小麦航天诱变抗条锈病突变体的筛选与鉴定

航天诱变后代遗传变异评价和表型鉴定对航天诱变育种材料的筛选具有重要意义。为了从小麦品种兰天15和郑麦9023的航天诱变后代中筛选出抗条锈病突变体,采用21对核心引物对其航天诱变后代与亲本的遗传相似性进行评估,用条锈菌菌株CYR32、CYR33和V26/G22对航天诱变后代进行苗期和成株期抗病性鉴定。结果表明,兰天15的航天诱变衍生系与亲本间差异标记数量较多,且抗条锈性和芒的有无等性状发生了遗传分离,推测可能存在异花授粉导致的遗传重组;郑麦9023的航天诱变衍生系与亲本差异标记数量均不超过2个,且苗期抗病性等绝大部分性状均与亲本相同,仅成株期抗病性较其亲本有明显提高,推测成株期抗病性变异可能来自航天诱变。结果表明,郑麦9023部分具有成株期抗病性的优良选系,可用于小麦抗条锈育种。     

植物内生枯草芽孢杆菌Em7菌株对葡萄灰霉病菌的抑菌活性

通过室内皿内对峙抑菌试验、分生孢子萌发抑制试验、离体果实接种试验以及电镜技术,研究测定了分离自小麦根部的植物内生枯草芽孢杆菌Em7菌液对葡萄灰霉病菌Botrytiscinerea Pers.的抑制作用及抑菌机理。结果表明:用Em7菌液处理葡萄灰霉病菌后,在PDA培养基上形成了明显的抑菌圈,直径达2.81 cm;菌液对分生孢子萌发的抑制率达到88.65%;经Em7菌液处理后,离体果实病情指数明显低于空白对照,相对防治效果达到78.92%。电镜观察发现,处理组菌丝生长异常,体表凹凸不平,局部膨大成结或缢缩,分枝变多,菌丝体内液泡增多,细胞壁增厚,细胞膜透性发生变化。表明植物内生枯草芽孢杆菌Em7菌株对葡萄灰霉病菌有良好的抑制作用,并且可以有效控制葡萄灰霉病的发生。     

小麦品种混播条件下条锈病发生、扩展研究

在田间分别设计6个小麦品种单播及其9个组合混播小区,研究条锈病在小麦混播群体中的发生、扩展情况及品种混播对条锈病的控制效果。结果表明,苗期品种混播小区发病中心的数量明显减少,条锈病发病中心越冬率达77.78%,单片病叶也可越冬。品种混播降低了条锈病传播距离,条锈病在各小区呈中心式分布。品种混播在孕穗期的相对防效为16.25%～58.89%,平均为35.31%。相对防效以"陕138"和"西农979"品种混播及"陕138"、"小偃22"和"西农889"品种混播最高,分别达58.89%和52.19%。品种混播对小麦条锈病有较好的控制效果,可作为生态防病措施之一。     

内生枯草芽孢杆菌E1R-J对萝卜、白菜促生作用

通过萝卜、白菜的种子萌发试验、幼苗盆栽试验以及小区试验,对小麦内生枯草芽孢杆菌E1R-J菌株的促生作用进行了研究.结果表明:E1R-J无菌滤液不同浓度稀释液及菌悬液可促进白菜种子的萌发,使萌芽整齐、萌发率增高.其无菌滤液10倍稀释液浇灌处理的盆栽白菜幼苗,株高、鲜质量、干质量分别比清水对照增长53%、200%和700%.同时发现,浇灌处理的盆栽萝卜幼苗与清水对照相比,株高、鲜质量、干质量也分别增长24.4%、215%和159%.田间小区试验结果也证明内生枯草芽孢杆菌E1R-J具有促生作用,但促生效果低于盆栽试验.利用丙酮直接浸提法测定盆栽白菜叶片中的叶绿素含量,发现无菌滤液10倍稀释液和菌悬液10倍稀释液处理的叶绿素含量增高2倍左右.     

条锈菌诱导的小麦病程相关蛋白TaPR10基因的克隆及特征分析

 【目的】克隆条锈菌诱导的小麦病程相关蛋白PR10基因,研究其在小麦成株抗条锈病防御反应中的作用。【方法】采用电子克隆、RT-PCR技术,从条锈菌侵染的小麦兴资9104中,分离病程相关蛋白10基因;采用生物信息学技术预测分析该基因的DNA序列结构及其编码蛋白的保守域及基本特性;利用实时荧光定量RT-PCR技术,分析该基因在小麦成株期和苗期受条锈菌CYR32侵染后的表达情况。【结果】分离到病程相关蛋白10基因,命名为TaPR10,ORF长483 bp,编码由160个氨基酸组成的蛋白质TaPR10;TaPR10不含跨膜区、无信号肽、定位在胞内,除具有典型的病程相关蛋白Bet_v_I家族保守结构域外,还有其它4类功能保守域;与小麦、高粱、玉米和水稻等4种植物PR10蛋白的氨基酸序列相似性在80%左右;TaPR10 DNA序列内部存在188至271位84 bp的内含子序列,其拼接位点序列具有GT-AG双核苷酸序列;TaPR10基因表达分析的结果表明,TaPR10基因在成株期和苗期反应中表达量均上调,成株期表达高于苗期。【结论】首次分离到一个条锈菌CYR32诱导的小麦TaPR10基因,该基因可能参与了小麦成株抗条锈病防御反应。     

