多态型DNA技术为手段,通过分析不同来源的水稻雄性不育细胞质的遗传相似性以及中国南方杂交稻主栽区的稻瘟菌不同生理小种同对野败型专化致病菌株90-2的遗传相似性进行分析,探查寄主及病原菌两方面的遗传基础,并在此上研究分析产生细胞质专化小种的寄主、环境条件及病原菌变异的趋势。     

福建稻瘟菌的群体遗传规律

 用全国统一鉴别品种、单基因品种以及福建主栽和后备水稻品种分析了福建稻瘟菌群体毒性组成变化及其与水稻品种相互作用的规律,结果明确福建稻瘟菌群体毒性组成仍以ZB群为优势小种群,其中ZB15和ZB13为优势小种。通过系谱分析发现,福建主栽水稻品种与鉴别品种珍龙13均有一定程度的血缘关系,而影响毒性分析的结果,表明有必要改进鉴别品种与标样采集技术,以更好地反映稻瘟菌群体毒性组成及其分化规律。     

杂交稻稻瘟菌致病菌系的组成及其变化

对四川省大面积主栽杂交稻组合汕优６３、汕优２号上的稻瘟病菌进行生理小种测定的结果表明，致病菌系由多个生理小种群组成，其中以ＺＢ、ＺＣ群小种为主。用不同生理小种的菌株接种汕优２号和汕优６３的结果表明：ＺＢ群小种对汕优２号的致病频率最高，为１００％，而不同生理小种群对汕优６３的致病频率无显著差异，平均为７５％。致使这两个杂交稻组合丧失抗性的菌株来自四川省发病多年的常规稻、雄性不育系和早熟杂交稻组合。四     

稻瘟菌水平抗性稳定性的研究——品种与小种适合度的分析

在温室条件下,对9个无垂直抗性基因粳稻品种×8个日本标准稻瘟菌株组合测定了侵染几率(IP)、病斑型比例(PB)、病斑扩展速率(LR)和产孢能力(SPC)组分,并据此确定了品种与小种的适合度。方差分析结果表明,除SPC的互作项外,其它组分及类型,方差均达到显著或极显著水平。但品种和小种主效应所占方差更大,从而证实了品种的抗性类型为水平抗性。某些品种在IP、PB及LR组分上反映了小种的专化作用,但因为不同品种在各组分上的抗性反应不同,因此,品种水平抗性的稳定性不能由组分的小种专化作用确定,而须由各组分组成的适合度的小种专化性确定。对品种X小种的适合度进行了互作的多重比较,未发现专化性互作,说明供试品种的水平抗性是稳定的。     

稻瘟病菌对稻瘟灵抗性遗传研究

在离体条件下就稻瘟病菌对稻瘟灵抗性的诱导、抗性水平和遗传进行了研究。结果表明,供试３个小种（ＺＡ_４９、ＺＦ_１和ＺＤ_１）４个菌株分别经稻瘟灵５０μｇ／ｍｌ、１００μｇ／ｍｌ和稻瘟灵１００μｇ／ｍｌ＋亚硝基胍０.５μｇ／ｍｌ的３种处理诱变,均得到了抗稻瘟灵突变株,在含稻瘟灵的培养基中加入诱变剂亚硝基胍可显著提高稻瘟病菌对稻瘟灵抗性的突变率。上述３个不同处理获得的突变株的抗性水平相似,为野生型亲本的２.８～８.８倍。突变株对稻瘟灵的抗性在单分生孢子无性系后代可以稳定遗传。     

稻瘟菌TAC文库的构建与评价

 本文构建了一个包含16 128个克隆的稻瘟菌基因组的TAC文库,74%的克隆含有外源插入片段,其插入片段大小平均为59 kb,该库相当于稻瘟菌基因组的18倍。本文并对文库的代表性进行了评价,采用3个单拷贝的标记作为探针筛库,分别得到16,17和16个阳性克隆,这与估算的该库的覆盖率是一致的;从MH 18S1为探针所筛选的阳性克隆中,随机挑取8个并对其限制性酶切图谱进行分析,结果表明:其组成的重叠群跨度为153 kb,未发现嵌合和缺失现象。以上结果表明,此TAC文库适合用于稻瘟菌基因组的分析。     

水稻-稻瘟菌(Magnaporthe grisea)相互作用的细胞生物学研究

 在植物一病原菌非亲和性互作中,病菌感染后寄主细胞中会发生一系列与植物抗病性相关的事件。这些事件在时间和空间上与寄主细胞坏死和病原菌的受抑制密切相关,因而人们推测这些事件在植物抗病性中具有重要的意义。     

稻瘟病菌66 kDa糖蛋白激发子的纯化及性质研究

 采用离心、超滤、柱层析等方法对稻瘟病菌(Magnaporthe grisca) ZC₁₃菌株97-151a细胞壁来源的水溶性糖蛋白激发子进行了纯化;经SDS-PAGE检测,GP66达到电泳纯;凝胶过滤法及SDS-PAGE测定表明,GP66分子量为64~66 kDa;经蒽酮-硫酸法检测,糖/蛋白比例为3.84;可诱导水稻叶片过氧化物酶与苯丙氨酸解氨酶活性升高。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,GP66的活性位点为糖基部分。     

