转基因植物防治真菌病害策略

自人类有栽培植物的历史以来,真菌病害就一直是作物减产的重要原因。目前控制真菌病害流行的途径有:(a)不同的作物耕作技术,如作物轮作,避免被感染土壤扩散和带菌植物材料流传,(b)作物抗病育种,(c)农药的应用。尽管育种家们已成功地培育出了许多抗真菌病作物新品种,但为获得稳定抗性所进行的杂交,回交及后代选择等过程相当费时,难以跟上新的有毒真菌小种的进化速度。因此,农民常常不得不借助于大量化学农药来防病治病,可是农药不但相当昂贵,且随着病原菌小种变迁常常失效,此外农药被施用后还将会在土壤中残留,构成对环境的威胁。     

甘蔗内生解淀粉芽孢杆菌CGB15的分离、鉴定及生防活性

真菌病害占作物病害种类的一半以上,病原真菌是目前已知种类最多的作物病原菌。从作物根际与/或体内分离筛选具有生防活性的微生物,并应用于病害的防控,是除作物品种改良与化学防治外的另一种高效的病害防控策略。【目的】本研究拟筛选并分离鉴定对重要作物病原真菌具有拮抗作用的甘蔗内生细菌,为开发生物防治作物真菌病害新策略提供理论依据。【方法】采用平板对峙法初步筛选对病原真菌具有拮抗能力的甘蔗叶片内生细菌,通过16SrRNA基因测序鉴定其种属;进一步检测候选拮抗内生细菌对甘蔗鞭孢堆黑粉菌(Sporisorium scitamineum)致病发育过程关键步骤：有性配合/菌丝生长、冬孢子萌发的抑制率,田间试验检测其对甘蔗鞭黑穗病的防治效果;检测候选拮抗内生细菌对稻梨孢菌(Pyricularia oryzae)附着胞形成、离体叶片及盆栽条件下叶片病斑形成的抑制作用。【结果】分离自甘蔗叶片的细菌菌株,编号为CGB15,经分子鉴定为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)。CGB15菌株能有效抑制甘蔗鞭孢堆黑粉菌有性配合/菌丝生长,对峙培养条件下使真菌菌落呈现光滑;抑制冬孢子萌发,...     

轮作模式对植烟土壤酶活性及真菌群落的影响

种植模式显著影响土壤理化生物学性质,并与作物土传真菌病害的发生密切相关。试验选择云南省具有代表性的红壤,设置烤烟-休闲-玉米(T-B-M)、烤烟-油菜-玉米(T-C-M)、烤烟-油菜-水稻(T-C-R)和烤烟-苕子-水稻(T-V-R)等4种轮作模式,利用化学、酶学分析及454高通量测序技术,研究了土壤养分、酶活性及真菌群落结构,旨在为烤烟的合理轮作提供科学依据。经16a的不同轮作种植后,土壤p H变化于5.6—6.4之间,仍然适合种植水稻、玉米、油菜和烤烟等多种作物。在T-V-R处理的土壤中,烤烟产量、烟叶产值和上中等烟比例最高,有机质比原初提高45.11%,碱解氮、有效磷和微生物量碳氮显著增加,蔗糖酶、脱氢酶、脲酶、磷酸酶和过氧化氢酶活性也显著高于其它轮作模式,说明T-V-R改善了土壤生态环境,促进了微生物繁衍,数量增加,活性增强。土壤真菌的18S r DNA读数依次为13097(T-B-M)、11345(T-C-M)、12939(T-C-R)和13763(T-V-R),分别代表530、378、395和581种(类)的真菌,由子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门和尚待鉴定的真菌等构成,其中尚待鉴定的真菌属种和子囊菌门占绝大部分。在不同轮作处理的土壤中,前15种优势真菌的丰富度变化于29.46%—62.86%之间,优势菌株的相似性极低,说明土壤真菌的种群结构因轮作模式不同而异。T-V-R处理土壤中的真菌多样性指数最高,优势度指数最低,说明T-V-R轮作的土壤适合多种真菌的繁殖生长,种群数量增加。多种真菌共同存在,互相制约,可防止病原真菌过度繁殖,降低作物发生真菌病害几率。从作物产量和产值、土壤有机质、养分和真菌种群结构看,T-V-R优于其它3种轮作模式,值得推广应用。     

