一个马铃薯种质资源圃致病疫霉群体的分析

由致病疫霉Phytophthora infestans引起的晚疫病是马铃薯生产上最严重的病害之一,认识其群体结构特征,可为晚疫病防控策略的制定以及抗病品种的合理布局提供指导。对2009年采自宁夏一个种植有93个品种(品系)的马铃薯种质资源圃的致病疫霉进行了交配型、致病型和线粒体DNA单倍型分析,结果表明,116个致病疫霉菌株中存在A1、A2和自育型3种交配型,发生频率分别为24.1%、57.8%和18.1%,A2交配型为优势类型;对其中43个菌株的致病型进行测试,检测到两种致病类型:1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11和3.4.10,发生频率分别为95.3%和4.7%,可克服所有11个抗病基因的1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11类型占绝对优势;对62个菌株的线粒体DNA单倍型进行分析,检测到Ia和IIa两种类型,发生频率分别为74.2%和25.8%。综合表型和基因型数据分析发现,该马铃薯种质资源圃中致病疫霉群体致病型单一,但致病型毒力因子高度复合;线粒体DNA分析表明,该马铃薯种质资源圃引入了遗传背景较为复杂的致病疫霉"新"群体。     

马铃薯种质资源的晚疫病抗性鉴定

采用离体叶片接种法,对43份马铃薯种质资源进行晚疫病抗性鉴定、比较和评价。以接种5 d后的感病品种‘Désirée’和抗病品种‘加湘1号’叶片症状为对照,鉴定出5份表现为高抗的种质资源,其中包含3个Solanum phurejia和2个S. tuberosum ssp. andigena材料。另外,还鉴定出14份中抗材料(No. 7～20)。结果表明,野生种和安第斯山栽培亚种马铃薯资源的抗性材料较为丰富,可作为晚疫病抗病育种的亲本。     

番茄幼苗对接种晚疫病菌的生理响应

以番茄晚疫病抗病品系CLN2037E、感病品系5号自交系及其杂种一代F1为材料,人工接种番茄晚疫病菌生理小种T1、T2、T3,研究番茄苗期抵抗晚疫病的生理响应.结果显示：（1）感病品系的膜脂过氧化产物丙二醛（MDA）与过氧化氢（H2O2）的含量增加幅度较大,抗病品系的含量则相对稳定,F1代的变化趋势接近感病品系;（2）抗病品系和感病品系的多酚氧化酶（PPO）、过氧化物酶（POD）和超氧化物歧化酶（SOD）活性变化都呈先升高后下降,抗病品系的酶活性高峰出现早且峰值小于感病品系.研究发现,抗病番茄品系幼苗的多项生理指标在接种晚疫病菌后变化幅度小而稳定,并能在短时间内基本恢复到原来的正常状态,从而表现出较强的抗病性.     

番茄RGA4蛋白与马铃薯Rpi-blb1蛋白的同源比较分析

为获得番茄抗晚疫病广谱性基因信息,采用同源电子克隆法,基于番茄蛋白序列数据库,以马铃薯晚疫病广谱抗性蛋白Rpi-blb1为种子序列,获得番茄疾病抗性蛋白RGA4,并进行基因电子定位和基因结构、模体、二级结构、基因进化及基因电子表达等分析,以证明两者的进化关系。结果表明:番茄RGA4蛋白(XP_004245923.1)序列具有NB-ARC和LRR8两个保守结构域,定位于第8条染色体SL2.40区间,相应基因位于8号染色体序列的57228847-57232935 bp区间,长度为4 089 bp,由2个外显子和1个内含子组成,编码988个氨基酸序列,该蛋白为不稳定分泌球形蛋白;番茄RGA4蛋白和马铃薯Rpi-blb1蛋白在二级结构分布、基因序列组成、基因定位等方面相似性较高,可确定两者为垂直同源关系,但在基因进化和模体组成方面存在差异,可能导致两者功能上的不同。研究结果可为番茄晚疫病广谱抗性基因克隆及其利用提供理论依据。     

马铃薯晚疫病抗病基因研究进展

马铃薯晚疫病是马铃薯和番茄等茄科植物中最主要的病害之一,每年都引起巨大的经济损失。基因工程技术的发展为马铃薯晚疫病的防治工作提出了新的契机,从晚疫病抗性品种中筛选出具有高持久抗性的抗病基因,并将其转化到栽培品种中去,无疑是我们开发持久性晚疫病抗性的最快捷的手段。到目前为至,已经有十几个晚疫病抗性基因从S．demissum,S. bulbocastanum,S．berthauhii,S．mochiquense和S．pinnatisectum等抗性马铃薯品种中鉴定出来并已定位在马铃薯染色体基因组上,并有4个被克隆出来（R1,R3a,Rpi—blb1／RB和Rpi—blb2）。主要概述了马铃薯晚疫病抗病基因的研究现状和发展前景。     