水稻受稻瘟病菌诱导的一个基因片段的分离和克隆

 本研究利用一对抗瘟性近等基因系(near-isogenic lines,NILs) H7R (抗病)和H7S (感病),经稻瘟病菌诱导后提取RNA,进行m RNA差异显示(differentialdisplay,DD)。在获得多个差异cDNA片段的基础上,经PCR重扩增,Southern杂交粗筛,Northern进一步鉴定。其中25号片段(克隆RM a25)经序列测定,国际联网查询,证实是受稻瘟病菌诱导的水稻新基因cDNA片段。     

黑龙江省稻瘟病菌生理小种鉴定与分析

2006年,应用日本清泽鉴别寄主共分离测定了黑龙江省稻瘟病菌单孢菌株178个,结果共划分为104个生理小种。其中77.7号小种为黑龙江省的优势小种,比例为4.49%;677.7、377.7号小种为强毒力小种,能侵染91.67%的鉴别品种,从基因角度来说,Pi-ta2、Pi-zt可在黑龙江省的优势小种区利用,Pi-ks,Pi-t不可在黑龙江省大规模利用,此外,地域较近地区的稻瘟病菌的生理小种群体也有较大的差异。     

三环唑和多菌灵对水稻抗病品种与水稻稻瘟病菌互作的影响

分析了三环唑和多菌灵对水稻稻瘟病毒力及对品种抗病性的影响,结果表明三环唑和多菌灵对水稻品种与稻瘟病菌互作有重要影响。当喷雾0.2μg/mL三环唑于13个日本已知抗性基因品种时,原对ZE₃和ZG₁混合菌株表现抗性的爱知旭表现感病,当喷雾2μg/mL三环唑时,爱知旭则表现抗病,而在0、0.2μg/mL三环唑时均表现抗病的露明则在2μg/mL三环唑时表现感病;喷雾0.2μg/mL多菌灵于13个日本已知抗性基因品种时,ZB₁、ZE₃、ZG₁混合菌株在0μg/mL多菌灵时表现抗性的爱知旭则表现感病,当多菌灵浓度为2μg/mL时,露明又表现为抗病,而在0、0.2μg/mL多菌灵时,对ZG₁表现为抗病的草笛则表现感病;13个已知抗性基因品种中其他品种在使用了三环唑和多菌灵后抗性也发生了变化,这说明稻瘟病菌的分布和组成与这类杀菌剂的长期使用可能有一定关系。     

稻瘟病菌群体育性分析的主要影响因子研究

 将稻瘟病菌10个两性可育菌株,包括GUY11、KA3、KA9、KA7、6023、2539W、8773R-19、8773R-27、8113R-2和8113R-10相互交配,结果表明,10个菌株育性好,交配型明确;2539W已丧失雌性功能,不再是两性菌株。原先由6023/2539W测为可育的24个福建省田间稻瘟病菌菌株分别与另外8个两性菌株交配,结果得出不同两性菌株测得同一组稻瘟病菌菌株的育性差异很大,这可能是由于两性菌株的交配能力强弱差异以及两性菌株与待测菌株之间的亲和性不同引起的。分析认为,GUY11和KA3最适于测定稻瘟病菌群体的育性和交配型,并用其测定了227个来自福建省田间稻瘟病菌菌株的育性。结果表明,福建省稻瘟病菌群体可育菌株率为81.1%,其中81.0%为交配型MAT1-2,19.0%为MAT1-1。研究结果将有助于进一步认识稻瘟病菌的群体结构特点及其演化规律。     

茉莉酸诱导水稻幼苗对稻瘟病抗性作用研究

 外源茉莉酸处理可以显著减轻水稻幼苗稻瘟病的发生。JA诱导稻苗产生抗病性的有效浓度是0.1~0.001mmol/L,喷雾处理后2d接种稻瘟病菌获得最佳的抗病效果。0.1mmol/L JA喷雾处理后2d接种稻瘟病菌,水稻幼苗的诱抗效果都超过了55%。JA处理的诱导抗性可以维持15d左右。用0.1mmol/L JA二次强化处理水稻幼苗可以增强诱导抗病性,延长抗性的持续期。JA诱导水稻幼苗抗性机制的结果表明:0.1mmol/L JA处理可以诱导水稻体内苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶活性和木质素升高。     

稻瘟病菌在水稻CO39近等基因系上的生命表和繁殖表

 本文选用以CO39为背景的水稻近等基因系与广东省稻瘟病菌3个优势生理小种(ZC₁₃、ZB₁和ZB₅)构成12个亲和性和非亲和性互作组合,组建各组合稻瘟病菌的生命表和繁殖表,分析在亲和性互作中稻瘟病菌的生存和繁殖状况对寄主发病的影响,并探讨在非亲和性互作中抗性基因在抵御病菌侵染过程中的作用。结果表明,在亲和性和非亲和性互作中,稻瘟病菌生长繁殖各阶段均参与了感抗反应并发挥了一定的作用:在CO39近等基因系上,同一小种的孢子萌发率或菌丝形成率无明显差别,而小种间则表现一定差异;病菌的定殖和繁殖是亲和与非亲和互作的关键阶段,定殖率、病斑形成率低,则寄主表现抗病,反之则表现感病。在繁殖表众多表示种群增长的参数中,世代平均产孢量F'、净增殖率R₀、最大相对增长率r_max和种群趋势指数Ⅰ等4个指标适合于反映稻瘟病菌繁殖状况与感抗病反应的关系。