豚草锈菌对三裂叶豚草叶片生理生化特性的影响

【背景】自20世纪50年代三裂叶豚草传入我国以来,迅速蔓延,已给我国农业生产、生态环境、人民健康造成巨大威胁。近年来发现的豚草锈菌对三裂叶豚草有一定的致病性,具备生物防治潜力。【方法】本文利用植物生理学技术研究了豚草锈菌对三裂叶豚草叶片生理生化特性的影响。【结果】锈菌侵染后,三裂叶豚草叶片的相对电导率随病级的增高和侵染时间的延长而上升,说明锈菌破坏了豚草叶片的细胞膜,导致其电解质外渗。同时,发病初期叶片内的丙二醛(MDA)与超氧自由基(O2.-)含量逐渐上升;当发病程度为3级时,O2.-含量达到最高;4级时,MDA含量达到最高。此外,锈菌侵染后,三裂叶豚草叶片抗坏血酸(AsA)含量持续上升,而脯氨酸(Pro)含量在发病后期下降,说明在三裂叶豚草与锈菌互作时,AsA含量虽然增加,但抗性并不明显,而Pro可能具有更为重要的作用。【结论与意义】豚草锈菌的侵入干扰了三裂叶豚草的生理生化反应,这将为深入研究豚草锈菌的致病机理、发挥其生物防治潜力奠定基础。     

三裂叶豚草锈病发生和流行规律的研究

通过田间调查与定点系统观察,结合沈阳地区的气象条件,对三裂叶豚草锈病在沈阳地区的发生和流行规律进行了研究。结果表明：三裂叶豚草锈病属于喜高温、高湿型病害;该病于6月初在沈阳地区开始发病,可持续至9月,以7～8月发病最重。人工接种试验结果表明：在30℃和相对湿度96．9％条件下接种锈菌冬孢子,4d后三裂叶豚草即可发病;冷冻保藏（-20℃）可打破冬孢子休眠,在沈阳地区冬孢子是第二年锈病发生的初侵染菌源。苍耳柄锈菌三裂叶豚草专化型对三裂叶豚草表现出了显著的致病性、致死性及专一性,证明是防治三裂叶豚草的理想生防菌。     

三裂叶豚草锈菌侵染寄主叶片的显微和超微观察

【背景】三裂叶豚草是我国重要的外来入侵植物之一,其传播速度快,已给我国造成巨大的经济损失。近年来发现的三裂叶豚草锈菌是一种对其具有生物防治潜力的病原菌。【方法】本文利用显微技术研究了三裂叶豚草锈菌的侵染过程及其对寄主结构的影响。【结果】三裂叶豚草锈菌菌丝可从多处侵入同一个叶肉细胞,胞间菌丝与叶肉细胞相接触可使部分细胞壁增厚。锈菌侵染使三裂叶豚草叶脉末梢导管分枝增多,造成三裂叶豚草水分代谢失调;叶片细胞内膜系统破碎化,细胞器结构受到不同程度的破坏,导致细胞内膜系统紊乱,细胞器结构稳定性降低。【结论与意义】豚草锈菌侵染破坏了三裂叶豚草叶片的细胞结构。本研究为深入研究豚草锈菌的致病机理奠定了基础。     

豚草锈菌对三裂叶豚草光合生理特性的影响

【背景】外来人侵恶性杂草——三裂叶豚草在我国迅速蔓延,并对我国经济、人民健康、生态等方面造成巨大影响。【方法】本文运用光合仪（CIRAS-1）测定豚草锈菌侵染后的三裂叶豚草叶片的光合效率、蒸腾速率、叶表面蒸汽压差、胞间CO2浓度、气孔导度等指标,以探讨豚草锈菌影响三裂叶豚草光合作用的机制。【结果】豚草锈菌侵染三裂叶豚草叶片后,对叶片水分代谢与光合代谢有明显影响,从而影响叶片有机物质的合成。豚草锈菌侵染显症1—4d后,受侵染叶片蒸腾速率与气孔导度下降,光合作用有所加强,导致胞间CO2浓度下降,进而使叶片细胞水分代谢与光合代谢加强。显症4d后,随着叶片发病程度增加（4～5级）,胞间CO2浓度增加,蒸腾速率与气孔导度大幅降低,光合速率下降。【结论与意义】豚草锈菌能干扰三裂叶豚草叶片的光合生理活动。该结果可为防治三裂叶豚草提供参考。     

