我国部分地区小麦叶锈菌遗传多样性的SSR分析

小麦叶锈菌(Puccinia triticina)引起的小麦叶锈病是小麦上的重要病害。为了解小麦叶锈菌遗传多样性及其亲缘关系,本研究利用简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)标记技术对2009年采自河北、河南、山东、四川4省的小麦叶锈菌株进行SSR分析。小麦叶锈菌的观察等位基因数(Na)为1.75,有效等位基因数(Ne)为1.40,Shannon信息指数(I)为0.35,Nei’s基因多样性指数(H)为0.23,多态性百分率为75.29%,其中河北、河南和山东的叶锈菌群体遗传多样性水平高于四川群体。聚类分析表明,在相似系数0.96处4个群体聚为2组,河南、山东及四川群体聚为一组,河北群体自成一组,其中河南和山东群体亲缘关系最近。小麦叶锈菌具有一定的遗传变异,群体间遗传变异占总变异的8.93%,群体内遗传变异占总变异的91.07%。小麦叶锈菌群体间每代迁移数Nm为6.10。小麦叶锈菌遗传多样性丰富,群体间遗传相似性较高,亲缘关系与地理分布具有一定相关性。群体内遗传变异是群体遗传变异的主要来源。本研究说明群体间存在广泛的菌源交流,为明确小麦叶锈病流行区系和叶锈菌传播路线提供了基础资料。     

山西省小麦不同生态区叶锈菌群体毒性研究

研究分析山西省小麦叶锈菌群体的毒性基因频率结果表明,毒性基因V19、V24和V38出现频率较低,分别为5.8%、11.3%和0·0%,其对应抗性基因可视为山西省小麦叶锈菌的有效抗病基因。在所发现的43个致病类型(毒性基因组合)中THT、TRK、TRT、THK和PHT出现频率居前5位,分别为17.8%、14.4%、11.0%、8.2%和7.5%,为山西省目前小麦叶锈病的优势致病类型。     

紫外线诱变对小麦条锈菌致病性突变的影响

为深入了解紫外线对小麦条锈菌致病性突变的影响,用不同时间的紫外线处理小麦条锈菌条中23-2,当夏孢子致死率达90%左右时确定为最适诱变剂量,为5 min。紫外线处理条中23-25min得到2个突变菌株：在尤皮Ⅱ号上表现3型的菌株和在水源11上表现2型的菌株,分别命名为尤Ⅱ-23菌株和水源11菌株,其中尤Ⅱ-23菌株经4代转接仍保持毒性,水源11菌株经两代转接后发生回复突变。尤Ⅱ-23菌株在鉴别寄主上的反应型与野生菌系相比发生了较大变化,在测试品种上的毒性范围仅次于条中32号。对野生菌系和突变菌株进行RAPD分析发现,两者间的DNA多态性存在明显差异,多态率为10.73%。为进一步研究小麦条锈病的流行规律和致病性变异机制奠定了基础。     

小麦抗叶锈基因Lr44的AFLP分子标记

Lr44基因来源于小麦的一个近缘种一斯佩耳特小麦，与Lr33连锁，尚未在生产中广泛使用。该基因在我国小麦资源谱中苗期和成株期抗叶锈良好，具有较大的应用潜力。目前尚未见到关于Lr44基因分子标记的报道。     

小麦条锈菌ZS有性与无性菌系毒性差异初步分析

小麦条锈病是小麦生产上最主要的病害,条锈菌毒性不断变异是造成小麦条锈病频繁发生和小麦品种抗病性丧失的主要原因。对小麦条锈菌新菌系开展品种抗病性评价,并探明条锈菌有性菌系、无性菌系间的毒性差异,为科学、超前指导小麦抗病育种和抗病品种的合理布局应用提供技术支撑。2017 — 2021年从454个小麦条锈菌有性菌系和1 728个无性菌系中,获得ZS有性菌系35个和无性菌系167个,占比分别为7.71%和9.66%;其中已归类ZS-1、ZS-18、ZS-52类型中有有性菌系14个、无性菌系72个,占比分别为3.08%和4.17%。2022年选择ZS有性与无性菌系重要类型混合菌,对76个甘肃省内小麦生产品种进行苗期、成株期接种鉴定,结果发现,有性ZS菌系与无性ZS菌系对供试小麦品种苗期致病力分别为97.37%、92.11%,相对寄生适合度分别为0.353 0、0.248 7;成株期致病力分别为 72.37%、71.05%,相对寄生适合度分别为0.362 7、0.184 0。表明有性菌系致病性和寄生适合度均高于无性菌系。建议在陇南越夏区,及早调整小麦抗病育种目标,以持续控制条锈病的发生流行,保障粮食安全。     

