小麦秆锈菌夏孢子DNA提取方法的比较研究

试验分析比较了3种破壁法和4种提取液法对小麦秆锈菌夏孢子DNA的提取效果。结果表明,玻璃珠液氮振荡法获得的DNA纯度及浓度最高,RAPD扩增条带清晰,为提取DNA的最佳破壁法;CTAB法获得的DNA纯度及浓度最高,满足RAPD扩增条件,条带清晰,为最佳提取液法。适合于小麦秆锈菌RAPD分子标记研究的DNA提取方法的最佳体系为玻璃珠液氮振荡法+CTAB提取液法。     

小麦叶锈菌特异分子标记建立

利用21对EST-SSR引物、30对SSR引物及40对小麦叶锈菌EST引物,以小麦条锈菌为对照,对小麦叶锈菌基因组DNA进行PCR扩增筛选。三类引物在小麦叶锈菌和小麦条锈菌基因组中分别扩增出55、77、53个稳定条带,其中多态性条带分别为25、36、12个,平均多态性百分率分别为45.45%,46.75%,22.64%。每对引物等位基因数为1~9,3种引物平均等位基因数分别为2.6、2.6、1.3。2对小麦叶锈菌中单一等位基因的EST引物EST-6和EST-23可在小麦叶锈菌中分别扩增出625和384bp的特异片段。进一步用其他6种锈菌和小麦散黑穗病菌对这2个特异引物进行检测,均未扩增出其特异性片段,表明引物EST-6和EST-23在小麦叶锈菌中具有特异性。     

小麦秆锈菌不同生理小种致病谱与竞争能力的关系

利用已知的43个Sr单基因系对我国小麦秆锈菌群体中的8个生理小种的致病谱进行了测定,并结合1991～1997年我国小麦秆锈菌各生理小种在自然界的出现频率,分析了毒力基因数目多少与小种竞争能力的关系。结果表明：毒力基因数目存在一个最适范围,毒力基因的过度缺失或增加都会给小种的相对竞争能力造成损失。     

小麦/小麦秆锈菌亲和性互作的组织病理学及超微结构研究

利用化学显微技术和生物电镜技术，系统地研究了小麦秆锈菌在感病寄主上发育过程的组织学及超微结构特征。结果表明：小麦秆锈菌的发育过程可分为几个明显的阶段：孢子萌发和芽管形成，附着胞的形成和气孔下囊的分化，初生侵染菌丝和次生侵染菌丝的形成和生长，吸器母细胞和吸器的形成，夏孢子床和夏孢子堆的产生。小麦秆锈菌菌丝沿着细胞壁生长和蔓延．菌丝顶端细胞原生质稠密，代谢旺盛；吸器母细胞形成在细胞壁周围，吸器产生在细胞里面，呈指状，吸器外同和细胞膜区域有吸器外问质的存在。小麦秆锈菌发育早期，小麦细胞一直保持正常；而在发育后期，小麦细胞发生了质壁分离，叶绿体片层受到破坏。     

小麦条锈菌MFLP分子标记体系的建立与优化

【目的】建立并优化小麦条锈菌的MFLP技术体系。【方法】以小麦条锈菌混合菌种为材料,通过对DNA提取、限制性内切酶2次酶切、PCR双重扩增等试验因素的选择优化,建立适用于小麦条锈菌的MFLP分析体系。【结果】改良的CTAB/SDS法有较好的破壁效果,所提取的DNA品质良好,完全符合MFLP的操作要求。优化确定的最佳MseⅠ酶切反应时间为4h,预扩增最适退火温度为55℃,选择性扩增使用的模板为预扩增产物的100倍稀释物,其最适退火温度为58℃。【结论】建立的MFLP技术体系可提供清晰、稳定的MFLP指纹图谱,为小麦条锈菌等专性寄生菌的群体遗传学与流行学研究提供了新的技术手段和方法。     

小麦秆锈菌新小种Ug99及其抗病育种研究进展(英文)

