江苏省稻瘟病菌对稻瘟灵的抗药性监测及特性分析

 近几年我国山东省、黑龙江省、辽宁省等多地稻瘟病菌(Magnaporthe oryzae)已对稻瘟灵杀菌剂产生了抗药性。江苏省是我国水稻生产大省,为明确江苏省稻瘟病菌对稻瘟灵的敏感性,本研究分离了2019年采自江苏省6个地区的稻瘟病菌单孢菌株101株,监测到13株稻瘟病菌为稻瘟灵的抗药性菌株,全省稻瘟病菌对稻瘟灵的抗性频率为12.9%。除仪征市未监测到抗药性菌株外,其他5个地区徐州市、淮安市、连云港市、东台市以及宜兴市稻瘟病菌对稻瘟灵的抗性频率分别为40.0%、33.3%、11.5%、5.0%和5.9%。利用菌丝生长速率法对其进行了敏感性测定,结果表明,这13株抗药性菌株的EC₅₀值为15.0~20.6 mg·L^-1,其抗性水平在3.6~5.0之间,均表现为低抗水平。进一步对筛选到的稻瘟灵抗性菌株适合度分析发现,只有2株抗性菌株2019-33和2019-45适合度降低,其余抗性菌株均无明显变化。这13株抗性菌株与嘧菌酯、咪鲜胺以及稻瘟酰胺均不存在交互抗性,且抗性相关基因MoIRR未发生任何位点突变。     

福建稻瘟菌毒性类型组成及其对水稻几个Pi基因的毒性频率

 稻瘟病是福建省水稻生产中的重要病害之一,系统掌握稻瘟菌毒性类型组成和变化动态及其与主要抗病基因的互作特点,是制定抗病品种选育与合理利用的依据。本研究根据稻瘟病菌与6个CO39近等基因系品种互作亲和性的结果,将1995~2001年从福建采集分离的398个有效单孢菌株区分为26个毒性类型,其中毒性类型I34.1出现频率最高,为优势毒性类型,出现频率较高的还有I20.1、I04.1、I24.1、I0.1、I30.1等;结果还发现福建稻瘟菌群体对Pi1和Pi2毒性频率较低,分别为7.53%和11.31%,特别是对Pi1和Pi2基因联合毒性频率仅2.76%,说明在水稻抗瘟育种中可以考虑将Pi1和Pi2基因累加利用。     

稻瘟菌群体中dsRNA的多样性及稻瘟菌菌株QSP5中病毒对寄主生物学性状影响的研究

 真菌病毒在真菌中广泛存在,一些真菌病毒可以影响病原真菌营养生长、产孢和色素形成等性状。本文研究了真菌病毒在水稻稻瘟菌中的多样性以及其对寄主生物学性状的影响。采用单孢分离的方法从发病水稻叶片上分离获得了120个稻瘟菌菌株,其中约52%携带dsRNA片段。菌株QSP5被2个基因组为dsRNA的病毒即产黄青霉病毒1-C(Magnaporthe oryzae chrysovirus 1-C, MoCV1-C)和稻瘟菌病毒3(M. oryzae virus 3, MoV3)所侵染。对菌株QSP5进行单个的分生孢子纯化,获得了仅携带MoV3的菌株QSP5-9。菌株QSP5与QSP5-9的产孢量、菌丝形态以及菌落形态存在明显差异,经研究推测MoCV1-C与菌株QSP5 的产孢能力衰退、菌丝生长和产色素异常相关。同时对MoV3的稳定性进行了初步的研究。从稻瘟菌菌株QSP5获得了100个单孢分离物,通过对随机挑选的40个单孢分离物进行检测,结果表明这些分离物100%携带MoV3,只有部分单孢分离物携带MoCV1-C。另外,从稻瘟菌菌株QSP5-9获得了94个单孢分离物,对随机挑选的45个单孢分离物进行检测,结果表明这些分离物中均含有与菌株QSP5-9大小相同的dsRNA片段。根据以上结果推定MoV3在稻瘟菌菌株QSP5和QSP5-9及其无性后代中具有一定的稳定性。     

