Molecular Marker-Assisted Backcrossing of Anthracnose Resistance Genes into Common Beans (<i>Phaseolus vulgaris</i>L.) Varieties

Anthracnose, caused by Colletotrichum lindemuthianum, is a major disease of common bean and results in high yield loss. Due to the high degree of pathogenic variability of the fungus and the continual emergence of new races, genetic resistance in the host is not durable. Gene pyramiding using Marker Assisted Selection (MAS) is proposed as a viable approach to improve the durability of major genes conditioning resistance to anthracnose. In this study a common bean line Urugezi x AND 1062 susceptible to anthracnose but already improved for Pythium root rot resistance was improved for anthracnose resistance through a backcross breeding program. Genotypic selection was done in Rubilizi laboratory in Kigali, Rwanada whereas phenotypic selection was conducted in an anthracnose hotspot at Rwerere, a research Centre of the Rwanda Agricultural and Animal Resources Development Board (RAB). Analysis of variance for effect of bean varieties and anthracnose isolates on disease expression showed significant differences (p < 0.001) among varieties and isolates and for the interaction between isolates and varieties. Developed BC2F1 plants were 41% of them resistant and 59% susceptible to anthracnose. However, the observed proportion of 26 resistants and 37 susceptible in BC2F1 plants didn’t fit the goodness of fit of the expected proportion of 75 resistants to 25 susceptible. Only 41% of BC2F1 plants inherited the resistance genes and were phenotypically resistant. Presence of SCAR-markers, SAB3 and SBB14, in the developed resistant lines h suggested successful resistance transfer of anthracnose resistance genes.

茶树炭疽病菌拮抗链霉菌的筛选及其抑菌特性研究

茶炭疽病菌刺盘孢菌(Colletotrichum camelliae)是引起茶树炭疽病的重要致病菌,为获得对C.camelliae具有拮抗作用的链霉菌,采用稀释涂布法和平板对峙法从茶园生境中分离筛选出对其具有明显拮抗作用的链霉菌菌株,并结合形态学观察、生理生化特征和16 SrRNA基因序列分析对其进行种属鉴定;开展基于链霉菌菌株的抗菌谱测定、茶炭疽病菌菌丝生长抑制试验和孢子萌发抑制试验;通过菌丝生长速率法测定其无菌发酵滤液对茶炭疽病菌的抑菌活性及其抑菌活性稳定性,并测定其产胞外降解酶能力、抗菌物质合成基因、挥发性与非挥发性代谢物抑菌活性。结果表明,筛选获得一株对茶炭疽病菌C.camelliae具有良好抑菌效果的菌株XS-4,对茶炭疽病菌的平板抑制效果为76.42%;结合形态学观察、生理生化特征,以及16 SrRNA基因序列分析,将菌株XS-4鉴定为多产色链霉菌(Streptomyces polychromogenes);菌株XS-4对其他8种植物病原菌均具有较好的抑菌效果,抗菌性能具有广谱性。扫描电镜结果表明,菌株XS-4能抑制茶炭疽病菌菌丝生长。孢子萌发抑制试验发现,拮抗菌XS-4发酵液能抑制茶炭疽病菌的孢子萌发,抑制率为62.48%;菌株XS-4的最佳发酵培养基为KMB培养基,在KMB培养基中培养7 d所产生的抑菌活性物质对茶炭疽病菌的抑菌效果最好;其无菌发酵滤液对温度、酸碱度、紫外照射、蛋白酶均具有较好的稳定性;菌株XS-4的非挥发性代谢物对茶炭疽病菌的抑菌活性较好,抑菌率达81.92%;菌株XS-4具有产生淀粉水解酶、蛋白酶、β-1,3-葡聚糖酶、纤维素酶的能力;菌株XS-4具有产生抗菌物质的pks-Ⅰ及pks-Ⅱ基因。综上所述,菌株XS-4在茶树炭疽病生物防治方面具有巨大的应用潜力。

