2019年浙江省部分地区小麦赤霉病菌种群组成及其对杀菌剂的敏感性调查

为了解2019年浙江省小麦赤霉病菌的种群组成及其对杀菌剂的敏感性,调查了浙江省3个地区(杭州市萧山区、杭州市桐庐县、宁波市象山县)麦田的稻桩带菌率和小麦病穗率,利用PCR和DNA测序技术鉴定病菌的种群组成。结果显示,3月份3个地区田间稻桩的赤霉病菌子囊壳携带率为26.4%~55.4%,其释放的子囊孢子能正常萌发长出菌丝并快速形成菌落;小麦田间3月份空气中赤霉病菌游动孢子数量最多,4-5月份数量有所下降;田间小麦于4月份中旬开始出现病穗,4月下旬病穗率快速攀升;从386个分离菌株中随机选择的32个菌株均被鉴定为亚洲镰孢菌(Fusarium asiaticum);72个菌株被认定为多菌灵(10 mg·L^(-1))抗性菌株,约占分离菌株的18.65%。采用菌丝生长速率法检测16个分离菌株对杀菌药剂的敏感性,发现75%肟菌·戊唑醇水分散粒剂和30%唑醚·戊唑醇悬浮剂对分离菌株的EC_(50)值(有效抑制中浓度)均低于5.0 mg·L^(-1),40%戊唑·咪鲜胺微乳剂和25%氰烯菌酯悬浮剂对分离菌株的EC_(50)值均低于2.0μL·L^(-1),表明上述4种药剂的抑菌效果均良好;进一步对这4种杀菌药剂进行两两混配,检测对16个分离菌株的抑菌效果,发现混配方案“75%肟菌·戊唑醇水分散粒剂”+“30%唑醚·戊唑醇悬浮剂”对分离菌株的抑菌效果最强。

烟草种质资源TI203对烟草花叶病的抗性特点

【目的】系统了解烟草种质资源TI203抗烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)的特点,为烟草抗病育种的亲本选择提供更丰富信息。【方法】以烟草种质资源TI203为材料,采用TMV病毒接种、病情调查、病毒外壳蛋白累计量检测、TMV复制水平测定及日灼现象观察等方法,研究TI203对TMV的抗性特异性、TI203接种TMV普通株系(TMV-U1株系)后的症状、病毒复制水平等。【结果】TI203只对TMV表现无症状的抗病特点,接种马铃薯Y病毒(PVY)和黄瓜花叶病毒(CMV)则表现出典型症状。接种TMV-U1株系后14 d,Western blotting检测结果显示,TI203叶片病毒复制水平明显低于对照品种;用表达GFP的TMV侵染性克隆浸润接种发现,TI203对TMV的抗性发生在病毒复制水平。在高温和强日照条件下,TI203生长迅速的中上部叶片会发生日灼现象,且难以恢复。【结论】TI203只对TMV表现无症状,其对TMV的抗性发生在病毒复制水平。

以防治油菜菌核病为目标的核盘菌乙酰乳酸合酶抑制剂的筛选

为开发新的油菜菌核病防治药剂,选取7种乙酰乳酸合酶(acetolactate synthase,ALS)潜在抑制剂(氯嘧磺隆、苄嘧磺隆、氯磺隆、甲嘧磺隆、咪唑乙烟酸、灭草喹和磺胺噻唑)作为3类ALS酶抑制剂(磺酰脲类、咪唑啉酮类、磺胺噻唑类)的代表,对其防治油菜菌核病的性能进行测试。结果显示,1.0 mg/L灭草喹、磺胺噻唑、氯嘧磺隆、苄嘧磺隆和氯磺隆对核盘菌ALS酶活性有较强的抑制作用,而相同剂量的甲嘧磺隆的抑制作用微弱,咪唑乙烟酸无抑制作用。相应地,半最大效应浓度(half-maximal effective concentration,EC50)值显示,核盘菌的菌丝生长对灭草喹、磺胺噻唑、氯嘧磺隆、苄嘧磺隆和氯磺隆的抑制作用较敏感,而对甲嘧磺隆和咪唑乙烟酸的敏感性较弱。氯嘧磺隆、苄嘧磺隆、氯磺隆、灭草喹和甲嘧磺隆对油菜叶片ALS酶活性有强烈的抑制作用,咪唑乙烟酸和磺胺噻唑的抑制作用明显比上述5种抑制剂弱。氯嘧磺隆、苄嘧磺隆、氯磺隆、灭草喹、甲嘧磺隆和咪唑乙烟酸处理对油菜幼苗生长发育有明显的负面影响,主要表现为生长速率下降,植株明显比对照矮小,叶片变小,叶色变黄。磺胺噻唑处理对油菜幼苗生长发育的负面影响明显比上述6种抑制剂弱。选择对核盘菌ALS酶活性和菌落生长的抑制作用都较强、而对油菜ALS酶活性的抑制作用和对油菜幼苗生长的负面影响最弱的磺胺噻唑进行抗核盘菌侵染试验。结果显示,磺胺噻唑处理显著地降低了核盘菌对油菜叶片的侵染程度,对油菜菌核病产生了较明显的防治效果。上述研究结果表明,磺胺噻唑可作为分子结构基础来进一步开发以核盘菌ALS酶为作用靶标的油菜菌核病防治剂。

