转基因水稻对稻瘟病的抗性研究

 采用苗期初筛、复筛、抗谱测定和田间自然诱发试验等不同鉴定方法,对经分子检测证明已整合有碱性几丁质酶基因和β-1,3-葡聚精酶基因的22个转化系的转基因水稻植株进行稻瘟病抗性鉴定研究,筛选出对稻瘟病的抗性比原种对照七丝软占有明显提高的一系列转基因水稻品系,其中表现高抗的有来自F4-9转化株系的7个品系。高抗材料的R7代品系,经室内抗谱测定及田间病圃试验结果,仍然表现高抗稻瘟病。本研究通过转基因技术,成功地将优质感病品种改良成高抗品系,研究结果证明了利用基因工程手段培育抗病水稻新品种是一个非常有希望的育种途径。     

井冈霉素诱导水稻防御纹枯病反应机理的研究

 本研究通过比较井冈霉素在室内培养基(in vitro)条件下和水稻活体植株(in vivo)上对水稻纹枯病菌的毒素有效中浓度EC₅₀、通过田间和盆栽药试验(不同喷药方式)、通过对井冈霉素处理烟草后TMV的枯斑数目的变化、通过测定井闪霉素处理珊西烟和水稻后体内抗性防卫相关酶活性的动态变化,取得在下几方面的结果。     

补骨脂提取物对黄瓜体内防御酶系的影响

补骨脂粗提物处理两叶一心生长期的黄瓜幼苗,研究其诱导黄瓜抗病性的生理生化机制。补骨脂提取物在40和400mg/L浓度下,黄瓜体内过氧化物酶、多酚氧化酶、苯丙氨酸解氨酶等一些防御酶活性均在处理后7～9d达最高;几丁质酶活性在处理后2、3d时达到高峰,分别是对照的1.64、1.5倍,然后逐渐下降,分别在7、9d基本回到对照水平;β-1,3-葡聚糖酶活性在处理后2、5d达到最大值,酶活性是对照的2.02、1.34倍,然后迅速下降,处理后分别在5、9d基本回到对照水平。从所测定的几种酶活性变化时间来看,补骨脂提取物处理黄瓜幼苗后,首先使黄瓜体内的几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶等病程相关蛋白活性升高,然后在两者的作用下,诱导了黄瓜体内过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)等一些防御酶活性的提高。     

β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性与大豆对疫霉根腐病抗性的关系

 为了明确β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶与大豆抗疫霉根腐病的关系,测定了不同抗性大豆品种接种大豆疫霉菌后β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性的变化情况和2种酶对大豆疫霉菌的抑制作用。结果表明,大豆疫霉菌能诱导大豆β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性增强,但2种酶在积累速度和幅度上,抗病品种和感病品种有显著的差异。与感病品种"857-1"相比,抗病品种"垦农4号"2种酶活性不仅升高的速度快、幅度大,且高活性维持的时间长。β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶混合液对大豆疫霉菌的菌丝生长、孢子囊形成和孢子萌发的抑制作用明显,其次是β-1,3-葡聚糖酶,而几丁质酶对大豆疫霉菌的抑制作用不明显。表明大豆对大豆疫霉根腐病的抗性与β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性呈正相关关系。β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶混合对大豆疫霉菌的抑制具有协同增效作用。     

水稻品种与稻瘟病菌群体互作的选择作用研究

 本研究采用倒苗继代接种的实验模拟方法,研究了病菌和寄主群体互作中的定向选择和稳定性选择作用,并以此为依据初步探讨了品种抗瘟性"丧失"预测方法的设想,为抗瘟性水稻品种的合理搭配利用提供科学依据,旨在维持自然界病菌群体的相对稳定,延长抗瘟品种的使用寿命,持续控制稻瘟病灾变。     

井冈霉素A对水稻纹枯病菌的毒力和作用机理研究

根据水稻纹枯病菌 Rhizoctonia solani AG- 1IA在含系列浓度井冈霉素 A马铃薯葡萄糖琼脂培养基 (PDA)上的菌丝生长速率 ,计算出药剂的毒力回归方程为:Y=3.2 30 9+0 .872 0 X,r=0 .9910 ,药剂的 EC50 =10 6 .9μg/ m L,EC75=6 34.5 μg/ m L。在含 5 0 0 μg/ m L井冈霉素 A的 PDA上水稻纹枯病菌的菌丝生长抑制率为 74 .1% ,而田间水稻植株上人工接菌的药效试验结果表明 ,5 0 μg/ m L药液喷洒后 7d和 14 d的防效即可分别达到 77.4 %和 76 .7% ,即药剂在 PDA平板上的理论抑制作用仅是田间活体植株上对病菌实际作用效果的 1/ 10。比较室内毒力和田间药效试验的结果可以看出 ,井冈霉素 A具有对病原菌和寄主植物双重作用的特性。研究首次发现 ,在室内培养基上不能有效抑制病菌生长的 1μg/ m L的井冈霉素 A可以在水稻植株未喷药部位产生防御水稻纹枯病的作用 ,且能够持续诱导植物防御反应相关酶——过氧化物酶 (PO)和苯丙氨酸解氨酶 (PAL)的活性增高,表明该药剂可以激发水稻抗性防卫反应的表达。     