重庆高粱炭疽病病原菌鉴定及防治药剂筛选

高粱种植业是重庆地区重要产业,高粱炭疽病在部分地区发生流行,严重危害高粱的产量和品质。明确重庆高粱主要产区高粱炭疽病的致病菌,筛选出高效防治药剂,可为重庆地区高粱炭疽病的有效防治提供依据。本研究采集了重庆市永川区、梁平区和江津区等8个高粱主产区炭疽病病样,分离纯化得到13个菌株。通过病原菌形态特征观察,结合多基因(ITS,GAPDH,ACT,CHS)联合的系统发育分析,来自不同地区的13个高粱炭疽菌菌株属于同一分支,均为高粱刺盘孢Colletotrichum sublineola,表明C.sublineola是重庆高粱主产区炭疽病的致病菌。采用菌丝生长速率法测定10种杀菌剂对高粱炭疽病菌的菌丝生长抑制效果,发现氟菌唑、肟菌·戊唑醇、甲基硫菌灵、吡唑醚菌酯和多菌灵等5种杀菌剂对高粱炭疽病菌的EC 50在0.0180~0.1097μg/mL之间,具有较好的抑制作用。田间药效试验结果表明,75%肟菌·戊唑醇WG、70%甲基硫菌灵WP和250 g/L吡唑醚菌酯EC表现出较好的防治效果,防效分别达到61.86%、56.09%和54.80%,在高粱生产中应用潜力大。

油茶炭疽病研究进展与展望

炭疽病是油茶(Camellia)主要病害之一,发生普遍且危害严重,已成为制约我国油茶产业健康发展的重要因素。该文总结油茶炭疽病病原菌种类、炭疽病病原菌侵染油茶的过程及其流行规律和炭疽病病原菌致病相关基因,并对化学防治、生物防治和抗病育种3个油茶炭疽病防治方向进行综述。根据油茶抗病育种现状,参考其他植物的有效抗病策略,提出全面解析油茶主要栽培种全基因组信息、建立高效稳定的油茶遗传转化体系、持续解析炭疽病病原菌致病基因和深入挖掘油茶抗病或感病基因等研究方向。

瓜类炭疽病研究进展

炭疽病是一种世界性葫芦科作物的真菌病,主要危害黄瓜、西瓜、甜瓜和冬瓜等。近年来,我国瓜类蔬菜作物的设施种植面积逐年增加,炭疽病危害程度也不断加深,严重影响了瓜类蔬菜的产量和品质,制约了产业效益和瓜农生产的积极性。通过对国内外黄瓜、西瓜、甜瓜和冬瓜生产过程中炭疽病的发病规律、抗炭疽病种质资源现状、病原菌分子生物研究以及抗病育种等方面进行阐述和分析,为瓜类炭疽病研究提供思路,也为瓜类作物高效生产提供参考。

南方大豆品种炭疽病抗性鉴定及抗病相关基因表达分析

为明确南方大豆品种对炭疽病抗性的差异,并分析其抗病相关基因的表达规律,在温室内种植华南农业大学近年来育成和收集到的100份南方春大豆品种,苗期喷洒平头炭疽菌孢子悬浮液,根据叶片病斑面积计算病斑率并划分为6个抗病级别。利用qRT-PCR技术检测典型抗病和感病品种接种平头炭疽菌不同时间后,病程相关蛋白基因、水杨酸途径基因、茉莉酸/乙烯途径基因和多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白基因等抗病相关基因的相对表达量变化情况。结果表明:共鉴定到6份抗病品种、32份中抗品种、57份中感品种和5份感病品种。抗性品种桂1701和感病品种横线早熟豆被平头炭疽菌侵染后抗病基因的表达规律存在很大差异。GmPR2、GmPR4、GmNPR1、GmPAL2-1和GmPAL4在抗病品种的表达量整体较高,GmPR3、GmPR12、GmPAL1-1和GmPAL3-1在感病品种中的表达量整体较高。GmPAL2-1和GmPAL3-1基因在抗病品种中的相对表达量分别在接种后12和6 h极显著升高,而在感病品种中则分别在接种后24和48 h才显著升高。GmPAL2-3在抗病品种中不表达,而在感病品种中表达;GmPGIP2在抗病品种中表达,而在感病品种中不表达。抗病品种中GmLOX7和GmLOX8基因的表达量是感病品种中的400~1 000倍。接种平头炭疽菌后48 h,GmPR2、GmPR4、GmPR5、GmPR10、GmNPR1、GmNAC4和GmPGIP3基因在抗病品种中的相对表达量显著升高,而在感病品种中显著降低。结果显示,桂1701、桂夏1号、南夏豆25、桂夏3号、华夏5和天长小青豆为抗炭疽病大豆品种。不同大豆品种受到平头炭疽菌侵染后,抗感品种间抗病相关基因的表达情况存在较大差异,抗病品种对该病菌侵染的反应更快,推测大豆炭疽菌侵染后48 h是大豆抗病基因响应侵染的关键时间点。

