玉米圆斑病研究概述

 1926年在美国伊利诺伊州首次发现玉米圆斑病,现已蔓延至30多个国家。该病由玉米生平脐蠕孢菌［Bipolaris zeicola（G.L. Stout）Shoemaker（有性态为Cochliobolus carbonum R.R. Nelson）］侵染引起。玉米圆斑病菌属异宗配合菌,其有性过程受交配型基因控制,有性态可在实验室内诱导产生,并可与玉米小斑病菌和燕麦枯萎病菌发生种间杂交。除侵染叶片外,还可侵染果穗、苞叶和叶鞘等部位。病原菌在种子、病残体和土壤中越冬,为翌年的侵染源,以后借气流、雨水传播。品种抗性、气候和栽培条件对病害发生有较大影响。但国内对病害的抗病育种、病害流行和防治方面研究不足。     

β-氨基丁酸诱导马铃薯对晚疫病的抗性组织化学及信号传导途径分析

【目的】β-氨基丁酸（BABA）田间或离体叶片喷洒能够有效诱导马铃薯防卫反应,增强对晚疫病的抗性。研究从组织化学层面进一步探究BABA诱导马铃薯晚疫病抗性过程中诱发的防卫反应及相关信号途径,为深入研究BABA诱导马铃薯产生晚疫病抗性的可能机制奠定基础。【方法】用4 mmol?L-1 BABA或蒸馏水（对照,Mock）喷洒马铃薯植株叶片,3 d后取离体叶片接种晚疫病菌（Phytophthora infestans）,接种后不同时间用打孔器取接种点叶盘用于织化学染色和过敏反应（HR）观察。采用二氨基联苯胺（DAB）组织化学染色方法检测接种点周围活性氧（H2O2）累积情况;叶盘用苯胺蓝（aniline blue）染色,然后在荧光显微镜下观察接种点周围胼胝质积累和表皮细胞HR发生情况;利用干涉了StCOI1（阻断了茉莉酸JA信号传导途径）和超量表达细菌水杨酸羟化酶基因NahG（阻断了水杨酸SA信号传导途径）的转基因马铃薯株系为材料,通过研究BABA能否在这些特殊马铃薯材料上有效诱导晚疫病抗性,进而推断BABA诱导马铃薯晚疫病抗性可能参与的信号途径。【结果】用清水作为空白接种时,Mock和BABA预处理叶片各时间点均未观察到H2O2积累,而病原菌接种处理24 h后,Mock和BABA预处理叶片接种点周围都出现H2O2积累,随着病原诱导时间的延长,H2O2积累增强。但是,BABA预处理叶盘中接种点周围H2O2累积比对照提前12 h,且累积量显著强于对照。苯胺蓝染显示Mock和BABA预处理叶片在接种清水时检测不到胼胝质的沉积,而接种晚疫病菌24 h后,Mock和BABA预处理叶片上均观察到胼胝质的沉积,BABA预处理叶片在侵染点及其附近胼胝质积累量要显著高于对照。荧光显微观察结果显示,BABA预处理和Mock叶片晚疫病接种点周围表皮细胞均有HR发生,BABA预处理叶片早在接种24 h后,接种点周围就已出现HR反应;接种48 h时,BABA预处理85%叶盘的接种点周围表皮细胞出现HR,而Mock叶片只有30%叶盘上观察到HR,BABA预处理叶片HR发生频率比Mock叶片高出55%。BABA不能在超量表达NahG的马铃薯叶片上有效诱发抗性,但能够在干涉了StCOI1的马铃薯叶片上正常诱导产生抗性。【结论】BABA能够从H2O2和胼胝质累积以及HR发生多个层面有效诱发马铃薯基础防御反应,BABA预处理能够在病原菌侵染点周围显著提高胼胝质和H2O2积累水平,诱发接种点发生较高频率的HR,从而提高马铃薯对晚疫病的抗性;BABA诱导马铃薯对晚疫病的抗性依赖水杨酸信号传导途径,但不依赖茉莉酸信号传导途径。     