DNA分子标记技术及其在小麦育种及遗传研究中的应用

本文介绍了几种常用的DNA分子标记,如RFLP、RAPD、AFLP、SSR、STS、SNP等,并简要综述了分子标记技术在小麦遗传育种研究中的应用现状,包括基因标记与定位、遗传图谱构建、外源染色体鉴定与标记、种质资源鉴定和辅助育种等。     

小麦条锈菌实时荧光定量PCR分析中内参基因的选择

选择合适的内参基因是利用实时荧光定量PCR准确分析基因相对表达量的先决条件.基于现有对内参基因的研究,本研究挑选出10个基因作为小麦条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)的候选内参基因.经过PCR扩增效率筛选,8个基因符合要求可用于稳定度的筛选,这些基因包括泛素连接酶(UBC、泛素连接酶E2(UBCE2)、核糖体蛋白SS(RPS5)、α微管蛋白(TUBA)、β肌动蛋白(ACTB)、β微管蛋白(TUBB)、延伸因子1(EF1)和延伸因子3(EF3).本研究以两种小麦条锈菌(CYR32和Pst78)的夏孢子、萌发芽管分别接种两个小麦(Triticum aestivam)品种(CYR32/XZ9104和Pst78/AvS)后0.5、3和14 d的样品为材料,利用实时荧光定量PCR技术,检测了这8个持家基因在不同发育阶段的小麦条锈菌中的表达情况.经geNorm软件分析发现,3个持家基因在样品中的表达趋势与小麦条锈菌的侵染过程相符合.ACTB、TUBB和TUBA的组合可作为检测小麦条锈菌基因表达的内参基因.     

新疆灰霉病菌多态性及其致病力分化分析

灰霉病菌(Botrytis cinerea)是引起植物病害的重要病原。本研究将来自新疆3个主要生态区域的12个灰霉病菌菌株, 经人工接种于7个寄主的离体叶片上测定病原菌的致病性, 并采用RAPD技术分析了12个菌株的遗传多态性。研究结果表明, 12个灰霉菌株的致病力存在明显差异, 可分为强、中、弱3种致病型, 其中来自和田的黄瓜灰霉菌和伊犁特克斯的番茄灰霉菌致病力最强; 阿克苏番茄灰霉菌的致病力最弱。根据在不同寄主上的致病反应, 12个菌株被划分为4个菌群。RAPD分析结果表明, 在0.65阈值下, 12个灰霉菌株可分为4个菌群, 说明供试灰霉菌株间有高度的遗传分化。灰霉病菌致病力强弱与菌株寄主、地理位置均无直接相关性, 但灰霉菌株的遗传距离与菌株来源存在明显相关性。     

小麦抗叶锈基因Lr9、Lr24的分子标记辅助选择研究

小麦抗叶锈基因Ｌｒ９、Ｌｒ２４对目前我国叶锈菌优势致病类型均表现高度抵抗。本研究选用抗叶锈育种圃高代品系,利用ＰＣＲ方法对Ｌｒ９和Ｌｒ２４基因进行分子标记诊断,探索分子标记在小麦抗叶锈育种中进行标记辅助选择的可行性。结果表明,在４８份供试材料中,可扩增出与Ｌｒ９基因连锁的１ｋｂＤＮＡ片段的１７份材料均表现抗病,表明它们携带有抗叶锈基因Ｌｒ９;可扩增出与Ｌｒ２４基因连锁的０．３５ｋｂＤＮＡ片段的１２     

DNA分子标记技术在小麦遗传育种中的应用综述

在简述DNA分子标记的种类和特点的基础上,综述了分子标记技术在小麦遗传育种研究中主要应用于遗传图谱构建、基因标记和定位、品种鉴定和指纹图谱绘制、物种亲缘关系和遗传多样性研究及分子标记辅助育种等方面的现状,并对分子标记技术的发展和应用前景进行了展望。     