辣椒炭疽病病原分离鉴定及对杀菌剂敏感性测定

[目的]明确辣椒炭疽病病原菌Colletotrichum spp.种类,并筛选防治药剂。[方法]采集贵州省贵阳市花溪区具有典型炭疽病症状的‘党武’辣椒叶片和果实,分离病原菌;采用单孢分离法、柯赫氏法则、形态学特征结合ITS、GADPH、CHS-1和ACT多基因序列分析,明确病原菌的致病能力及分类地位;采用菌丝生长速率法测定病原菌对6种化学杀菌剂和6种生物杀菌剂的敏感性。[结果]病原菌鉴定为斯高维尔炭疽菌Colletotrichum scovillei;室内药剂敏感性测定发现12种杀菌剂对C. scovillei均有一定的抑制作用,75%(w)肟菌·戊唑醇WDG、10%(w)苯醚甲环唑WDG和250 g/L吡唑醚菌酯SC的抑制效果最好,EC50分别为0.254、0.731、0.745 mg/L。其次是200 g/L异硫氰酸烯丙酯SL、3%(w)中生菌素WP、10 g/L申嗪霉素SC、80 g/L宁南霉素AS、200 g/L异硫氰酸烯丙酯EW和10 g/L蛇床子素ME,EC50分别为1.238、1.307、1.711、2.929、3.175和2.191 mg/L。将10%(w)苯醚甲环唑WDG和250 g/L吡唑醚菌酯SC按照1∶4、2∶3的体积比复配时,联合毒力测定和评价结果显示两者复配对该病菌具有协同增效作用。[结论]本研究可为辣椒生产中辣椒炭疽病的田间药剂防治提供参考。

葡萄资源叶片抗炭疽病鉴定及抗病基因的QTL定位

【目的】炭疽病是葡萄的主要病害之一,极易造成大规模的病害流行,严重影响葡萄产量及品质,筛选抗病种质及挖掘抗病基因有利于葡萄抗病机制研究及抗病育种的开展。【方法】利用室内离体叶片接种法,对60份中国野生葡萄种质、122份欧亚种质、76份欧美杂种以及美人指×刺葡萄0940的F1代杂交群体进行炭疽病抗性鉴定与评价,并利用SNP标记构建的遗传图谱对炭疽病抗性进行QTL定位。【结果】经抗性鉴定,共筛选出1份高抗、43份抗病和75份中抗种质,分别占总鉴定种质的0.39%、16.67%和29.07%。以筛选出的抗病种质刺葡萄0940和感病种质美人指的杂交后代为分离群体进行QTL定位,在第8号连锁群上检测到一个与抗炭疽病相关的QTL位点,可解释14.7%的表型变异。根据QTL定位区间基因注释结果,筛选出15个抗病相关基因,推测它们在葡萄抗炭疽病中发挥一定作用。【结论】明确了不同葡萄种质的炭疽病抗性水平,定位到1个抗炭疽病QTL位点并筛选出15个抗病相关基因。

白及炭疽病病原菌的鉴定及其室内防治药剂筛选

在广西桂林市白及种植基地调查发现了一种炭疽病,造成白及产量下降.为明确白及炭疽病病原菌并寻找适合的杀菌剂,采用组织分离法和单孢纯化法从染病叶片中分离病原真菌,柯赫氏法则验证病原后,运用形态学和分子生物学方法鉴定病原,同时利用菌丝生长速率测定法分析了8种杀菌剂对病原菌的抑制效果.结果表明,结合菌落、显微形态特征以及多基因序列联合分析(ITS,ACT,CHS-1,HIS3,GAPDH,TUB2),鉴定病原菌为Colletotrichum orchidophilum,回接健康白及叶片后能引起明显病斑,病菌在马铃薯葡萄糖琼脂培养基上的生长速度为0.43 cm/d,不同浓度杀菌剂对典型菌株BJ103.2菌丝生长的抑制作用不同,其中肟菌戊唑醇的抑制作用最强,半数有效浓度(EC 50)为7.92μg/mL.研究结果为炭疽病的诊断与防治策略提供了科学的依据.

