中蔗系列甘蔗品种的黑穗病抗性鉴定

黑穗病是广西蔗区最主要的病害。本研究利用人工接种结合病区大田自然发病的方法,用4对甘蔗黑穗病菌交配型单倍体菌株分别注射接种,对本实验室培育的甘蔗新品种(系)中蔗1号、中蔗6号和中蔗9号及广西主栽品种ROC22进行甘蔗黑穗病抗性评价。结果表明,4个甘蔗品种对黑穗病抗性从强到弱排序依次为:中蔗9号>中蔗1号>中蔗6号>ROC22。对重病区田间一年宿根自然发病进行全年跟踪调查,中蔗1号和中蔗6号黑穗病发病率为零,中蔗9号发病率为0.4%,ROC22为6.8%。结论:中蔗系列甘蔗品种有很强的黑穗病抗性。

甘蔗鞭黑粉菌侵染甘蔗的早期可视化观察

【目的】甘蔗鞭黑粉菌(Sporisorium scitamineum)引起的甘蔗黑穗病是我国甘蔗生产重要的病害。示踪甘蔗鞭黑粉菌侵染甘蔗的过程将有助于揭示其致病性和甘蔗抗黑穗病机制,为抗病品种的选育以及黑穗病的防治奠定基础。【方法】利用农杆菌介导的遗传转化技术对甘蔗鞭黑粉菌进行黄色荧光标记,对转化子进行配合及致病力检测,将标记菌株接种甘蔗感病品种ROC22及抗病品种中蔗1号、中蔗6号和中蔗9号并进行早期可视化观察。【结果】组成型表达的eYFP不影响标记菌株的配合及致病能力,而且黄色荧光性状能通过冬孢子稳定遗传。激光共聚焦显微观察表明,注射接种病原菌第5天,在感病品种ROC22的生长点已可见荧光菌丝及少量聚集状菌丝体,在抗病品种中蔗1号、中蔗6号和中蔗9号中可见少量单一丝状菌丝,无聚集状菌丝体。接种后35 d,在ROC22中可见大量聚集状菌丝体,但在中蔗品种中的聚集状菌丝体明显较少,而以中蔗1号最少。【结论】成功构建了甘蔗鞭黑粉菌侵染甘蔗的荧光示踪系统,并发现中蔗系列品种存在抑制甘蔗鞭黑粉菌菌丝体在细胞间扩展的机制。

β-1,6葡聚糖酶前体编码基因Ssa4p对甘蔗黑穗病菌分泌蛋白组的影响

甘蔗(Saccharum spp.)是世界也是中国主要的糖料作物。由甘蔗黑穗病菌(Sporisorium scitamineum)引起的甘蔗黑穗病是中国甘蔗生产上最主要的病害,每年造成重大损失。分泌蛋白在真菌侵染寄主植物与获取营养及病理过程起重要作用。本实验室在分析甘蔗黑穗病菌基因组与转录组数据时,发现1个与真菌细胞壁降解有关的β-1,6葡聚糖酶前体的基因Ssa4p。为了揭示Ssa4p对甘蔗黑穗病菌致病性和分泌蛋白组的影响,本研究利用CRISPR/Cas9和T-DNA双元载体所构建的甘蔗黑穗菌基因敲除系统,成功获得了Ssa4p基因的失活突变株。ΔSsa4p突变株(Δ35-Ssa4p)与野生型菌株JG36的配合能力降低且致病性减弱。用iTRAQ方法对Δ35-Ssa4p和野生型菌株的分泌蛋白组进行比较分析,共鉴定到蛋白质1430个,其中上调差异表达蛋白质685个,下调差异表达蛋白质745个。GO功能富集分析及KEGG分析表明,差异蛋白主要定位于无膜细胞器和核糖体,其功能包括参与核糖体、氨基糖和核苷酸糖代谢等生物学过程。本研究发现β-1,6葡聚糖前体影响植物病原真菌的分泌蛋白,加深了对真菌致病性调控机制的认识。