小麦应答条锈病菌冬孢子产生的蛋白质组学分析

由小麦条锈菌(Puccinia striiformisf.sp.tritici,Pst)引起的小麦条锈病是我国小麦(Triticum aestivum)最严重的流行病害之一.中国小麦条锈菌表现出高度的遗传多样性和毒性变异,现已研究表明小麦条锈菌经有性生殖可发生致病性变异并产生新的小种.冬孢子作为小麦条锈菌有性阶段的开始,是小麦条锈菌生活史中完成有性生殖过程必不可少的阶段.为分析小麦条锈菌产冬孢子时期寄主植物的叶片总蛋白表达变化,探究寄主植物如何响应冬孢子产生,本研究利用三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)/酚抽提法提取产冬孢子时期和同时期未接种的小麦叶片总蛋白,经双向电泳技术分离后,利用PDQuest软件进行分析并选取显著上调表达的蛋白进行Orbitrap质谱鉴定.结果表明,在产冬孢子时期的寄主叶片总蛋白图谱中发现22个蛋白点(上调表达大于1.5倍且符合t检验),经功能注释发现这些差异蛋白参与糖代谢、抗逆境以及植物衰老相关代谢途径.之后利用qRT-PCR技术对蛋白水平的结果进行验证,结果发现这22个蛋白点中有16个差异蛋白的基因在转录水平上调表达(相对表达倍数大于1.5倍),证实了蛋白结果的可靠性.本研究通过双向电泳技术发现小麦条锈菌冬孢子的产生影响了寄主叶片参与糖代谢、抗逆境及植物衰老相关代谢过程蛋白的表达,并推测小麦条锈菌冬孢子的产生可能与寄主植物的衰老有关.本研究为进一步深入了解小麦条锈菌冬孢子阶段寄主植物与病原菌的互作机制提供了一定的理论基础,对于揭示冬孢子的形成机制和全面了解小麦条锈菌的有性阶段有重要意义.     

基于图像处理的小麦条锈病菌夏孢子模拟捕捉的自动计数

利用孢子捕捉器进行气传植物病原真菌孢子捕捉,实现田间病原真菌孢子数量的监测,对于气传植物真菌病害的预测预报和防治决策具有重要意义。目前对捕捉到的孢子多采用传统显微镜孢子计数方法,由于孢子个体小、数量大,利用这种计数方法费时费力,易造成较大计数误差。为了获得一种孢子捕捉器捕捉孢子的自动计数方法,提高计数的准确性和工作效率,本研究利用透明胶带、凡士林玻片和Eppendorf离心管3种方法模拟捕捉小麦条锈病菌夏孢子,利用显微镜照相技术获得孢子图像,在MATLAB软件环境下,对图像进行基于最近邻插值法的缩放处理、基于K-means聚类算法的分割处理、形态学操作修饰和分水岭分割等一系列的处理,实现夏孢子的自动计数和标记。结果表明,3种模拟方法获得的孢子图像经过处理后,均可获得较好的孢子计数结果。透明胶带、凡士林玻片、Eppendorf离心管模拟捕捉条锈病菌夏孢子的平均计数准确率最低分别为98.5%、98.7%、99.9%,Eppendorf离心管模拟捕捉条锈病菌夏孢子和小麦白粉病菌分生孢子的平均计数准确率为99.8%。本研究为实现田间利用孢子捕捉器捕捉孢子的自动计数提供了一种简便、快捷、准确、高效的方法。     

小麦条锈菌夏孢子在不同温度下离体处理后的致病力研究

以小麦条锈菌高感品种铭贤169为试验材料,设置了-50、-45、-40、-35、-30、-25、-20 ℃ 7个不同温度梯度,研究了小麦条锈菌夏孢子离体处理后的致病力。结果表明,在-35～-20 ℃低温下,条锈菌夏孢子可存活10 d,接种寄主小麦后病叶率2.36%～74.39%,平均严重度0.13%～4.21%;-40 ℃下可存活8 d,病叶率1.23%～2.78%,平均严重度0.01%～0.29%;-50 ℃下可存活6 d,病叶率1.04%～1.39%,平均严重度0.01%～0.17%。随着处理温度的降低,夏孢子致病力逐渐下降。在相同温度下,随着夏孢子离体处理时间的延长,致病力亦呈逐渐下降趋势。     

