稻瘟病菌侵染时水稻防御体系对外源茉莉酸的响应分析

[目的]探究特定时期稻瘟病菌与水稻互作对外源茉莉酸(JA)的响应,为揭示稻瘟病菌与水稻互作时水稻防御体系对外源JA响应的分子机制提供理论依据.[方法]以稻瘟病菌株95234I-1b和普通感病水稻品种丽江新团黑谷(LTH)为试验材料,通过外源JA以两种不同的方式(处理1,分别用100和400μmol/L JA处理水稻叶片,6 h后接种95234I-1b菌株;处理2,水稻叶片接种95234I-1b菌株72 h后,分别用100和400μmol/L JA处理水稻叶片)处理与稻瘟病菌互作过程中特定时期的水稻,调查水稻稻瘟病发病症状,并用即时聚合酶链锁反应(qRT-PCR)检测水稻防御相关基因的表达情况.[结果]外源JA的两种不同处理方式均能减轻受侵染水稻稻瘟病发病症状,并诱导水稻防御相关基因不同程度的上调表达.用100和400μmol/L JA喷雾水稻6 h后再接种稻瘟病菌株的诱抗效果分别为15.06%和25.63%;稻瘟病菌株孢子接种水稻72 h再喷雾100和400μmol/L JA的诱抗效果分别为36.60%和47.12%.与对照相比,JA抑制了水稻水杨酸(SA)途径相关基因的大幅上调表达.在一定JA浓度范围内,高浓度JA对SA途径相关基因表达抑制程度高于低浓度JA的抑制程度;高浓度JA诱导JA途径相关基因上调表达幅度高于低浓度JA的诱导程度;高浓度JA诱导PR1a上调表达幅度小于低浓度JA诱导的上调幅度,高浓度JA诱导PR10a上调表达幅度大于低浓度JA诱导的上调幅度.[结论]JA以两种不同的方式处理与稻瘟病菌互作过程中特定时期的水稻,均能诱导水稻病程相关基因和JA途径相关基因上调表达,抑制SA途径相关基因的大幅上调表达,表明水稻防御体系中的病程相关基因及JA途径的相关基因主要参与了水稻防御体系对外源JA的响应.     

外源水杨酸对稻瘟病菌效应蛋白BAS4过表达菌株耐受性的影响

[目的]研究不同水杨酸(SA)浓度对稻瘟病菌菌株形态发育及受侵染水稻防御相关基因表达的影响,探究SA对稻瘟病活体寄生相关效应蛋白BAS4在稻瘟病菌与水稻互作中的作用机制,为生产上有效防控稻瘟病提供理论依据.[方法]利用不同浓度SA(50、100、200、500、1000和2000 μmol/L)处理稻瘟病菌过表达菌株(35S:BAS4/Mo-1)和野生型菌株(A1343R-7),统计分析SA对过表达菌株和野生型菌株菌落生长速率、产孢量及孢子萌发和附着胞形成等形态发育的影响.调查200 μmol/L SA处理稻瘟病菌菌株侵染水稻的发病率,实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析受侵染水稻防御相关基因表达情况.[结果]不同SA浓度对过表达菌株菌落生长速率、产孢量、孢子萌发率和附着胞形成的影响低于SA对野生型菌株的影响,经200 μmol/L SA处理过表达菌株侵染水稻的发病率降低,但降低幅度小于200 μmol/L SA处理野生型菌株侵染水稻的发病率.200 μmol/L SA处理能提高过表达菌株侵染水稻病程相关基因PR1a早期上调表达及PR10a基因72 h时的高效表达;使SA途径PAL基因表达量下调,JA途径AOS2基因早期上调表达,LOX2基因各时间点下调表达;使PR5基因早期上调表达,后期急剧下调;HSP90基因早期上调表达,但低于野生型菌株侵染水稻的表达量.[结论]BAS4过表达菌株对外源SA刺激有较强的耐受性.     