基因沉默技术在抗真菌病害中的应用和展望

真菌病害严重威胁作物的产量和品质,给国家和人民造成巨大的经济损失。尤其是引起维管束病害的土传真菌,化学农药的作用效果很不理想。利用抗性基因进行遗传育种是目前生物防治的重要手段之一,但对于缺乏抗性资源的物种,面对强大的土壤真菌病害,研究者也时常束手无策。近年来,利用RNA干扰技术发展而来的宿主诱导的基因沉默(Host induced gene silencing,HIGS)策略,在抗病虫害领域逐渐崭露头角,但由于真菌侵染的复杂多样性及土壤传播的特性,HIGS在土壤真菌病害中的应用充满神秘和挑战。本研究室近期揭示了棉花黄萎病(一种严重的土壤真菌病害)的"罪魁祸首"——大丽轮枝菌的侵染结构和侵染过程;并首次证明了宿主植物内源小RNA能够跨界进入病原菌细胞中降解致病基因表达的抗病作用;在此基础上,本研究室利用HIGS在棉花上获得了对黄萎病抗性较高的品系,成功地开辟了抗土壤黄萎真菌病害的新天地,研究结果显示出基因沉默技术在这一领域强大的应用潜力和前景。     

抗真菌植物基因工程的策略和进展

所有高等植物都受多种真菌的侵害,水稻的240多种病害中真菌性痫害占90％。,可见真菌病害是世界范围内危害作物产蘑的主要因素之一,是长期以来作物育种学家一直在努力攻克的难题。目前国     

两种美丽的真菌(封一说明)

本期封面刊登的是两种真菌.真菌在生物界中也是一个不小的家族,根据魏景超《真菌鉴定手册》介绍,真菌约有5万余种.它们体态小,形姿各异.有些真菌引起植物发生病害,引起减产和降低产品质量.有些使人、畜中毒.另     

丛枝菌根真菌防治尖孢镰孢枯萎病的效应、机制及其应用研究进展

尖孢镰孢(Fusarium oxysporum)所引起的植物枯萎病是农业生产中广泛存在且难以防治的一种土传病害,严重影响作物的产量和品质。丛枝菌根(arbuscular mycorrhiza,AM)真菌能够与大部分陆生植物形成互惠共生关系,在促进植物生长、增强宿主植物抗病性等方面具有重要作用。本文收集整理了2001-2021年期间发表的相关文献,评述了AM真菌防治尖孢镰孢枯萎病的研究进展,并分析了AM真菌菌剂组成及应用方式对病害发生情况和尖孢镰孢丰度的影响。根据AM真菌在土壤-植物连续体的空间位置及其影响范围,从土壤、根系、植株等作用层面对AM真菌增强植物抵抗尖孢镰孢的直接和间接作用机制进行总结,包括影响土壤微环境、调节植物根际微生物群落结构、与病原菌竞争生态位、强化根系机械保护屏障、促进宿主植物养分吸收和生长、诱导植物系统性抗性等。此外,综合讨论了AM真菌与其他手段联合应用防治尖孢镰孢枯萎病的应用研究进展。本文可为推进AM真菌生物防治病害相关基础与应用研究的发展提供借鉴和参考。     

DNA植物技术公司出售真菌病害现场检测工具箱

DNA Plant Technology公司在农业诊断业务方面的联合商业经营公司,即Agri-Diagnostics Associates公司,已经开始出售一种牌名为ALERT的新型检测工具箱。用这种工具箱能够快速地现场检测大豆和其它作物上发生的真菌病害。联营公司还推销另一种新型的,即REVEAL牌的工具箱,它能在十分钟之内检测草皮上的真菌病害。 Agri-Diagnostics公司正在直接向病虫害防治顾问、作物顾问、农药经销商和种子经     

冬凌草内生细菌的分离鉴定及其对植物病害的生防作用

从冬凌草(Rabdosia rubescens (Hemsl.) H.Hara)中分离筛选出1株对多种作物真菌病害具有显著拮抗作用的细菌,命名为KD3.通过其形态特征和生理生化特性以及16S rRNA序列的同源性分析,鉴定该菌株为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis).试验表明,KD3菌株能够显著抑制多种病原真菌的侵染,具有良好的应用开发潜力.     

丛枝菌根真菌对植物根腐病的抑制效应及其机制

根腐病是一类危害严重的土传病害,常常导致作物产量和品质降低。丛枝菌根(AM)真菌是一类重要的土壤微生物,通过与植物根系建立共生体而发挥重要的生理生态功能。研究表明,AM真菌通过调节宿主植物一系列生理生化响应,诱导植物增强根腐病抗性。当前,利用AM真菌开展根腐病等土传病害的生物防治是植物与微生物互作领域的研究热点。本文全面梳理了AM真菌对宿主植物根腐病病原物的抑制效应,系统总结了AM真菌改变宿主植物根系形态结构、改善植物营养水平、与病原物竞争生态位点、激活植物防御体系、调节根系分泌物等方面的研究结果,分析了AM真菌抑制根腐病危害的作用机制,展望了AM真菌抑制根腐病危害的潜在机制和AM真菌高效利用面临的现实问题,旨在为利用AM真菌开展植物根腐病的生物防治提供理论依据。     

