马铃薯内生细菌的分离及其对环腐病菌的拮抗作用检测(简报)

马铃薯是世界四大作物之一,我国是世界上马铃薯种植面积最大的国家,种植面积达6000万亩。近年来,在马铃薯经济良好发展的带动下,马铃薯生产在种植面积和单产水平上有了大幅度提高。然而各种病害随之表现出逐年上升的趋势。环腐病、黑胫病、干腐病是造成北方马铃薯田间和窖存烂薯的主要病害,一般经济损失达20%—30%,严重年份可达50%。马铃薯环腐病害难以防治是因为病菌侵染部     

甘蔗宿根矮化病病原菌Leifsonia xyli subsp.xyli 基因组学研究进展

综述甘蔗宿根矮化病病原细菌Leifsonia xyli subsp.xyli(Lxx)基因组组成特征、基因组进化、基因组中致病相关基因与寄主适应性等方面的研究进展,并对该病原茵、引起番茄细菌性萎蔫和溃疡的病原细菌、马铃薯环腐病痛原细菌的基因组和致病相关基因进行比较,发现它们存在同源致病基因,如celA、pat1基因,其致病机理可能有相似性.     

“伊枯草菌素”防治植物萎蔫病

日本东京技术研究所的科学家最近宣称,他们分离、选育到的枯草芽孢杆菌NB_(22)生产出了“伊枯草菌素”,能保护马铃薯和瓜类不受细菌和镰刀菌(Fuserium)萎蔫病和立枯病的侵染。他们将马铃薯种栽到有细菌萎蔫病侵染的土壤中,发现在不到两周的时间     

小麦种质对茎基腐病抗性评价及优异种质筛选

小麦茎基腐病是由镰孢菌侵染引起的一种世界性土传病害,近年来已严重威胁到我国小麦的安全生产。为筛选具有茎基腐病抗性的小麦种质资源,本研究采用孢子悬浮液浸种法,分别以国外抗病材料Sunco和中国品种陕253为抗病和感病对照,对670份我国小麦品种(系)进行了茎基腐病温室苗期抗性鉴定。结果发现,我国供试品种(系)感病材料(病情指数>30)所占比例达到84%,且包含多个近年来小麦生产中的主推品种,表明我国小麦品种总体抗性水平低是导致茎基腐病近年来发病频率与程度不断增加的重要原因之一。经多轮筛选,发掘获得15份抗病表现稳定、抗性水平与抗病对照Sunco相仿的材料。15份材料平均病情指数在10.9~19.4之间,其株高、抽穗期等农艺性状表现出较为丰富的变异,为我国小麦抗茎基腐病品种选育和抗性遗传研究提供了种质资源。     

防治马铃薯环腐病有益内生细菌的分离和筛选

1998～2000年,从大同、太原和内蒙古自治区等地采集健康块茎中分离到133株内生细菌,通过离体抑菌作用测定、田间和温室实验,初步筛选出5个具有促生或潜在防治马铃薯环腐病的内生细菌,其中118菌株定殖、促生和拮抗三种作用兼备,具有很好的开发应用前景。     

抗细菌植物基因工程进展

前言植物病原细菌一直是农业生产的大敌之一,细菌侵染可造成农作物生产的巨大损失。以马铃薯为例,与细菌病相关的损失占全世界年产量的百分之二十五,约合40亿美元[1]。因此,育种工作的主要目标之一即培养抗细菌植物。     

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 .     

马铃薯Y病毒属病毒P3和P3-PiPo蛋白功能研究进展

Potyvirus属于马铃薯Y病毒科Potyviridae,是最大的植物病毒属,给农业生产造成严重的经济损失。P3是Potyvirus属病毒中变异很大、功能较复杂的编码蛋白,涉及到病毒复制、侵染、抗性及细胞间运动;P3-PiPo是P3编码框内新近发现的Potyvirus重要编码蛋白,已证实它在病毒的细胞间运动中起着决定性的作用。对病毒蛋白功能的研究为该属病毒的研究发展提供重要的理论基础,对Potyvirus侵染机制及抗病机理研究具有指导价值。     

小麦抗茎腐病种质筛选及鉴定新方法的建立

为筛选针对我国黄淮麦区小麦茎腐病抗病新种质,建立可区分小麦其他茎基部病害的茎腐病抗性鉴定方法,本文采用室内苗期鉴定方法对主要来自黄淮麦区的108份小麦品种和高代品系进行茎腐病抗性评价,对其中45份小麦材料同时采用荧光定量PCR方法测定基部茎秆的禾谷镰刀菌DNA含量并与其茎腐病平均病级进行相关分析。共筛选到中抗茎腐病材料22份,未发现高抗和免疫品种(系);相关分析结果表明,小麦基部茎秆禾谷镰刀菌DNA含量与其茎腐病平均病级呈极显著正相关(r=0.73**),小麦基部茎秆禾谷镰刀菌DNA含量可以作为小麦茎腐病抗性的重要参考。抗病新种质的筛选和荧光定量PCR抗性评价方法的建立将为今后黄淮麦区小麦抗茎腐病品种的培育提供帮助。     