为帮助我国小麦研究人员全面了解秆锈菌新小种-Ug99 及其对我国小麦生产的潜在威胁,呼吁加强 Ug99 及其变异小种传播与扩散的监控,加强抗病种质创新和持久性耐病新品种选育,提前预防 Ug99 的危害。对 Ug99 小种变异、致病力、分布扩散以及小麦及其亲缘种属抗病基因发掘、连锁分子标记筛选,抗性育种策略与进展,中国 Ug99 研究现状进行了总结,由此不难看出,Ug99 是容易发生小种变异、毒力极强、扩展速度较快的秆锈菌新小种,极有可能对世界小麦生产带来的全球性危害。应该加强小麦及其亲缘种属新抗病基因的发掘与利用和持久性耐病新品种的培育,控制和预防 Ug99 及其变异小种的危害。     

杨树锈菌表达序列微卫星分析及EST-SSR标记开发

通过对64 498条杨树锈菌EST进行拼接,得到1 998个拼接片段(contigs),发现了604个SSR位点。在拼接片段中SSR平均密度为每736.6 bp含有1个SSR。在SSR中,三核苷酸重复基元的SSR类型最多,占总数的44.70%。在二碱基重复中,最主要的优势重复单元是AC和AT,三碱基中AGT和AAG为优势重复单元,四碱基、五碱基重复类型中,(AAAN)n和(AAAAN)n为对应的优势重复单元,这些优势重复单元中富含碱基A和T,研究还发现杨树锈菌表达序列中微卫星丰度很高。杨树锈菌突变频率很高,由试验结果推测杨树锈菌基因中含有的微卫星序列是杨树锈菌基因变异的一个重要驱动力。杨树锈菌EST序列中高度变异的微卫星(长度大于20 bp)约占15.07%。针对检测到的微卫星位点,共设计了455对引物,并选取了30个SSR引物对对杨树锈菌基因组DNA进行PCR扩增,其中有27个引物对扩增成功,占90.0%。扩增产物电泳结果显示,有21个引物对扩增出的谱带在预期片段大小范围之内,有8个引物对在杨树锈菌DNA中检测到了多态性,多态性引物对占26.7%。     

蓝莓基因组SSR分子标记开发

基于蓝莓(Vaccinium spp.)基因组DNA开发简单重复序列(simple sequence repeats, SSR)分子标记25对,并采用17份蓝莓试材评价其多态性,结果表明,上述SSR位点的等位基因数量介于3～9个,平均等位基因数约为4.96个,信息指数平均值为1.055 2。此外,遗传多样性分析结果表明,17份蓝莓试材被分为4个组;其中,A组包含12份蓝莓试材,为最大分支;而C组和D组分别仅包含1份蓝莓试材,其遗传亲缘关系与其他试材相距较远。本研究开发的SSR引物能为蓝莓遗传多样性研究、新品种鉴定提供借鉴。     

A FIASCO-Based Approach for Detection and Diagnosis of Puccinia graminis f. sp. tritici in China

Stem or black rust of wheat, caused by the fungus Puccinia graminis Pers. f. sp. tritici Eriks.＆E. Henn. （Pgt）, has historically caused severe losses to wheat （Triticum aestivum L.） production worldwide. In the Fujian and Guangdong provinces of China, six moderate-to-severe epidemics of wheat stem rust have occurred, which caused destructive losses of wheat between 1949 and 1966, although these were brought under control by integrated management. A rapid and reliable detection of the pathogen will contribute to the accurate forecast and seasonal control of this disease. The objective of this study was to develop a diagnostic molecular marker generated from simple sequence repeats （SSR） for the early rapid identiifcation of P. graminis. The genomic DNA of P. graminis, Puccinia striiformis, Puccinia triticina and seven other species was ampliifed by a pair of SSR primers generated by the FIASCO （fast isolation by AFLP sequences containing repeats） enrichment protocol. The primer set Pgtw （f）/Pgtw （r） generated a polymorphic pattern displaying a 330-bp DNA fragment speciifc for P. graminis whereas no DNA fragment was obtained from other non-target wheat fungal pathogens. The detection limit of the primer was 1 ng DNA in a 25-mL PCR reaction. The SSR markers of P. graminis can also be used to detect the presence of latent hyphae in Pgt-infected wheat leaves as early as 30 h post-inoculation. A rapid approach to distinguish P. graminis from similar pathogenic fungi would be anticipated in further study.     

