禾谷镰刀菌致病力和致病基因的研究进展

回顾了对禾谷镰刀菌致病机理的研究,总结了禾谷镰刀菌侵染小麦各组织器官的研究进展以及禾谷镰刀菌致病基因的发现和研究。     

玉米茎腐病组织细胞学观察初报

本文利用光学显微镜观察了由禾谷镰刀菌，禾生腐霉菌，侵染所致玉米茎腐病的细胞病理变化。结果表明：混合接种后，禾谷镰刀菌先于禾生腐菌浸入寄主根表皮及皮层细胞；两种菌丝侵入组织细胞方式不同，禾谷镰刀菌可直接穿破细胞壁或经细胞间隙向中柱伸进。而禾生佬是寻细胞间隙运行或在细胞破溃处向内皮层方向侵染；禾谷镰刀菌进入中柱后主要分布于韧皮部，而禾生腐霉菌主要寄生在导管及死细胞中。     

小麦茎基腐病的发生和防治措施

正一、田间症状小麦茎基腐病是一种复合侵染性的土传病害,假禾谷镰刀菌、黄色镰刀菌、禾谷镰刀菌等多种镰刀菌均可侵染小麦茎基部引发该病的发生。病原菌一般从小麦植株根部及茎基部侵入,与不同田块土壤中病原菌的分布情况有直接关系。在免耕田中,病原菌存在于地面或土表,病原菌从茎基部或茎基部以下的位置侵入,在植株残体密集的地方,病原菌主要从根茎部侵入,一般在小麦基部第1节间或第2节间侵染。病原菌在田间主要靠整地、浇水、施肥、中耕等农事操作活动传播,     

稻瘟病菌与禾谷镰刀菌对茭白的致病性及侵染过程

稻瘟病菌与禾谷镰刀菌均是危害禾本科作物的重要病菌,同时也是研究植物病原真菌的两种模式生物。为进一步探索这两种病菌的致病能力和侵染过程,对稻瘟病菌与禾谷镰刀菌在茭白上的致病能力进行了测定,并比较了二者在茭白不同部位的发病过程及特点。结果显示,稻瘟病菌可侵染茭白叶片与叶鞘,但无法侵染茭白的肉质茎（茭白笋）;而禾谷镰刀菌不能侵染未创伤的茭白叶片和叶鞘,但可对茭白笋造成危害。对侵染部位的显微观察发现,稻瘟病菌在茭白叶片上能形成典型的附着胞与侵染菌丝。另外,茭白能有效地区分两种病菌的致病突变体。结果表明,稻瘟病菌与禾谷镰刀菌能够侵染茭白,造成危害;同时茭白也可以作为寄主研究这两种病菌的致病过程。     

小麦与两种病原菌互作的冷冻切片观察效果

【目的】制作小麦与条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f.sp.tritici)和禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)互作的冷冻切片,评判基于冷冻切片观察2种病原菌对小麦侵染过程的效果,为将冷冻切片技术应用于植物病原菌侵染检测提供依据。【方法】以水源11和小偃22为试验材料,分别接种条形柄锈菌小麦专化型和禾谷镰刀菌,取样制备冷冻切片,用Olympus BX51多功能显微镜观察2种病原真菌在侵染小麦叶片和穗部过程中的发育结构。【结果】利用冷冻切片观察到条形柄锈菌小麦专化型和禾谷镰刀菌2种病原真菌结构清晰,小麦组织和细胞形态完整,对比度良好。【结论】冷冻切片技术可用于植物病原菌侵染的预检。     

玉米苯丙烷类次生代谢物与玉米对茎腐病抗性的关系

对抗病玉米品种陕单931和感病玉米品种西农11号在抽雄初期接种禾谷镰刀菌孢子悬浮液,于接种后测定茎秆髓部组织内苯丙烷类次生代谢物木质素和绿原酸的变化。结果表明,玉米植株原生木质素与玉米对茎腐病的抗性无关,仅诱导产生的木质素在玉米的抗病性中起作用。并证实玉米植株受到镰刀菌侵染后可产生对镰刀菌有抑制作用的物质。     

禾谷镰刀菌对二穗短柄草的致病性及侵染过程

小麦赤霉病主要是由禾谷镰刀菌引起的真菌病害,不仅造成小麦的产量损失而且降低小麦的品质。为了研究小麦赤霉病Ⅱ型抗性机理,作为一种新型的单子叶模式植物,二穗短柄草(Bd21)能够和禾谷镰刀菌产生互作,在正常生长条件下却表现相对抗性表型。本文筛选了禾谷镰刀菌侵染二穗短柄草穗部的发病条件,并确认了最适发病条件为28℃,75%湿度。在禾谷镰刀菌侵染二穗短柄草的早期,分生孢子主要在雌蕊萌发,然后菌丝迅速生长并沿子房蔓延至小花的底部,通过穗轴节点向下延伸,然而菌丝并没有进入子房内部。另外,当禾谷镰刀菌侵染二穗短柄草的胚芽鞘时,菌丝可以进入胚芽鞘细胞,向下延展。因此,二穗短柄草可在小麦Ⅱ型抗性研究中发挥重要作用。     