食用菌主要病原真菌和细菌

食用菌已成为我国农业产业中的第五大作物。随着食用菌生产规模的扩大,病害日益严重,成为影响食用菌产量和品质的重要因素之一。本文概述了引起食用菌主要病害的病原真菌和细菌的种类、寄主范围、病害发生率以及发病症状,阐明了食用菌病害防治研究现状。同时也总结了一些病害的防治方法,为食用菌栽培、病害防治和抗病育种提供理论依据。     

高级遗传科学公司的农用重组细菌与重组植株

高级遗传科学公司(AGS)与环保署之间涉及遗传工程抗霜菌释放的矛盾已公开,使得AGS 正在进行的其它有趣的研究变得隐晦难测。例如,该公司试图利用象抗霜菌株那样生长在植株表面的细菌来防范真菌病害。AGS 希望将抑制真菌的基因引入能在作物根部形成菌落的细菌中。Rohm 与 Haas 公司(宾州,费城)为该项目提供部分经费。使植物致病的细菌亦能用于防治病害。AGS 研究人员正在研制引起番茄菌斑病的微生物的无害突变株。目的在于发展稳定的,非感染性突变株,使其成功地与生长子植物表面的     

镰刀菌李瑟组研究——Ⅱ.镰刀菌李瑟组的分类性状评价及其种类

镰刀菌属(Fusarium)通常是分12—16个组,李瑟组(Liseola)是其中之一。该组的重要性不仅分布极广,还包括许多作物的重要病原菌,如引起水稻、棉花、甘蔗、玉米、香蕉等病害的病原菌外,还有污染食品和饲料的产毒菌,     

定陶汉墓出土汉砖表面及其储存环境真菌病害的分析与防治

【背景】定陶王墓地M2汉墓出土了一批处于防护层的重要汉砖,目前部分汉砖表面出现了真菌病害问题。【目的】根据现场文物保护状况,选取了5块汉砖表面的微生物病害样本,检测并分析了汉砖表面的真菌病害,将分离得到的7株真菌进行抑菌试验。【方法】使用扫描电镜观察、高通量测序、纯培养和抑菌试验等方法对样本中的真菌进行分析。【结果】发现未经抑菌处理的汉砖表面真菌病害问题严重,经75%乙醇和0.5%硝酸咪康唑处理过的汉砖表面真菌病害问题减弱。汉砖上的主要真菌不同,汉砖9表面含量最多的真菌为Boeremia,汉砖13表面含量最多的为虫草科(Cordycipitaceae)。然而硝酸咪康唑和硼酸硼砂并无抑菌效果,抑菌产品K100(2-甲基-4-异噻唑啉-3-酮)具有较好的抑菌效果。【结论】本研究对分析和防治汉砖表面的真菌病害及对汉砖进行科技保护具有重要意义。     

丛枝菌根真菌缓解连作障碍的研究进展

多年连作能够导致作物产量和农产品品质下降,严重制约着我国农业生产的可持续发展,已成为我国农业耕作的难题之一。研究表明,丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae,AM)真菌能够改善连作土壤环境,提高植物吸收营养元素和水分的能力,诱导植物增强对连作土传病害的抗病性。探索AM真菌缓解连作障碍是近年生态学和农业生产中的研究热点。本文总结了AM真菌改善连作土壤环境、促进寄主植物对营养元素和水分的吸收、提高寄主植物的耐盐性、与病原菌竞争、与拮抗菌结合抗病、诱导植物产生防御性酶、调节次生代谢产物合成等方面的研究结果,分析了AM真菌缓解连作障碍的作用机制,旨在为今后研发AM真菌控制连作障碍的技术提供理论依据。     

间套作控制作物病害的机理研究进展

合理间套作是抑制植物病害流行的天然屏障,利用间套作持续控制作物病害是国内外近年来的研究热点。目前,有关间套作的研究主要集中在田间作物搭配模式、光热和养分资源高效利用、病害控制效果及产量优势等方面。然而,有关间套作控病机理尚缺乏系统总结。本文首先综述了间套作对气传病害和土传病害的控制效果;其次,从寄主作物抗性、病原菌和环境(土壤及田间小气候)三方面阐述间套作控制病害的机理,主要为:(1)合理间套作促进养分吸收利用,改善寄主作物的生理生化特性,进而提高寄主作物的抗病性;(2)间套作一方面增加地上部作物多样性,形成物理屏障阻挡病原菌的传播,另一方面增加地下部根系分泌物的多样性,对病原菌进行化感抑制,降低病原菌的存活与侵染;(3)间套作改变田间小气候(田间湿度、温度和通风等)及土壤微生态环境(微生物区系、群落结构和土壤酶活性)而增强间套作的控病效果。最后,讨论了当前间套作与病害控制研究方法的局限性,并展望了间套作控制病害的未来研究方向。     

