中国小麦条锈病菌CYR32和CYR33的毒性及基因型多样性

为明确我国小麦条锈病菌当前主要流行生理小种CYR32和CYR33的毒性及基因型特征,从全国11个省(区)随机选取29个CYR32菌株和39个CYR33菌株,利用近等基因系及辅助鉴别寄主对其进行毒性鉴定,利用SSR分子标记技术对其进行基因型分析,并对其进行聚类分析。结果显示,CYR32和CYR33菌系各有17种毒性表型,而且在抗病基因Yr2、Yr17、Yr27、Yr32、Yr43、Yr Sp、Yr Exp2、Yr28、Yr V23上都发生了毒性分化,CYR32和CYR33菌系的多样性指数分别为0.089、0.097;CYR32和CYR33菌系的香农信息指数均值分别为0.44和0.45;当相似性系数为0.93时,CYR32和CYR33菌系分别被聚为5个和8个毒性类群;当相似性系数为0.84时,CYR32和CYR33菌系分别被聚为10个和16个基因型类群。表明在中国鉴别寄主上具有相同毒性谱特征的CYR32和CYR33菌系在近等基因和SSR分子标记中发生了不同程度的毒性和基因型分化。     

小麦条锈菌有性生殖与毒性变异的研究进展

小麦条锈病是由条形柄锈菌小麦专化型Puccinia striiformis f.sp.tritici Erikss.et Henn.引起的、最具毁灭性的小麦真菌病害之一,在全世界小麦种植的国家或地区均有发生,其流行常常导致小麦严重的产量损失。利用抗病品种是防治小麦条锈病最为经济、有效的措施。然而,由于病原菌毒性变异不断产生新小种,频繁导致品种抗病性"丧失",继而引发病害流行成灾。小麦条锈菌的有性阶段过去一直未被发现,有性生殖与条锈菌变异及其在病害发生中的作用研究一直处于空白状态。近年来,随着小麦条锈菌转主寄主的发现,国内外学者开展了相关的研究工作,取得了一系列重要的研究进展。本文综述了小麦条锈病的发生症状、病菌的生物学特性、转主寄主、有性生殖与条锈菌毒性变异、转主寄主在条锈病发生中的作用、影响有性生殖发生的因素等方面的最新进展,并展望了深入开展小麦条锈菌有性生殖的研究思路。     

中国小麦品种抗条锈病现状及存在问题与对策

小麦条锈病是小麦重大病害,利用抗病品种是防治小麦条锈病的有效措施。新中国成立以来,中国科学家们广泛开展了小麦条锈病防控方面的研究,并取得显著成绩。大量抗源被筛选、鉴定,但由于抗源自身农艺性状差等原因,能应用于小麦育种的抗源亲本非常少,抗源利用不合理,导致生产品种抗病基因单一,病原菌流行小种很快形成,抗病品种在生产上可利用的寿命太短。本文介绍了国内外抗条锈病基因发掘情况,以及我国小麦抗条锈病育种抗病基因使用概况,通过回述1B/1R(Yr9)和Yr24/Yr26抗源的兴衰周期,总结了抗源利用的教训和经验,探讨了我国小麦抗条锈病育种中存在的问题和今后抗病基因合理利用的发展方向。     

寡糖诱导向日葵抗锈病超微结构

 【目的】利用电子显微镜技术研究寡糖处理向日葵植株后对锈菌侵染的抑制作用,以揭示寡糖诱发子在细胞学水平的作用机理。【方法】通过寡糖喷雾处理向日葵叶片,2 d后接种锈菌,利用扫描和透射电镜对寄主及病原菌超微结构进行了研究。【结果】诱导处理后有部分夏胞子向内凹陷,萌发受到抑制。寄主细胞对于病原菌的侵入产生了防卫反应结构和物质。表现为寄主细胞壁加厚,染色加深,寄主细胞壁下产生黑色物质沉积;吸器壁加厚,吸器外间质变宽,部分吸器畸形坏死;细胞器变形、空泡化,最终寄主细胞解体、坏死。【结论】寡糖处理对病原菌有一定的抑制作用并可诱导向日葵产生对锈病的抗病性。     