不同抗性泡核桃对褐斑病病原菌侵染的生理生化响应北大核心CSCD

以抗病和感病泡核桃无性系为实验材料,人工接种褐斑病病原菌后测定不同时期叶片中保护酶活性、总酚、类黄酮、叶绿素含量等相关生理生化指标,探讨不同抗性泡核桃响应褐斑病病原菌侵染的生理生化差异。结果表明:(1)接种病原菌后,感病无性系64叶片带菌率随着侵染时间的增加而升高,且显著高于抗病无性系199(P<0.05)。(2)抗病无性系199和感病无性系64叶片的SOD、POD、CAT、APX和PPO活性随着侵染时间均呈现先升高后降低的变化趋势,其中SOD、POD和APX活性均在16 d时达到最大值;与较感病无性系相比,接种后抗病无性系的POD和APX活性较强;在接种前期(1~16 d),感病无性系PPO活性高于抗病无性系,后期(16~34 d)CAT活性也较抗病无性系高。(3)抗病无性系叶片叶绿素含量始终高于感病无性系;抗病无性系MDA含量在接种后无明显变化,而感病无性系先增加后降低,其细胞膜脂过氧化较重。(4)两个无性系叶片可溶性蛋白和可溶性糖含量变化较平缓,且差异不显著,在接种后期(34 d)有升高的趋势;接种5 d以后,感病无性系叶片类黄酮和总酚含量始终显著高于抗病无性系。研究发现,泡核桃抗病无性系叶片带菌率较低,较难受到侵染,并且通过提高POD和APX活性以及积累较多叶绿素、可溶性蛋白和可溶性糖来应对病原菌侵染引起的氧化胁迫,抑制病原菌的繁殖,从而提高其抗病能力。     

基于高精度转录组测序技术挖掘甘蔗抗梢腐病相关的NBS-LRR家族基因

甘蔗(Saccharum officinarum)是中国乃至世界第一大糖料作物,也是非常重要的生物能源作物。甘蔗在大田生长过程中经常遭遇病原菌侵入而诱发甘蔗病害,严重时会造成产量下降、品质受损,在广西蔗区常年大面积种植甘蔗,梢腐病的发生极为普遍,也常因此造成严重的经济损失。本研究以具有易感梢腐病特征的现代栽培种‘中蔗1号’为实验材料,采用一种更高精度的转录组测序新技术,在全基因组水平鉴定到含有NB-ARC结构域的NBS抗病基因(含等位基因)共2 324个,其中在‘中蔗1号’梢腐病病株与健康蔗株中存在差异表达的基因有101个。进一步对这些基因的结构域进行注释分析,确定了36个NBS-LRR类抗病基因。推测这些基因可能参与甘蔗对梢腐病致病菌的抵御以及病害侵染甘蔗后的一系列防御反应。     

真菌菌丝细胞壁提取物对马铃薯块茎组织抗干腐病的诱导效应

以马铃薯(品种'大西洋')块茎切片为材料,研究了马铃薯非亲和菌株粉红单端孢(Trichothecium roseum)菌丝细胞壁提取物处理对马铃薯块茎组织干腐病抗性的诱导效果及其机理.结果表明,150 μg/mL(以中性糖含量为标准)菌丝细胞壁提取物预处理马铃薯切片72 h后进行损伤接种能显著降低干腐病菌(Fusarium sulphureum)的侵染能力,预处理块茎的病斑直径仅为对照的43.6%;菌丝细胞壁提取物处理能显著增强与马铃薯块茎组织抗病相关的过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性.可见,粉红单端孢菌丝细胞壁提取物预处理能显著增强马铃薯块茎组织对干腐病的抗性,而且主要是通过提高马铃薯块茎组织中与抗病性相关酶的活性来实现的.     