苍耳柄锈菌三裂叶豚草专化型冬孢子基因组DNA快速提取方法的比较研究

以苍耳柄锈菌三裂叶豚草专化型Puccinia xanthii f. sp. ambrosiae-trifidae为研究试材,比较研究了其冬孢子DNA提取的9种方法,其中CTAB-钢珠法、改良的微型电钻法以及EZ-Kit改良法获得的基因组DNA经检测质量较好。在此基础上,利用ITS-PCR和ISSR引物UBC#835将待用DNA进行PCR扩增检测。结果表明,上述3种方法提取的DNA适合于ISSR反应。研究结果为专性寄生锈菌分子遗传变异的研究提供了保障。     

三裂叶豚草的化感作用研究

 本文研究了在我国东北地区广泛蔓延的菊科杂草—三裂叶豚草(Ambrosia trifida)对大豆、玉米、小麦、水稻的化感作用(Allelopathy)。通过对三裂叶豚草的不同部位(挥发物、茎叶、根、根区土壤)的化感活性的研究,发现三裂叶豚草的挥发物和根区土壤对作物无明显的作用;茎叶部分的水浸液对实验作物的种子萌发和幼苗的幼根伸长有明显的抑制作用,同时使根系形态发生较大的变化;根的水浸液对作物的幼芽伸长有一定的促进作用。在上述的研究基础上,对不同的活性组分进行了GC、GC/MS分析．结果表明主要的化感成分可能为α-蒎烯、β-蒎烯、2-冰片烯、里那醇、冰片、4-萜品醇、樟脑、α-萜品醇、马鞭烯酮、橙花叔醇、法尼烯、勺叶桉醇等。由此我们分析三裂叶豚草主要是通过雨水淋溶的方式向周围环境释放化感物质,从而对其它植物产生影响,加强自身在自然界的竞争力。     

三裂叶豚草和普通豚草的染色体核型研究

本文对产自中国东北地区和南昌市的三裂叶豚草和普通豚草进行了染色体观察与核型分析,两种豚草的染色体数目分别为２ｎ＝２４和２ｎ＝３６,与前人的报导一致,染色体核型未见到报导。     

豚草和三裂叶豚草种子休眠规律研究

豚草和三裂叶豚草是菊科豚草属一年生草本植物,其种子休眠程度随生育地的纬度不同而有变化,纬度越高,种子成熟后进入休眠状态的比例越大,解除休眠所需的低温层积时间也越长。在高纬度的牡丹江市,成熟的豚草和三裂叶豚草种子全部进入休眠状态,低温层积１２周时萌发率达９５％以上,而在低纬度的南昌市,有１０％左右的豚草和三裂叶豚草种子没有进入休眠状态,低温层积８周时,萌发率即可达９５％以上。进入休眠状态的豚草和三裂叶豚草种子,不经过低温层积处理,在１５℃的室温下保存半年以上,也有一定比例的种子可以解除休眠。豚草和三裂叶豚草种子休眠机制可能是由抑制物质和促进物质复合体所控制,休眠种子含有高水平的抑制剂和低水平的促进剂,非休眠种子这种平衡转向有利于促进剂,不同纬度地区的温度差异和低温层积以及长期室温贮藏的呼吸代谢过程,可能对这种平衡产生影响,改变种子的休眠状态     

