甘蔗品种黑穗病抗性评价体系的建立(英文)

为了建立甘蔗品种黑穗病抗性评价体系,选用9个引进品种,设计一个包括6个对照品种在内的田间试验。首次采用混合小种进行人工浸渍接种,通过整个新植蔗生长季病害进展曲线下的面积、茎感染率和株感染率3个病情指数,以及病害流行学参数潜伏侵染期和持续发病期的分析,对其抗病性进行评价。在分析以上参数相关程度的基础上,引进了系统聚类分析法进行进一步评价。结果显示:9个引进甘蔗品种中,ROC26属于感病品种,其余属于抗病或高抗品种;3个病情指数和持续发病期的两两相关均为显著正相关,潜伏侵染期与这些参数的相关为负相关,但未达到显著水平;在类间距离大于1.0的条件下,可将15个品种聚为6类,进一步明确了各品种抗黑穗病性的相似程度;抗性鉴定标准对照种NCo310、F134、NCo376和Ya71-374的应用,明确了接种源为小种1和小种2,通过一次接种试验,明确了供试品种对2个小种的抗性水平,标准对照种的抗性表现,还说明了本生长季发病条件基本是适宜的。本文建立的甘蔗品种抗黑穗病评价体系是切实可行的。

对甘蔗受黑穗病菌侵染后差异表达基因的分离与鉴定

采用12个3′锚锭引物和8个5′随机引物构建引物组合,运用DDRT-PCR差异显示方法,分析NCo376和F134两品种接种黑穗病菌前后的基因表达差异。经克隆、测序和半定量RT-PCR验证,获得7条真实差异表达片段,这些片段分别同GenBank中编码细胞色素C氧化酶基因、核糖体蛋白基因、NAD-依赖型苹果酸脱氢酶基因、氨基转移酶基因、乙烯响应相关结合蛋白基因、RNA聚合酶特异转录起始因子和反转录转座子的序列的同源性达28%～99%。半定量RT-PCR分析表明,细胞色素C氧化酶基因的表达受甘蔗黑穗病菌和水杨酸的调控,不依赖于过氧化氢的作用机制,在甘蔗根、茎、叶中表达的抗病基因组成型表达,但表达水平较低。推测甘蔗受黑穗病菌侵染后,可能通过细胞色素C氧化酶基因的诱导,促使植保素合成增多,以此抵抗或抑制病原菌的胁迫。该结果丰富了甘蔗与黑穗病菌互作的分子机制研究,为甘蔗抗黑穗病分子育种奠定了基础。

甘蔗黑穗病及其抗病育种的现状与展望

就甘蔗黑穗病 (Ustilago scitaminea Syd.)及其生理小种 ,甘蔗对黑穗病菌的抗性机制及其遗传 ,甘蔗抗黑穗病性鉴定技术 ,以及我国甘蔗抗黑穗病育种的现状进行评述 。

甘蔗黑穗病菌拮抗细菌的筛选及鉴定

从甘蔗根际土壤及甘蔗不同组织内分离到的928个细菌菌株中,对甘蔗黑穗病菌有拮抗作用的细菌菌株有301个,占32.4%,其中拮抗能力强(拮抗带大于10mm)的菌株有18个,占1.9%。经在KBA培养基上培养,发现具有拮抗作用的细菌主要是荧光菌和非荧光菌中的白色菌群。在18个拮抗性强的菌株中,13个菌株来自甘蔗的茎、芽(生长点),占72%;5个菌株来自根际土壤,占28%;12个菌株为革兰氏阳性细菌中的芽孢杆菌属;6个菌株为革兰氏阴性细菌,其中4个菌株分别为假单胞杆菌属、不动杆菌属、伯克氏菌属及沙雷氏菌属,其余2个菌株有待进一步鉴定。

甘蔗分离群体的黑穗病病情指数分析(英文)

在田间进行2组试验以分析甘蔗分离群体的甘蔗黑穗病病情指数。新植蔗和宿根蔗分别有72份和50份无性系参试。采用孢子悬浮液浸渍法对新植蔗进行接种,并收集新植蔗和宿根蔗自第1个黑穗病鞭子出现至发病停止期间的数据。对所收集到的新植蔗3个病情指数茎感染率(SI)、丛感染率(PI)和病害进展曲线下的面积(AUDPC)的数据进行正态分布检验。结果表明:AUDPC与标准正态分布曲线最吻合,其3个特征值正态度、偏度和峰度分别为0.949,0.018和-0.721;PI的吻合程度次之;SI为第3。以上结果的置信度大于97.7%。不论新植蔗还是宿根蔗,3个病情指数两两间以及各病情指数与持续发病期(SDD)间均呈显著正相关,在AUDPC与SI间的相关系数最大,新、宿分别为0.929和0.888。除潜伏侵染期(LP)与PI间的相关外,LP与AUDPC、SI和SDD间的负相关均达到显著水平,LP与SDD间的负相关系数最大,为0.521。相关分析结果暗示,在进行甘蔗抗黑穗病性评价时,利用包括病情指数和病害流行学参数在内的多个参数综合评价抗病性是必要的。