不同诱导因素对玉米大斑病菌附着胞产生的影响

 附着胞是许多叶部病原真菌的重要侵染机构。在不同温度、光照条件、基质和培养时间下,对玉米大斑病菌1号小种和2号小种分别在玻璃平板和玉米叶片上进行附着胞的室内诱导,发现分生孢子的水悬浮液在玻璃平板和玉米叶片的上表面及下表面都可产生附着胞,附着胞都能正常萌发并产生侵入丝,但在玉米叶片上附着胞和侵入丝的产生时间要晚于玻璃平板,产生数量也少。玉米大斑病菌分生孢子在PD培养基中产生的附着胞数目少于清水处理。影响玉米大斑病菌附着胞生长和发育的决定因素是温度,在玻璃平板上10～36℃培养24h后就可以产生附着胞,但最适宜的     

大豆叶片内几丁质酶活性的变化与大豆抗灰斑病关系的研究

实验采用 5个生理小种的大豆灰斑病菌接种抗性不同的 6个大豆品种 ,并设置相应的对照 ,分别测定了接种不同时间的大豆叶片中几丁质酶的活性。结果表明 ,正常生长情况下 ,不同大豆品种中的几丁质酶活性无明显区别 ;大豆灰斑病菌可诱导大豆几丁质酶 ,特别是内切酶的产生 ,而外切酶产生的量少或对其诱导的效果不明显 ;但抗性不同的大豆品种的抗病性与几丁质内切酶和外切酶的活性均呈正相关关系。接种灰斑病菌的不同生理小种的大豆叶片中几丁质酶活性具有相似的变化规律。     

玉米小斑病菌T小种毒素对玉米叶片过氧化物酶活性的诱导作用

 概述了利用低浓度玉米小斑病菌T小种毒素培养滤液处理玉米叶片以提高玉米叶片过氧化物酶的活性;而过氧化物酶的活性变化与植物抗病性呈正相关,从而说明低浓度T毒素培养滤液本身能够作为激发子来诱导玉米的系统获得性抗性。     

玉米小斑病抗病鉴定接种体培养技术探讨

[目的]研究不同谷物粒培养基配方及其培养条件对玉米小斑病菌产孢量的影响,为玉米小斑病大面积抗病鉴定工作提供保障.[方法]以玉米小斑病菌野生型菌株HX5为试材,探索18种植物组织培养基、9个温度梯度、9个培养时间段、7种高低温诱导和5种不同光照等条件对玉米小斑病菌分生孢子产量的影响.[结果]培养基的成分组合对玉米小斑病菌分生孢子产生起决定性作用,配方为高粱粒100 g+玉米叶15 g+MgSO40.2 g+Na3PO40.2 g的7号培养基产孢量最多,为16.8×104个/g;24℃条件下培养产孢量最多;在20和24℃黑暗条件下,培养35 d时的产孢量最多;35℃高温、4℃低温诱导对玉米小斑病菌产孢量均有一定的促进作用,但经高、低温诱导后产生的部分分生孢子一端连接1节分生孢子梗;光暗交替各12 h、光照强度为2000 lx的产孢量最多,为4.6×105个/g.[结论]高粱粒100 g+玉米叶15 g+MgSO40.2 g+Na3PO40.2 g为玉米小斑病菌产孢最佳培养基,该培养基可显著促进病菌产生分生孢子;在24℃、光照强度2000 lx光暗交替各12 h的培养条件下,病菌的产孢量最多;在35 d内培养病菌,培养时间与产孢量成正比;35℃高温和4℃低温诱导对产孢量均有一定的促进作用.     