玉米对镰刀菌茎腐病抗性的生化反应

在抽雄期用禾谷镰刀菌孢子悬浮液接种抗病品种陕单931和感病品种西农11号,于接种后测定茎秆髓部组织内苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶活性变化、木质素和绿原酸的变化。结果表明,玉米植株受镰刀菌侵染后,抗病品种的苯丙氨酸解氨酶酶活上升快,活性强,且形成两个活性高峰,高活性时间持续长;感病品种苯丙氨酸解氨酶酶活上升慢,活性相对较弱,且只形成一个峰,高活性持续时间短。抗病品种过氧化物酶酶活峰值高,感病品种过氧化物酶酶活峰值低,且抗病品种高酶活持续的时间长,感病品种高酶活持续的短。研究还表明,植株原生的木质素对玉米的抗性贡献不大,而诱导的木质素在玉米的抗病性中起着主导作用。同时,无论抗、感品种,其组织诱导提取液对镰刀菌都有一定的抑制作用。     

玉米幼根接种禾谷镰刀菌后的转录组分析

为研究禾谷镰刀菌侵染后玉米幼根内转录组的变化情况,利用RNAseq对禾谷镰刀菌接种后6和18h的感病玉米自交系Y331分别进行转录组测序,分析接种后玉米幼根内差异表达的基因。结果表明:接种禾谷镰刀菌后,玉米幼根内共有5 153个基因差异表达;在接种后上调表达的聚类中,多种抗病过程相关的基因显著富集,包括苯丙烷类次生代谢物质合成过程的基因以及植物激素水杨酸(Salicylic acid,SA)、茉莉酸(Jasmonic acid,JA)和乙烯(Ethylene,ET)合成、响应及信号介导途径的基因;在下调表达的聚类中,植物生长发育、基础物质和能量代谢相关过程的基因显著富集。进一步分析发现:ET相关过程的基因在聚类1和聚类6中显著富集,均在接种后6h前上调表达;苯丙烷类次生代谢物合成途径相关基因和镰刀烯醇毒素(Deoxynivalenol,DON)解毒相关基因在接种后上调表达。研究表明,SA、JA/ET、苯丙烷类次生代谢物和DON解毒基因在玉米和禾谷镰刀菌互作中发挥重要作用。     

庆阳柴胡根腐病病原物的分离与鉴定

采用组织分离法对感染根腐病的柴胡病原菌进行分离纯化,按照离体根部接种法,采用刺伤和无刺伤接种两种方式进行致病性测定,结合形态学观察和分子生物学方法鉴定致病菌的种类。结果表明,庆阳地区柴胡根腐病致病菌主要有尼伦伯格镰刀菌、尖孢镰刀菌、腐皮镰刀菌、锐顶镰刀菌和燕麦镰刀菌,在柴胡种植栽培过程中尽量保持植株的完整性,有利于降低根腐病发病率。     

小麦赤霉病拮抗菌的筛选及应用

为了探索生物防治赤霉病的方法,本试验利用稀释涂布平板法、平板对峙法从多种植物体内及其土壤中分离、筛选抗小麦赤霉病的拮抗菌,并在盆栽和大田条件下研究拮抗菌对小麦赤霉病的防治效果。研究结果显示:分离获得了300株菌株,其中30株菌株对禾谷镰刀菌有明显的抑制作用,菌株NS-QCT的抑菌活性最强。对NS-QCT菌株PCR扩增获得的16S rDNA基因进行测序、比对,发现NS-QCT菌株与Streptomyces malaysiensisMJM1968菌株相似性为99%,表明其应该是一株链霉菌(S.malaysiensis)。盆栽和田间试验结果表明,NS-QCT菌株对小麦赤霉病有一定的抑制作用。     

戊唑醇与羟菌唑对小麦赤霉病的防治效果及对小麦产量的影响

通过室内和田间药效试验,研究了新型三唑类杀菌剂戊唑醇与羟菌唑对小麦赤霉病的防治效果。温室盆栽试验结果表明:25%的戊唑醇(3.15mL/L)、6%的羟菌唑(3.75mL/L)可有效控制赤霉病菌在小麦穗部小穗之间的扩展,防效高于多菌灵常规用量。田间药效测定结果表明:与对照相比,接种前2d喷药与接种后2d喷药,2001年,戊唑醇可使小麦赤霉病病情指数分别减少80.32%和70.64%,产量增加12.95%与8.74%;羟菌唑可使小麦赤霉病病情指数减少80.5%和68.0%,产量增加11.41%和11.45%;2002年,在小麦赤霉病严重发生的情况下,戊唑醇能使小麦赤霉病病情指数减少76.47%和78.67%,羟菌唑能使小麦赤霉病病情指数减少82.06%和81.89%,产量增加极显著。说明这2种药剂可以作为防治小麦赤霉病的替代品种。     

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)人工抗原及多克隆抗体的研制

脱氧雪腐镰刀菌烯醇(Deoxynivalenol, DON)是一种半抗原,没有免疫原性.为了制备抗DON的抗体,必须对其进行结构修饰,加大DON的分子量.本研究采用保护-去保护策略使DON的C3上的羟基与琥珀酸酐反应,使DON衍生后获得1个羧基.利用薄层色谱法跟踪反应进程,反应产物采用薄层色谱法纯化,高效液相色谱和电喷雾离子化质谱(ESI-MS)分析,得出[M H] 为397.2,确认为3-半琥珀酰-脱氧雪腐镰刀菌烯醇(3-HS-DON).3-HS-DON与载体蛋白采用碳化二亚胺法进行偶联,偶联物经SDS-聚丙烯酰胺凝胶电泳鉴定,推断偶联成功,并研制出多克隆抗体.     

