水稻细菌性条斑病菌和白叶枯病菌的多重PCR检测体系开发

本研究设计水稻细菌性条斑病菌和水稻白叶枯病菌的专化性引物,建立了可同时检测这两种细菌的多重PCR检测体系。通过体系优化、特异性和灵敏度检查,结果表明：两对专化性引物X-b和X-t具有较高的特异性和灵敏度,对水稻细菌性条斑病菌液和水稻白叶枯病菌液的检测灵敏度分别为104 cfu/mL和105 cfu/mL;利用本研究建立的多重PCR体系,成功地从50种市售水稻种子中检测出1个水稻品种带有水稻细菌性条斑病菌,1个水稻品种水稻白叶枯病菌。本研究建立了多重PCR检测体系,为检疫部门控制这两种检疫性种传病害的入侵提供了有效检测技术和手段。     

水稻白叶枯病菌fkbM基因对其运动性的影响

[目的]研究水稻白叶枯病菌fkb M基因对其运动性的影响。[方法]采用同源置换方法对水稻白叶枯病菌野生型菌株PXO99A的fkbM基因进行基因敲除,构建突变菌株ΔfkbM_(Xoo),同时构建互补菌株ΔfkbM_(Xoo)(C)。通过运动性试验,确定fkbM基因对运动性的影响。[结果]与野生型菌株PXO99~A相比,ΔfkbM_(Xoo)突变体运动性明显减弱,而互补菌株ΔfkbM_(Xoo)(C)能基本恢复水稻白叶枯病菌的运动性。[结论]水稻白叶枯病菌fkbM基因突变能减弱水稻白叶枯病菌的运动能力。     

水稻条斑病菌和白叶枯病菌致病相关基因的敲除

wxocA、wxocB、wxocD、wxocE和wzt是水稻条斑病菌（Xanthomonas oryzae pv．oryzicola,Xooc）的脂多糖（lipopolysaccharide,LPS）合成基因,avrXa3是水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv．oryzae,Xoo）的一个无毒基因。利用pBCSK（-）和pKNG101两个质粒的复制起点不被水稻黄单胞菌识别的特点,把wxocA、wxoeD、wxocE和wzt的中心区域克隆在pBCSK（-）上,获得突变转化单元pBCSK：：ΔwxocA、pBCSK：：hwxocD、pBCSK：：AwxocE和pBCSK：：Δwzt。把wxocB和avrXa3基因的旁侧序列和一个氯霉素抗性基因cm构建在pKNG101上,获得突变转化单元pKNG101：：ΔwxocB和pKNG101：：Δavr。以电转化方式把这些LPS合成基因突变转化单元DNA转入Xooc菌株RS105,把无毒基因突变转化单元转入Xoo菌株PXO99,通过同源重组分别获得了RS105中5个如相应基因突变体MwxocA、MwxocB、MwxocD、MwxocE、Mwzt和一个无毒基因的突变体PX099Δavr。SDS-PAGE分析发现,lps突变体的O抗原或核心寡糖的合成被破坏。致病性分析结果显示,基因wxocB、woxocE和wzt与致病性有关,前两基因的突变导致细菌完全失去毒性,而后一基因的突变导致细菌部分丧失毒性。与PX099相比无毒基因突变体PX099Δavr改变了原有的毒性表型,在IRBB50（Xa4／xa5）和Asominori（Xa17）上由较感转变为较抗表型。因此,本试验证明,以pBCSK（-）和pKNG101为载体敲除水稻条斑病菌和白叶枯病菌致病相关基因是可行的。     