甘蔗黑穗病及其病原菌研究进展

甘蔗鞭黑粉菌(Sporisorium scitaminea)引起的甘蔗黑穗病是一种世界性重要甘蔗病害,也是中国蔗区危害最严重的甘蔗病害,使甘蔗产量及品质均受到严重损失。综述甘蔗黑穗病病原特征、分类归属、生理分化、遗传多样性、快速检测,以及甘蔗黑穗病的发生危害及防治措施,并探讨进一步研究对策。

海南蔗区甘蔗黑穗病菌生理小种鉴定

采集海南蔗区8个县市24个乡镇的甘蔗黑穗病菌样品24份,通过甘蔗黑穗病菌鉴别寄主NCO376(免疫)、NCO310(抗小种2,感小种1)、F134(感小种2,抗小种1)、F173(高感)及主栽品种ROC22,确定海南蔗区甘蔗黑穗病菌的生理小种。接种甘蔗黑穗病菌后1 a新植,2 a宿根的发病情况表明:海南蔗区甘蔗黑穗病菌生理小种为小种2,或优势小种为小种2。这对了解海南蔗区甘蔗黑穗病菌生理小种的分化及分布情况,以及对今后海南蔗区甘蔗黑穗病的防控及抗黑穗病甘蔗种质的选育提供依据。

秋茄内生细菌多样性及抑制甘蔗黑穗霉菌活性研究

目的系统地对广西北海金海湾红树植物秋茄(Kandelia candel)内生细菌的分布特征与物种多样性进行分析,开展细菌代谢粗提物对甘蔗黑穗霉菌的抑制活性研究,为开发新型生物类农药及生物膜制剂奠定基础。方法采用7种分离培养基,从秋茄各部位组织中分离可培养细菌;通过16S rRNA基因序列的系统发育学分析其物种多样性。采用牛津杯法研究内生细菌对甘蔗黑穗霉菌的抑制效果。阳性菌株通过PCR扩增筛选次级代谢产物生物合成基因PKS I、PKS II和NRPS。结果经形态学分析及16S rRNA基因序列对比后,从秋茄各组织部位中分离到50株内生细菌,隶属于21科27属。从秋茄叶子中分离到BGMRC2075菌株与已有细菌物种典型菌株的全长16S rRNA基因相似性为96.12%,提示其为潜在新种。37株细菌对甘蔗黑穗霉菌有抑制作用。其中,16株菌可能存在至少1种NRPS、PKS I和PKS II生物合成基因簇。结论秋茄中可培养细菌具有较高的物种多样性,蕴藏着潜在新物种资源,且富含抑菌活性的菌株。

甘蔗鞭黑粉菌ISSR-PCR反应体系的优化

以甘蔗鞭黑粉菌交配型分离物为试验材料,采用CTAB法提取基因组DNA,并对影响甘蔗鞭黑粉菌ISSR-PCR反应体系中的一些重要参数进行摸索和优化试验,建立起适合甘蔗鞭黑粉菌基因组DNA的ISSR-PCR反应体系。优化的反应体系为:在25μL体系中,rTaq DNA聚合酶1.5 U、Mg2+浓度为2.0 mmol/L、dNTP浓度为0.2 mmol/L、引物浓度为0.2μmol/L、DNA模板10～20 ng、10×PCR buffer 1μL、用重蒸水补足25μL。

转基因甘蔗抗黑穗病鉴定研究

用分离得到的甘蔗黑穗病病菌单孢子菌丝体对5个甘蔗转基因株系进行体外抑菌作用鉴定,结果显示,5个转基因株系对甘蔗黑穗病均有不同程度的抗性表现;通过人工接种方法对转基因植株(T1)进行了甘蔗黑穗病病菌的田间接种实验,利用病害流行指标LP、SDD、IPmax、Ymax、AUDPC对其后代(T2)进行抗病性鉴定,结果表明,SCG1和SCG2两个株系表现为抗病(R),而SCG3、SCG4和SCG5三个株系表现为中抗(I);并结合RT-PCR技术鉴定目的基因在转基因甘蔗无性系后代(T2)中的表达,结果显示两个目的基因在转基因甘蔗无性系T2中均有表达,此结果与其抗病表现一致。