影响活体内马铃薯晚疫病菌卵孢子产生因素的研究*

研究了不同菌株组合,马铃薯植株茎、叶及接种物中A1和A2菌株孢子囊比例、温度、湿度对卵孢子产生的影响。不同菌株组合产生卵孢子的数量有显著差异;在离体接种情况下,叶片中产生卵孢子数量大于茎中产生卵孢子数量;A1和A2菌株中孢子囊不同比例对卵孢子产生影响很大,当比值为1∶1时卵孢子产生量最大;15℃光照条件下培养,并给侵染叶片持续的水分供应才能产生大量卵孢子;寄主的抗性水平对卵孢子产生有明显的影响,中抗品种上产生卵孢子量最多,高抗品种上产生卵孢子量最少,感病品种上产生卵孢子量居中。     

番茄苗龄对晚疫病生理小种T1的抗性表现差异研究

对感病和抗病品系3、6、9叶苗龄番茄幼苗人工接种晚疫病菌T1小种,结果表明,感病品系随着苗龄的增加,对晚疫病的感病程度有所减轻,其中6叶期较3叶期、9叶期较6叶期幼苗的病级指数分别降低了28.8%和3.9%,但差异不显著;9叶期较3叶期降低了31.0%,差异达显著水平。抗病品系的6叶期和9叶期较3叶期幼苗病级指数均降低了50%左右,差异达极显著水平;6叶期和9叶期幼苗抗性基本相同。     

中国部分地区马铃薯寄主上致病疫霉SSR基因型分析

利用两对SSR引物对两个基因座Pi4B和Pi4G进行了PCR扩增,测定了中国部分地区66个致病疫霉Phyophthora infestans(马铃薯晚疫病菌)菌株和2个参考菌株的SSR基因型,并对菌株的基因型进行了鉴定和命名.在被测定的66个致病疫霉菌株中,共产生了7种SSR基因型D-03,D-05,D-06,G-02,H-01,F-01和F-06,其中F-06为本研究新命名的基因型.F-01基因型菌株53个,占总菌株数目的80.3%,该基因型为中国致病疫霉的优势基因型.在对两个基因座Pi4B和Pi4G产生的等位基因统计分析发现基因座Pi4B产生的多样性比Pi4G高.对SSR数据揭示的河北、黑龙江和云南3个不同省份致病疫霉遗传多样性的比较发现,河北省和黑龙江省致病疫霉遗传多样性几乎相同,然而与云南省致病疫霉有较大的遗传差异.此外,发现致病疫霉SSR基因型与其对甲霜灵抗性无相关性.     

马铃薯晚疫病防治的转基因策略

晚疫病是由致病疫霉菌(Phytophthora infestans)引起的病害,是限制马铃薯产业发展最严重的病害之一。采用传统育种和化学农药等方法防治马铃薯晚疫病虽然早有研究,但至今收效甚微。基因工程技术的兴起为防治马铃薯晚疫病提供了新的契机,并已取得了一定成效。但单基因抗性容易丧失、水平抗性应用难度大,要提高抗病基因的持久性,同时释放多个抗病基因,人为提高田间抗病基因的多态性是目前可选途径之一。对各种防治方法进行了综述,通过转基因技术创建抗病基因近等混合系是持久防治马铃薯晚疫病的首选可行方法,概述了其发展前景。     

表达Harpin蛋白的转基因马铃薯降低晚疫病斑生长率

以苹果火疫病菌 (Erwiniaamylovora)的Harpin蛋白基因和马铃薯 prp1 1基因启动子为主要元件 ,探索了以利用病原侵染诱导植物过敏性反应为目标的抗病基因工程新策略 .通过构建Harpin蛋白基因的 3个植物表达载体和遗传转化 ,获得68个转基因马铃薯植株 .Southern ,Northern和Westernblot分析证明 ,Harpin蛋白基因实现了在转基因植株中的插入、转录和蛋白表达 ,用Phytophthorainfestans复合生理小种测定表明 ,Harpin蛋白在转基因植株中的组成型表达和病原侵染诱导表达均能降低病斑的扩展速率 ;在病原侵染诱导Harpin蛋白基因表达的转基因植株中 ,发现有 2个植株共 3 0个接种叶片上无菌丝形成 ,病斑局限于接种点内 ,表明过敏性反应的遗传操作在植物抗真菌病基因工程中具有广阔的应用前景 .