玉米抗大斑病相关基因片段的分离

目的 利用mRNA差异显示技术有效地比较组织或细胞间的差异表达基因。方法 以玉米自交系B37Htl与玉米大斑病菌0号及1号小种构成非亲和性互作与亲和性互作体系,利用mRNA差异显示技术对接种玉米大斑病菌后玉米叶片早期表达基因进行分析,寻找玉米抗大斑病相关基因表达片段。结果 提取玉米总RNA;经引物筛选。获得8条随机引物;经聚丙烯酰胺凝胶电泳和银染检测,获得差异片段62条。结论 利用mRNA差异显示技术能够获得玉米抗大斑病相关基因片段。     

DHN黑色素与玉米大斑病菌附着胞膨压形成的关系

 【目的】探讨玉米大斑病菌胞内DHN黑色素在附着胞膨压产生过程中的作用,明确玉米大斑病菌的侵入机理。【方法】通过诱导玉米大斑病菌附着胞产生,确定附着胞形成的最佳条件,利用溶质排斥技术及incipient-cytorrhysis技术对玉米大斑病菌野生型菌株01-23和黑色素缺失突变体△St3hnr附着胞细胞壁孔径大小和膨压进行测定。【结果】野生型菌株01-23细胞壁孔径范围是2.1—2.7 nm,膨压在5.4 MPa左右;黑色素缺失突变体△St3hnr细胞壁孔径范围是2.7—3.3 nm,膨压在4.1 MPa左右;缺乏黑色素的附着胞不能形成高膨压,丧失了穿透能力。【结论】黑色素层对溶质分子外渗的阻挡作用导致了附着胞高膨压的产生,膨压产生的机械穿透力在玉米大斑病菌穿透基质平面的过程中发挥了重要作用。     

MAPK途径对玉米大斑病菌HT-毒素产生和生物学活性的调控作用

【目的】通过研究促分裂原活化蛋白酶（MAPK）途径对玉米大斑病菌HT-毒素产生及生物学活性的影响,探索该途径对玉米大斑病菌致病性的调控机制。【方法】利用MAPK途径特异性抑制剂U0126分析该途径对玉米大斑病菌HT-毒素产生及活性的影响。【结果】1～20 μmol•L-1 U0126处理后,菌株01-23的HT-毒素组成和含量均发生了变化,部分组分的合成受到抑制,并诱导产生了一些新的毒素组分。1～20 μmol•L-1 U0126处理后获得的HT-毒素在感病寄主B37和B37Ht1玉米自交系上的生物学活性都受到了显著抑制,在B37玉米叶片上的抑制程度强于B37Ht1。随着U0126浓度的增加,菌株01-23的HT-毒素在玉米叶片上产生的坏死斑面积减小,抑制程度增加,但不能完全抑制病斑产生,10 μmol•L-1 U0126处理和20 μmol•L-1 U0126处理间差异不显著。【结论】MAPK信号转导途径对玉米大斑病菌HT-毒素的产生和生物学活性具有一定的调控作用,但HT-毒素的产生和活性还受其它因素影响,具有更复杂的调控机制。     

灰葡萄孢胞壁降解酶对番茄植株致病作用的分析

灰葡萄孢(Botrytis cinerea)是一种寄主范围多达200多种植物的病菌,其在致病过程中能产生多种胞壁降解酶,包括多种果胶酶和纤维素酶。用果胶酶和纤维素酶处理番茄叶片,产生相似于病害症状的水渍状腐烂斑,能破坏细胞超微结构,使叶绿体、线粒体等细胞器解体;分生孢子萌发和菌丝生长中能产生多种酶类,其中多聚半乳糖醛酸甲基水解酶(PMG)活性较高,且分生孢子萌发60 h后该酶仍具有活性。在番茄植株不同部位形成的病斑中均能检测到PMG,病斑褐色部位的PMG活性明显高于黄色部位。纤维素酶活性除了在分生孢子萌发阶段和果实病斑中未能检出外,在菌丝培养液和叶片病斑的褐色部分均能检测到该酶活性。病菌果胶酶和纤维素酶活性与病菌致病力的相关性测验表明,两类酶与致病力均为正相关,相关系数分别为0.362 3和0.105 7。根据上述结果分析,果胶酶和纤维素酶均能对寄主植物造成伤害,在病菌致病过程中有增加病菌毒力的作用。     