甘蔗黑穗病菌冬孢子生物学特性及杀菌剂对其萌发的影响

通过对甘蔗黑穗病菌冬孢子的生物学特性研究,明确了该菌冬孢子萌发的适宜温度范围为25～30℃,28℃为最佳。中性或偏酸性、高湿度、氧气充足等条件,均有利于孢子的萌发。光照对孢子萌发的影响不大。甘油、蔗糖、葡萄糖、甘露醇、乳糖等5种碳源以及L-脯氨酸、L-酪氨酸、硝酸钠、L-天冬氨酸、硫酸铵、L-谷氨酰胺等6种氮源均有利于甘蔗黑穗菌冬孢子的萌发。2种供试药剂的各浓度中,均是三唑酮的萌发率低于五氯硝基苯的,即三唑酮的抑制效果要好于五氯硝基苯。

甘蔗黑穗病菌基础生物学特性

对甘蔗黑穗病病原菌的基础生物学特性研究,结果表明,该菌的最适生长培养基为马铃薯葡萄糖琼脂与马铃薯蔗糖琼脂培养基,最适生长温度范围为25～30℃,28℃最为适宜。中性或偏酸性条件下有利于菌落生长。光照对菌落生长影响不大。在碳氮源方面,蔗糖、乳糖、淀粉、L-鼠李糖、甘油等5种碳源,以及硝酸钠、L-天冬氨酸、乙酸铵等3种氮源均有利于甘蔗黑穗病菌菌落生长,碳源以甘油为最好,氮源则以L-天冬氨酸与乙酸铵为最好。该病原菌冬孢子的致死温度为55℃,10min。

带黑穗病菌蔗种的种植对蔗茎产量和蔗糖分的影响

甘蔗黑穗病是甘蔗种植过程中危害较为严重的病害之一,影响甘蔗的蔗茎产量和蔗糖分质量。为对黑穗病爆发比较严重的蔗区提供一种合理的种植模式,分别在2012年农历立春前及立夏前种植带黑穗病菌的甘蔗种茎,以种植未感染黑穗病菌的健康甘蔗种茎作为对照,观察这2期甘蔗生长过程的黑穗病发病情况,以及对甘蔗有效茎、株高、茎径和锤度的影响。结果表明:在不同的气候环境下,种植携带黑穗病菌的蔗种黑穗病发病差异显著;携带黑穗病菌的蔗种宜冬春早种,利用冬春季节阴冷潮湿的天气,延迟黑穗病菌的萌发,减少对有效茎的侵害,进而减少对产量的影响。

利用斑茅cDNA芯片研究甘蔗受黑穗病菌侵染后基因差异表达

为了解甘蔗抗黑穗病的分子机制,利用斑茅干旱胁迫cDNA芯片检测了甘蔗受黑穗病菌胁迫后的基因差异表达。经杂交,在cDNA芯片的3860个模板中,有效差异表达(Ratio值≥2.0或≤0.5)的基因为101个,其中上调55个,下调46个。部分基因的定量PCR验证表明,芯片杂交结果可靠。上调表达基因经测序、冗余序列剔除,一共获得36个uniqueESTs。已知功能的22个上调表达基因,涉及多条生理代谢途径,如光合作用、离子转运和核酸代谢途径;以及多种分子水平的进程,如基因转录、蛋白质合成与修饰以及细胞信号转导等。另外,还检测到14个未知功能基因。结果表明,甘蔗对黑穗病的抗性具有复杂的机制。本研究为解释甘蔗受黑穗病菌胁迫后的基因差异表达及其网络构建奠定了基础,还为今后系统研究甘蔗对生物与非生物胁迫的响应机制提供技术支持。

一株甘蔗黑穗病菌的分离与系统发育分析

甘蔗黑穗病是由黑粉菌(Ustilago scitaminea Syd.)引起的一种世界性病害,严重危害甘蔗的生产,对该病病原菌的研究有助于甘蔗抗黑穗病育种。由于rDNA序列兼具保守区域和进化水平不同所致可变区,因此,rDNA序列分析是研究真菌系统发育、分类鉴定和分子检测非常有效的手段。笔者采用单孢分离方法,从高抗品种NCo376的病株上分离单孢,培养菌丝体,提取基因组DNA,分析其rD-NA序列,以期丰富该真菌的遗传多样性研究。用真菌rDNA序列分析的通用引物ITS1和ITS4,通过ITS-PCR得到目的片段,克隆在pMD18-T载体上后进行测序,结果显示该片段的长度为692bp,与Genebank中已报道的真菌序列进行Blast和系统发育树分析,表明所获得的序列与Sporisorium属真菌具有更高的亲缘关系,而与Ustilago属真菌的亲缘关系较远,这与一直沿用的甘蔗黑穗病菌的命名似乎并不吻合,有待进行更多的研究以证实。

