来源于同一穗不同稻曲球的稻曲病菌的致病性及遗传多样性

 本研究从源于6穗稻曲病穗的48个稻曲球中分离获得稻曲病菌（Ustilaginoidea virens）48株,从3个稻曲球的不同部位分离获得稻曲病菌23株。用注射接种法将菌株分别接种到水稻品种两优培九（感病品种）、淮稻5号（中抗品种）和武育粳3号（抗病品种）上,结果显示分离的菌株致病力分化较大,而菌株在水稻品种上的致病力强弱与已知水稻品种对稻曲病菌的感、抗性趋势基本一致。相同孢子量接种水稻,不同分离菌株之间仍有致病力分化,生长速率测定也发现菌株之间可能存在差异。利用REP PCR (repetitive extragenic palindromic sequence PCR)技术进行菌株遗传多样性分析表明,同穗不同稻曲球分离的菌株中,1号穗分离的4个菌株聚在同一簇群,其余5穗的菌株分别聚在3～5个簇群;同一稻曲球不同部位分离的菌株中,一个稻曲球分离的8个病菌聚在同一簇群,而其余2个稻曲球分离的病菌则分别聚在2～3个簇群。由此推测同一稻穗上不同稻曲球可能是由来源不同的稻曲病菌侵染所形成;而一个稻曲球可以由同一稻曲病菌引起,也存在多个侵染源共同侵染的可能。     

稻曲病菌遗传多样性与群体结构的初步分析

 利用随机扩增多态性DNA (random amplified polymorphic DNA,RAPD)初步分析了稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)的群体遗传结构。从1 60个随机引物中筛选32个扩增带型清晰、重复性好的引物,对不同年份采自辽宁、云南、湖北和浙江等水稻种植区的5 6个菌株进行扩增。32个引物扩增出2 2 3条带,绝大多数引物对不同年度采自不同稻区的菌株扩增的DNA谱型相同,大多数菌株间相似性系数达0.80以上。根据扩增DNA片段的多态性,从空间分布来看,来源于北方、长江流域和南方的菌株难以划分出明显的地理宗谱;不同年度的菌株DNA多态性也无明显的差异。上述结果初步表明稻曲病菌遗传稳定,寄主选择作用(寄主的基因型及其时空分布)对稻曲病菌变异的影响较小。但是尚需采用其它的分子技术测试更多的菌系,才能较系统地分析我国稻曲病菌系的遗传变异及群体结构特点。     

四川省籼稻区水稻稻曲病菌遗传多样性分析

应用ERIC-PCR指纹技术,对采自四川省6个籼稻自然生态区的60个稻曲病菌菌株进行了DNA分子水平上的遗传多样性研究,并进行UPGMA聚类分析和相似性分析.结果表明,所采用的ERIC引物在不同供试菌株中分别扩增出5～20条不等的带谱;在0.75相似水平上,供试菌株被划分为11个遗传型群,其中L1、L4、L5为优势群,并存在次要小型群和特异性型群;来自同一地区的稻曲病菌菌株具有较高的遗传相似性,而不同地区的稻曲病菌则表现出程度不同的变异,且寄主品种与稻曲病菌遗传差异之间的相关性较小.     

辽宁省稻曲病菌遗传多样性和致病力分析

为有效防治辽宁省稻曲病菌Ustilaginoidea virens,利用重复序列PCR(repetitive elementbased PCR,rep-PCR)分子指纹技术,对2017年自辽宁省8个市8个主产稻区采集的51株稻曲病菌菌株进行遗传多样性和致病力分析。结果显示,在3对引物中,以BOX1/BOX2和ERIC1/ERIC2为引物扩增的DNA指纹图谱的遗传多样性值分别为0.764、0.707,均大于0.7,故选择这2种引物扩增的DNA指纹图谱进行遗传多样性分析;当DNA指纹相似系数为0.78时,以BOX1/BOX2为引物和以ERIC1/ERIC2为引物扩增的DNA指纹图谱分别将供试菌株划分为12个和10个遗传类群;供试菌株致病力可划分为弱致病型、中等致病型和强致病型3个致病型,所占比例分别为33.33%、58.82%和7.85%,强致病型菌株仅在沈阳市、鞍山市和大连市出现;所有优势类群均包含3种致病型菌株。表明辽宁省稻曲病菌遗传结构复杂,不同地理来源的稻曲病菌菌株致病力存在一定差异,相同致病型的稻曲病菌菌株分属于不同的遗传类群,同一遗传类群中包含不同的致病型菌株。     

