BvGLP1过表达增强了转基因小麦对根腐病的抗性

类萌发素蛋白(germin-like protein,GLP)是一类含有cupins结构域的糖蛋白,在植物基础抗性等方面起着重要作用。本研究人工合成了甜菜GLP基因BvGLP1,并利用基因重组技术构建了受韧皮部特异表达启动子RSS1P驱动的BvGLP1基因单子叶植物表达载体pA20-RSS1P::BvGLP1。通过基因枪介导法将其转入小麦品种扬麦18中,对转基因扬麦18的T0至T3代植株中BvGLP1进行了PCR、半定量RT-PCR和荧光定量QPCR检测,并对转基因小麦进行根腐病和纹枯病抗性鉴定。结果表明,BvGLP1已转入转基因小麦扬麦18,并能在转基因小麦中遗传、转录表达;5个转BvGLP1基因小麦株系的根腐病抗性比受体品种扬麦18有显著提高,说明BvGLP1过表达增强了转基因小麦对根腐病的抗性。

抗根腐病的转GmPGIP3基因小麦扬麦18的获得与鉴定

GmPGIP3是大豆的一种多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白,能够特异性地抑制部分病原真菌内切多聚半乳糖醛酸活性,从而减弱病原菌对植株的侵害。利用基因重组技术构建了GmPGIP3基因的单子叶植物表达载体pA25-GmPGIP3,通过基因枪介导法将pA25-GmPGIP3转入小麦品种扬麦18中。对转GmPGIP3基因扬麦18的T0至T2代植株进行PCR、Southern杂交、半定量RT-PCR和荧光定量Q-RT-PCR分析,并对根腐病进行抗性鉴定。结果表明,GmPGIP3已转入扬麦18,并在转基因小麦中遗传、转录和表达;与受体材料相比,5个GmPGIP3过表达的转基因小麦株系对根腐病的抗性有明显提高。

四种杀菌剂对小麦根病病原菌的室内药效试验

室内药效试验表明 :麦根宁 号、敌力脱对小麦根腐病菌的生长均有良好的抑制作用。麦根宁 号稀释30 0倍时 ,平均抑菌圈直径最大 ;敌力脱稀释 80 0倍时 ,平均抑菌圈直径最大。同时 ,麦根宁 号、敌力脱 ,麦根宁 号 ,粉锈宁对小麦全蚀病菌生长也有明显的抑制作用。粉锈宁 ,麦根宁 、 号在稀释 10 0 0 0倍时 ,抑菌率均达10 0 %;敌力脱在稀释 15 0 0 0倍时 ,平均抑菌率仍达 89.7%。

山东小麦蠕孢根腐病病原鉴定及致病力分析

本研究首先利用形态学和分子生物学方法,对25株在山东采集分离的小麦根腐病菌进行了鉴定,后采用刺伤接种法对菌株的致病性进行了测定。鉴定结果表明,25个菌株均为麦根腐离蠕孢[Bipolaris sorokiniana(Sacc.)Shoemaker],属半知菌亚门离蠕孢属真菌。接种试验表明,25个麦根腐离蠕孢菌株均具有致病性,但从系统聚类图可以看出,不同菌株间存在致病力分化,可分为强、中、弱3种致病力类型,其中,中等致病力菌株为优势菌株。同时,菌株的致病力强弱与其地理来源没有相关性。

抗全蚀病、根腐病的转PgPGIP1基因小麦的获得与鉴定

全蚀病和根腐病是小麦(Triticum aestivum)重要的土传真菌病害。PgPGIP1是人参(Panax ginseng)的一种多聚半乳糖醛酸酶抑制蛋白,可以抑制部分病原真菌分泌的多聚半乳糖醛酸酶的活性。本研究人工合成了PgPGIP1基因,并构建PgPGIP1基因的单子叶植物表达载体pA25-PgPGIP1,通过基因枪介导法将其转入小麦品种扬麦18中。对转PgPGIP1基因的T0至T4代植株进行PCR、RT-PCR和Q-RT-PCR分析,并对其全蚀病和根腐病抗性进行鉴定。结果表明,PgPGIP1基因能够在4个转基因小麦株系中遗传、转录与表达。与未转基因的小麦扬麦18相比,4个转基因小麦株系对全蚀病与根腐病的抗性明显提高,说明PgPGIP1表达增强了转基因小麦对全蚀病与根腐病的抗性。