外源茉莉酸对稻瘟病菌引起褐点型坏死斑的水稻防御响应的影响

[目的]解析外源茉莉酸(JA)对JA合成/响应、水杨酸(SA)合成/受体及防御相关基因表达的影响,为进一步揭示JA调控稻瘟病菌侵染引起褐点型坏死斑的水稻抗病作用机制提供基础数据.[方法]以接种稻瘟病菌菌株Y92-66b后形成褐点型坏死斑的地方中抗水稻月亮谷为研究材料,分别利用400μmol/L JA和200μmol/L JA抑制剂(IBU)外源处理接种稻瘟病菌后引起褐点型坏死斑(72 h)的水稻月亮谷,调查水稻稻瘟病症状,同时利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)检测JA合成/响应、SA合成/受体、防御和蔗糖/果糖合成酶基因的表达.[结果]外源JA有效减轻了水稻稻瘟病症状.同时,JA诱导水稻JA合成基因OsLOX1、OsOPR1、OsOPR7、OsJIMT、OsHPL3和OsAOS2在72 h时上调表达,至96和120 h时,只有OsAOS2、OsOPR7和OsLOX1上调表达,其余3个基因下调表达;外源JA未诱导OsLOX3表达;JA诱导水稻JA响应基因OsCOI1a、OsMYC2、OsJAZ1、OsJAZ9和OsbHLH35在72 h时上调表达,至120 h时,只有OsCOI1a和OsJAZ1上调表达,其余3个基因均下调表达;外源JA未诱导OsCOI1b和JiOsPR10表达.JA诱导SA受体基因OsNPR4在72 h时显著上调表达(P<0.05,下同),96 h时下调表达,至120 h时又上调表达但不显著(P>0.05).JA诱导SA合成相关基因OsPAD4在72 h时显著上调表达,OsEDS1在120 h时显著上调表达.外源JA诱导防御基因OsPR5在72 h时开始上调表达,至96 h时显著上调表达;外源JA未诱导OsPR4a表达.外源JA诱导参与细胞壁合成的蔗糖合成酶基因OsRSUS1和果糖合成酶基因OsFRK-2表达,IBU则加重了水稻稻瘟病症状,同时抑制大部分JA合成/响应、蔗糖/果糖合成酶和防御基因的表达.[结论]外源JA主要通过诱导稻瘟菌引起的褐点型坏死斑的水稻JA合成/响应基因、参与细胞壁合成的蔗糖/果糖合成酶及防御基因表达参与水稻防御响应.     

酸碱度对稻瘟病菌BAS4过表达菌株耐受性的影响

[目的]探明酸碱度(pH)对稻瘟病活体寄生相关分泌蛋白BAS4(Biotrophy-associated secreted protein 4)过表达菌株形态发育及受侵染水稻防御相关基因表达的影响,揭示pH对稻瘟病菌效应蛋白在稻瘟病菌与水稻互作中的作用机制,为农业生产上预测预报不良环境因子对水稻生产的影响提供参考.[方法]利用不同pH(5.00、6.00、7.00和8.00)处理稻瘟病菌过表达菌株35S:BAS4/Mo-1和野生型菌株A1343R-7,比较分析不同pH对过表达菌株菌落生长、产孢量、孢子萌发率、菌丝干重和附着胞形成等形态发育的影响.调查pH 5.00和pH 8.00预处理过表达菌株再侵染水稻的发病率,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)分析受侵染水稻防御相关基因的表达情况.[结果]不同pH对BAS4过表达菌株菌落生长、产孢量、萌发率、菌丝干重和附着胞形成的影响较pH对野生型菌株小,pH 5.00和pH 8.00处理的BAS4过表达菌株均提高了其侵染水稻的发病率.pH 5.00和pH 8.00抑制其处理的BAS4过表达菌株侵染水稻病程相关基因、SA-途径、JA-途径相关基因及PR5的表达,诱导HSP90在侵染水稻早期上调表达.[结论]pH可影响BAS4过表达菌株的形态发育,但其处理的过表达菌株侵染水稻的大部分防御相关基因表达下调,预示BAS4过表达菌株对pH具有较强的耐受性.     

三环唑诱导水稻抗性相关基因的表达分析

【目的】探讨三环唑处理下水稻抗性相关基因表达的动态变化及与抗瘟性的相关性。【方法】室内抑菌活性测定三环唑对稻瘟病菌丝生长和孢子萌发的抑制作用;温室不同时间点接种稻瘟病菌后施用三环唑,测定其防效;利用实时荧光定量PCR对水稻受三环唑处理后不同时间点诱导抗性相关基因进行表达分析。【结果】三环唑对水稻稻瘟菌菌丝生长和孢子萌发无显著抑制作用;接种稻瘟病菌24 h后施用三环唑,仍然能够获得87.2%的防治效果。RT-q PCR结果表明,三环唑能够诱导水稻防卫反应基因Os NH1-1、Os PR1a和Os PR10的表达,进一步选取水杨酸和茉莉酸途径的关键基因进行检测,发现茉莉酸途径的关键基因Os LOX和Os AOS2的表达受到三环唑显著诱导。【结论】三环唑防治稻瘟病并非仅仅抑制了黑色素的合成,三环唑对水稻具有诱导抗性作用,三环唑主要通过茉莉酸途径起诱导抗性作用。     