对增强辣椒疫霉菌抗性的研究

病原物诱导型启动子能精确控制抗病基因在侵染位点的表达,是抗病基因工程的有效工具。prp1-1是来自马铃薯谷胱甘肽巯基转移酶基因启动子的一个273bp的片段,能够快速准确地启动被侵染位点抗病基因的表达;Rs-AFP2是具有对致病性丝状真菌的广谱抗性。该研究构建prp1-1调控Rs-AFP2基因表达的载体,经农杆菌介导转化法导入辣椒。逆转录PCR检测发现,转基因辣椒只在受到疫霉菌孢子侵染时,才由prp1-1启动Rs-AFP2基因的转录。用疫霉菌孢子灌根接种转基因辣椒T1代植株,35株T1代辣椒中有29株表现出明显的疫霉菌抗性。另将23株T1代辣椒种于人工气候箱,发现其形态和发育特征与相同条件下的非转基因植株无明显区别。研究表明,prp1-1调控Rs-AFP2的诱导表达达到了增强辣椒疫霉菌抗性的目的,而且避免了负面效应的发生。     

马铃薯萜类合酶基因StHcS的功能鉴定

为了研究马铃薯萜类代谢物的生物合成机制,从马铃薯基因组数据中筛选到一个萜类合酶基因。通过RT-PCR方法,从致病疫霉侵染后的马铃薯品种‘费乌瑞它’中成功克隆到该基因,命名为StHcS,并对其进行生物信息学分析、生化功能鉴定及表达模式分析。结果表明:(1)序列分析显示StHcS编码区序列长1 497 bp,编码498个氨基酸,分子质量为74.78 kD。(2)StHcS基因编码的蛋白序列含有DDXXD催化功能域,与短柱茶(Camellia maliflora)中的四甲基环癸二烯甲醇合酶相似度最高。(3)蛋白体外催化实验和大肠杆菌代谢工程分析表明,StHcS可以催化生成倍半萜化合物四甲基环癸二烯甲醇(hedycaryol)。(4)基因表达分析显示,StHcS可以被致病疫霉侵染诱导表达反式法尼烯焦磷酸(FPP),且在侵染后72 h表达最高;GC-MS分析显示,在受侵染的马铃薯块茎中检测到四甲基环癸二烯甲醇。StHcS生化功能的鉴定为倍半萜合酶的研究提供了多样性,也是首次在马铃薯中发现的四甲基环癸二烯甲醇合酶,为马铃薯萜类代谢途径解析提供了参考。     

籽用美洲南瓜叶片对白粉病菌的抗逆生理响应

以籽用美洲南瓜(Cucurbita pepo L.)白粉病抗病品系F2和感病品系M3为试材,在人工气候箱内接种白粉病生理小种2US孢子悬浮液,考察在接种白粉病菌后南瓜幼苗植株与白粉病菌的互作、叶片活性氧代谢及保护酶活性的变化,探讨南瓜抵御白粉病的生理机制。结果表明：(1)与感病品系M3相比,接种白粉病菌后,抗病品系F2叶片上病原菌发育缓慢,较难侵染叶片。(2)抗病品系F2在感病初期叶片H₂O₂、O₂^-·含量迅速升高后逐渐下降,而感病品系在感病初期H₂O₂、O₂^-·含量上升缓慢,在达最大值后始终保持较高水平,且感病品系叶片MDA含量始终高于抗病品系;组织化学染色分析发现,抗病品系叶片着色比感病品系快,之后着色面积有所减少并趋于较低水平。(3)抗病品系F2和感病品系M3叶片抗氧化酶CAT、SOD、POD活性及PAL、PPO活性在接种白粉病菌后均显著增加,但抗病品系的活性及其增幅均高于感病品系。研究发现,籽用美洲南瓜抗病品系叶片上白粉病菌发育缓慢,较难受到侵染,生成菌丝体后叶片上粉状斑点较小;抗病品系在被白粉病菌侵染初期依靠活性氧的增加抵御病原菌的入侵,随着活性氧含量增加抗病品系通过迅速增加自身抗氧化酶活性来防止氧化胁迫;与感病品系相比,抗病品系在受病原菌侵染后能迅速增加PAL、PPO活性以抵御病原菌侵染。     

条锈病对小麦(Triticum aestivum L.)叶片光合功能及光合功能蛋白D1表达的影响

测定了小麦(Triticum aestivum L.)感染小麦条锈病后的光合常数,以及叶绿素含量、类囊体膜光合电子传递速率和光合反应中心D1蛋白的变化.实验显示,条锈病侵染导致感病小麦叶片净光合速率与叶绿素含量降低;抗病小麦经侵染后净光合速率却有恢复过程,叶绿素含量先降后升.此外,感病小麦叶片被侵染后全链电子传递速率受到抑制,PSII电子传递速率的变化与全链电子传递速率的变化趋势相似,但PSI电子传递速率受到的影响较小;抗病小麦小麦叶片被侵染后电子传递速率所受影响较小.同时发现,病程中,感病和抗病小麦PSII的光合反应中心D1蛋白含量变化总是与PSII电子传递速率的变化类似,推测D1蛋白的表达量变化是引起PSII电子传递活性与全链电子传递速率变化的主要因素之一.     

