Fusarium graminearum sensu stricto和F.asiaticum在玉米秸秆和水稻秸秆上子囊壳形成的比较

为探究麦田前茬作物玉米秸秆和水稻秸秆上中国小麦赤霉病菌的两个优势种Fusarium graminearum sensu stricto(F.graminearum)和F.asiaticum子囊壳形成和发育成熟过程的差异,分别选择3株F.graminearum菌株(SE81,3-ADON型;LcA-2,15-ADON型;HX5-1,NIV型)和2株F.asiaticum菌株(M4A,3-ADON型;M31-2,NIV型),用其孢子悬浮液接种玉米秸秆和水稻秸秆,放置于花泥和地表两种环境条件下,比较接种不同菌株秸秆上子囊壳的形成和发育成熟情况及5个菌株对‘郑麦366’(高感小麦赤霉病品种)的致病力。结果表明:花泥环境下产生子囊壳的速度要快于地表,以玉米秸秆为载体子囊壳产生速度比水稻秸秆快且多数密度大,3个F.graminearum菌株(SE81、LcA-2和HX5-1)在同种秸秆相同环境下比2个F.asiaticum菌株(M4A和M31-2)产生子囊壳的速度快且子囊壳密度大。5个菌株在不同环境的不同秸秆上产生的子囊壳的成熟度均无规律,接种‘郑麦366’后其病情指数间有极显著差异(P<0.01),在花泥和地表的玉米秸秆和水稻秸秆上3次调查的子囊壳密度与‘郑麦366’的病情指数呈显著正相关,不同环境条件下的子囊壳产生速度(AUPGC)与‘郑麦366’的病情指数呈极显著正相关。本研究将为阐明F.graminearum和F.asiaticum在中国小麦赤霉病上表现区域性地理分布的原因提供参考依据。

一种用玉米拟轮枝镰孢穗腐病病粒制备接种体的简易方法

制备接种体是玉米穗腐病抗性鉴定中的一个重要环节,本研究提出了一种用玉米拟轮枝镰孢穗腐病病粒制备接种体的简易方法,即将上年的拟轮枝镰孢穗腐病带菌病粒按一定重量加入无菌水洗脱制成接种体。田间接种试验结果表明,采用本方法简易制备的接种体接种后可获得与常规制备接种体相当的接种效果,且在-18℃冻存15 d仍可达到新鲜的常规制备接种体接种后的水平。使用简易制备接种体对33个玉米品种进行了田间穗腐病抗性鉴定,21个品种表现为感病或高感。与实验室常规培养制备接种体的方法相比,本制备方法简便易操作,用时短,成本低,无需专业仪器设备,能够一次制备大量接种体,可广泛用于玉米种质材料和新品种的拟轮枝镰孢穗腐病田间抗性鉴定及抗性材料筛选等。

在本氏烟中瞬时表达效应因子PsCRN127基因提高其对寄生疫霉的抗性

[目的]本研究对一个具有植物细胞死亡抑制活性的大豆疫霉效应因子Ps CRN127进行功能分析,为认识疫霉菌的致病机制和利用效应因子来提高植物抗病性提供参考。[方法]利用农杆菌介导的瞬时表达技术,分析Ps CRN127的细胞死亡调控活性;利用寄生疫霉游动孢子接种本氏烟离体叶片评估Ps CRN127对植物防卫反应的影响;利用实时定量RT-PCR检测本氏烟中激素抗病信号途径标记基因的表达;利用DAB染色检测本氏烟接种叶片中过氧化氢的积累;利用与GFP融合的方法观察Ps CRN127的亚细胞定位。[结果]在本氏烟中表达Ps CRN127可以抑制由INF1、Psoj NIP、Ps CRN63、Bax和Avh241诱导的植物细胞死亡,并且可以提高其对寄生疫霉的抗性;Ps CRN127可能通过提高激素抗性信号途径相关基因的表达和过氧化氢的积累来提高植物抗病性;Ps CRN127定位于植物的细胞质和细胞核中。[结论]大豆疫霉可能通过分泌具有广泛细胞死亡抑制活性的CRN效应因子Ps CRN27来调控植物的细胞死亡和防卫反应;可以直接应用这些疫霉菌效应因子提高植物的抗病性。

