Genome-wide identification of the mitogen-activated protein kinase kinases in pear and their functional analysis in response to black spot

The mitogen-activated protein kinase(MAPK)cascade is crucial to plant growth,development,and stress responses.MAPK kinases(MAPKK)play a vital role in linking upstream MAPKK kinases(MAPKKK)with the downstream MAPK.Black spot is one of the most serious fungal diseases of pear which is an important part of the fruit industry in China.The MAPKK genes have been identified in many plants,however,none has been reported in pear(Pyrus bretschneideri).In order to explore whether MAPK gene of pear is related to black spot disease,we designed this experiment.The present study investigated eight putative PbrMAPKK genes obtained from the Chinese white pear genome.The phylogenetic analysis revealed that PbrMAPKK genes were divided into A,B,C,and D groups.These PbrMAPKK genes are randomly distributed on 7 out of 17 chromosomes and mainly originated from the whole-genome duplication(WGD)event.The expression analysis of PbrMAPKK genes in seven pear tissues and the leaves of susceptible and resistant varieties after Alternaria alternata infection by quantitative real-time PCR(qRT-PCR)identified seven candidate genes associated with resistance.Furthermore,virus-induced gene silencing(VIGS)indicated that PbrMAPKK6 gene enhanced resistance to pear black spot disease in pear.

采前茉莉酸甲酯(MeJA)处理对梨果实抗病性的影响

【目的】研究采前Me JA浸泡处理对梨果实抗病性的影响。【方法】将梨黑斑病病原菌链格孢菌(Alternaria alternata)接种在含有不同浓度MeJA的PDA(potato dextrose agar)培养基上并在1周后测量其病斑直径,筛选出能有效抑制黑斑病病原菌生长的MeJA浓度;以‘新梨7号’为试材,在果实成熟前30 d每隔10 d用有效浓度的MeJA浸泡处理1次,清水浸泡为对照;采后用梨黑斑病病原菌链格孢菌孢子悬浮液对果实进行损伤接种,发病后测定病斑直径以及抗病相关酶活性。【结果】7 mmol·L^(-1)的MeJA能有效抑制黑斑病病原菌的生长,其病斑直径比对照降低了91%。果实损伤接种后第5天开始,对照果实发病率为85%且病斑直径持续增加,采前MeJA浸泡处理的果实一直未发病。采前MeJA浸泡处理提高了梨果实中过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)、β-1,3-葡聚糖酶(GLU)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶(CHT)等活性。【结论】MeJA可以抑制黑斑病病菌的生长,通过采前MeJA浸泡处理能提高梨果实抗病相关酶的活性,激活果实抗病防御系统,抑制成熟梨果实发病。

梨种质资源对黑斑病的抗性评价

对梨属(Pyrus Linn)5个种368份资源通过抗梨黑斑病的田间自然鉴定和初选出的35份综合性状优良的抗性资源进行人工接种鉴定,结果表明:杜梨(P.betulaefolia Bge.)的抗性最强,西洋梨(P.communis L.)的抗性最弱;不同品种对黑斑病的抗性差异很大。砂梨按照地方品种群划分,其抗性由强到弱的排序为广东梨、福建梨、湖南梨、广西梨、浙江梨、贵州梨、四川梨、云南梨、湖北梨、日本梨、江西梨。筛选出8份抗性资源,1份高抗资源。

梨黑斑病及抗病育种研究进展

梨黑斑病是梨树重要的病害之一,主要危害梨树叶片、新梢和果实,引起梨树早期落叶和返青返花,降低梨果品质和产量。笔者描述了梨黑斑病危害梨树叶片、新梢和果实的症状,综述了侵染我国梨树的梨黑斑病病原菌的种类和田间发生规律;重点在细胞壁降解酶和AK毒素研究方面阐述了梨黑斑病致病机制;简述了梨种质资源抗黑斑病鉴定评价、抗病育种和梨抗病分子生物学等方面的研究进展。分析了国内外梨黑斑病病原研究及抗病育种研究方面存在的不足,提出了下一步梨黑斑病病原研究及抗病育种研究的方向,旨在为梨黑斑病的深入研究和综合防治提供参考。

蔷薇属植物抗黑斑病等级模型的优化及应用

采用田间鉴定与叶片离体检测相结合的方法,对北京地区园林绿化中常用的蔷薇属36个品种(种)的抗黑斑病能力进行了评价。结果发现:使用感病率为参数的原模型公式不能很好地区分蔷薇属不同品种(种)之间的抗病差异,用田间观测的感病指数(I)替代发病率(N),可以对蔷薇属植物抗黑斑病能力进行有效检测。利用优化的蔷薇属植物抗黑斑病等级模型,可将供试蔷薇属品种(种)分为4类:4个免疫品种(种);9个高抗品种(种);15个感病品种(种);8个高感品种(种)。刺梨、无刺蔷薇、三季玫瑰、玫瑰的抗黑斑病能力综合值显著高于月季。现代月季中,藤本月季的抗黑斑病能力综合值最高,其次是大花月季,丰花月季的抗黑斑病能力综合值最低。橙色月季的抗黑斑病能力综合值最高,其次是红色和粉色,白色月季的抗黑斑病能力综合值最低。