外源茉莉酸甲酯对水稻细菌性条斑病抗性的影响

【目的】研究外源茉莉酸甲酯（MeJA）对水稻细菌性条斑病（简称细条病）抗性的影响，为防治水稻细条病提供理论依据。【方法】以水稻细条病抗性近等基因系 K9、感性近等基因系 G9 为材料，在分蘖期对 K9 和 G9 植株喷施 0.1 mmol/L MeJA，以喷施清水为对照（CK）。分别在 MeJA 处理后 0、12、24、48、72 h接种水稻细条病菌，调查发病情况。进一步研究喷施 MeJA 48 h 后，在 K9 和 G9 植株上接种细条病菌后 0、6、12、24、48 h 激素途径相关基因的表达变化。【结果】K9 植株在喷施 MeJA 后 0、24、48、72 h 接种水稻细条病菌的叶片病斑长度显著短于对照；G9 植株在喷施 MeJA 后 0、12 h 接种水稻细条病菌的叶片病斑长度显著长于对照，而在喷施 MeJA 后 72 h 接种的叶片病斑长度显著短于对照。喷施 MeJA 后 48 h 接种细条病菌，K9 植株中的茉莉酸途径相关基因 LOX2 和 AOS2、病程相关基因 PR10 的相对表达量较对照上调，水杨酸途径相关基因 PAD4和 PAL、乙烯途径相关基因 EIN2 和 ERF70、病程相关基因 PR1a 的相对表达量较对照下调；G9 植株中的茉莉酸途径相关基因 LOX2 和 AOS2、水杨酸途径相关基因 PAD4 和 PAL、病程相关基因 PR1a 和 PR10 的相对表达量较对照上调，乙烯途径相关基因 EIN2 的相对表达量较对照下调。【结论】外源茉莉酸甲酯影响抗、感性近等基因系对细条病的抗性，随 MeJA 处理后接种时间点的不同，抗、感近等基因系对细条病菌的抗性反应不同。外源茉莉酸甲酯通过诱导茉莉酸、水杨酸和乙烯途径相关基因和病程相关基因的表达，参与对细条病侵染的防御反应。     

水稻茉莉酸响应基因的分析

茉莉酸是植物体内天然的调节剂,在植物生长发育过程及响应外界环境胁迫方面具有重要的作用。为了分析水稻中茉莉酸的响应基因,设计了Os PDF1.2,Os VSP2,Os JAZ8的定量PCR引物,利用100μmol/L茉莉酸和100μmol/L菲尼酮(内源茉莉酸合成抑制剂)处理的叶片为材料,分析了Os JAZ8,Os PDF1.2,Os VSP2等3个基因对茉莉酸的响应情况。结果表明,Os JAZ8,Os PDF1.2随着茉莉酸处理时间的延长,表达量逐渐升高,随着菲尼酮处理时间的延长,表达量逐渐降低,而Os VSP2则与之相反;Os JAZ8对于茉莉酸的响应较Os PDF1.2,Os VSP2这2个基因更加敏感。据此结果认为,Os JAZ8的表达量可以作为水稻叶片中茉莉酸相对含量的指标。     

通过定量蛋白组学研究OsGLO1对稻瘟病抗性的调控机制

[目的]水稻葡糖酸氧化酶1(OsGLO1)定位于水稻过氧化物酶体(peroxisome),参与过氧化氢的产生,但其是否参与水稻对稻瘟病抗性的调控还未见报道。本研究的目的是为了考察OsGLO1在水稻对稻瘟病抗性中的作用。[方法]以水稻‘日本晴’和稻瘟病病菌互作体系为研究对象,使用定量蛋白质组学技术,比较和分析了亲和型和非亲和型稻瘟病菌菌株侵染引起的水稻蛋白质表达变化。[结果]研究发现水稻OsGLO1蛋白的表达受到亲和型稻瘟病菌侵染的特异性抑制,但是在非亲和反应中的表达量变化则不明显。水稻原生质体过表达和沉默试验证明,OsGLO1的表达与水稻活性氧积累以及胼胝质沉积量呈正相关,且OsGLO1过表达诱发水杨酸(SA)和茉莉酸(JA)等多种防卫信号通路相关基因的表达。[结论]OsGLO1可以激活水稻的早期防卫反应,并通过启动多种激素信号通路维持水稻对稻瘟病一定水平的抗性。考虑到其也参与植物对非生物胁迫抗性的调控,提示OsGLO1可能是水稻抵抗生物胁迫以及非生物胁迫中的重要因子。     