Development of SSR Markers for a Phytopathogenic Fungus,Blumeria graminis f.sp.tritici,Using a FIASCO Protocol

Simple sequence repeats （SSR） have been widely used as molecular markers due to their abundance and high polymorphism, However, up to now, the SSR markers had not been developed in the obligate biotrophic phytopathogenic fungus, Blumeria graminis f.sp. tritici. From （AC）10 and （AG）10 enriched genomic libraries for Bgt, 25 primer pairs were designed using the FIASCO （fast isolation by AFLP of sequences containing repeats） protocol. Five primer pairs exhibited polymorphism with allelic diversity from two to seven alleles and produced 29 alleles in a survey of 90 isolates collected from six provinces （cities） in China, while the others displayed monomorphic. Levels of observed heterozygosity ranged from 0.000-0.044 （mean 0.025） and expected heterozygosity ranged from 0.297-0.816 （mean 0.538）. These molecular markers provide a novel source to genetic diversity assays and to genetic and physical mapping ofBgt. SSR markers of Bgt need to be further explored.     

小麦白粉菌有性时期的寿命、成熟和作用

小麦成熟期病株上的闭囊壳都是不成熟的;干燥条件下不产生子囊孢子,淹没在18℃水中亦不产生孢子,但能存活2天。在室内干燥条件下,闭囊壳存活期限,多雨年份(1984)约在8月上旬,干旱年份(1985)约在9月上旬。子囊孢子产生的适温是16.5—18.5℃,但在31.7—36℃和降雨7.6mm 的条件下仍有16.7%的闭囊壳产生孢子。高温和高湿交替作用,易使闭囊壳失去生活力;50℃干热处理10天,25%的闭囊壳诱发出了子囊孢子。用带有闭囊壳的病叶大量接种小麦,只获得了0.05%的病叶率,因此在本地闭囊壳在侵染循环中的作用是不重要的。     

小麦条锈病菌菌种的纯化与保存方法

通过对田间收集的小麦条锈菌进行分离和鉴定,建立了单孢子堆分离方法,并比较了不同储藏温度下保存不同时间后条锈菌对小麦的致病率,以探索条锈菌的保存条件。结果表明,单孢子堆分离法获得的菌系可满足后续研究;冷冻保存后菌种的致病率均大于93%,明显高于冷藏保存后的致病率,年限越长,差异性越明显,表明冷藏保存只适宜菌种的短期保存,而冷冻保存适宜于长期保存。     

Virulence and Diversity of Blumeria graminis f. sp. tritici Populations in China

Wheat powdery mildew, caused by Blumeria graminis f. sp. tritici, is an important disease in China. To characterize the virulence and diversity of the pathogen, 1 082 isolates were obtained from 8 major wheat-growing regions during the spring growing season in 2011. The virulence test was performed by inoculation on detached leaves of 22 differential lines with known Pm genes. Frequencies of virulence on these genotypes ranged from 0 to 97.4%. None of the 1 082 isolates was compatible to Pm21 and less than 20.0%were virulent to the genotype carrying Pm13. In contrast, the virulence frequencies of each population was more than 50.0%to differentials carrying Pm1a, Pm3b, Pm3c, Pm3f, Pm5a, Pm6 and Pm8. In total, 1 028 pathotypes were detected, of which 984 were unique. Phenotypic diversity indices revealed a high level of diversity within populations. Genetic distance between different populations correlated signiifcantly with geographical distance （R2=0.494, P 0.001）. In addition, isolates from Xinjiang appear to form a separate group. Signiifcant positive or negative associations between alleles at pairs of virulence loci were detected in 57 allele pairs to Pm genes. Virulence and diversity of the 8 populations suggested that varieties with effective resistance gene combinations should be developed at a regional level.     