陕西省小麦条锈菌群体遗传结构分析

 利用TP-M13-SSR自动荧光检测技术,对陕西省小麦条锈菌群体遗传结构进行了分析。研究结果显示,在物种水平上,陕西省小麦条锈菌群体Nei’s基因多样性指数（H）为0.18、Shannon 信息指数（I）为0.29,表明该省条锈菌群体遗传多样性较为丰富。同时,条锈菌群体遗传多样性在地区之间也存在明显的差异,在7个条锈菌群体中,宁强种群遗传多样性相对较高（H为0.18,I为0.28）。AMOVA分析显示,陕西省小麦条锈菌在地区间、种群间和群体内的遗传分化分别为：12.26%、10.88%和76.86%,表明陕西省小麦条锈菌群体存在一定的遗传分化,但遗传变异主要发生在群体内部。     

感染“中四”小麦条锈菌T4新菌系的寄生适合度研究

 为预测T4新菌系在我国未来小麦条锈菌的流行趋势,本研究以高感品种铭贤169为试材,以我国条锈菌5个主要流行小种（菌系）CYR29、CYR31、CYR32、CYR33、Su11-4为对照,采用主成分分析法测定了T4新菌系的寄生适合度。结果表明：在供试菌系范围内,决定其寄生适合度属性的3个主成分依次为条锈菌的侵染能力、扩展能力和产孢能力(繁殖力);通过建立数学模型计算供试菌系的侵染能力、扩展能力和产孢能力,结果表明：CYR33和CYR32相对寄生适合度较高,Su11-4的寄生适合度居中,CYR31及CYR29其寄生适合度较低,而感染“中四”苗期的新菌系T4,相对寄生适合度最低。结合该菌系对我国目前推广品种和后备品种致病性和毒性结果分析,该菌系在今后一段时间内不会成为我国小麦条锈菌的优势菌系。     

油菜菌核病内生拮抗细菌的筛选及防病作用研究

以油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum为靶标菌,测定了63株内生细菌对其菌丝生长、菌核形成及萌发的抑制作用。结果表明:在所有供试菌株中,除1株未表现出抑菌活性外,其余菌株均有抑菌作用,其中有6.3％的菌株抑菌带大于10 mm,7株细菌可完全抑制病原菌的菌核形成,1株细菌可完全抑制菌核萌发;此外,结合生物测定结果,从中筛选到1株对油菜菌核病的高效生防菌株Em7,其无菌培养滤液对温室苗期油菜菌核病的防治效果可达97.5％。通过形态特征、生理生化特性及16S rDNA序列分析,认为该菌株属于枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis。于接种病菌前后不同时间喷施菌株Em7无菌培养滤液,对油菜菌核病均有防治效果,但防效之间差异显著,以接种病菌前24 h喷施防效最高。原液及不同稀释度无菌培养滤液对菌丝生长、菌核萌发及病害防治的效果明显不同,随着稀释度的增加,其抑菌效果降低。显微观察结果表明,菌株Em7对油菜菌核病菌菌丝的生长与发育会产生明显影响,可致使菌丝畸形、皱缩及细胞质外渗。     

含CBS结构域的小麦TaCDCP1基因的克隆及其表达分析

利用电子克隆和RT-PCR技术,在本实验室前期构建的非亲和互作的SSH文库基础上,从条锈菌侵染的小麦水原11叶片中首次分离出一个含CBS结构域蛋白的基因,暂命名为TaCDCP1(Triticum aestivum CBS domain containing protein 1)。TaCDCP1包含一个完整的654 bp的开放阅读框,编码217个氨基酸。推测该基因拟编码的蛋白具有2个CBS保守结构域,不含跨膜区且无信号肽,定位在叶绿体基质内;经过同源比对,小麦TaCDCP1氨基酸序列与大麦、水稻和玉米等的同源序列的相似性较高;该基因表达量在小麦叶中显著高于在根和茎中;在小麦与条锈菌的非亲和、亲和组合中,TaCDCP1基因均受到条锈菌诱导,分别在接种后18 h和96 h达到表达高峰,非亲和组合表达量在侵染前期(接种后18~48 h)高于亲和组合,而在侵染后期(接种后96~120 h)低于亲和组合;外源植物激素脱落酸诱导该基因上调表达,苄基腺嘌呤,乙烯,赤霉素,茉莉酸甲酯和水杨酸处理后其表达量在不同程度上受到抑制;TaCDCP1在低温和干旱条件下表达量上升,在机械伤害和高盐处理下表达量无明显差异。表明TaCDCP1可能通过脱落酸等信号途径参与小麦对条锈菌的防御反应,同时参与低温和干旱环境下的信号转导途径。这些结果对于明确CBS结构域的功能以及CBS结构域蛋白尤其是TaCDCP1在小麦与条锈菌互作中的作用奠定了基础。     

2002—2014年陕西省小麦条锈菌生理小种变化动态和小麦品种(系)的抗病性

为明确陕西省小麦条锈菌的群体结构、变异动态和新育成小麦品种(系)的抗病性,为病害流行预测、防治以及抗病育种提供依据,本研究于2002—2014年从陕西省8个市(区)的28个县(区)和毗邻的甘肃省、四川省和湖北省部分地区共采集鉴定小麦条锈菌标样2 779份,监测到条锈菌生理小种和致病类型45个,其中,CYR33和CYR32为目前陕西省小麦条锈菌主要流行小种,新致病类型G22-9和G22-14虽然目前出现频率不高,但对贵农系列、92R系列以及Moro均有毒性,且出现频率呈上升趋势。目前小麦条锈菌群体中Hybrid46致病类群和水源11致病类群占绝对优势,这与我国小麦品种抗病基因单一化有较大关系,应加强开发和利用新的、多元化的抗源材料。对2 952份陕西省新育成小麦品种(系)抗病性测试结果表明,其整体抗性水平呈上升趋势。综合条锈菌生理小种监测和抗病性分析结果,目前小麦抗条锈病育种应以抗CYR33和CYR32为主,同时注意对G22-9和G22-14的抗病性研究。