大豆疫霉效应因子PsCRN115诱导烟草抗性的机制分析

CRN(crinkling and necrosis induced protein)蛋白是卵菌所特有的一类效应因子,在已经测序的疫霉种中,每个基因组中预测都含有上百个CRN基因,关于其功能和分子机制目前研究不多。前期研究发现,大豆疫霉效应因子PsCRN115是大豆疫霉的致病性必需因子且能抑制植物的细胞死亡。为了进一步研究PsCRN115的功能,本研究采用农杆菌渗入法介导的基因瞬时转化技术在烟草上过表达该基因,发现PsCRN115可显著提高烟草对烟草疫霉的抗性。随后采用荧光定量PCR研究了其作用机制,发现PsCRN115可诱导水杨酸(SA)通路防卫反应基因的高表达,但对乙烯(ET)和茉莉酸(JA)通路防卫反应基因的表达影响不显著。表明:大豆疫霉效应因子PsCRN115是致病必需的因子,能被植物所识别,并诱导植物的防卫反应。

Fusarium graminearum sensu stricto和F.asiaticum3种分子鉴定方法的比较

Fusarium graminearum sensu stricto和F.asiaticum是中国主要的禾谷镰刀菌复合种(FGSC)成员,为了提高这2个种的鉴定效率,选取48个引起小麦赤霉病和玉米茎腐病的FGSC菌株,比较了系统发育谱系分析、PCR-RFLP(聚合酶链式反应-限制性片段长度多态性)和多重PCR 3种分子鉴定方法。系统发育谱系分析首先扩增菌株的EF-1α和Tri101两个基因的部分序列,测序之后利用MEGA 6.06软件构建系统发育树,结果表明,有11个菌株与F.asiaticum聚在一起,37个菌株与F.graminearum sensu stricto聚为一枝,此法繁琐、复杂、成本高,但鉴定结果准确。PCR-RFLP基于组蛋白H3基因特殊的酶切位点,设计引物H3d StyⅠ/H3R1,通过PCR和酶切反应进行鉴定,电泳检测发现,有11个菌株为F.asiaticum,37个菌株为F.graminearum sensu stricto,该法工作量大且对操作过程要求高。多重PCR基于CYP51A基因设计特异引物Fa F/FaR和Fg F/FgR进行鉴定,电泳检测结果表明,有11个菌株为F.asiaticum,37个菌株为F.graminearum sensu stricto,此法操作简单、效率高。以上3种分子鉴定方法结果一致,但多重PCR方法具有快速、准确、高效的特点。

一种高效的镰刀菌接种体制备方法

本文以玉米茎腐病人工接种所需的禾谷镰刀菌Fusarium graminearum和拟轮枝镰刀菌F.verticillioides为材料,比较了三角瓶、聚乙烯袋和牛皮纸袋内用谷物培养基制备接种体的差别。发现在牛皮纸袋内用孢子悬浮液接种玉米粒培养基可高效制备接种体。与三角瓶、聚乙烯袋相比,在牛皮纸袋中制备接种体表现生长点多、透气性好、菌丝生长快、污染率低、质量高、对存放环境要求不严的优点。这种方法可以为玉米茎腐病等相似土传病害的人工接种和病圃建造等提供高质量的接种体。

效应因子PsCRN77基因在本氏烟中的表达降低其对寄生疫霉的抗性

CRN(Crinkler)是一类疫霉菌胞内效应因子,绝大多数CRN的功能和作用机制尚不明确。本研究利用农杆菌介导的瞬时表达技术,发现大豆疫霉效应因子PsC RN77可以在本氏烟中抑制激发子诱导的细胞死亡。接种分析表明在本氏烟中表达该效应因子基因可以促进寄生疫霉的侵染。定量RT-PCR结果显示在本氏烟中表达PsCRN77可以负调控水杨酸信号途径标记基因PRb-1b的表达,正调控茉莉酸信号途径标记基因LOX的表达。进一步通过DAB染色表明,与表达GFP对照相比,表达PsCRN77可以降低疫霉菌侵染后本氏烟中的活性氧积累。以上结果表明PsCRN77是一个毒性效应因子,可以通过影响激素抗性信号途径和活性氧积累干扰植物的防卫反应,促进病原菌的侵染。该研究为认识疫霉菌的致病机制提供了线索。