黄瓜不同抗病品种感染镰刀菌枯萎病菌后几种酶活性的变化

 镰刀菌枯萎病的侵染使寄主黄瓜根部的苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性增加,抗病、感病各品种的3种酶活性曲线均呈现两个峰值,抗病各品种酶活性峰Ⅰ值比感病品种高。其中,感病品种的3种酶活性峰Ⅱ值大于峰Ⅰ值,而抗病品种酶活性峰Ⅰ值、Ⅱ值则在不同酶里有不同变化。在未感染情况下,抗病品种根部的苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶和多酚氧化酶活性比感病品种高。     

三环唑和多菌灵对水稻抗病品种与水稻稻瘟病菌互作的影响

分析了三环唑和多菌灵对水稻稻瘟病毒力及对品种抗病性的影响,结果表明三环唑和多菌灵对水稻品种与稻瘟病菌互作有重要影响。当喷雾0.2μg/mL三环唑于13个日本已知抗性基因品种时,原对ZE₃和ZG₁混合菌株表现抗性的爱知旭表现感病,当喷雾2μg/mL三环唑时,爱知旭则表现抗病,而在0、0.2μg/mL三环唑时均表现抗病的露明则在2μg/mL三环唑时表现感病;喷雾0.2μg/mL多菌灵于13个日本已知抗性基因品种时,ZB₁、ZE₃、ZG₁混合菌株在0μg/mL多菌灵时表现抗性的爱知旭则表现感病,当多菌灵浓度为2μg/mL时,露明又表现为抗病,而在0、0.2μg/mL多菌灵时,对ZG₁表现为抗病的草笛则表现感病;13个已知抗性基因品种中其他品种在使用了三环唑和多菌灵后抗性也发生了变化,这说明稻瘟病菌的分布和组成与这类杀菌剂的长期使用可能有一定关系。     

利用绿色荧光蛋白GFP研究稻瘟病菌与水稻的互作

稻瘟病菌Magnaporthe oryzae严重威胁水稻的产量与质量,明确稻瘟病菌与水稻互作过程及机理,对防治稻瘟病具有重要意义。本研究利用稻瘟病菌常用致病菌株GUY11和ZB25,构建了绿色荧光蛋白GFP的过量表达菌株,并通过荧光显微观察菌株侵染寄主水稻过程中侵染结构的形成与发育,包括孢子萌发、附着胞形成、侵染钉形成、侵染菌丝增殖、坏死斑形成及产孢。另外,通过比较过量表达菌株对稻瘟病高抗水稻和易感水稻的侵染过程,发现侵染过程的差异主要集中于侵染钉的穿透和侵染菌丝的定殖。本研究为分析稻瘟病菌对寄主水稻的定殖规律提供了一种有效工具。     

小麦与白粉病菌互作中β-1,3-葡聚糖的细胞定位

 利用免疫胶体金方法对小麦与白粉病菌互作过程中β-1,3-葡聚糖酶底物,即β-1,3-葡聚糖的合成与分布情况进行了研究。结果发现,白粉病菌的所有器官包括分生孢子、附着胞、入侵栓、吸器和菌丝中均未发现β-1,3-葡聚糖存在;相反,β-1,3-葡聚糖是小麦各种细胞壁的正常组分,在气孔保卫细胞、纤维细胞、导管分子等的细胞壁中含量非常丰富。病原菌的侵染导致植物细胞中β-1,3-葡聚糖的合成增加,但在乳突结构中不含β-1,3-葡聚糖。以上结果说明,往小麦中导入外源β-1,3-葡聚糖酶基因并高效表达,不会对病原菌结构产生直接的破坏和抑制作用;相反,有时可能会影响到某些植物细胞的正常发育。     

持续低温对水稻稻瘟病抗性的影响

研究了在持续低温作用下,具有不同抗性的品种汕优多系１号和汕优６３对稻瘟病菌的抗性变化。结果表明：（１）持续低温处理比未经处理的对照稻瘟病病斑要早出现２－３ｄ;低温处理３－５ｄ出现病斑数目最多,对病害发生最为有利;但处理时间过长,则不利于病害;（２）持续低温处理３－５ｄ对病斑扩展的影响显著。     

水稻抗瘟性与过氧化物酶同工酶的初步研究

本研究采用垂直板聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法,测定了11个稻瘟菌小种接种的18个水稻品种(品系)的过氧化物酶同工酶。结果表明,受侵染植株与对照间的同工酶谱带数目及其相对迁移率(Rf)无明显差异、无新谱带出现。说明受侵染植株与对照间过氧化物酶同工酶的代谢途径没有变化;但过氧化物酶同工酶的活性与水稻抗瘟性有密切关系。接种7天后植株体内该酶的活性非亲和组合显著大于亲和组合。