稻曲病菌bZIP转录因子UvbZIP12的功能研究

 稻曲病是由稻绿核菌(Ustilaginoidea virens)侵染水稻穗部引起的真菌病害,严重影响稻米的产量和品质。bZIP转录因子参与多种植物病原菌的生长发育和致病过程。稻曲病菌中有28个bZIP转录因子,但其具体功能尚未被研究。本研究对bZIP转录因子UvbZIP12在稻曲病菌生长发育和致病过程中的功能进行分析。稻曲病菌接种水稻后,UvbZIP12基因表达量逐渐升高,在接种后3 d和5 d时具有最高表达量。对UvbZIP12基因的敲除转化子分析发现,敲除转化子ΔUvbZIP12在PSA、PDA、YTD培养基上生长速率显著加快,菌丝干重显著增加;产孢量减少;对NaCl和sorbitol的耐受性增强,对SDS、CR、CFW和H₂O₂的耐受性减弱;对水稻的致病力无明显变化。结果表明,稻曲病菌UvbZIP12参与调控生长发育和对非生物胁迫的耐受性,但不参与致病。     

稻曲病菌抗血清的制备及其应用初探

 由Ustilaginoidea virens(Cooke) Takahashi侵染引起的稻曲病,已上升为我国水稻生产的主要病害之一,其病原菌产生的毒素可危害人们的健康。虽然至今国内外已对稻曲病开展了较多的研究,但对一些与防病控害有关的关键问题,如稻曲病菌的侵染位点与侵染过程,水稻生长季节,稻曲病菌的厚垣抱子、子囊抱子和薄壁分生抱子在田间的分布与作用等问题,至今仍不清楚。     

中国部分地区稻曲病菌培养特性及其遗传多样性分析

采用生物学方法和RAPD-PCR技术,对来自11个省(市)84个菌株的菌丝生长速率、分生孢子数量、孢子萌发率及其遗传多样性进行分析,以明确中国部分地区稻曲病菌株的培养特性和遗传多样性。依据菌丝生长速率,菌株可被划分为快和慢2种类型,分别占58.33%和41.67%。依据产孢力和分生孢子萌发力,菌株可划分为强、中和弱3种类型。采用12条RAPD引物共扩增出323条带,多态性条带比率为98.14%,遗传距离变化范围为0.02～1.00。在遗传距离0.725水平上,所有菌株被划分成7个遗传聚类组,聚类组R4和R5为优势聚类组,并存在一些亚组。不同地区之间和同一地区内的菌株表现出不同程度的变异,内陆地区的菌株群体变异程度明显高于沿海地区。从采用相同接种体接种的水稻品种上分离的稻曲病菌具有紧密的亲缘关系。     

稻曲病菌拮抗菌的筛选及拮抗活性测定

从对稻曲病菌具有拮抗能力的18株芽孢杆菌中选出拮抗作用较强的2个菌株A1、H-51,分别对稻曲病菌进行抑菌率、致畸性、孢子萌发影响以及对水稻促生性试验。结果表明,拮抗菌2个菌株的发酵液对稻曲病菌最大抑制率分别为67.66％和62.87％,对病菌分生孢子的萌发抑制率分别为77.37％和59.74％,但对水稻促生作用不明显。     