北京大兴区甘薯根腐病原菌的分离及分子鉴定

针对北京市大兴区大肆爆发的甘薯根腐病病害,为确定造成该病害的优势真菌类型,开展了病害真菌的现状调查和快速检测鉴定工作。从患病甘薯根部分离真菌,通过真菌ITS区PCR扩增及系统发生关系等对病原菌的分子生物学鉴定和类群组成特点进行了分析。结果分离到两株病原真菌,分子鉴定结果表明这两株真菌均是尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)。研究结果为甘薯根腐病病原菌的快速鉴定提供了依据,以期对甘薯根腐病的防治决策提供一定的参考。     

植物保护用抗菌素的研究与应用——Ⅱ.防治植物细菌病、病毒病、农业害虫及杂草的抗菌素

本少分别介绍除防治植物真菌病害之外的其它植物保护用抗菌素的研究进展。防治植物细菌病害的抗菌素一、链霉素这是第一个成功应用于植物细菌病害防治的抗菌素。据报道,它可防治40种以上的病害,主要病原菌是假单胞杆菌属(Pseudomonas)、黄杆菌属(Xanthomonas)及欧文氏菌属(Erwinia)。     

黄土高原区苜蓿与小麦轮作系统根部入侵真菌研究

以甘肃庆阳黄土高原地区草田轮作系统中苜蓿(Medzfago sativn)和小麦(Triticum aestivum)为研究材料,分别于2002年两种作物的拔节期(分枝期)、开花期、成熟期和幼苗期(第3茬分枝期)取样,分离、鉴定了根部入侵真菌,测定了分离所得根部入侵真菌对其寄主作物及另一种轮作作物的致病力。结果表明：在试验区内共分离到27种根部入侵真菌,包括自小麦根系分离到26种,苜蓿侧根分离到23种,其中22种为苜蓿和小麦共同的根部入侵真菌。两种作物根部入侵真菌区系中优势种明显不同,苜蓿根部最主要的5种入侵真菌按分离率的高低依次为尖镰孢(Fusarium oxysporum)17．0％、大孢肉座菌(Selinia sp．)15．4％、茎点霉(Phoma medicaginis)9．5％、腐皮镰孢(Fusarium solani)6．7％及柱孢(Cylindrocarpon destructans)6．6％;而小麦根部5种最主要的入侵真菌按分离率的高低依次为黑团孢(Periconia sp.)15．0％、丝葚霉(Papulaspora sp．)12．1％、多主枝孢(Cladosporium herbarum)5．4％、丝核菌(Rhizoctonia sp．)4．0％及尖镰孢3．9％;总的真菌分离率亦是苜蓿高于小麦。苜蓿与小麦的根段带菌率均有随生长季的延长而增高的特征。在试验条件下,参试的苜蓿、小麦根部入侵真菌对苜蓿和小麦均有一定的致病力,但对苜蓿种子和幼苗的致病力强于对小麦种子和幼苗的致病力。在轮作体系中,小麦田轮作苜蓿应注意防治根部入侵真菌的危害。     

植物抗真菌基因工程研究进展

自从人类开始种植农作物以来,真菌病害就是造成作物损失的主要原因之一。目前控制真菌病害的主要方式不外乎轮作、培育抗真菌品种、施用化学农药等。虽然这些方法在不同时期都发挥了各自的作用,但由此而产生的各种弊病日益显著。随着人们对环境的关注及降低生产成本的愿望的不断增强,激励着育种家们寻求新的育种途径。建立在分子生物学技术基础上的基因工程方法,是培育抗病植物品种的一条全新而有效的途径。近年来由于对植物抗病反应机制及植物病原真菌致病机理的深入研究,该领域的研究者们提出了较多利用基因工程技术控制植物真菌病害的设想。目前。要从以下几种途径获取和利用抗真菌基因：从常规育种已确知但其产物未知的小种一品种特异的抗性基因;参与对真菌有毒性的化合物的合成酶基因;对真菌生长具有直接抑制作用的蛋白质基因、真菌酶抑制物基因、植保素基因等。该文就此方面的策略及进展做一综述。