4种微量元素对水稻白叶枯病菌生长的影响

设计０、０．００１、０．０１、０．１、１、５、１０ｍｍｏｌ／Ｌ７种浓度,研究了Ｃｕ、Ｆｅ、Ｚｎ、Ｂ４种微量元素对水稻白叶枯病（Ｘａｎｔｈｏｍｏｎａｓｏ－ｒｙｚａｅｐｖ．ｏｒｙｘａｅ,简称（Ｘｏｏ）生长的影响,结果表明：不同微量元素在不同浓度对Ｘｏｏ生长具有不同的影响效果。Ｃｕ抑制效果最强,在０．１ｍｍｏｌ／Ｌ时即有较强的抑制作用。５ｍｍｏｌ／Ｌ时完全抑制Ｘｏ的生长;其次为Ｆｅ、在０．１和１ｍｍｏｌ／Ｌ时,只对Ｘｏ的生长后期有抑制作用,对生长初期有些刺激作用,但到５ｍｍｏｌ／Ｌ时则有很好的抑制效果;再次为Ｚｎ,在１和５ｍｍｏｌ／Ｌ时,只对Ｘｏ的生长初期略有抑制作用,对生长后期有些刺激作用,高达１０ｍｍｏｌ／Ｌ时才表现明显的抑制作用;Ｂ在低浓度时对Ｘｏ的生长无影响,而在５和１０ｍｍｏｌ／Ｌ时则表现为刺激作用。     

水稻白叶枯病菌和细菌性条斑病菌在不同培养基上的回收率测定

选用523培养基(523)、营养培养基(NA)和改良胁元培养基(WF—P)对水稻白叶枯病菌(B—3)和条斑病菌(A—1)的回收率测定结果表明,病原菌的回收率范围为12.3%～76.6%,其中A～1的平均回收率较高,达61.5%.B—3的平均回收率很低,仅为26.3%.同一菌株在不同培养基上的回收率亦存在明显差异,A—1在NA上的回收效果最佳,回收率达75.9%.在523和WF—P上较差;WF—P对B—3的回收率亦达46.1%,几乎是523和NA培养基的3倍.WF—P和NA可分别作为检测水稻白叶枯病菌和条斑病菌的基础培养基.     

水稻白叶枯病菌致病基因的研究进展

笔者综述了分子植物病理学科组对水稻白叶枯病菌致病基因的研究结果和进展，介绍了病菌致病基因研究中分子遗传学分析方法，报道了病菌毒性基因、无毒基因和受寄主诱导基因的特征和功能，阐述了致病基因对致病性、致病生化因子可能的调控关系，讨论了该领域的研究现状和前景。     

水稻白叶枯病菌tatB基因的克隆及功能分析

根据水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)PXO99的tatB基因序列设计引物,采用PCR方法从PXO99中克隆了tatB基因,命名为tatBXoo。通过同源重组的方法,构建了tatBXoo的插入突变株TBM,在含有X-gluc的抗性平板上筛选,并经Southern blot杂交验证确认。表型测定结果表明:与野生型相比,tatB突变株在水稻(寄主)上的致病性减弱,但在烟草(非寄主)上仍具有引起过敏反应的能力;tatB突变导致Xoo致病相关的重要表型如胞外多糖减少,游动性及趋化性减弱。但是,tatB突变不影响Xoo在基本培养基(MMX)中正常生长、胞外纤维素酶产生和生物膜形成。     

应用GDPs转录物标记法进行水稻白叶枯病菌早期侵染表达谱分析

 【目的】揭示水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo）在侵染水稻叶组织早期的基因表达谱差异。【方法】采用GDPs-Finder计算法,设计了能够覆盖KACC10331基因组全部ORFs的定向引物（GDPs）,对Xoo与水稻互作1、3和7 d的总RNA进行反转录,对病菌cDNA探针进行Cy3/Cy5选择性标记,与含有371个Xoo致病相关基因的芯片进行杂交。【结果】在水稻侵染的不同时期,Xoo致病相关基因表达谱存在差异。与在NBY中生长相比,Xoo在侵染1、3和7 d时分别有42个（18个上调和23个下调）、51个（29个上调和22个下调）和33个（16个上调和17个下调）基因发生了差异表达;其中5个基因是共有上调表达的,5个是共有下调表达的。推测这些基因的差异表达可能与病菌适应寄主体内环境、生长与定殖以及为害与显症过程有关。【结论】应用GDPs转录物标记技术可以成功地进行Xoo侵染过程的表达谱分析,鉴定出的差异表达的基因可以作为功能研究的靶标基因。     