普通小麦苗期茎基腐病抗性QTL定位

茎基腐病(Fusarium crown rot,FCR)已成为影响我国小麦生产的主要病害之一,发掘抗病基因和种质可为解析其抗病遗传机制和聚合育种提供指导。本研究选用藁城8901/周麦16构建的重组自交系(recombinant inbred line,RIL)群体为材料,基于已构建的90K SNP高密度遗传连锁图谱,对接菌条件下苗期FCR抗性进行QTL(quantitative trait loci)定位。结果表明,RIL群体苗期FCR病情指数在基因型和不同试验间均达显著差异(P<0.01)。藁城8901表现为感FCR,周麦16表现为高感FCR,家系表现为连续变异和超亲分离。在3次试验及均值中共定位到14个与苗期FCR抗性显著相关的QTL,分布在1D(2)、3B(2)、4A(2)、5B(2)、5D、6A(4)和7B染色体上,解释表型变异的4.42%~11.37%;其中,4个在两次试验中均被检测到。本研究表明感病和高感亲本也可用于抗病品种的培育和基因发掘,检测到的4个稳定QTL和抗病家系为FCR抗病育种提供了可用的资源。

草酸青霉菌(P-o-41)发酵液对小麦病害的诱导抗性作用

不同浓度的草酸青霉菌(P-o-41)[1,2]发酵代谢物处理珊西烟的一张叶片,在另外的叶片上摩擦接种TMV,比较处理叶片与无菌蒸馏水对照叶片上的枯斑数。结果表明,稀释1 000倍的发酵代谢物处理及百万分之三十八的BTH处理与清水处理对照相比,枯斑抑制率(%)分别达到84.05%和79.96%;对小麦白粉病的诱抗效果分别达到60.88%和69.43%;对小麦普通根腐病的抑制率在P0.01水平上达到显著差异,而平板圆盘测定结果表明,草酸青霉菌(P-o-41)发酵液对小麦根腐病菌无抑制作用。

小麦根腐病菌生物学特性研究

通过实验,对小麦根腐病菌的生长发育条件进行了研究。结果是:根腐病菌的分生孢子萌发与菌丝生长发育适温为25～30℃;光对菌丝生长无影响。分生孢子萌发对湿度条件要求很高,湿度低虽在适温下也不萌发,相对湿度在98%以上才能萌发,以在水滴中萌发率最高,而且萌发的速度也快。尽管根腐病菌可在多种基物上生长发育并产生孢子,但分生孢子萌发时却需要一定的氮、碳源。分生孢子在豆饼浸出液、糖溶液和小麦叶组织浸出液中萌发率最高,在清水中的分生孢子虽也可萌发,但萌发率很低。分生孢子萌发的pH值范围是5～9,适宜pH值为5～7。

小麦根腐病的识别与防治

介绍了小麦2种常见根腐病——小麦根腐病和小麦蠕孢叶斑根腐病的侵染循环和发生规律,指出各病害的危害症状及识别特征,并从农业防治、化学防治等方面提出了相应的防治措施。为减轻病害危害,提高小麦的产量和品质提供了一定的依据。

山东省小麦根腐病病原菌的分离鉴定

为明确山东省小麦根腐病的病原菌种类,于2012—2014年从山东省10个地市采集小麦病株,通过组织分离法获得了185株分离物,利用形态学鉴定方法,结合基于5.8S r DNA-ITS序列或TEF-1α基因序列分析的分子鉴定方法对分离物进行了鉴定。结果表明:分离物中共得到135株麦根腐平脐蠕孢Bipolaris sorokiniana,占分离病原菌总数的72.97%,属优势种群;50株镰孢属Fusarium菌株,其中14株尖孢镰孢菌Fusarium oxysporum、19株层出镰孢菌Fusarium proliferatum和17株黄色镰孢菌Fusarium culmorum;按照柯赫氏法则进行致病性测定,证实了4种病原菌对鲁麦21号具有致病性,麦根腐平脐蠕孢的致病力较强,病情指数显著高于镰孢菌属真菌。研究表明,山东小麦根腐病主要是由麦根腐平脐蠕孢和镰孢属真菌侵染引起的,麦根腐平脐蠕孢为优势菌群。