甘薯蔓割病(Fusarium oxysporum f.sp.batatas)相关基因IbMAPKK9的克隆与特性分析

促丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)级联是生物体内一种重要的信号转导途径,广泛存在于植物中。MAPKKs位于该级联反应通路中间,对信号传递起到关键作用,目前在甘薯中少有报道。基于前期的转录组学分析,本研究克隆出1个与甘薯抗病相关的基因IbMAPKK9。生物信息学分析表明,IbMAPKK9包含一个987 bp开放阅读框(open reading frame,ORF),编码328个氨基酸,具有1个蛋白激酶家族保守结构域(PF00069),IbMAPKK9蛋白以α螺旋和无规则卷曲为主,启动子区包含多种激素(茉莉酸甲酯、乙烯、脱落酸、赤霉素、水杨酸)相关及胁迫响应元件。进化分析表明,IbMAPKK9蛋白与三叶裂薯、日本牵牛花、番茄和马铃薯亲缘关系较近。亚细胞定位显示IbMAPKK9蛋白定位于细胞核。实时荧光定量PCR发现IbMAPKK9在甘薯根、茎、叶和叶柄中均表达,并响应甘薯蔓割病侵染。瞬时表达分析结果表明,IbMAPKK9引起5个与水杨酸合成途径及信号转导途径相关的基因在48 h内表达上调,推测IbMAPKK9通过介导水杨酸信号途径影响植物的抗性。本研究可为进一步解析甘薯IbMAPKK9的生物学功能提供理论依据。

甘薯蔓割病病原菌的侵染对甘薯光合作用的影响

从生理角度研究蔓割病病原菌侵染对不同抗性甘薯品种叶片光合作用相关指标的影响.结果表明:感染蔓割病病原菌后,感病品种的叶绿素含量、光合强度、气孔导度及希尔反应活性下降,乙醇酸氧化酶活性上升.上述结果可作为种质筛选和抗性鉴定的参考指标.

蔓割病不同抗性甘薯品种的茎部细胞结构观察

蔓割病是我国南方薯区甘薯主要病害之一,本研究采用直接观察、显微和超微结构观测等方法,对高抗、中感和高感蔓割病的3个甘薯品种(高抗品种:金山57,中感品种:热薯1号,高感品种:新种花)接种蔓割病菌28 d植株充分发病后其茎基部细胞的侵染结构进行了观察。结果表明,在用清水作对照处理时,3个品种茎部组织的细胞形态和结构正常且完整,细胞代谢强。高抗品种金山57无论是接种组还是对照组,均未发现病原菌丝的存在,其茎下部、中部和上部细胞结构相对完整。中感品种热薯1号,蔓割病菌从其茎基部侵入后导致茎基部细胞破损坏死,而中部寄主-病原互作较为活跃和典型,造成养分运输受阻,茎基部接种后病原菌丝会沿着寄主茎部的维管束和其他组织一直向寄主的茎部末端蔓延,遭受侵染后的部位其细胞反应与高感品种新种花类似。高感品种新种花遭受蔓割病原菌侵染后,病原菌菌丝从茎基部新鲜剪口侵入后进入表皮细胞、皮层、维管束并在甘薯茎基部蔓延至中部、上部,直至寄主整株枯死,甘薯茎的木质部导管出现侵填体,质壁分离;与此同时,细胞壁的沉积物及乳突在病原菌的入侵处形成,各种无定型物质或纤丝构成的织网迅速包围入侵菌丝。

福建省甘薯蔓割病现状与研究进展

概述了甘薯蔓割病在福建的发生流行特点,病菌与寄主的互作关系,以及选育与推广抗病品种,感病品种 种苗用药处理的防治技术,为防治由镰刀菌引起的甘薯蔓割病提供借鉴。

甘薯蔓割病抗性相关SRAP标记的获得

以高抗甘薯蔓割病品种金山57和高感蔓割病甘薯品种新种花为亲本进行杂交,获得F1分离群体,对F1群体进行蔓割病抗性鉴定,从中选出7个高抗和7个高感蔓割病株系构建抗、感池。以抗、感池基因组DNA为模板,用276对SRAP引物组合对其扩增,从中筛选出98对具有多态性的引物组合,再以抗感亲本加抗感池基因组DNA为模板筛选,从98份SRAP引物组合中筛选出33对多态性较好的引物组合。后通过用一组小群体(6个高抗株系和6个高感株系)进一步筛选,最终获得一对与甘薯抗蔓割病连锁的SRAP引物组合a12b8,经过抗感亲本及F1代的进一步验证,认为该标记与甘薯抗蔓割病基因相关。

甘薯蔓割病研究进展

概述了甘薯蔓割病的发病症状及流行特点、抗病机制、抗病育种、防治方法的研究进展,旨在为防治甘薯蔓割病提供依据。

甘薯抗蔓割病的遗传趋势探讨

对９个甘薯杂交组合实生苗做田间接种鉴定．结果表明，９个家系实生苗对蔓割病抗性有较大的分离，出现不同程度的连续性分布，显示以加性效应为主的遗传特点．亲子间抗性相关测定达到ｄ＝０．０１的极显著水平，说明Ｆ１群体抗性受双亲基因型支配，但正反交反应有异，有明显偏向母性的遗传现象．

甘薯抗蔓割病的生理机制Ⅱ．甘薯抗蔓割病与多酚氧化酶及其同功酶之间的关系

对４个不同抗性的甘薯品种经苗茎剪口接种蔓割病菌后，测定叶片多酚氧化酶（ＰＰＯ）活力及其同功酶，结果表明：接种第２ｄＰＰＯ活力上升，ＰＰＯ活力病／健比值大于１，抗、感病品种之间差异不明显，第４、８ｄ抗、感病品种ＰＰＯ活力都下降，ＰＰＯ活力病／健比值小于１，并且感病品种比值小于抗病品种；在接种的第８ｄ叶柄ＰＰＯ同功酶带没有增加，抗病品种扫描表面活力变化不大，而感病品种ＰＰＯ同工酶酶谱颜色加深，条带不清，扫描表面活力明显降低．

