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。     

油杉叶锈研究

油杉叶锈寄生在油杉叶上,作者研究了此菌的模式标本、同引模式标本和后来在模式地区采得的标本;并和柱锈属、金锈属、鞘锈属、栅锈属等11属锈菌作了比较研究。证明这种锈菌冬孢子堆为带状或扁平柱状,无细胞组织垫座,无被;冬孢子可互相撕离而不破裂,孢壁薄而无色,无柄。这些性状说明它不同于柱锈而近于金锈属。因此作者将其转归金锈属,改定为Chrysomyxa keteleeriae(Tai)Wang et Peterson新组合,(基础异名Cronartium keteleeriae Tai)。这种锈菌与其它生在云杉、铁杉叶上的4种短生金锈属锈菌一样,冬孢子堆都生在针叶上,窄带状到扁平柱状或圆形有短柄,鲜桔色或桔红色。虽然油杉叶锈冬孢子堆高达 6mm,但这只是同一属内的种间差别,也象Coleosporium crowellii Cumm。与同属内其它种的区别一样,属于种间的差别。云南粗杉金锈的冬孢子可以从10—20细胞组成的有柄孢子分离产生,正如鞘柄锈冬孢子的互相分离产生一样。冷杉金锈,特别是变形金锈的冬孢子的产生方式也是这样。生在同种油杉寄主枝上的Peridermium kunmingense Jen和油杉叶锈有无关系,需在接种试验后才能肯定。从寄主与寄主菌共同进化关系看,这种锈菌的寄主——油杉在分类系统上与金锈属寄主——云杉、铁杉等属近缘,传统分类学家多认为它同冷杉、银杉、黄杉等属同归冷杉亚科。但也有学者认为油杉有许多原始性状,与冷杉亚科无关。作者在油杉上发现金锈可能支持了传统植物分类系统。     

铁线莲上隐匿柄锈菌性孢子器和锈孢子器发育的组织学和细胞学观察

通过光学显微镜技术和电镜技术对铁线莲上隐匿柄锈菌Puccinia recondita性孢子器和锈孢子器发育进行了组织学和超微结构的观察。观察表明,铁线莲上隐匿柄锈菌性孢子器呈瓶状,内生有大量单核的性孢子梗和侧丝。性孢子梗顶端产生大量的性孢子,每形成一个性孢子后,都在性孢子梗上留下一环痕。性孢子长椭圆形,表面无特殊纹饰。铁线莲上隐匿柄锈菌锈孢子器呈杯状,其内生长大量平行排列的长形双核锈孢子梗,每个锈孢子梗由上向下连续产生多个锈孢子。锈孢子梗通过产生隔膜先形成锈孢子原体,再分隔形成锈孢子和间生细胞。随着锈孢子的进一步发育,间生细胞解体,锈孢子彼此分开。成熟的锈孢子表面产生有密集的瘤状结构。     

短序与阔叶十大功劳化学组分及小檗碱含量的FTIR比较研究

为快速评价短序与阔叶十大功劳不同部位化学成分差异,本研究运用FTIR采集短序和阔叶十大功劳不同部位的红外光谱并比较短序与阔叶十大功劳不同部位盐酸小檗碱含量差异.研究结果显示,生物碱、黄酮和丁香酯等化学成分,短序十大功劳根、茎及叶片中均较阔叶十大功劳丰富,但是,多糖和苷类含量在两种十大功劳根中相当,在茎和叶片中均以阔叶十大功劳含量高,尤其是叶片中这种差异更明显.最后,与盐酸小檗碱标准品比较发现,2种十大功劳中盐酸小檗碱含量均以茎中最高,叶片中含量最低;2种十大功劳比较各部位盐酸小檗碱含量均以短序十大功劳中高.故运用FTIR技术可以快速找出2种十大功劳化学成分的差异,本研究结果将为十大功劳属植物资源合理开发利用及良种选育提供参考.     