照光抑制稻曲病菌菌丝生长的转录组分析

为探究稻曲病菌(Villosiclava virens)菌丝生长的调控因子及其调控机制,将稻曲病菌ZJ09菌株用马铃薯蔗糖琼脂(potato sucrose agar,PSA)平板培养基分别于黑暗和照光(日光灯提供的白光)条件下培养。结果显示:照光能显著抑制菌丝生长,说明光照条件是该菌菌丝生长的一种调控因子。采集上述2组菌丝进行转录组测序,共获得695个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中359个基因在照光后表达上调,336个基因在照光后表达下调。从DEGs中选取6个基因用实时荧光定量聚合酶链式反应(real-time quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)进行验证,所得结果与转录组测序结果一致。对DEGs进行基因本体(gene ontology,GO)富集分析,结果491个DEGs得到富集,涉及生物过程、细胞成分和分子功能3大类别,说明照光抑制菌丝生长的机制较为复杂。对DEGs进行京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路注释,结果表明:照光抑制菌丝生长主要与核糖体结构和功能,以及氨基酸代谢受到影响有关。DEGs包含1个乙酰辅酶A合成酶编码基因,照光显著抑制该基因表达,据此推测,削弱菌丝的乙酰辅酶A合成能力可能是照光抑制菌丝生长的机制之一。由于UvHOG1和UvBI-1这2个基因都不是DEG,因此蛋白激酶HOG1(high osmolarity glycerol 1)和Bax抑制子1可能与照光对菌丝生长的抑制作用无关。

稻田土壤中稻曲病菌厚垣孢子的越冬能力研究

稻曲病菌(Villosiclava virens)可侵染水稻引发稻曲病,目前对于V.virens是以菌核还是厚垣孢子越冬存在争议。2021和2022年,浙江省杭州市萧山区的一处稻田均发生了较严重的稻曲病。本研究于2021年10月-2022年11月对该稻田中V.virens的菌核和厚垣孢子进行持续监测,并检测了厚垣孢子的萌发能力,以明确V.virens的越冬方式。结果显示,5次采集的稻田土样(每次在田埂和田内分别随机选取9个采样点),除2022年1月和5月从田埂采样点采集的土壤样品中未镜检观察到厚垣孢子外,其余都至少有1个采样点的土样可镜检到厚垣孢子。进一步利用巢式PCR进行分子检测,所有田内和田埂采样点中,都至少有1个采样点的土样可检测到V.virens。23℃和4℃条件下稻曲球厚垣孢子的存活期分别约为7和13个月。4℃条件下保存6个月后,土样中的厚垣孢子仍有萌发能力。2021年10月-2022年10月经田间调查以及对采集的土样进行镜检,均未发现菌核,仅于2022年11月9日从稻曲球上检查到菌核,菌核携带率仅为3.14%。因此,判断本研究采样的稻田2021年V.virens以厚垣孢子形式在土壤中越冬,并作为主要初侵染源引发次年的稻曲病。

L-半胱氨酸对稻曲病菌菌丝生长的抑制作用及其转录组分析

分别应用3个稻曲病菌菌株ZJ09、XS14、XS1214,以及马铃薯蔗糖琼脂(potato sucrose agar,PSA)固体培养基、马铃薯葡萄糖琼脂(potato dextrose agar,PDA)固体培养基、TB;固体培养基和马铃薯蔗糖(potato sucrose,PS)液体培养基,进行固体或液体培养,实验结果表明补充0.250~0.500 g·L^(-1)L-半胱氨酸对稻曲病菌菌丝生长具有明显的抑制作用,作用强度随L-半胱氨酸浓度提高而增加。分别采集未补充L-半胱氨酸和补充0.250 g·L^(-1)L-半胱氨酸的PSA固体培养基平板上培养6 d的两组ZJ09菌丝进行转录组测序,得到2138个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中985个被L-半胱氨酸上调表达,1153个被L-半胱氨酸下调表达。针对转录组测序结果获得的6个DEGs进行了RT-qPCR验证。GO富集结果显示,DEGs在细胞组分、分子功能和生物过程3个类别中均有富集,说明L-半胱氨酸抑制菌丝生长机制复杂。KEGG通路注释结果表明,L-半胱氨酸抑制菌丝生长可能主要与其影响内质网中蛋白质的加工有关。分析DEGs功能后还发现,L-半胱氨酸显著削弱菌丝中几丁质合酶D、细胞分裂控制蛋白6(cell division control protein,CDC6)及细胞分裂控制蛋白48(CDC48)编码基因的表达,推测可能与其对稻曲病菌菌丝生长的抑制作用有关。