抗坏血酸氧化酶与小麦抗赤霉病关系的研究

研究了小麦抗赤霉病品种苏麦３号和感病品种凡６穗部受禾谷镰刀菌（Ｆｕｓａｒｉｕｍｇｒａｍｉｎａｒｕｍ）侵染后,病、健穗的抗坏血酸氧化酶活性变化规律,测定结果表明：抗病品种苏麦３号健穗中的酶活比感病品种凡６高;在受赤霉菌侵染后,感病品种凡６病穗的抗坏血酸氧化酶酶活性一直下降,并随侵染发展下降幅度增大,而抗病品种苏麦３号病穗的抗坏血酸氧化酶酶活性在接种后一天有较大升高,以后几天仍然升高,只是上升幅度较小,直至显症后（接种后第６天）酶活才逐渐下降,但是酶活均较感病凡６高;抗病品种的病害症状出现比感病品种稍迟。据此,初步认为抗坏血酸氧化酶对抗病起着一定的作用。     

禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)几丁质酶基因特征分析

禾谷镰刀菌是引发麦类赤霉病的优势种,对禾谷镰刀菌基因组中几丁质酶基因的研究可以帮助理解其致病机理。通过对禾谷镰刀菌基因组数据库的搜索分析,发现了16个ORFs编码的假定几丁质酶,它们都属于糖水解酶18家族。通过与它们的糖水解酶家族比较,对这些几丁质酶进行了系统的命名,按pI值从小到大进行编号为Chi18-1～Chi18-16,研究分析这些几丁质酶蛋白的信号肽、活性位点和亚细胞定位,进行了多序列比对,并建立了系统发生树,为禾谷镰刀菌中的几丁质酶在其致病性和相关生物防治方面的研究奠定了基础。     

转拟南芥NPR1基因水稻253 T3代株系对水稻

【目的】获得高抗水平的转拟南芥NPR1恢复系水稻253株系,比较转基因水稻与其非转基因野生型抗病性和农艺性状的差异,以期为转基因抗病育种提供材料。【方法】以通过连续自交获得的转AtNPR1基因253 T3代纯合株系和非转基因253为材料,于分蘖期采用剪叶法接种白叶枯病菌菌株13751于水稻叶片,14 d 后,对稻株发病情况进行调查;收获期考查6个转基因株系的农艺性状。【结果】6个转基因T3代株系植株的抗病性可稳定表达,其病斑长度均显著短于非转基因野生型253;253-3的抗病能力比野生型253增强50%以上,其他 5个株系253-4、253-7、165、166、167对水稻白叶枯病表现出高抗水平,抗病能力增强90%以上。与野生型253相比,转基因株系植株生长正常,不同株系间部分农艺性状无明显变化规律,而部分农艺性状显著升高或降低;株系166的株高、穗长、有效穗数、一次枝梗数、每穗总粒数、每穗实粒数和单株产量等显著优于非转基因恢复系253。【结论】拟南芥NPR1基因可作为培育广谱抗病作物的热门候选基因,株系166可作为水稻抗病育种的新种质。     

小麦赤霉病的生物防治研究 Ⅰ.拮抗芽孢杆菌的分离、筛选、鉴定和防病效果

从小麦叶片和穗部分离、筛选出对小麦赤霉病菌（Ｆｕｓａｒｉｕｍｇｒａｍｉｎｅａｒｕｍ）有很强拮抗作用的芽孢杆菌菌株Ｂ４、Ｂ６,经室内离体叶、穗防效测定和田间小区防效试验,二菌株对小麦赤霉病有较好防效,与清水对照相比,相对防效达６８４％、６８９％,接近多菌灵的防效（７０４％）。对Ｂ４、Ｂ６菌株进行形态和生理生化特征的分类鉴定,二菌株均为枯草芽孢菌（Ｂａｃｉｌｕｓｓｕｂｔｉｌｉｓ）     

Application of Synthetic Hexaploid Wheat Derived from T.Durum,Ae,Taushii in Common Wheat Breeding for FHB Resistance

The F1 and F4 plants of ‘synthetic hexaploid wheat/common wheat’ crosses and part of their parents were inoculated with Fusarium graminearum to evaluate FHB resistance.The results showed tht the scab resistance in the F1 varied with the synthetic wheat accessions used as crossing parents.In the F4,some resistant head lines were generated from the crosses,although their parents had different scab resistance levels.It indicated that synthetic hexaploid wheat are useful in wheat breeding for scab resistance.