基于ISSR的豚草和三裂叶豚草遗传多样性研究

[目的]研究不同地理种群的豚草和三裂叶豚草的遗传多样性水平和遗传结构。[方法]应用筛选的13条ISSR引物对8个豚草居群和7个三裂叶豚草居群共240个样品进行分子标记。[结果]8个豚草居群128个样品,共扩增出304条带,多态性位点比率为98.68%;Shannon''s信息指数为0.6716,Nei''s基因多样性指数为0.4788。7个三裂叶豚草居群112个样品,共扩增出266条带,多态性位点比率为95.86%;Shannon''s信息指数为0.6593,Nei''s基因多样性指数为0.4670。豚草和三裂叶豚草各居群遗传距离较近。[结论]豚草和三裂叶豚草在居群间具有一定的遗传稳定性;居群内具有丰富的遗传多样性。豚草和三裂叶豚草遗传变异主要来源于居群内部。豚草各居群遗传距离和地理距离有显著相关性,三裂叶豚草各居群遗传距离和地理距离无显著相关性。     

豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子萌发与入侵扩散关系

豚草(Ambrosia artemisiifoliaLinn.)和三裂叶豚草(A. trifidaLinn.)是我国恶性入侵物种,分布常呈高密度单一种群,且结实量庞大。探讨二者不同植株部位种子萌发(休眠)与扩散特点,对了解二者入侵机制具有重要意义。以新疆伊犁新源县发生的豚草和三裂叶豚草为材料,在种子成熟期,根据植株高度、枝条长度,按比例从上到下分为9个部位,对不同植株部位种子的形态特征、数量和萌发特性进行比较,分析这两种植物不同植株部位种子萌发与扩散的共性和差异性,研究二者种群密度调节和入侵的关系。结果表明:1)两个物种内不同植株部位间种子的长、宽、百粒重无显著差异,但三裂叶豚草种子的长度和宽度分别是豚草的2—3倍,百粒重高7倍。结合两个物种在伊犁地区分布差异,认为种子大小是两个物种分布区域性差异的原因之一。2)豚草和三裂叶豚草植株外部的上顶、中顶、上中部位种子数占植株总种子数量的50%,中中、下顶占比约23%,而下部的上基、中基、下中、下基的种子数占比约27%,表明当年生产的种子有近73%的比例具有远距离扩散的潜力。3)豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子的萌发率具有上端中端下端的趋势;初始萌发时间为下端中端上端;萌发持续时间为上端中端下端。这种萌发方式避免了同一生长季大批种子同时萌发有可能导致高密度死亡的风险。基于上述研究分析,认为豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子具有不同的适应功能。其中,上部所产生的种子具较强的扩散能力和低休眠性,有利于两物种快速占据新生境并扩大种群;而中、下部位的种子在母株周围就近扩散,翌年萌发率低,缓解了种群竞争。豚草和三裂叶豚草不同植株部位生产的种子特性和萌发差异是两个物种进行种群密度调节和扩散入侵的重要原因。     

A substance inducing teliospore production in wheat leaf rust,Puccinia recondita f. sp.tritici

A substance inducing teliospore production inPuccinia racondita f. sp.tritici was found in water and methanol extracts of wheat leaves with telia of the wheat leaf rust just before harvest time. Methanol (MeOH) and water extracts from uninfected wheat leaves also showed telia-inducing activity. However, the MeOH and water extracts from wheat leaves covered with telia showed much stronger activity than those from uninfected wheat leaves. We obtained a fraction (0.2 mg) showing activity at 2 ng/ml by purification of the water extract.     

Early molecular diagnosis and detection of Puccinia striiformis f. sp. tritici in China

Aims: Wheat stripe (yellow) rust, caused by Puccinia striiformis f. sp. tritici (Pst), is the most important foliar disease on wheat in China. Early molecular diagnosis and detection of stripe rust will provide a useful aid to the accurate forecast and seasonal control of this destructive disease. Our objective was to develop PCR assays for the rapid identification and detection of P. striiformis. Methods and Results: The genomic DNA of P. striiformis and P. triticina were amplified by a pair of primers derived from conserved β‐tubulin gene sequence. A 235‐bp specific DNA fragment of P. striiformis was isolated and purified. Based on its sequence, another two primer sets were designed successfully to obtain new sequence‐characterized amplified region (SCAR) markers of P. striiformis, which could be amplified in all test isolates of P. striiformis, whereas no DNA fragment was obtained in other nontarget wheat pathogens. The detection limit of the primer set YR (f)/YR (r1) was 2·20 pg μl^?1. The new SCAR markers of P. striiformis can also be detected in Pst‐infected wheat leaves postinoculated for 2 days. Conclusions: Our assays are significantly faster than the conventional methods used in the identification of P. striiformis. Significance and Impact of the Study: Development of a simple, high‐throughput assay kit for the rapid diagnosis and detection of wheat stripe rust would be anticipated in a further study.     