内生真菌印度梨形孢对水稻苗期耐盐性的影响

[目的]研究印度梨形孢(Piriformospora indica)对盐(NaCl)胁迫后水稻幼苗生长发育的影响,明确印度梨形孢提高水稻幼苗耐盐性的机理.[方法]采用不同浓度(0、50、100、150和200 mmol/L)的盐(NaCl)溶液处理水稻幼苗,72 h后加入5×105个/mL的印度梨形孢孢子悬浮液10 mL侵染水稻根部(接种处理),以未侵染为对照(不接种,CK);20 d后测定水稻幼苗叶片的丙二醛(MDA)、脯氨酸(Pro)、叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性等生理指标,并利用实时荧光定量PCR(qPCR)检测耐盐相关基因的表达情况.[结果]盐胁迫处理后,与CK相比,接种处理水稻幼苗的MDA含量降低,叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量及抗氧化酶活性升高.其中,盐胁迫浓度为150和200 mmol/L时,CK的MDA含量是接种处理的1.5和2.8倍;盐胁迫浓度为150 mmol/L时,接种处理的Pro含量是CK的2.1倍;盐胁迫浓度为200 mmol/L时,接种处理的可溶性糖含量是CK的1.8倍;差异均达显著水平(P<0.05,下同).qPCR检测结果表明,经盐胁迫后接种处理水稻幼苗叶片中耐盐相关基因SNAC1、OsNAC6、OsBZIP23和OsDREB2A的表达量均高于CK,各基因表达量均在100 mmol/L处理下达最大值,其中SNAC1和OsNAC6基因表达量分别是CK的1.5和1.1倍,差异达显著水平.[结论]接种印度梨形孢可降低盐胁迫后水稻幼苗叶片的MDA含量,提高抗氧化酶活性及Pro、叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量,同时促使水稻叶片中耐盐胁迫相关基因的表达量上调,从而增强水稻幼苗对盐胁迫的耐受性.印度梨形孢作为生物菌肥在农业生产中有潜在的利用价值.     

维管束发育相关基因sm-Nvas对水稻稻瘟病抗性分析

[目的]探究烟草维管束发育相关基因sm-Nvas对水稻稻瘟病的抗性。[方法]构建pCAMBIA1305.1-sm-Nvas双元表达载体,利用农杆菌介导的愈伤转化法转化水稻YTB,对转基因阳性植株接种稻瘟病菌后进行抗性观察。[结果]成功构建了pCAMBIA1305.1-sm-Nvas双元超表达载体,获得了转sm-Nvas YTB植株。离体接种稻瘟病菌后转基因植株的病斑比受体品种YTB的小。[结论]转sm-Nvas基因水稻具有稻瘟病抗性。     

水稻专用配方肥的肥效研究

采用“大配方,小调整”策略,采用区域总量控制、分期调控技术,根据磷钾肥衡量监控技术原理,通过不同农户田间小区试验,比较了大配方、小调整和农户习惯处理对水稻产量、氮肥利用率和经济效益的影响.结果表明,与农民习惯施肥处理比较,大配方和小调整处理提高了水稻产量和氮肥偏生产力,平均产量分别增加了4.67％和11.85％,平均氮肥偏生产力分别增加33.45％和42.62％.大配方和小调整处理可以使水稻达到增产、节本、增效的目的,而小调整处理效果优于大配方处理.     

不同品种稻米中碳水化合物的消化特性

以体外模拟消化方法测定10个品种稻米中碳水化合物的消化特性和淀粉组分,同时测定稻米中直链淀粉的质量分数,以及稻米的胶稠度、糊化温度和质构特性。结果表明:淀粉消化指数以粳糯米最高,粳米样品又高于籼米样品,但各籼米样品间仍有很大差异。直链淀粉质量分数、胶稠度和糊化温度与抗性淀粉质量分数有显著的相关关系(r=0.846,P<0.05;r=-0.765,P<0.01;r=-0.735,P<0.05),但直链淀粉质量分数并不能作为预测淀粉消化特性的有效指标。凝聚性与淀粉消化指数显著正相关(r=0.634,P<0.05),可以利用米饭的质构特性推测其消化特性。     

分选加工对稻米食味品质的影响

以江苏省产梗稻为例,研究稻米外观分选对其食味品质的影响.根据外观品质将单-品种米样分为整米无垩白、整米垩白少、整米垩白多、碎米无垩白、碎米垩白少、碎米垩白多6个等级,分别测定6种米样的直链淀粉含量和胶稠度.结果显示直链淀粉含量和胶稠度与米粒垩白多少和米粒的整碎相关性显著;整米的直链淀粉含量比碎米的低,胶稠度比碎米的长;垩白越少其直链淀粉含量越低,胶稠度越长.所以剔除碎米和垩白米能够改善稻米的食味品质,稻米分选不仅可以提高稻米的商品价值,还可以改进稻米的食味品质.     