辽宁稻区稻曲病菌生物学特性及遗传多样性分析

为明确采自辽宁省12个稻区稻曲病菌Ustilaginoidea virens的生物学特性、群体遗传多样性与地理区域的关系。本研究采用生物学方法测定稻曲病菌菌株的生长速率和产孢能力,并采用SPSS 20.0分析软件对稻曲病菌菌株的菌丝生长速率和产孢能力进行相关性分析。提取稻曲病菌基因组DNA,采用特异性引物US、交配型引物MAT、遗传多样性引物ERIC对其进行PCR扩增,通过聚类分析进行群体遗传多样性研究。结果显示:157个稻曲病菌菌株的菌丝生长速率与产孢能力相关系数为0.19。采用稻曲病菌特异性引物US进行扩增,157个菌株均为稻曲病菌株;采用交配型引物MAT进行扩增,53个菌株为MATⅠ型,104个菌株为MATⅡ型。采用ERIC引物可扩增出2~7条不等的条带,157个稻曲病菌株被划分为10个基因类群,其中第1类群为优势类型,有44个菌株,占总数的28.0%;第2类群有20个菌株,占总数的12.7%;第3类群1个菌株,占总数的0.6%;第4类群1个菌株,占总数的0.6%;第5类群有21个菌株,占总数的13.4%;第6类群有17个菌株,占总数的10.8%;第7类群有2个菌株,占总数的1.2%;第8类群有5个菌株,占总数的3.2%;第9类群有30个菌株,占总数的19.1%;第10类群有16个菌株,占总数的10.2%。来自辽宁省12个稻区的157个稻曲病菌株菌丝生长速率与菌株产孢量之间没有相关性,产孢量与地域之间有相关性。基于ERIC-PCR扩增的稻曲病菌株基因组DNA指纹图谱的多态性进行划分的基因类群与地理区域之间有相关性,基因类群与生物学特性之间没有相关性。     

水稻品种构成对稻曲病菌遗传结构影响的初步研究

由稻曲病菌（Ustilaginoidea virens）引起的病害是当前限制我国水稻优质高产的重要病害之一。家畜食用被稻曲病菌厚垣孢子污染的谷物可导致中毒。近20年来，稻曲病防治主要以喷施化学农药为主。研究品种布局对稻曲病菌群体结构的影响，有助于了解病害的发生规律及提出有效的病害防治策略。本文初步分析了稻曲病菌群体结构与水稻品种构成的关系。     

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。     

稻曲病菌致病机制研究进展

 稻曲病是一种水稻穗部病害,在世界各水稻主产区均有发生,已成为世界性病害,在我国也属于水稻主要病害之一。稻曲病的发生严重影响水稻产量和稻米品质。研究其病原菌致病机制,对找寻防治药物的特异性靶标具有重要作用,可为抗病分子育种提供新的思路,为稻曲病菌防治药剂研发提供新的靶标。本文综述了稻曲病菌侵染过程、致病相关基因功能研究、水稻响应稻曲病菌侵染等方面的研究进展,提出进一步研究的策略。现有研究表明,稻曲病菌能成功侵染水稻孕穗期雄蕊的花丝引起发病。病原菌可通过抑制多个水稻免疫途径实现成功侵染;还可模仿胚珠受精激活水稻灌浆、糖代谢等途径为稻曲球的形成提供营养物质;全基因组测序完成和基因编辑技术在基因敲除中的成功应用,为稻曲病菌功能基因研究提供了很好的基础。稻曲病菌独特的侵染过程和营养利用机制是未来研究的重要方向。     

稻曲病菌致病机制研究进展

 稻曲病是一种水稻穗部病害,在世界各水稻主产区均有发生,已成为世界性病害,在我国也属于水稻主要病害之一。稻曲病的发生严重影响水稻产量和稻米品质。研究其病原菌致病机制,对找寻防治药物的特异性靶标具有重要作用,可为抗病分子育种提供新的思路,为稻曲病菌防治药剂研发提供新的靶标。本文综述了稻曲病菌侵染过程、致病相关基因功能研究、水稻响应稻曲病菌侵染等方面的研究进展,提出进一步研究的策略。现有研究表明,稻曲病菌能成功侵染水稻孕穗期雄蕊的花丝引起发病。病原菌可通过抑制多个水稻免疫途径实现成功侵染;还可模仿胚珠受精激活水稻灌浆、糖代谢等途径为稻曲球的形成提供营养物质;全基因组测序完成和基因编辑技术在基因敲除中的成功应用,为稻曲病菌功能基因研究提供了很好的基础。稻曲病菌独特的侵染过程和营养利用机制是未来研究的重要方向。     