STK1对玉米大斑病菌附着胞发育过程中糖原和脂肪积累的影响

【目的】通过研究STK1与附着胞发育的关系,明确附着胞发育过程中STK1对糖原和脂肪合成的调控作用,为阐明玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)附着胞发育的分子机制打下基础。【方法】以玻璃平板为疏水基质表面,通过"插片分离菌丝"法使菌丝附着于载玻平板表面,然后将附着有菌丝的玻璃平板置于保湿培养皿中22℃、14 h光照和10 h黑暗交替培养,诱导野生型菌株(WT)和STK1基因敲除突变体(ΔSTK1)的菌丝形成附着胞,每隔12 h显微观测附着胞的形态和发育过程;分别将附着有未经诱导的WT和ΔSTK1菌丝的玻璃平板和经过48 h附着胞诱导的玻璃平板浸没在I2/KI染色液中静置染色48 h,显微观察附着胞发育过程中糖原的变化;分别将附着有未经诱导的WT和ΔSTK1菌丝的玻璃平板和经过48 h附着胞诱导的玻璃平板置于-70℃的超低温冰箱中冷冻处理30 min,然后将玻璃平板置于Oil-red O染色液中静置染色24 h,显微观察附着胞发育过程中脂肪的代谢变化;利用real-time PCR技术检测附着胞发育过程中糖原和脂肪合成关键酶基因的表达情况。【结果】玉米大斑病菌WT菌株和ΔSTK1菌株利用菌丝尖端在玻璃平板的疏水表面均能够产生附着胞,但ΔSTK1菌株的附着胞发育与WT菌株显著不同,WT菌株48 h内为单胞附着胞,诱导48 h后少数附着胞形成了多细胞附着胞,而ΔSTK1菌株在诱导24 h后即出现了扭曲附着胞的异形附着胞形态,48 h后还出现了双杈、多杈和O型等多种异常的附着胞类型;WT菌株和ΔSTK1菌株的菌丝和附着胞进行糖原和脂肪的染色后,发现WT菌株的菌丝和附着胞都有均匀分布的糖原和脂肪,而ΔSTK1菌株的附着胞内几乎没有糖原和脂肪的积累,与WT菌丝的结果不同,在ΔSTK1菌株的菌丝内糖原沉积减少,脂肪主要分布于菌隔部位;附着胞诱导48 h后,WT菌株糖原合酶(glycogen synthase,GS)和二酰甘油酰基转移酶(diacylglycerol O-acyltransferase,DGAT)基因的表达量比诱导前分别增加了6.6%和40.3%,而⊿STK1菌株GS基因的表达量则下降了9.0%,DGAT基因的表达量仅上升了24.5%。【结论】STK1的功能缺失使玉米大斑病菌的附着胞发育形态异常,糖原积累下降,脂肪分布不均,糖原和脂肪合成的关键酶基因表达量均显著下降,表明糖原和脂肪代谢与玉米大斑病菌的附着胞发育密切相关。     

HMC毒素培养滤液诱导C103玉米抗小斑病的研究

以1对同核异质玉米C103自交系为试材,采用离体叶片法检测适宜浓度的玉米小斑病菌C小种(HMC)毒素培养滤液来诱导玉米的抗病性.结果表明:对照的玉米病斑面积是处理组的7.9～12.2倍,差异极显著,并以1:60预处理效果最佳;经0～72 h的动态检测,与对照相比,诱导玉米的过氧化物酶活性平均提高了57.8%,苯丙氨酸解氨酶活性平均提高了52.9%,有害物质丙二醛的含量平均降低了38.2%;低浓度HMC毒素培养滤液能够作为激发子诱导专化寄主玉米获得抗病性.     