牛奶对水稻白叶枯病菌噬菌体的光保护作用

１％和２％的牛奶液对水稻白叶枯病菌噬体有良好的光保护作用，在紫外辐射实验中，噬菌斑数量减少不多，在阳光照射实验中，噬菌斑数量没有减少。     

水稻白叶枯病菌的胞外酶与毒力关系的初步研究

研究了水稻白叶枯病菌60个菌株所产生的胞外蛋白酶、纤维素酶(Cx)和果胶酶的活力及其产生胞外粘多糖的能力。从总体看,蛋白酶活力与菌株毒力成正相关,而纤维素酶活力与菌株毒力相关不显著。但来自华南地区的一些菌株的毒力与纤维素酶活力显著相关,而与蛋白酶没有显著的相关性。蛋白酶和纤维素酶的产生都受培养基中氮源成分的影响。尚未发现果胶酶活力及粘多糖产生能力与毒力有任何关系。     

云南稻种对水稻白叶枯病抗性的评价

 2000～2001年鉴定了近300份水稻品种（包括云南省主栽品种、近等基因系材料、基因聚合品种等育种材料）对白叶枯病的抗性。其中对测试的白叶枯病菌系表现抗病的有51个,占供试品种的17%,云南省主栽品种如合系等粳稻品种及籼型杂交稻高度感病,说明云南省主栽品种多数对白叶枯病系表现感病,近等基因系材料抗感表现不一,基因聚合品种高抗白叶枯病。     

水稻白叶枯病抗性遗传基础研究进展

概述了水稻抗白叶枯病的机制及抗性基因的研究进展、基因工程育种等.     

水稻白叶枯病菌对体细胞突变体HX-3愈伤组织的侵染

以抗白叶枯病细胞突变体HX-3及其感病供体明恢63的愈伤组织为试材,观察白叶枯病菌对水稻愈伤组织的侵染。结果表明：接种水稻白叶枯病菌后,明恢63愈伤组织的生长明显受到抑制,接种后13d,愈伤组织的生长量仅为对照(未接菌)的66．2％;而HX-3愈伤组织生长量减小不明显,为对照的91．3％。通过光学显微镜和透射电子显微镜观察,明恢63接菌后5d,愈伤组织细胞逐步解体,且细胞内有大量细菌侵入,接菌后13d,愈伤组织细胞大量解体破碎;而HX-3接菌后5d,愈伤组织的细胞排列致密,未见异常,接菌后13d,愈伤组织中有些细胞解体,但解体程度小且侵入到细胞内的细菌数量少。说明HX-3和明恢63在细胞水平上的抗性存在较大差别,同时也证实了水稻对白叶枯病的抗性在植株水平和细胞水平上具有相关性,这就为运用细胞突变体离体筛选技术获得抗病突变体提供了理论依据。     

病程相关蛋白质在水稻与白叶枯病菌互作过程中的表达

【目的】了解病程相关(pathogenesis-related,PR)蛋白质在植物防卫体系中的表达模式进而探讨水稻抗病的分子机理。【方法】选取10个前期工作中鉴定的差异转录PR基因,利用免疫印迹(Western blotting,WB)技术检测它们在水稻正常生长和与白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae Xoo)互作过程中的表达丰度变化。【结果】发现随着水稻的生长,Os12g43380、Os12g36830、Os12g36860、Os12g36840、Os02g41670、Os05g35290和Os12g33610的表达逐步增加,一般在开花期达到最高,成熟期有所降低。在白叶枯病抗性基因Xa21介导的水稻-Xoo非亲和互作过程中,检测到Os01g51570、Os01g71680和Os12g36850的表达量上调,Os12g36830、Os12g36840、Os02g41670和Os05g35290的表达量下调,并且发现,在亲和互作和非亲和互作反应中PR蛋白质的变化模式相似。对PR基因上游启动子区进行分析,发现存在与抗病相关的顺式作用元件,其中,ARE、HSE、MBS、TC-rich repeats等元件在抗病相关的PR基因上游出现频率较高。【结论】鉴定了在水稻-Xoo互作过程中发生丰度变化的7个PR蛋白质。     