南方稻区稻瘟病菌株中无毒基因AvrPi9的变异分析

 本研究通过PCR(Polymerase Chain Reaction)和测序技术以及稻瘟病菌致病力检测手段,分析了2020年来自安徽、重庆、福建、广西、湖南、江苏、江西、云南以及浙江等省(直辖市、自治区)的300个稻瘟病分离菌株的无毒基因AvrPi9的分布和变异情况。结果表明,298份稻瘟病菌分离菌株的AvrPi9位点能被有效扩增,扩增产物经测序分析后显示,其中8株供试菌株的AvrPi9基因位点的外显子区域253位发生单碱基变异(C碱基替换成T碱基,AvrPi9^C253T),导致转录提前终止。稻瘟病菌致病力分析表明,AvrPi9^C253T菌株对带有Pi9基因的植株TP309-Pi9产生了致病性,说明该类菌株的AvrPi9位点变异后不能被Pi9识别。上述结果提示培育和种植携带有抗稻瘟病基因Pi9的品种可以较大程度上对南方稻区稻瘟病起到防控作用。这对保障水稻生产安全具有重要意义。     

PWL基因家族在黑龙江省水稻稻瘟病菌中的分布与变异

根据已公布的PWL家族基因序列设计4对特异性引物, 对329个采自2016年及2017年黑龙江省各稻区的水稻稻瘟病菌单孢菌株DNA进行PCR扩增与序列分析, 研究了水稻稻瘟病菌中PWL家族基因的组成及变异特征?结果显示, PWL2与PWL4在黑龙江省各稻区稻瘟菌中均有分布且稳定存在, 出现频率分别为73.86%与73.25%; PWL3出现频率为40.73%; PWL1在329个菌株DNA中均未扩增出目的条带, 再次验证了PWL1在水稻的稻瘟病菌中显示为完全缺失?对部分菌株的PCR产物进行测序分析发现, PWL2?PWL3和PWL4基因编码区在黑龙江省水稻稻瘟病菌株中的主要变异为点突变, 且引起氨基酸的突变?     

云南省水稻稻瘟病菌无毒基因AVR-Pia变异及水稻抗性基因Pia的有效性

为进一步了解田间稻瘟病菌Magnaporthe oryzae群体中AVR-Pia基因的分布及变异,利用水稻单基因系IRBLa-C水稻品种对自云南省13个市(州)采集分离得到的471株稻瘟病菌菌株进行抗性基因Pia有效性测定;利用无毒基因AVR-Pia特异性标记对471株稻瘟病菌菌株进行PCR检测和测序,并分析稻瘟病菌群体中无毒基因AVR-Pia的分布及DNA结构变异;利用有效性结果和PCR检测结果对471株菌株进行反应型划分,筛选鉴定菌株;利用鉴定菌株对云南省112份地方稻种进行Pia基因鉴定。结果表明,在471株稻瘟病菌菌株中,对含有Pia基因的水稻单基因系IRBLa-C表现为抗病和感病的菌株数分别为139株和332株,所占比例分别为29.5%和70.5%;在471株稻瘟病菌菌株中,分别有244株和227株菌株含有无毒基因AVR-Pia和不含有无毒基因AVR-Pia,所占比例分别为51.8%和48.2%,无毒基因AVR-Pia主要为完全缺失变异;在471株稻瘟病菌菌株中,A-和V+反应型菌株数分别为56株和161株,共217株,占总菌株数的46.1%,在13个市(州)稻瘟病菌群体中,A-和V+反应型菌株所占比例差异较大,其中在普洱市、红河哈尼族彝族自治州、昭通市、玉溪市4个市(州)的比例较大,分别为77.8%、57.1%、52.1%和50.0%;在112份云南省地方稻种质资源中,有20份地方稻品种含有抗性基因Pia,主要分布在9个市(州)中。表明云南省13个市(州)绝大部分水稻产区水稻Pia基因已丧抗性,含Pia基因的水稻种质在云南省分布较广。     

水稻地方品种‘月亮谷’纯系对田间稻瘟病菌的选择

云南元阳哈尼梯田稻作模式是水稻可持续生产模式之一。尽管梯田地理条件适合稻瘟病的发生,但地方品种‘月亮谷’在超百年的种植历史上未有稻瘟病大发生的记载,其原因值得探索。为了解‘月亮谷’不同抗性品系对环境中稻瘟病菌的选择作用,以‘月亮谷’单粒传纯系为材料,通过孢子捕捉法和常规病组织分离法采集稻瘟菌株,进行人工培养、表型观察,接种测定了这些稻瘟菌菌株对25个抗稻瘟病单基因近等基因系的致病型。结果表明,梯田环境空气中采集的稻瘟菌孢子菌落形态呈放射状,菌落疏松,生长在培养基浅表,产孢量总体差异不明显,黑色素颜色较浅;从水稻感病组织上分离到的稻瘟菌菌落呈地毯状,菌落紧密,匍匐在培养基表面,产孢量个体差异较大(P0.05),黑色素颜色较深。测定的稻瘟菌菌株对25个近等基因系都有致病性,联合致病性在12.0%~56.0%之间。来自环境空气中的菌株的平均联合致病性(24.8%)低于分离自‘月亮谷’纯系的菌株(38.4%)。进一步分析显示,稻瘟菌株联合致病性与其菌丝生长速率、产孢量相关性不明显;但与黑色素合成存在一定关联,颜色越深,致病性越强,来源于‘月亮谷’不同品系上的菌株致病性强于环境空气中的菌株。上述结果表明,元阳哈尼梯田环境中的稻瘟菌群体与‘月亮谷’纯系上分离到的稻瘟菌群体存在较大差异。     