茶树炭疽菌N425全基因组测序与基因功能注释

【目的】对茶树炭疽菌N425进行全基因组测序和基因功能注释并从中初筛出致病相关基因。【方法】通过Illumina HiSeq2500 PE150平台对N425菌株进行全基因组测序和组装,并利用NR、KEGG、KOG等功能基因数据库进行基因预测和功能注释。【结果】茶树炭疽菌N425基因组全长约56.3 Mbp,G+C含量为53.2%,共预测出10 157个蛋白编码基因和若干各类非蛋白编码序列。其中,1 356个基因在病原与宿主互作数据库(PHI)中得到注释,包括140个注释为致病力丧失的基因;720个基因在碳水化合物酶数据库(CAZy)中得到注释;302个基因被预测为次生代谢物相关基因。这些基因中有涉及cAMP-PKA、MAPK等信号通路以及降解宿主细胞壁等致病相关过程,是潜在的致病相关基因。【结论】本研究成功获得茶树炭疽菌N425全基因组序列和基因功能注释,并从中挖掘出潜在致病相关基因,为后续展开对茶树炭疽菌侵染茶树的致病分子机制研究奠定基础。

与黄瓜抗炭疽病相关基因连锁的AFLP标记的筛选

以黄瓜抗炭疽病母本66和感炭疽病父本A18及其F2代分离群体为试材,采用BSA法和AFLP技术建立了对炭疽病的抗病组和感病组,AFLP引物组合E24M48在抗感组间表现多态性,且呈共显性。经220个F2单株分析,在高抗单株和高感单株中分别仅扩增出251bp和245bp的特异片段,而在中间类型个体中同时扩增出了该两个特异片段。连锁值测定结果表明,该特异带与黄瓜炭疽病抗病相关基因紧密连锁,距离为2.727cM。测序结果显示,该两个片段的大小分别为251bp和245bp,并且两个片段的差异在于两个“TCT”重复序列(6个碱基)的插入或缺失。

以SSR标记对普通菜豆抗炭疽病基因定位

由菜豆炭疽菌引起的菜豆炭疽病是危害我国菜豆生产的主要病害之一,鉴定和发掘新的抗病基因对于菜豆抗病育种具有十分重要的意义。以来自安第斯基因库的我国菜豆抗炭疽病地方品种红花芸豆与感病地方品种京豆杂交的F2群体为试验材料,通过人工接种菜豆炭疽菌81号小种进行抗病性鉴定,发现该分离群体中抗病植株数与感病植株数符合3:1的分离比例,确定红花芸豆对菜豆炭疽菌81号小种的抗性由显性单基因控制,将此基因命名为Co-F2533。用分离群体分组分析法(BSA)和微卫星多态性分析(SSR)技术对红花芸豆中的抗炭疽病基因进行分子标记鉴定,用Mapmaker3.0计算标记与目的基因间的遗传距离,发现B6连锁群上的4个SSR标记BM170、Clon1429、BMD37、Clon410与抗炭疽病基因Co-F2533连锁,遗传距离分别为6.6、18.4、20.9和30.9cM,这些SSR标记与Co-F2533基因在B6连锁群上的排列顺序为Clon1429-Co-F2533-BM170-BMD37-Clon410。根据基因所在连锁群的位置、抗病基因的基因库来源可知Co-F2533是一个新的来源于安第斯基因库的抗炭疽病基因。

中国野生葡萄抗黑痘病基因的RAPD标记

应用随机扩增多态性DNA(RAPD)技术 ,对抗病×感病的葡萄种间杂交组合白河 35 1×佳利酿的亲本及其 2 3株F1代单株进行了抗黑痘病的遗传分析 ,通过对 196个随机引物的筛选获得了 1个与中国野生葡萄抗黑痘病基因连锁的RAPD标记OPS0 3 130 0 ,并在所有供试的中国野生葡萄 7个种的 2 0个株系和欧洲葡萄 8个品种中得到了验证。

炭疽菌属真菌分类学研究进展

为促进炭疽菌属真菌的准确鉴定,通过对文献整理研究,结合实物观察,对炭疽菌属(Colleto-trichumCorda.)真菌的分类指标作了综合评述。建议鉴定炭疽菌属真菌时尽量采用多种评价指标,以提高鉴定的准确性。

利用分子标记定位普通菜豆抗炭疽病基因

为了定位中国普通菜豆的抗炭疽病基因,选取抗炭疽病地方品种红芸豆(国家库编号F2322)与高感菜豆品种京豆(国家库编号F0777)配制杂交组合,构建F2抗感分离群体和F2:3家系,用菜豆炭疽菌81号生理小种鉴定抗病性并分析遗传性。结果表明,红芸豆对菜豆炭疽菌81号小种的抗性是由一显性单基因控制的,暂将该基因命名为Co-F2322。用分离群体分组分析法(BSA)和SSR、CAPs分子标记技术,将该基因定位在B1连锁群上,利用软件Mapmaker 3.0和Mapchart 3.0计算标记与目的基因间的遗传距离,检测到3个SSR标记BMc32、C871、Pvm98和2个CAPs标记g1224、g683与抗炭疽病基因连锁,遗传距离分别为26.06、3.58、13.56、3.81和12.75cM。