小麦叶锈菌离体培养研究

用 45 %特克多胶悬剂、15 %TBZ乳油、6 -BA作保鲜剂 ,分别以脱脂棉、滤纸、水琼脂培养基为载体进行小麦叶锈菌离体培养 ,表明在 3种保绿剂中 ,6 -BA的保绿效果最好 ,且小麦叶锈病病程和症状均与温室苗期试验相当 ,45 %特克多胶悬剂次之 ,15 %TBZ乳油效果较差。一定范围内保绿剂的浓度低 ,发病快、褪绿早 ;反之 ,发病慢、褪绿晚 ,但浓度太高不仅影响保绿效果 ,而且影响叶锈病的发生。 3种保绿剂的最适使用剂量分别为 :45 %特克多胶悬剂 5 0 μL·L-1、15 %TBZ乳油 2 5 μL·L-1、6 -BA 2 5～ 75mg·kg-1。叶龄影响离体叶片的保绿效果 ,以叶龄小的初展叶效果最佳。衬垫物灭菌与否对保绿及病害发生无显著影响。三种衬垫物中 ,以脱脂棉效果最好 ,滤纸次之 ,水琼脂效果最差。试验证明以 6 -BA 2 5～ 75mg·kg-1为保绿剂 ,以脱脂棉为衬垫物 ,取叶龄小的初展叶作离体叶片 ,在 18～ 2 0℃的生化培养箱中培养 ,利于叶片的保绿及小麦叶锈菌的生长。该方法比清水法提高保绿效果 1倍以上 ,是行之有效的专性寄生菌离体培养方法之一。     

基于RAPD对贵州省小麦白粉菌的遗传多样性评价

对2005～2006年采自贵州省的24个代表性小麦白粉菌单胞培养物进行RAPD分析.30个随机引物对代表菌株分别能扩增出3～7条带.并主要集中在300～2 500bp,选用条带比较明显的5个引物进行统计.多态性位点频率占71.8%,表明RAPD标记在贵州省小麦白粉菌中存在较高的多态性.对RAPD分析结果进行聚类分析表明.小麦白粉菌毒性多态性与DNA多态性不形成一一对应的关系,同一地域内的菌株在聚类图中近缘性更为紧密.     

不同栽培模式对小麦条锈菌群体结构的影响

 研究对不同栽培模式（净栽和混栽）下采集的113份感染小麦条锈病的新鲜叶片,从罹病叶片中直接提取罹病组织的DNA,利用我国及云南省的5个小麦条锈菌主要流行小种（条中32,条中29,条中31,条中23和水源类型）特异的分子标记对小麦条锈菌生理小种进行分子检测,明确不同栽培模式对小麦条锈菌群体结构的影响。结果表明,混栽条件下主要小种特异标记的检出率比净栽的低,净栽田块的优势小种特异标记为条中32和条中29,出现频率分别为81.5%和78.5%,而混栽田块的优势小种特异标记为条中29和水源类型,出现频率分别为41.7%和18.8%;混栽田块中41.7%的叶片中含有2个以上小种特异标记,58.3%的叶片中含有1个小种特异标记,而净栽田块中75.0%的叶片中含有2个以上小种特异标记,25.0%的叶片中含有1个小种特异标记。表明小麦品种混栽能有效地减少单个叶片中的小种数,并显著降低小麦条锈菌优势小种的出现频率,前者可能是减少病害严重度的重要原因,而后者则可能对病害的流行产生重要影响。     

小麦白粉病抗性基因在河北省的有效性研究

本研究利用91个河北省的小麦白粉菌菌株对13个已知抗白粉基因的品系接种,测定各基因的毒力频率。结果表明,Pm2,Pm4a和Pm4b的毒力频率低于18%,是高抗基因;Pm1,Pm3c,Pm5和Pm8的毒力频率高于78%,不宜单独应用;Pm3a,Pm3b,Pm6和MA介于以上两种类型之间,有一定的利用价值。基因间的互作是复杂的,并不只是简单的累加。Pm3a,Pm3b,Pm3c和Pm6对不同地区的白粉菌群体的毒力频率不同,在利用抗性基因及其布局时应考虑各地区小麦白粉菌毒性的特殊性。