施稻糠有机肥对水稻生长的影响

稻糠有机肥是在引进日本稻糠耕作技术的基础上，经过创新而研究出的新的稻糖杂合肥配方。以其在水稻上进行了试验，结果表明，它具有除草、施肥、增强抗性、改善稻米品质等作用。水稻施用稻糠有机肥是生产有机稻米的新途径。     

稻叶瘟对水稻光谱特性的影响研究

本文通过对4个感染不同等级稻叶瘟的水稻冠层反射光谱进行测试，并对光谱反射曲线进行微分分析，研究了绿光区、红光区和近红外区反射光谱的变异特征。结果表明：绿光区、红光区和近外区的水稻冠层光谱反射率随病情程度的加重分别呈现下降、上升和下降的趋势；绿光吸收边缘的特征波长值发生红移，红光吸收边缘和近红外吸收边缘的特征波长值发生蓝移。受害轻时近红外区反射率变化幅度大，受害重时绿光区和红光区反射率变化幅度大。本研究为应用遥感技术早期探测稻叶瘟的发生提供了实验依据。     

广东水稻地方品种稻米品质分析

利用Microsoft Excel、DPS、SPSS软件,对部分气候因子跟稻米品质性状进行相关性分析;对广东地方稻种资源的9个品质性状进行了多元相关系数、聚类分析,并初步将品种分为7个类别.其分析结果可为挖掘和利用优异资源、优质稻育种研究、生产等领域提供参考依据.     

稻曲在稻穗上的分布特点研究

为研究稻曲在稻穗及稻穗小枝梗上的分布特点,对2010年早稻稻曲病发病稻田收集的180份病穗进行统计分析。结果显示,在180份样本中共有稻曲630粒,其中258粒分布在稻穗下部,占40.95%,中部306粒,占48.57%,上部66粒,占10.48%,稻曲主要分布在稻穗中、下部;稻曲在稻穗上的分布特点是随着病害加重,分布于稻穗下部的稻曲所占比例逐渐减少,中部稻曲所占比例逐渐增多,而上部稻曲所占比例在各个病级稻穗上变化不大,稻曲在小枝梗上的分布无明显规律性。     

中高档优质稻稻瘟病防治对策研究初报

为有效地解决中、高档优质稻生产与稻瘟病发生危害的矛盾。从调查中、高档优质稻稻瘟病大面积发生实况和同一品种不同生态、同一生态不同品种发病情况以及筛选防治对口药剂入手，进行了稻瘟病防治对策研究，结论是中、高档优质稻在稻瘟病老病区不宜盲目推广种植，在非稻瘟病区可大面积推广种植，但要全面推广“防”、“避”、“控”综合防治技术，严格控制好看稻瘟病的危害。     

长期稻-稻-紫云英轮作对水稻生长发育及产量的影响

为了探讨湘南红壤稻田多熟制的增产潜力,对红壤稻田的轮作制度布置了长期定位试验。研究结果表明:(1)长期稻-稻-紫云英轮作能够促使分蘖速度加快,增加水稻有效穗和粒数,早稻有效穗比稻-稻-冬闲(对照)增加83.1万/hm2,每穗粒数比稻-稻-冬闲增加29,晚稻有效穗比稻-稻-冬闲增加48.0万/hm2,每穗粒数比稻-稻-冬闲增加18。(2)长期稻-稻-紫云英轮作使水稻生育期延迟2～7d成熟,结实率比稻-稻-冬闲降低3.1%～5.1%;(3)长期稻-稻-紫云英轮作能够提高水稻产量尤其是生物产量,水稻稻谷总产比稻-稻-冬闲轮作增产54081.1kg/hm2,增幅26.4%;水稻稻谷平均产量比稻-稻-冬闲轮作增产1088.0kg/hm2。水稻稻草总产比稻-稻-冬闲轮作增产44109.1kg/hm2,增幅27.1%;水稻籽粒平均产量比稻-稻-冬闲轮作增产882.2kg/hm2。     

稻田施稻糠的除草效果及对水稻生育的影响

通过田间试验表明,稻糠除草是可行的,稻田施用稻糠不但有除草的功效,还有提供水稻养分、提高水稻产量的作用。稻糠的施用时间以水稻移栽后7 d左右为宜,与返青肥同施,且要保持水层5 cm以上,保水7~10 d。