多基因序列鉴定油茶炭疽病原Colletotrichum boninense新种

油茶炭疽病是中国油茶最重要的病害之一,为进一步对油茶炭疽病原进行研究,通过柯赫氏法验证,从海南澄迈和江西分宜的油茶叶上分离到有别于其它炭疽病菌的致病菌3株。菌株在PDA培养基上,菌落圆形,呈奶油色至橙黄色,菌丝生长速度为10.8-11.3 mm/d;附着胞为椭圆形,呈深褐色至棕黑色,边缘整齐,大小为（5.3±0.9）μm×（16.1±1.1）μm;分生孢子初为橘黄色,后形成黑色孢子团,大小为（14.5±2.5）μm×（5.6±1.6）μm。多基因系统发育树显示3株病原菌与博宁炭疽菌（Colletotrichum boninense）的模式株MAFF 305972聚为一个进化枝,且达到100%的置信度。结合其形态和多基因分析,结果表明：3个菌株为博宁炭疽菌（C.boninense）,是能侵染油茶树的炭疽菌种。

植物抗炭疽病相关基因的研究进展

植物在受到炭疽病菌侵袭的时候,会引起植物体内的一系列抗炭疽病基因表达,从而提高了植物对炭疽病的抵抗能力。随着科学技术的飞速发展及生物技术水平的不断提高,植物抗炭疽病基因成为研究的热点。本研究主要从植物抗炭疽病基因的遗传特点、基因定位、克隆、转化及抗病特异标记等方面的研究进展进行总结,并在植物抗炭疽病基因挖掘及转基因等方面提出了一些个人见解。

普通菜豆抗炭疽病基因SCAR标记鉴定

利用12个菜豆品种（鉴别寄主）评价了7个抗炭疽病基因SCAR标记的可靠性和实用性，其中SBB141150/1050标记引物扩增没有特异性，SAS13950没有扩增带。用5个可靠的菜豆抗炭疽病基因SCAR标记（SCAreoli1000、SH181100、SAB3400、SB12350和SCF101072），对127份普通菜豆抗炭疽病品种进行抗炭疽病基因分子标记鉴定，82份未检测到SCAR标记，45份分别含有1～3个SCAR标记；检测到SCAR标记的资源中，13份含有SCAreoli1000标记，13份含有SH181100标记，5份含有SAB3400标记，9份含有SB12350标记，11份含有SCF101072标记。分析表明抗病品种含有的抗病基因标记与品种来源存在相关性。

云南葡萄炭疽病菌遗传多样性分析

本研究利用β-tub2,ef1-α和his4基因部分序列对60株采自云南省不同葡萄产区的葡萄炭疽病菌菌株进行基因谱系分析。结果表明:引起云南葡萄炭疽病的病原菌种类较为复杂,不仅包括胶孢炭疽菌复合种群中的Colletotrichum gloeosporioides,还有胶孢炭疽菌复合种群中的其他种或炭疽菌属其他种。来源于不同产地不同葡萄品种上的炭疽菌遗传多样性丰富,但分子水平的多样性与菌株的地理来源、寄主种类、形态特征及对红提致病力方面无明显相关性。

一种新油茶炭疽病原多基因序列鉴定

从湖南、广西油茶叶上分离获得5株能侵染油茶树的病原菌。通过柯赫氏法则证明该病原菌为油茶炭疽病的致病菌。病菌菌落圆形,初期为白色,逐渐变为浅灰色;气生菌丝由白色和灰白色渐变为深灰色绒状;菌落背面中心颜色深,外部颜色浅;菌丝划伤后在PDA培养基上能产生橘黄色的分生孢子堆,分生孢子为单胞、直、圆柱状、无色、光滑、两头钝圆或一端稍尖,分生孢子大小（11~15）μm×（4~5）μm;菌丝体附着胞不规则状,浅褐色,（8~12）μm×（5.5~7）μm。采用形态学结合多基因（核糖体内转录间隔区（ITS）、钙调蛋白-CAL、3-磷酸甘油醛脱氢酶-GAPDH）系统学的方法对它们进行鉴定,结果发现,5个菌株均为暹罗刺盘孢（Colletotrichum siamense）。这是国内油茶上C.siamense的首次报道。