人工培养基上稻曲病菌拟菌核诱导的初步研究

 稻曲病菌在水稻孕穗期侵染水稻小花,在水稻灌浆后期只在个别稻曲球上形成菌核。因此,稻曲病菌菌核分化与发育基因功能研究的相关试验难度较高。为了探究稻曲病菌在人工培养基上能否形成菌核,本文利用低温或杀菌剂环境对稻曲病菌进行了筛选。结果发现,在81个菌株中有13个在人工培养基上形成拟菌核组织,且它们可在低温处理时稳定地产生拟菌核组织。这些拟菌核组织在结构上与菌核类似,但体积较小且组织较为疏松,无法像菌核一样越冬和完成有性生殖。     

一株拮抗水稻白叶枯病菌的淡紫灰链霉菌的筛选鉴定及其生防效果研究

 为发现绿色安全的水稻白叶枯病天然生物防治微生物,本研究从植物根际土壤中分离获得165株放线菌。利用共培养法和牛津杯法,筛选获得了5株拮抗水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)的放线菌,其中拮抗能力最强的是Sl-10菌株,发酵液抑菌圈直径为62.1 mm ± 1.5 mm。根据形态特征、生理生化实验、16S rDNA序列和系统发育分析,鉴定Sl-10菌株为淡紫灰链霉菌(Streptomyces lavendulae)。Sl-10菌株发酵液对大豆斑点病菌(Pseudomonas syringae pv. glycinea)、烟草野火病菌(P. syringae pv. tabaci)、油菜黑腐病菌(X. campestris pv. campestris)、大豆斑疹病菌(X. axonopodis pv. glycines)、水稻条斑病菌(X. oryzae pv. oryzicola)、烟草青枯病菌(Ralstonia solanacearum)和番茄叶斑病菌(P. syringae pv. tomato)7种植物病原细菌均有拮抗作用。Sl-10菌株发酵液具有较好的耐光、耐酸碱和热稳定性。SDS-PAGE电泳结果显示,Sl-10菌株可抑制Xoo的蛋白质合成。4个品种水稻(甬优15、湘两优900、嘉丰2号和甬优1540)喷施Sl-10菌株发酵液,水稻白叶枯病的病斑抑制率达到82.27%~91.78%。研究结果显示,淡紫灰链霉菌Sl-10菌株具有较好的水稻白叶枯病生物防治潜能。     

稻曲病菌离体培养体系的构建与优化

稻曲病是水稻穗期的一种重要病害,严重影响稻米的产量和品质。稻曲病菌Ustilaginoidea virens 在离体培养条件下生长缓慢,严重制约了杀菌剂室内生测试验的观察和高效筛选。本研究以稻曲病菌培养基为研究对象,通过筛选、组合和优化固体培养体系的氮源、碳源、凝固剂以及阳离子浓度,以期构建适合稻曲病菌生长的室内培养体系。结果发现:在5种常见的商品化培养基中,稻曲病菌的生长速率仅为0.7~2.3 mm/d;而在18种配制培养基中,有77%的培养基对稻曲病菌表现出不同程度的生长促进效应,其中蛋白胨蔗糖结冷胶 (PSGG) 培养基的促进效果最显著 (P < 0.05),生长速率达3.4 mm/d,且其对不同地理分布的稻曲病菌菌株均有生长促进效应。此外,在以结冷胶作为凝固剂的培养基中添加质量分数为0.02%的硫酸镁 (Mg2+),可有效提高培养基的凝固程度,且对菌丝体的生长速率无影响。在适合稻曲病菌生长的PSGG培养基中,蛋白胨和蔗糖是合适的氮源和碳源组合,结冷胶是合适的凝固剂。此研究结果可提高室内培养稻曲病菌的生长速率,为进一步理解稻曲病菌在离体条件下的生长机制及提高室内杀菌剂生测试验的效率提供了重要参考。     