药剂浸苗处理防治甘薯蔓割病的试验

１９８９—１９９１的年盆苗测定、田间小区试验和大面积防治示范结果表明，在同一剂量和处理时间内，多菌灵粉剂对甘薯蔓割病的防治效果明显高于托布津粉剂，超微多菌灵粉剂略高于多菌灵粉剂，其治病机理主要起预防保护作用．最佳剂量和处理时间为８０％超微多菌灵可湿性粉剂０．８ｇ·Ｌ－１或５０％多菌灵可湿性粉剂１．０８ｇ·Ｌ－１，浸苗出晾干６—８ｈ后扦插．上述处理对大田感病品种防治效果达８０％－１００％，增产７％－１５％，经济效益显著，可供生产上大面积推广应用．

甘薯兼抗薯瘟病和蔓割病种质筛选鉴定

用甘薯瘟2个致病型菌株对557份甘薯品种(系)分菌系做盆苗和田间接种鉴定,并用蔓割病菌接种鉴定。结果表明,筛选出兼抗薯瘟病2个菌系的品种(系)31份,兼抗甘薯瘟和蔓割病的品种(系)有16份,其中泉薯860、泉薯854、金山93、榕选416、金山908、广薯88-70和泉薯853等7份与我省主栽抗病品种湘薯75-55(CK)相比,具有类似的双抗性能力,而其抗瘟能力更强。福薯87、林泗2号、金山57和湛93-16等4份对照品种只抗单个病害或兼抗单个菌系。

十个甘薯品种对蔓割病的抗性鉴定

以湖北省甘薯主产区的十堰市、武汉市、宜昌市分离纯化的蔓割病病原菌为材料,对10个甘薯品种进行抗病性鉴定。结果表明,所有品种接种后均有发病植株,10个品种中蔓割病抗病性最好的是"3018",其次是鄂薯11号、"3046"最感病。接种7 d,3个地方的菌株致病力由强到弱依次是十堰市菌株、武汉市菌株、宜昌市菌株。

甘薯新品种金山57抗蔓割病鉴定研究

室内和田间接种鉴定表明,甘薯新品种金山57具有高抗蔓割病兼抗薯瘟病菌群Ⅰ,且对来自不同地区蔓割病的9个菌株抗性反应稳定.追溯渊源,该品种抗性来自 C180,亲子间有密切相关的抗性遗传及不同世代品种间的抗性血缘关系.

几种生物源杀菌剂对甘薯蔓割病菌的室内毒力测定

采用生长速率法测定7种生物源杀菌剂对甘薯蔓割病菌的室内抑菌毒力。测定结果表明,供试药剂之间抑菌效果差异明显,其中四霉素的EC50最小,为326.240mg/L,抑菌效果最为显著,对甘薯蔓割病菌的敏感性也最高。

蔓割病对不同抗性甘薯品种生长及相关生理指标的影响

以甘薯为材料,研究了不同抗性甘薯品种感染蔓割病原菌后植株长势、地上部干质量、叶片光合速率、硝酸还原酶活性、多胺含量等指标的变化,结果表明:抗病品种金山57与其健株相比,地上部干质量、光合速率、硝酸还原酶活性、多胺含量等指标差别不明显,而感病品种岩薯8-6与对照相比,上述指标变化差异显著.

甘薯响应蔓割病病原菌侵染的IbWRKY7基因克隆与表达分析

为探究IbWRKY7基因在甘薯响应蔓割病病原菌侵染过程中的表达模式,以高抗蔓割病品种‘鄂薯11’为供试材料,克隆到1个新的WRKY家族基因IbWRKY7,进行生物信息学分析;并对‘鄂薯11’和蔓割病敏感品种‘栗子香’在蔓割病病原菌侵染后IbWRKY7基因的表达模式进行分析。结果显示,IbWRKY7的CDS序列全长为945bp,编码314个氨基酸;推测其编码不稳定的亲水性蛋白,蛋白分子质量为33.92kU,pI 9.82,含有1个WRKY七肽保守序列和1个C2HC型锌指结构。IbWRKY7基因上游2000bp的启动子区域内存在多种类型的顺式作用元件,如植物激素应答元件Myb、胁迫响应元件MYC和MYB等。多序列比对及系统进化树分析结果表明,IbWRKY7蛋白与日本牵牛花InWRKY7和三裂叶薯ItWRKY7亲缘关系最近。亚细胞定位预测显示IbWRKY7蛋白定位于细胞核。实时荧光定量PCR结果表明,与蔓割病病原菌侵染0h相比,侵染2、4、12、24、48、72、96和120h后,‘鄂薯11’的IbWRKY7基因表达量均显著提高(P<0.05);而‘栗子香’的IbWRKY7基因表达量除侵染24h外的其他7个时间点均显著高于0h。侵染2~48h,‘鄂薯11’的IbWRKY7基因表达量显著高于‘栗子香’。双因素方差分析结果表明,不同品种和侵染时间点的IbWRKY7基因表达量均存在显著差异。综上,甘薯IbWRKY7基因上游2000bp的启动子区域含有12种激素应答和胁迫应答相关的顺式作用元件。IbWRKY7具有WRKY家族的典型结构特征,属于第Ⅲ类WRKY蛋白,氨基酸序列与同源物种相似度高,进化上高度保守。IbWRKY7基因受蔓割病病原菌侵染诱导表达,且在不同蔓割病抗性的甘薯品种中表达量差异显著。