小麦抗条锈病近等基因系感染条锈病后丁布含量变化

选用2套遗传背景不同的抗条锈病近等基因系作为供试寄主材料,研究了不同抗条锈病近等基因系丁布的含量及其在感病过程中丁布含量的动态变化.结果表明,在未受病菌侵染情况下,2套分别含有Yr2、Yr9和YrSpP基因的近等基因系（抗病系）与其轮回亲本Taichung 29、铭贤169(感病系)间丁布含量没有显著差异（P＞0.05）.接种条锈病菌后,感病系在病菌侵染初期丁布含量下降,而抗病系在病菌侵染初期丁布含量迅速大幅度上升.感染条锈病最终导致感病植株丁布含量比未接种的植株明显减少, 感病系的减少幅度明显高于抗病系.在整个病程中,抗病系丁布的含量始终高于感病系,表明接种条件下小麦植株体内丁布含量变化与小麦抗条锈近等基因系的抗性有关.     

中国小麦条锈菌转主寄主小檗的鉴定

用萌发的小麦条锈菌冬孢子接种采自陕西省境内的陕西小檗、少齿小檗和长穗小檗,3种小檗均产生了性孢子器和锈孢子器。用人工接种小麦条锈菌冬孢子在陕西小檗上产生的锈孢子器接种小麦铭贤169产生了典型的条锈菌夏孢子堆症状。特异性PCR和DNA序列分析表明,人工接种产生于小檗上的锈孢子、接种锈孢子于小麦上产生的夏孢子堆与小麦条锈菌DNA的ITS区序列完全一致。更为重要的是,用采自田间受锈菌侵染的小檗叶片产生的锈孢子接种小麦铭贤169,经培养在小麦铭贤169叶片上产生了典型的条锈病症状。从而证实,在自然条件下,在中国,小檗不仅可作为小麦条锈菌的转主寄主,而且小麦条锈菌可在小檗上完成其有性繁殖过程。这一发现对进一步揭示我国小麦条锈菌高度的群体遗传多样性与毒性变异机理、完善小麦条锈病的防治策略具有十分重要的理论和实际意义。     

小麦条锈菌PsNCS1基因的克隆及转录表达特征

摘要：【目的】克隆小麦条锈菌神经钙离子感应蛋白基因PsNCS1,分析其在病菌不同发育时期的表达水平。【方法】利用文库筛选和RT-PCR技术克隆PsNCS1的cDNA序列,采用生物信息学技术预测分析该基因编码蛋白的保守结构域及基本特性,构建系统发育树;运用实时荧光定量RT-PCR技术分析PsNCS1在病菌不同生长发育时期的表达水平。【结果】PsNCS1全长cDNA为1007 bp（GenBank登录号GU134621）,开放阅读框为573 bp,编码190个氨基酸,分子量为22.17 kDa, 等电点为4.     

四川省小麦条锈菌群体遗传多样性的SSR分析

利用TP-M13-SSR自动荧光检测技术,对四川省小麦条锈菌群体遗传多样性水平进行了分析。研究结果表明,四川省小麦条锈菌群体遗传多样性比较丰富,地区之间存在明显的差异,川西北和四川盆地的种群遗传多样性相对较高,而四川西南部和四川东南部的种群遗传多样性较低。四川小麦条锈菌群体存在一定的遗传分化,地区间的遗传变异仅占14.92%,群体间的遗传变异占总变异的23.06%,群体内遗传变异占60.02%,遗传变异主要存在于群体内部。基因流和共享基因型从分子水平证实了四川小麦条锈菌在地区间的传播,且川西北和四川盆地之间的菌源交流最为广泛。