隐匿柄锈菌(小麦叶锈病菌)UP-PCR遗传多样性分析

小麦叶锈病是世界麦区普遍发生的病害。以2008年采集于河北省的29个隐匿柄锈菌(小麦叶锈病菌)单孢子堆分离菌系为试验材料,利用39个小麦抗叶锈近等(单)基因系和7个UP-PCR(Universally Primed PCR)引物对其进行毒性多态性和分子多态性分析。7个UP-PCR引物共检测出48条条带,其中多态性条带41条,多态性百分率为85.42%,表明UP-PCR在隐匿柄锈菌中扩增多态性较高;经聚类分析,遗传相似系数为0.69–0.90,在相似系数0.72处,29个叶锈菌株聚为6组,体现了隐匿柄锈菌菌株间的亲缘关系和差异性,表明UP-PCR技术可用于小麦叶锈病菌群体遗传多样性研究。在物种水平上,隐匿柄锈菌观察等位基因数(Na)为1.85,有效等位基因数(Ne)为1.29,Nei’s基因多样性指数(H)为0.19,Shannon信息指数(I)为0.31,多态位点百分率(P)为85.42%,表明隐匿柄锈菌遗传多样性丰富,其中沧州的群体遗传多样性水平最高,群体内多样性大于群体间多样性。聚类分析表明沧州和石家庄的病菌群体亲缘关系最近,邢台与石家庄的群体亲缘关系最远。隐匿柄锈菌UP-PCR多态性与毒性多态性间无明显相关性,且两者均与地理来源无相关性。

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。

小麦隐匿柄锈菌与小麦互作不同阶段的基因差异表达分析

【目的】小麦叶锈病是影响小麦生产主要病害之一,其病原菌新小种的出现和劣势小种上升为优势小种导致抗病品种的抗病性不断被克服。小麦隐匿柄锈菌与小麦互作不同阶段差异表达谱分析对于揭示该病菌致病的分子机制,进而有效防控小麦叶锈病具有重要意义。【方法】利用转录组分析小麦隐匿柄锈菌致病生理小种与感叶锈病小麦品种MuTcLr19亲和互作后期(6 d)与互作早期(6、12、24 h)差异基因表达谱,实验以亲和互作早期(MIQ)为对照组,亲和互作6 d(MI6d)为实验组。【结果】测试结果表明,上调表达基因19275个,下调表达基因4548个。GO富集分析发现,差异表达基因功能主要涉及代谢过程、催化活性、细胞过程、单组织过程、细胞内的细胞器、核酸结合和水解酶活性、氮化合物代谢、细胞代谢过程等。KEGG分析发现,差异表达基因共参与了109条通路,筛选出囊泡运输中SNARE的相互作用通路、卟啉和叶绿素代谢通路及ABC转运通路和病原菌的致病相关。随机取来自这3条通路的5个基因进行荧光定量分析,结果表达趋势与转录组表达谱结果一致。【结论】小麦隐匿柄锈菌在早期表达的差异基因注释到的功能更多与小麦隐匿柄锈菌致病性有关,后期表达的差异基因大部分与小麦隐匿柄锈菌的生长代谢有关,早期与后期表达的基因存在明显的差异。研究结果为今后开展小麦隐匿柄锈菌致病机制研究奠定了基础。