稻曲病菌的SCAR标记及其PCR检测

为建立稻曲病菌Ustilaginoidea virens快速、灵敏的PCR早期检测技术,以S380为引物,对稻曲病菌和其它参试病原菌的DNA进行RAPD-PCR扩增。稻曲病菌RAPD特异片段经回收、克隆和测序后,根据序列用Primer 5.0软件设计了特异性SCAR引物US-SF（5’-TCGCCTCAGACCTCAATC-3’）/US-SR（5’-GAGCCTCAAATGCCTTCC-3’）和巢式PCR引物US-NF（5’-AGCGTCTCCTGCAACC-AC-3’）/US-NR（5’-GAGCCTCAAATGCCTTCC-3’）。利用引物US-SF/US-SR通过常规PCR对供试稻曲病菌均可扩增出1条大小约257 bp的清晰条带,对其它植物病原菌DNA的PCR产物均无扩增条带,最低可检测到1 pg/μL 的病菌基因组DNA;而利用引物US-SF/US-SR和US-NF/US-NR通过巢式PCR可从10 fg/μL的病菌基因组DNA中扩增出1条大小约210 bp的特异性条带。试验表明,巢式PCR检测灵敏度比常规PCR提高了100倍,且巢式PCR可从接菌的水稻幼颖和自然感染的谷粒中检测出稻曲病菌。     

Rep-PCR技术对中国水稻条斑病菌的遗传多样性初析

 采用Rep-PCR技术,对30个水稻细菌性条斑病菌株(Xanthomonas oryzae pv.oryzicola)进行遗传多样性分析,同时对李氏禾条斑病菌等其它10个参试菌株也进行了比较。Rep-PCR是利用一些基于细菌的短的重复序列引物(ERIC和BOX)的DNA扩增特性,2种引物组合的电泳图谱结合并分析,以水稻细菌性条斑病菌各自的指纹谱型在相似率80%时可分为6簇,初步表明我国水稻细菌性条斑病菌群体的遗传分化明显;发现自然界存在的弱或无毒性菌株与毒性菌株的Rep-PCR指纹图谱差异很大;毒性菌株的遗传分簇与其致病性具有一定的相关性。用ERIC扩增水稻条斑病菌基因组DNA的指纹比BOX更为多样,两者对菌株的分辨率不同。因此,Rep-PCR技术可有效地用于监测水稻细菌性条斑病菌的遗传变异,还可应用于菌株的鉴定和分类学研究。     

稻白叶枯病菌不同毒力单细胞系互作关系及田间自然群体毒力组成初析

 稻白叶枯病菌不同毒力的单细胞系混合组配后的致病力随着不同毒力菌所占的比例、彼此之间及与寄主之间的相互作用而发生相应变化;同一病田不同病株分离菌以及同一叶片不同叶位段分离菌,均存在致病力的分化;表明稻白叶枯菌在同一块田、甚至同一病叶上都存在不同的毒力细胞。稻株发病程度,是在一定生态条件下,不同毒力的多细胞入侵和协同互作的结果。所以采用"段叶沙培切口取菌胶"法所得的分离株,是含不同毒力细胞的混合体。测定一定数量的此类菌株的致病型分化,即是对田间病菌自然群体毒力组成的表型反应。
来自同一田块的36株分离菌的致病型测定结果与从48县采集的208个菌株所测定的结果非常一致,因此,对一块稻田的病菌的毒力分化测定,可以作为对相似生态条件下的广大稻区病菌自然群体毒力组成监测的参考。