马铃薯贮藏期干腐病病害防治研究进展

马铃薯干腐病是其在贮藏期发生的一种严重腐烂病害,该病害通过镰刀菌孢子扩散、侵染马铃薯贮藏期的块茎,致使薯肉变色并缩裂成干腐状。严重时发展成为湿腐病感染临近薯块,从而导致整个储窖腐烂,大大降低的马玲薯的食用性和商品性。因此,为了科学、安全、高效的预防控制该病害的发生及蔓延,本文结合近年来国内外相关报道,对马铃薯干腐病的综合防治研究进行了综述,旨在为该病的深入研究和有效防治措施提供理论参考。     

桃褐腐病菌拮抗性内生细菌的筛选及其抑病效果

【目的】从桃树根部组织中分离、筛选能够防治桃褐腐病害的内生拮抗菌,从细胞学水平探究其抑制机理。【方法】采用平板对峙法筛选对桃褐腐病菌(Monilinia fructicola)有拮抗作用的内生细菌,调查内生拮抗细菌的形态学及生理生化特性,通过细菌16S r RNA基因测序分析菌株的系统发育学特征。通过果实离体实验检测内生拮抗细菌的抗菌效果,使用电子显微镜观察受抑制的桃褐腐病菌菌丝、孢子的形态以及细胞内部结构变化。【结果】从桃树根部组织中复筛分离得到的3株内生细菌对桃褐腐病防效高且稳定,经鉴定3株细菌均为枯草芽孢杆菌。果实离体试验表明,3株内生细菌均明显抑制了桃褐腐病的发生。通过电子显微镜观察,发现受拮抗细菌抑制的桃褐腐病菌的菌丝明显变细、杂乱且打结缠绕成团,孢子普遍干瘪变大、破裂,细胞质外渗。【结论】从桃树根部组织中得到的3株内生细菌对桃褐腐病菌的生长均有明显的抑制作用,可以作为防治桃褐腐病的新选择,具有进一步研究价值。     

条锈病对小麦（Triticum aestivum L.）叶片光合功能及光合功能蛋白D1表达的影响

测定了小麦（Triticum aestivum L.）感染小麦条锈病后的光合常数,以及叶绿素含量、类囊体膜光合电子传递速率和光合反应中心D1蛋白的变化。实验显示,条锈病侵染导致感病小麦叶片净光合速率与叶绿素含量降低;抗病小麦经侵染后净光合速率却有恢复过程,叶绿素含量先降后升。此外,感病小麦叶片被侵染后全链电子传递速率受到抑制,PSII电子传递速率的变化与全链电子传递速率的变化趋势相似,但PSI电子传递速率受到的影响较小;抗病小麦小麦叶片被侵染后电子传递速率所受影响较小。同时发现,病程中,感病和抗病小麦PSII的光合反应中心D1蛋白含量变化总是与PSII电子传递速率的变化类似,推测D1蛋白的表达量变化是引起PSII电子传递活性与全链电子传递速率变化的主要因素之一。     

玉米抗腐霉茎腐病种质标记基因型鉴定与遗传多样性分析

腐霉茎腐病(Pythium stalk rot)是玉米生产上的重要病害。本研究利用14个与8个抗玉米茎腐病基因连锁的分子标记对196份抗腐霉茎腐病玉米种质进行抗病标记基因型鉴定,并采用42对多态性SSR标记对54份抗病自交系进行遗传多样性分析,以期阐明玉米抗腐霉茎腐病种质的标记基因型和遗传背景,并为资源的有效利用、新基因的挖掘和杂种优势模式确定提供参考信息。14个与抗病基因连锁的分子标记将196份抗性种质鉴定为128种标记基因型,表明存在多样的抗性基因组合方式。191份种质获得与齐319、X178或1145中一个或多个的相同的扩增,表明97.45%种质可能含有与3个抗玉米茎腐病材料相同的抗病基因;粤61、郑653、赤L136、白53和18--14共5份种质均未扩增出与齐319、X178和1145相同的标记基因型,可能携带其他抗茎腐病基因;遗传背景相近的抗性种质分属不同的标记基因型,表明抗病种质携带的抗病基因可能在育种选择中发生了分离。42对多态性SSR引物在54份抗病材料中共检测出119个等位基因(Na),多态位点百分率(PPB)为99.17%,平均有效等位基因数(Ne)为1.7070,平均Nei′s基因多样性(H)为0.3999,平均Shannon′s信息指数(I)为0.5844,平均多态信息含量(PIC)为0.5527,变幅为0.2061～0.7844;通过UPGMA聚类分析,54份抗病材料被划分为2个类群,共6个亚群中,分别是旅大红骨亚群、BSSS亚群、塘四平头亚群、PA亚群、PB亚群、Lan亚群,表现出较高的遗传多样性。结果表明,我国6个杂种优势群中均含有较为丰富的抗腐霉茎腐病种质资源,其中PA亚群包含的抗病种质最多。