甘蔗黑穗病菌拮抗性芽孢杆菌的抗菌作用与伊枯草菌素A的产生有关

选择对甘蔗黑穗病菌有拮抗作用的 5个革兰氏阳性芽孢杆菌拮抗菌株和 3个革兰氏阴性拮抗细菌菌株 ,用 PCR技术 ,扩增抗霉菌枯草杆菌素操纵元中 myc B基因。结果是 ,5个革兰氏阳性芽孢杆菌拮抗菌株均扩增出一条大小为 2 .0 kb左右的特异带 ,革兰氏阳性芽孢杆菌基因组的 PCR产物和伊枯草菌素 A合成酶操纵元中的 Itu B基因的同源性为 97%～ 98% ,说明其抗菌作用机制和 Iturin类群脂肽抗生素的产生有关。 3个革兰氏阴性拮抗细菌中 ,没有扩增到基因 ,其抗菌作用机制有待进一步研究。

海南蔗区甘蔗黑穗病菌的分离鉴定

甘蔗黑穗病是由黑粉菌(Ustilago scitaminea Syd.)引起的一种真菌病害,严重危害甘蔗生产。为了能够准确鉴定海南黑穗病菌和选育出抗黑穗病的甘蔗品种,对采自海南省8个市(县)24个蔗区的24份甘蔗黑穗鞭进行病原菌分离,根据菌落形态学特征,结合光学显微镜观察及分子生物学方法进行鉴定,确定所分离到的病原菌即是甘蔗黑穗病菌(Ustilago scitaminea Syd.)。结果将为甘蔗黑穗病菌生理小种的鉴定奠定基础。

引进甘蔗品种黑穗病抗性鉴定及结果分析

为了探明新引进甘蔗品种对黑穗病的抗性水平,为甘蔗抗黑穗病育种提供材料,以采自广东省甘蔗主产区湛江的甘蔗黑粉菌混合冬孢子作为接种源,采用浸渍接种法,对17个引进品种进行一造新植一造宿根黑穗病抗性鉴定,鉴定结果表明抗性水平为抗(R)的品种有Q200B、Q124、Q171、Q190、Q138、Q208、Q151、Q96,占参试品种的47.1%;抗性水平为中抗(MR)的品种有Q135、Q170、Q182、Q183,占参试品种的23.5%;抗性水平为感病(S)的品种有Q155,占参试品种的5.9%;抗性水平为高感(HS)的品种有Q157、Q200A、Q117、Q120,占参试品种的23.5%;没有抗性水平达高抗(HR)的品种。此外,还初步推断出广东省湛江蔗区应该存在3个或3个以上甘蔗黑粉菌生理小种。

枯草芽孢杆菌HAS中TasA基因的克隆与分析

为弄清枯草芽孢杆菌HAS对甘蔗黑穗病菌的抑制作用机理,选取可对多种植物病原真菌有抑制作用的抗菌蛋白TasA基因进行克隆与分析。结果表明:在HAS菌株中含有TasA基因,克隆编码抗菌蛋白TasA的基因全长,序列分析其有786个碱基组成,该序列与GenBank上登录的TasA(AJ871386.1)序列同源性达99%,推测蛋白分子量大小大约28KD,其中第104、164、169、250、399、623、627位等7个碱基发生碱基转换或颠换,而且这些变异分别发生在密码子的第2、2、3、1、3、2、3位碱基上,引起多肽链氨基酸的错义突变。经氨基酸序列比对,同Bacillus subtilis subsp.subtilis str.168编码的TasA蛋白(NP_390342.1)在第150位和第209位上的氨基酸发生变化,由苏氨酸、天冬酰胺分别代替丙氨酸和谷氨酸。

甘蔗黑穗病菌培养基的筛选及基因组DNA分离技术

为了获得甘蔗黑穗病菌多态性分析所需的DNA,在对来自福建等6个省(区)的13个甘蔗黑穗病菌菌株单孢分离、培养基筛选的基础上,总结出了一种快速、简便提取甘蔗黑穗病菌DNA的方法,并通过凝胶电泳和RAPD(randomamplifiedpolymorphicDNA)对提取的DNA的质量进行了验证。结果表明,所提取的DNA纯度高,条带完整,适合于分子生物学操作。