玉米大斑病菌HST生物合成基因簇的结构和表达分析

【目的】分析玉米大斑病菌寄主选择性毒素（host selective toxin,HST）生物合成基因簇Cluster 397.3的结构,以及该基因簇组成基因在玉米大斑病菌侵染过程中的表达情况,为玉米大斑病菌HST的结构和功能研究奠定基础。【方法】以玉米大斑病菌23号生理小种et28a和01-23菌株,1号生理小种ny001和01-11菌株,玉米感病自交系B37为材料,利用antiSMASH技术预测玉米大斑病菌次生代谢产物合成基因簇,通过Synteny共线性分析获得玉米大斑病菌HST生物合成基因簇Cluster 397.3,并对其基因组成和结构进行分析,再利用RNA-Seq技术分析该基因簇的组成基因在玉米大斑病菌侵染玉米叶片3,5,7,10 d的表达情况。【结果】玉米大斑病菌次生代谢产物合成基因簇Cluster 397.3与交链链格孢（Alternaria alternata）ACT-毒素合成基因簇有保守的共线性,含有1个聚酮合酶（PKS）、1个氨基甲酰磷酸合成酶（CPS）、1个短链脱氢酶/还原酶（SDR）、1个锌结合氧化还原酶（ZOR）、1个保守假定蛋白（CHP）、2个细胞色素P450（P450）及2个耐药转运蛋白（DRT）等9个基因。其中PKS与ACT-毒素合成酶基因ACTTS3同源,编码的聚酮合酶包括PksD、PS-DH、Methyltransf_12、PKS_KR、PKS_NbtC superfamily和NADB_Rossmann superfamily 6个典型结构域。RNA-Seq分析结果表明,将玉米大斑病菌接种玉米叶片3,5,7,10 d后,Cluster 397.3组成基因均能表达,且以3 d时表达量整体较高;除CHP基因外,01-11菌株中基因表达量均显著高于01-23菌株。【结论】Cluster 397.3基因表达差异与玉米大斑病菌生理小种的分化和致病特异性有关,该基因簇可能参与了玉米大斑病菌寄主选择性毒素的生物合成。     

芸苔素内酯与苯甲丙环唑协同防控玉米小斑病初步研究

为了研究芸苔素内酯与苯甲丙环唑共同作用防控玉米小斑病,利用生长速率法和孢子萌发法以及人工接种方法,测定芸苔素内酯对玉米小斑病菌的抑制作用,同时调查其防效并测定防御反应各项指标。结果显示,芸苔素内酯对玉米小斑病菌菌落及孢子均无明显抑制作用。施用芸苔素内酯和减量苯甲丙环唑混剂与单一施用常规用量苯甲丙环唑防效相近,防御反应结果基本一致,且发病前喷药效果更佳。因此本研究证实,利用芸苔素内酯可以减少苯甲丙环唑的用量且达到相同的防病效果,从而降低对环境的污染。     

玉米小斑病菌T小种毒素诱导对玉米叶片苯丙氨酸解氨酶活性的影响

分别采用低浓度玉米小斑病菌Hel minthospolium maydis T小种毒素(HMT毒素)和玉米小斑病菌T小种培养滤液中的提取蛋白及菌丝细胞壁的提取液,预处理不同玉米品种3叶期叶片后再接种高浓度HMT毒素,在无菌条件下培养5 d后测量叶片病斑大小,并测定玉米叶片内苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性变化。结果表明:只有纯化的低浓度HMT毒素能够作为激发子诱导玉米获得系统性广谱抗性,但不同玉米品种所需的最适合浓度有差异;TC103以质量浓度0.025μg/mL毒素预处理效果最好,PAL活性最高;TB37和TMo17 2个自交系,以质量浓度分别为0.025μg/mL和0.050μg/mL的毒素预处理效果最好。     

生菜霜霉病的生态防治

<正>一、症状生菜霜霉病主要危害叶片。叶片染病多从植株下部近地面处发生。病初产生褪绿色斑,病斑扩大后为淡黄色,受叶脉限制呈近圆形或不规则形;田间湿度高时,叶片病部背面产生白色霉层,即病菌的孢囊梗和孢子囊。发病盛期,多个病斑连接成片,严重时整个叶片被病斑覆盖,导致叶片枯黄而死。二、发生规律病菌以菌丝体及卵孢子随病株残余组织在田间或潜伏在种子内越冬。环境条件适宜时,病菌产生的孢子囊通过雨水反溅和气流传播至寄主植物上,     