基于nrDNA ITS序列的广西十大功劳属植物的亲缘关系分析

以广西区6种十大功劳属植物为材料,采用PCR直接测序法测定其nr DNA ITS序列,以Gen Bank中的察瓦龙小檗的序列为外群对照,利用MEGA2.1软件构建7种植物的系统发育树,分析它们的亲缘关系。结果表明:(1)十大功劳属广西区6种植物的ITS序列长度在691~692间,ITS中G+C含量的变化范围为40.52%~42.67%,序列间的遗传分化距离为0.000~0.028,平均值为0.017;(2)NJ、MP、ME聚类树的分支趋势一致,六种十大功劳属植物都聚为一支,都以高支持率(96%以上)将小果十大功劳、阔叶十大功劳和十大功劳聚在一起,然后再和其他3种十大功劳属植物相聚,说明6种十大功劳的亲缘关系都比较近,但小果十大功劳,阔叶十大功劳和十大功劳这3个种的亲缘关系最为密切;(3)在6种十大功劳植物中,分布海拔相同以及分布区域有重叠的种类先相聚,可见这些物种的亲缘关系密切。     

温室条件下条形柄锈菌体细胞重组的分子确证

为了获得温室条件下条形柄锈菌发生体细胞重组而导致毒性变异的直接证据,本研究选取7个美国条形柄锈菌小麦专化型菌系和2个美国条形柄锈菌大麦专化型菌系按照夏孢子颜色和专化型与毒性差异组成9对菌系组合,对于室内混合接种产生的子代菌系用具有不同抗性的小麦或大麦品种进行筛选,采用毒性分析及SSR分子标记技术对条形柄锈菌体细胞重组现象进行了研究。对获取的413个单孢子代菌系进行的毒性分析结果显示,有84个单孢子代菌系的毒性谱表现与亲本菌系不同,初步证明体细胞重组过程的存在。SSR标记分析结果显示,11对SSR引物中有6对引物在5对菌系组合的28个毒性谱不同的单孢子代菌系中,检测发现3个单孢菌系的扩增条带与其亲本菌系不同,且表现为亲本菌系扩增条带的重组,为体细胞重组菌系。这一结果从分子水平上证明了条形柄锈菌在室内接种条件下可以通过体细胞重组产生新小种而导致毒性变异。     

籼型光敏雄性不育水稻杂种花粉植株游离小孢子培养成植株

禾本科植物游离小孢子的培养已在水稻、小麦、玉米、大麦等主要农作物上获得成功,且在大麦、玉米上成功地从未经预处理及预培养的游离小孢子培养获得了再生植株。籼稻花药培养能力远远低于粳稻,对其游离小孢子的离体培养研究甚少。本文简要报道这方面的研究结果。     

锈菌

一、引言 銹菌是寄生在有生命的绿色植物上的专性寄生菌,通常寄生在被子植物、松柏类植物和蕨类植物上。这一群真菌包括约有7,000种,从经济价值上讲,它们是极其重要的。其中许多种酿成禾谷类及其他农作物的著名病害——銹病,造成严重的损失。锈菌的分布遍全球。王云章教授在“中国锈菌索引”内列入国产銹菌约800种,分别寄生在1,500种左右的高等植物上。二、锈菌的形态及生活史 銹菌的菌体甚小,寄生在寄主茎、叶等处的细胞间隙内,发生有隔膜的菌丝体,以吸器穿入寄主细胞内,摄取养料。它们的孢子多产生在寄主表皮下或暴露在寄主体表。它们所形成的孢子堆色似鉄銹,故名之为銹菌。研究銹菌的生活史是非常重要的,因为了解锈菌传染的方式、越夏和越冬的方法以及它们的寄主范围,就能找出銹菌生活史中最弱的一环,提供防治上的一个宝贵的资料。在一完全銹菌的生活史中,具备五种不同型的孢子阶段。我们根据它们各个不同阶段的生物关系和习性,给这些不同的孢子阶段以不同的名称。现以麦類     

条锈菌与慢锈小麦品种互作的超微结构*

条锈菌与慢锈小麦品种互作的超微结构研究表明,随着慢锈性的表达,条锈菌的胞间菌丝发育受抑,细胞器泡囊化解体。吸器母细胞和吸器发育受阻,最终解体、坏死。吸器的受抑、坏死主要表现在吸器体形成后期。在锈菌与寄主互作的交界面,吸器外质膜皱褶、电子致密度增高,吸器外间质加宽,并有大量电子致密度加深的物质沉积。与抗病品种相比, 慢锈品种中病菌受抑、坏死程度轻,寄主细胞的过敏性坏死机率也较低。     

条锈菌与慢锈小麦品种互作的超微结构

条锈菌与慢锈小麦品种互作的超微结构研究表明,随着慢锈性的表达,条锈菌的胞间菌丝发育受抑,细胞器泡囊化解体。吸器母细胞和吸器发育受阻,最终解体,坏死。吸器的受抑,坏死主要表现在吸器体形成后期。在锈菌与寄主互作的交界面,吸器外质膜皱褶,电子致密度增高,吸器外间质加宽,并有大量电子致密度加深的物质沉积。与抗病品种相比,慢锈品种中病菌受抑,坏死程度轻,寄主细胞的过敏性坏死机率也较低。     

