条锈菌效应子Pst30抑制植物的胼胝质和活性氧积累

 条形柄锈菌小麦专化型(Puccinia striiformis f. sp. tritici,Pst)导致的小麦条锈病严重威胁着我国的小麦生产安全。解析病菌的致病机理,对开发病害防控技术与策略具有重要的指导意义。研究发现效应子是病菌重要的致病因子,揭示效应子调控寄主免疫机制可加深对病菌的认知。本课题组前期在全基因组筛选条锈菌效应子中获得了一个候选效应子基因Pst30,该基因所编码的蛋白N-端含有分泌肽,无明显功能结构域。qRT-PCR分析显示Pst30在条锈菌侵染小麦后12 h诱导表达,72 h诱导表达至高峰。利用农杆菌侵染在烟草中瞬时表达Pst30^ΔSP-GFP融合蛋白,发现Pst30^ΔSP定位在细胞质。在烟草中瞬时表达该效应子能够显著抑制Bax诱导的细胞坏死。利用细菌的Ⅲ型分泌系统在小麦中瞬时表达Pst30,能够抑制荧光假单胞杆菌引起的胼胝质积累,导致由无毒性条锈菌小种CYR23引起的小麦过敏性坏死面积和活性氧积累减少,菌丝面积和长度增加。推测小麦条锈菌效应子Pst30可抑制寄主植物的PTI(PAMP-triggered immunity, PTI)和ETI(Effectors-triggered immunity, ETI),促进自身的侵染。     

三唑酮对胶锈菌单核阶段发育影响的电镜观察

电镜观察结果表明，三唑酮引起胶锈菌发生了一系列变化。病菌单核菌丝和吸器内液泡明显增加，菌丝壁和吸器壁不规则地加厚，菌丝隔膜发育受阻而不能形成完整的隔膜，吸器外间质变宽并充满染色较深的物质，部分吸器发育受阻而使吸器畸形，大量染色较深的物质在性孢子梗顶端沉积，使得孢子梗失去产孢能力。病菌以上细胞学变化可能导致了病菌的进一步发育受阻。     

小麦条锈菌夏孢子阶段核相状况的研究

 本文应用电镜和荧光染色技术对小麦条锈菌夏孢子阶段的细胞核相状况进行了系统研究。观察发现夏孢子通常为双核体,夏孢子萌发的芽管可为双核、三核或四核,但仍以双核芽管为主。尽管在胞间菌丝和吸器母细胞中可观察到典型的双核细胞,但胞间菌丝和吸器母细胞中的多核现象极为普遍。经连续切片观察证实,吸器的细胞核可为双核、三核、四核、五核和六核,一般以四核为主。夏孢子堆中的不同类型的细胞均为双核。上述研究结果表明,小麦条锈菌的细胞核相状况较为复杂,并且显然不向于其它锈菌。关于小麦条锈菌多核现象的生物学意义值得进一步研究。     

禾谷类锈菌异核现象的研究进展

异核现象是真菌的一个孢子或细胞中含有2种或2种以上遗传性质不同的核的现象。它可以通过两菌丝(芽管)融合或核突变而产生。禾谷类锈菌异核现象的研究在目前基本上不能采用培养技术,而只能采用细胞学和生物学以及生物化学等方法来进行,但异核体的形成不仅受异核体内异核不亲和性以及细胞质与细胞核的非亲和性的制约,而且也受环境条件的影响(如培养基性质、温度、光照等)。在多种禾谷类锈菌中用2个小种的夏孢子混合接种产生了新小种,经分析其多为异核体,说明异核现象在禾谷类锈菌新小种产生中有很重要的作用。     

苯并噻二唑(BTH)诱导小麦对条锈病抗性的研究

小麦条锈病是小麦生产中的重要病害之一,为了明确苯并噻二唑(Benzothiadiazole,BTH)对小麦条锈病的诱导抗性作用,分别以BTH处理后的苗期和成株期小麦为试验材料,诱发接种小麦条锈菌后调查小麦的发病情况及防治效果。温室苗期试验结果表明,与对照相比,不同浓度BTH处理后,小麦抗锈性明显提高,病情指数降低29.69~49.77,防治效果可高达90%左右,不同浓度处理之间有一定差异,但与对照相比差异极显著;BTH诱导的最佳浓度为0.3 mmol·L-1,BTH喷雾处理后6~7 d小麦诱导抗锈性表达最强,诱导抗性的持久期在15 d以上。田间成株期试验结果表明,不同浓度处理诱导的小麦抗锈性无明显差异,浓度为0.3 mmol·L-1的BTH诱导处理小区小麦的产量最高,千粒重最重,为42.21 g,增产最高达19.3%。小麦在分蘖期、拔节前期和分蘖期+拔节前期喷施BTH,都能诱导小麦抗条锈性增强,病情指数显著降低,防治效果分别为43.07%、47.43%和50.01%,增产13.4%~16.9%。综上所述,BTH可以诱导小麦产生抗锈性,对小麦条锈病防治起到积极作用。     

三唑酮对小麦条锈菌在寄主内发育的影响

小麦幼苗接种小麦条锈菌3d后,三唑酮喷雾施药。电镜观察三唑酮对条锈菌在寄主内发育的影响。观察发现,菌丝和吸器最初的变化是细胞质中脂肪粒和液泡数量的增加,菌丝和吸器的壁与细胞质膜间出现一些电子致密度高的小泡囊,随后壁内层不规则增厚,菌丝顶端细胞壁增厚最为明显;菌丝和吸器最终解体。吸器外间质的宽度明显增宽,其中累积有染色较深的物质。三唑酮对吸器发育具有致畸作用,并抑制隔膜的形成;受侵寄主细胞分泌的胼胝质,可将吸器体完全包围。观察结果表明三唑酮不仅可直接作用于条锈菌,同时也可通过影响寄生而间接作用于该病菌。     

超高产小麦品种（系）对全蚀病的抗性鉴定

 在人工接种全蚀病菌的条件下,以小偃6号小麦品种为对照,评价了38个超高产小麦品种（系）在温室和田间对全蚀病的抗病性。结果表明,品种（系）间发病严重度及病情指数明显不同,存在比较稳定的抗病性差异。连续3年的室内盆栽和田间试验结果表明,西农1376,132,西农918,（97）148,R859等品种（系）对小麦全蚀病表现出明显和稳定的抗病性。     

植物病原菌扫描电镜样品的简易干燥方法

在扫描电镜技术中，样品的干燥法直接影响着观察结果，本文报道一种适应于植物病原真菌电镜样品的简易干燥法。此法不需要特殊的仪器，利用常规抽气装置即可完成样品的干燥过程。观察结果表明，改进方法干燥的样品上病菌形态结构与常规方法干燥的样品相似。