白叶枯病菌和细菌性条斑病菌多样性的TALE效应 蛋白调控水稻抗（感）病性机理与利用策略

培育和种植抗病品种是防治水稻白叶枯病和条斑病的有效措施。最近几年有关TALE效应蛋白调控水稻抗（感）病性研究取得了突破性进展,这将改变水稻抗性品种培育策略。为此,本文对稻黄单胞菌-水稻互作系统中已知TALE效应蛋白与水稻中的已知或未知抗（感）病基因（R或S）的对应关系进行了归纳,并就tale基因进化及对应水稻R或S基因发掘进行了分析。另外,文中还对以TALE为基础发展而来的TALEN技术遗传修饰水稻感病基因的前景进行了展望。利用TALEN技术可将高产优质但感病的水稻品种（材料）转变为高产优质兼广谱抗病的水稻品种（材料）。     

无毒基因avrXa3介导的水稻白叶枯病菌在不同水稻品种上的致病适应性分析

水稻白叶枯病菌[Xanthomonas oryzaepv.oryzae(Ishiyama)Dye]是水稻上重要的细菌病害之一,探明无毒基因avrXa3和含不同抗病基因水稻品种间的互作对于制定有效的病害防治措施有着重要的意义。根据无毒基因avrXa3的序列,构建了水稻白叶枯PXO99A菌株缺失5个串联的无毒基因的突变体PXO99△avr。将avrXa3导入PXO99A和PXO99△avr后,得到衍生菌株PXO99A/avrXa3,PXO99△avr/avrXa3,与36个含不同抗病基因的水稻品种进行互作分析。结果显示,导入avrXa3后的菌株在不同的水稻品种上表现出明显的寄生适应性变化。进一步分析证明无毒基因avrXa3在Wase Aikoku 3、IRBB2、IRBB3、IRBB203、IRBB204、IRBB205、IRBB211、IRBB53、IR24、TN-1等11个水稻品种上病斑缩短,表现明显的无毒活性;在IRBB21、IRBB10、IRBB14、IR26、Cas209、Java14这6个品种上病斑明显变长,体现无毒基因的毒性功能。表明无毒基因avrXa3对PXO99A中其他无毒基因的表达有明显的干扰作用,单个效应分子的变化也会使细菌在不同水稻品种上的寄生适应性发生复杂的改变。     

Identification and Genetic Analysis of a Novel Rice Spotted-Leaf Mutant with Broad-Spectrum Resistance to Xanthomonas oryzae pv. oryzae

A spotted-leaf mutant of rice HM143 was isolated from an EMS-induced IR64 mutant bank. Brown lesions randomly distributed on leaf blades were observed about 3 wk after sowing. The symptom lasted for the whole plant growth duration. Histochemical analysis indicated that cell death occurred in and around the site of necrotic lesions accompanied with accumulation of hydrogen hyperoxide. Agronomic traits were largely similar to the wild type IR64 except seed setting rate and 1 000-grain weight which were significantly decreased in the mutant. Disease resistance of the mutant to multiple races of Xanthomonas oryzae pv. oryzae was significantly enhanced. Genetic analysis showed that the mutation was controlled by a single recessive gene, tentatively termed splHM143. In addition, using molecular markers and 1023 mutant type individuals from an F2 segregating population derived from the cross HM143/R9308, the spotted-leaf gene was finally delimited to an interval of 149 kb between markers XX25 and ID40 on the long arm of chromosome 4. splHM143 is likely a novel rice spotted-leaf gene since no other similar genes have been identified near the chromosomal region.