中国唇形科植物柄锈菌属的种

本文报告了中国唇形科植物上的柄锈菌共9个种,其中新种2个,即灯笼草柄锈Puccinia clinopodii-polycephali和火把花柄锈P. colquhouniae;中国新纪录种1个,即香茶菜柄锈P.pletranthi。每个种都有描述并附有孢子图,对有些种作了简短讨论,对于过去的错误鉴定作了订正.有三种由于缺乏标本未能研究,仅列出文献、寄主及产地。已研究的种附有检索表。所有引证的标本均保藏在中国科学院微生物研究所真菌标本室。     

效应子及其与小麦条锈菌致病性的关系

植物病原菌和寄主植物竞争进化过程中分泌称为效应子(Effectors)的复杂的分子,其逃避或抑制寄主的免疫反应,干扰寄主的各种生理过程,从而有利于提高病原菌寄生适合度、定殖能力和传播能力。利用基因组序列和转录组测序数据预测小麦条锈菌中含有两千多个候选效应子,但由于小麦条锈菌缺乏有效的遗传转化体系,目前对其效应子功能的研究进展缓慢。在介绍效应子分类及其特征基础上,结合可运用于小麦条锈菌效应子功能研究的方法,从分子水平上阐释小麦条锈菌与寄主植物互作取得的进展,关注效应子靶定的寄主亚细胞成分及其与致病性的关系。这些进展有利于深入认识小麦条锈菌效应子的生物学功能,并为深入探讨小麦条锈菌的致病机制,制定新的防治策略提供方向。     

内蒙古赤峰地区的锈菌 Ⅱ.鞘锈菌属等8属

报道了内蒙古赤峰地区的锈菌8属23种,其中明痂锈菌属(Hyalopsora)和疣双胞锈菌属(Tranzschelia)为内蒙古新记录属,6个种为内蒙古新记录种;3种植物为中国新记录寄主;列出了锈菌种名、寄主植物、采集地点及标本号。所有引证标本均保存于赤峰学院菌物标本室(CFSZ)。     

小麦叶锈菌休眠与萌发夏孢子的差异表达

【目的】小麦叶锈菌引起的小麦叶锈病是小麦的重要病害之一,孢子萌发和侵入气孔是保证叶锈菌正常侵染寄主的重要前提。本研究旨在研究小麦叶锈菌夏孢子萌发的差异表达特性,为揭示萌发的机制及其与致病的关系提供依据。【方法】利用小麦叶锈菌致病类型THTT的休眠夏孢子和萌发夏孢子进行RNA-seq分析。【结果】在萌发夏孢子中筛选出相比休眠夏孢子上调表达的基因为4400个,下调基因5325个。GO富集分析发现,上调差异基因主要涉及细胞进程、有机物代谢、信号传导、单个有机体过程、催化酶活性等;下调基因主要涉及单组织过程、单个有机体细胞过程、有机物代谢过程、催化活性调节等过程。利用KEGG分析发现,差异基因共参与109条通路,从中筛选出两条与孢子萌发相关的通路——丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路和囊泡运输中的SNARE蛋白交流。10个基因的定量分析结果与基因数字表达谱分析结果一致。【结论】研究获得了叶锈菌孢子萌发及侵入气孔过程中的重要差异基因,研究结果为研究叶锈菌致病机制奠定基础。     