戊唑醇对小麦赤霉菌侵染影响的细胞学研究

采用电镜技术研究了三唑类杀菌剂戊唑醇(tebuconazole)对赤霉病菌Fusarium gramineaum侵染小麦穗部过程的影响.结果表明:人工接种前2天施药,可推迟外稃内表皮、内稃及子房上分生孢子的萌发,但不能完全抑制其萌发,可引起芽管和菌丝严重畸形,不能形成侵染菌丝侵入寄主.而人工接种后2天施药,戊唑醇则严重抑制了病菌菌丝的生长,使寄主体表和寄主组织内的菌丝形态、结构发生了一系列异常变化,并最终塌陷死亡,使菌丝不能扩展到穗轴部位.接种后4天施药,病菌虽已扩展到穗轴,但戊唑醇仍对穗轴中菌丝生长具有明显的抑制作用.对赤霉毒素的免疫细胞化学标记结果表明,药剂处理与未处理的寄主和菌丝细胞中都存在有毒素,但标记密度在药剂处理的寄主和菌丝细胞中明显低于未处理对照.     

陕甘川豫主要后备小麦品种对中国条锈菌优势种群苗期抗性的聚类分析

为了弄清我国小麦条锈病主要流行区后备小麦品种的抗锈性,选用6个条锈菌优势菌系,对陕、甘、川、豫四省近年来培育的200份后备小麦品种进行苗期和成株期鉴定,并分别对不同省份后备品种的抗条锈性进行聚类分析。结果表明,供试品种对我国条锈菌优势种群的抗锈性表现为:四川省后备品种抗锈性最强,对供试菌系全免的品种占80.82%;其次为陕西省和甘肃省,分别为52.73%和50.00%,河南省的最弱,全免的品种仅占22.22%;从抗性类型种类和分布来看,陕西省后备品种抗性分化明显,中间类型少,甘肃省品种的抗性类型分布比较均匀,表明陕西省后备品种的抗锈基因较单一,甘肃省后备品种中所含的抗病基因类型复杂,显示甘肃省近年来重视抗源多样化育种带来了成效;成株期抗锈品种数量明显多于苗期,表明后备品种中存在大量的成株抗锈品种。     

小麦条锈菌cDNA文库构建和表达序列标签(ESTs)分析

 小麦条锈菌(Puccinia striiformis f. sp. tritici)是全世界范围内小麦生产上的重要病原真菌, 但是对小麦条锈菌的基因组和基因功能却了解甚少。为了促进小麦条锈菌基因组学的发展和大规模基因发现, 我们以噬菌体λTrip1Ex2为载体, 采用SMART技术构建了小麦条锈菌萌发夏孢子的cDNA文库。原始文库的滴度为1.1×10⁶pfu/mL, 平均插入片段长度为750 bp。从文库中随机挑取279个cDNA克隆测序, 分析发现这些ESTs的平均GC含量为45.08%。通过聚类分析, 279个ESTs拼接成31个contigs和80 singletons。BLASTx分析表明, 47%的ESTs与GenBank中报道的功能已知或未知蛋白具有相似性。tBLASTx分析表明12个uniseqs与EST数据库中的序列具有相似性, 其中9个是来自担子菌的cDNA文库。几个EST与已知的真菌致病相关基因具有高度相似性。RT-PCR分析了几个基因在小麦条锈菌侵染过程中的表达水平。这些结果为小麦条锈菌夏孢子萌发以及侵染寄主过程中的基因表达研究奠定了很好的分子生物学基础。     

25份北欧小麦抗白粉性评价及抗白粉病基因标记鉴定

采用苗期人工接菌的方法鉴定了25份北欧小麦对河南省7个不同地区小麦白粉病菌分离物的抗性,同时利用与已知抗白粉病基因Pm2、Pm3f、Pm4、Pm6、Pm13、Pm16、Pm21和Pm24连锁的分子标记对其中抗性优良的材料进行基因检测。结果表明,8份材料对所有接种的白粉病菌菌株表现高抗或免疫;其中NGB7476和NGB7809携带Pm4a和Pm16基因, NGB7481和NGB9954携带Pm6和Pm16基因,NGB9955和NGB9956同时携带Pm4a、Pm6和Pm16基因,8份材料均不携带Pm2、Pm3f、Pm4b、Pm13、Pm21 和Pm24基因。     

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。