HT-毒素胁迫下玉米叶片细胞的活性氧代谢及可能性作用

采用Luminol的化学发光法测定了叶肉细胞在毒素作用下活性氧的变化动态 ,结果表明 ,HT—毒素胁迫下玉米叶片悬浮细胞的活性氧代谢发生明显改变。某些阳性离子、化合物和处理体系的温度对玉米叶片细胞的活性氧代谢影响很大。此外 ,外源加入一定浓度的H2 O2 对玉米大斑病菌、玉米小斑病菌和玉米弯孢霉的菌丝生长、分生孢子的产生和萌发及毒素的产生等都有明显的抑制作用或影响     

特异性MEK抑制剂U0126对玉米大斑病菌孢子萌发、附着胞产生和致病性的影响

 【目的】研究MAPK信号转导途径对玉米大斑病菌生长、发育和致病性的调控作用，为明确玉米大斑病菌和玉米之间互作的分子机制奠定基础，对玉米大斑病的有效防治也有重要的理论意义。【方法】利用MEK特异性抑制剂U0126处理玉米大斑病菌，观测该抑制剂对玉米大斑病菌孢子萌发、附着胞发育和致病性的影响。【结果】U0126对玉米大斑的菌落形态和生长速度没有显著影响，可以形成正常的菌丝、分生孢子，但分生孢子萌发时间晚，芽管短，分生孢子萌发百分率和附着胞产生数目下降，玉米叶片的发病时间延迟2～3 d，发病率下降30%左右。在一定浓度范围内，U0126对分生孢子萌发和附着胞产生的抑制程度随着浓度增加而上升，但随着处理时间的延长而下降。【结论】玉米大斑病菌的分生孢子萌发、附着胞产生和对感病玉米叶片的致病能力受U0126抑制的MAPK信号转导途径调节。     

新鲜猪沼液和牛沼液对农作物病原真菌抑制作用的比较研究

本试验在实验室条件下,研究大中型沼气工程猪沼和牛沼两种沼液原液及其离心上清液对大豆尖孢镰刀菌、大豆菌核病菌、小麦纹枯病菌、小麦根腐病菌、水稻纹枯病菌、玉米大斑病菌和玉米小斑病菌等7种农作物病原真菌的抑制作用。结果表明:猪沼原液和牛沼原液对其中的大豆尖孢镰刀菌、大豆菌核病菌、小麦纹枯病菌、小麦根腐病菌和水稻纹枯病菌5种病原真菌具有较好的抑制作用,其菌丝生长抑制率均在72%以上,但对玉米大斑病菌和玉米小斑病菌的菌丝生长基本没有抑制作用;相比之下,猪沼和牛沼离心上清液对以上5种病菌的菌丝生长抑制作用明显减弱,除猪沼离心上清液对大豆菌核病菌的菌丝生长抑制率大于70%以外,试验中猪沼和牛沼离心上清液对实验病原菌的菌丝生长抑制率基本都在60%以下。试验结果显示猪沼液和牛沼液对农作物病原真菌具有潜在的植物病害防治作用,为养殖场大中型沼气工程沼液应用新技术的开发提供科学依据。     

玉米圆斑病菌毒素的理化性质及致病作用

为了解玉米圆斑病菌毒素的致病机理,采用种子萌发和种子根伸长抑制法对玉米圆斑病菌产生毒素的致病作用进行了初步研究。结果表明:玉米圆斑病菌毒素的化学成分主要为蛋白质,含量为58.6μg/mL。种子萌发抑制率,PH4CV最低,仅10.37%;黄早四最高,达73.33%。根伸长抑制率,PH6WC最低,仅48.30%;昌7-2最高,达72.87%。玉米小斑病菌产生毒素的生物测定以种子根伸长抑制法较准确。