小麦条锈菌钙调素依赖蛋白激酶基因Pscamk的功能

【目的】克隆小麦条锈菌钙调素依赖蛋白激酶基因Pscamk,并分析其在条锈菌侵染小麦过程中的表达特征及初步功能。【方法】基于本实验室已测序的小麦条锈菌基因组序列,利用RT-PCR方法,从小麦条锈菌生理小种CYR32中克隆Pscamk基因的cDNA序列,并利用网络数据库和生物信息学工具预测该基因编码蛋白的基本特征和保守结构;运用qRT-PCR技术分析Pscamk在不同发育及侵染阶段的表达水平,进一步通过钙调素依赖蛋白激酶(CaMK)的免疫抑制剂KN-93处理小麦条锈菌夏孢子,观察其萌发状况。【结果】获得1个1620 bp的小麦条锈菌CaMK基因Pscamk;序列分析发现,Pscamk编码蛋白包含CaMK蛋白的保守结构域,并与小麦杆锈菌该类蛋白序列相似性最高。qRT-PCR分析表明,Pscamk在条锈菌侵染初期过程中的芽管发育、初生菌丝侵染及吸器形成时期呈显著上调表达,且在条锈菌接种6 h时表达量最高,为对照夏孢子的20.74倍。在专一性免疫抑制剂KN-93处理后,随着KN-93施加浓度的增加,条锈菌夏孢子萌发率逐渐降低,当浓度为1.4μmol/L时夏孢子萌发率为8.02%,仅为对照的12%。【讨论】推测Pscamk基因参与了小麦条锈菌夏孢子萌发、芽管发育以及初期侵染结构的形成。本研究为进一步探索条锈菌细胞钙信号传导机理和致病机制奠定了基础。     

小麦条锈菌CY32夏孢子萌发研究

研究夏孢子萌发过程的分子机制对于从分子水平上理解条锈菌的侵染过程及其与寄主互作的关系具有重要的理论意义。本研究以小麦条锈菌Pucciniastriiformisf.sptritici32号生理小种(CY32)为材料,研究了用水培方法萌发夏孢子的适宜条件。结果显示,CY32夏孢子萌发的最适温度为9℃,最适宜的孢子量是6mg/200mL水,适宜的溶液是无菌蒸馏水。水化能促进夏孢子的萌发,新鲜夏孢子和干燥容器中放置2d的夏孢子经水化15h后,萌发率显著提高。此方法获得的萌发夏孢子提取的RNA可以满足cDNA文库构建和基因表达分析等分子生物学研究的要求,并为小麦条锈菌的分子生物学研究奠定了物质基础。     

谷类植物原生质体研究的重要进展

自1986年以来,已从所有重要的谷类植物,包括小麦、水稻、玉米和大麦,以及多种禾本科植物例如甘蔗的原生质体再生得到了完整的再生植株。此外,在一些实验室中已得到了谷类植物的体细胞杂种或胞质杂种以及一些带有引入的有用农艺性状的转基因植株。在过去的十年期间,由于两种关键性的技术进步:即建立胚性悬浮培养物作为分离全能性的原生质体的材料以及将外源DNA直接导入原生质体的技术     

小麦的远亲近邻

小麦族植物 小麦族是禾本科植物中最具有经济价值的一大植物类群，它包含与人类生活密切相关的3种粮食作物：小麦、大麦和黑麦；还有许多重要的牧草种类，如偃麦草等。     

马尾松疱锈病菌及转主寄生的研究

马尾松疱锈病是一种严重的病害,病菌的性孢子、锈孢子(O、Ⅰ)阶段发生在马尾松(Pinus massoniana Lamb.)枝干上,夏孢子、冬孢子(Ⅱ、Ⅲ)阶段出现在玄参科的阴行草(siphonostegia chinensis Benth.)叶背、茎、萼片及果实上。取马尾松病干上的锈孢子人工接种,只有阴行草感病,产生与自然状态下相同的典型症状。该病菌性孢子器平展或不规则形,生于皮下;锈孢子表面塔状疣突的基部两层环纹很厚;冬孢子柱较小,长度很少超过800μm。因此认为,马尾松疱锈病菌是松芍柱锈菌[Cronartium flaccidum(Alb.et Schw.)Wint.]的阴行草专化型(C.flaccidum f.sp.siphonostegium)     

石楠锈孢锈菌重寄生拟盘多毛孢的分离鉴定及抑菌活性

重寄生拟盘多毛孢因其特殊生境,可产生区别于内生或病原拟盘多毛孢的次生代谢产物,是有待开发的真菌资源。为了获得活性较好的石楠锈孢锈菌重寄生菌,采用组织分离法,从患有锈病的球花石楠叶片上分离纯化出3株疑似拟盘多毛孢真菌,它们形态特征差异明显,通过回接实验证实其均为石楠锈孢锈菌的重寄生菌。对3菌株在不同培养基上的培养性状和显微特征作了描述,并对ITS序列进行了扩增和序列分析。形态学和分子鉴定结果证实这3株真菌均为拟盘多毛孢属真菌。抑菌实验结果表明,3株重寄生菌除了对石楠锈孢锈菌的锈孢子有破坏作用外,对其他10种常见植物病原真菌也有一定的抑制作用。