抗条锈病的小麦-非洲黑麦异代换系的分子细胞学鉴定

黑麦属(Secale)物种是改良小麦条锈病抗性的优良供体,为发掘和利用黑麦属野生种非洲黑麦(S.africanum)所携带的优异抗小麦条锈病基因,本研究在硬粒小麦(Triticum durum)-非洲黑麦双二倍体(基因组为AABBRaRa)和小麦(T.aestivum)杂交的高代材料中发现了一个免疫条锈病的株系HH41.HH41的体细胞染色体数目为2n=42.用小麦D基因组特异重复序列pAsl和秦岭黑麦(S.cereale)基因组总DNA作为探针的顺序原位杂交分析表明,HH41中一对小麦6D染色体被一对非洲黑麦6Ra染色体所代换.利用开发的基于表达序列标签的6R/6Ra特异分子标记也证实了HH41缺少6D特征带,具有6Ra特征带,是6Ra(6D)代换系.条锈菌生理小种(Puccinia striiformis Eriks.f sp.tritici)接种鉴定结果表明其抗条锈病性源自6Ra染色体.本研究还综合利用分子细胞学证据将来自非洲黑麦的6Ra染色体与栽培黑麦的6R染色体的多态性进行了比较,证实了6R(6D)代换系HH41是一种具有古老野生黑麦优异抗性的特殊珍贵材料,是创造异易位系、实现外源基因转移和改良小麦的重要资源.     

Resistenzeigenschaften im Gersten- und Weizensortiment Gatersleben 5. Prüfung von Sommerweizen auf ihr Verhalten gegenErysiphe graminis DC. f. sp.tritici Marchal

Zusammenfassung Es wurde das Verhalten von 2700 Sommerweizen des Sortiments Gatersleben gegen acht Rassen vonErysiphe graminis tritici in Halle untersucht. Gegen alle Rassen resistent waren 102 Proben: 59 vonTriticum monococcum, 4 vonT. timopheevi, 3 vonT. dicoccoides, 14 vonT. dicoccon, 20 vonT. durum, einT. aestivum und ein GattungsbastardHaynaldia villosa ×Triticum dicoccon. Resistenz gegen einen Teil der verwendeten Rassen zeigten zwei Herkünfte vonT. durum, 14 vonT. carthlicum, 24 vonT. aestivum, einT. spelta und ein ArtbastardT. fungicidum ×T. sphaerococcum. Etwa 3% der Sommerweizen erwiesen sich als mäßig anfällig im Gewächshaus, jedoch als resistent im Feld. Weitere 3% der Weizen waren Gemische anfälliger und resistenter Pflanzen; 88% des Sortiments waren mehltauanfällig.

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Summary Reaction of 2700 spring wheats of the Gatersleben collection to eight races ofErysiphe graminis tritici was tested in Halle. 102 samples were resistant to all races used (tables 3 and 4): 59 ofTriticum monococcum, 4 ofT. ti opheevi, 3 ofT. dicoccoides, 14 ofT. dicoccon, 20 ofT. durum, oneT. aestivum and an intergeneric hybridHaynaldia villosa ×Triticum dicoccon. Resistance to some of the mildew races was exhibited by 2 samples ofT. durum, 14 ofT. carthlicum, 24 ofT. aestivum, 1 ofT. spelta and by a species hybridT. fungicidum ×T. sphaerococcum (table 5). About 3% of the spring wheats proved moderately susceptible in the greenhouse, but resistant in the field. Other 3% of the samples were mixtures of susceptible and resistant plants. 88% of the collection studied were mildew susceptible.

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am ¶rt;au 2700 Erysiphe graminis tritici. 102 . : 59Triticum monococcum, 4T. timopheevi, 3T. dicoccoides, 14T. dicoccon, 20T. durum, 1T. aestivum Haynaldia villosa ×Triticum dicoccon. 2 T. durum, 14T. carthlicum, 24T. aestivum, 1T. spelta T. fungicidum ×T. sphaerococcum. 3% , . 3% . 88% .