水稻主要抗瘟基因对福建稻瘟菌群体的抗性分析

 用1995-2003年间在福建省水稻产区采集的稻瘟菌代表菌系的108个分离菌,它们在CO39近等基因系上测定被划分为30个毒性类型,用它们在30个水稻抗稻瘟病近等基因系或单基因系品种上进行抗病性测定。结果表明水稻抗稻瘟病基因Pi-k^h抗性最强,抗性频率高达98.15%,Pi-1和Pi-9(t)也具有较高的抗性频率,是较好的抗源;对2个和3个Pi基因的联合抗性频率的分析,发现一些联合抗性频率极高,甚至有达到100%的组合,表明抗瘟育种采用多个Pi基因聚合,易于获得抗性强的品种。根据抗病基因与供试菌株互作的亲和性,对供试30个Pi基因可能的系统关系分析得到的初步信息可为抗病基因的聚合与布局策略提供参考。     

江汉平原水稻白叶枯病菌致病型的变异研究

 从水稻和稻田周围常见的10种杂草上来集梨孢属菌株,以涂沫法作交互接种,分离自牛筋草、狗尾草、法氏狗尾草、李氏禾、罗氏草、铺地黍、稗和马唐的梨孢菌与分离自水稻的梨孢菌可以交叉侵染其寄主,茭白和碎米莎草梨孢菌与稻梨孢菌不能交互侵染;自然诱发条件下来自牛筋草和狗尾草的梨孢菌与来自水稻的梨孢菌对其寄主同样发生交叉侵染。直接从杂草寄主上分离的梨孢菌株对水稻的致病性较弱,接种到水稻感病品种发病后再分离的菌株,对水稻致病性增强,对原寄主的致病性基本保持不变。推断稻瘟病区稻田周围牛筋草、狗尾草、法氏狗尾草、李氏禾、罗氏草、铺地黍、稗和马唐等杂草寄主上的梨孢菌在稻瘟病菌的积累和传播方面具有作用。     

菲律宾稻瘟病菌生理小种中AVR-Pita及其同源基因的序列与功能分析

根据已克隆的AVR-Pita及其同源基因序列设计4对引物,对来自菲律宾的74个稻瘟病单孢菌株DNA进行PCR扩增和序列分析,研究了与水稻抗病基因Pi-ta互作的稻瘟病菌无毒基因AVR-Pita及其同源基因序列多态性与进化关系。结果显示,在42个菌株中扩增出AVR-Pita1基因目的条带,31个菌株中扩增出AVR-Pita3基因目的条带,55个菌株中扩增出AVR-Pita4基因目的条带,但所有供试菌株均未扩增出AVR-Pita2基因目的条带。对PCR产物进行测序分析,发现AVR-Pita1基因在菲律宾的生理小种中存在序列多态性,可划分为5个单倍型,共有10个多态性位点;AVR-Pita3和AVR-Pita4基因序列较保守,序列比对后没有发现多态性。对不同单基因系接种鉴定,发现除第3种AVR-Pita1单倍型外,含有AVR-Pita1单倍型1、2、4及5的生理小种均不能与Pi-ta基因互作,从而使Pi-ta单基因系IRBLta-CT2在接种后表现为感病。以上试验结果说明AVR-Pita1基因变异性较强,且序列改变后会导致基因功能的变化。     

源于水稻品种空育163的稻瘟病菌菌株致病性分析

 为分析相同遗传背景下稻瘟病菌致病性变化情况,利用24个水稻单基因系品种为评价体系,通过喷雾接种的方式,对36个以空育163为哺育品种的稻瘟病菌株进行了分析,得出以下结论:1、供试菌株致病力强,对24个抗瘟基因的致病率在36.11%~100%之间,平均致病率77.51%,逐年增强趋势明显。2、供试菌株致病性分化严重,相似系数在0.00~1.00之间,在相似系数0.50水平上,共划分为29个类群,优势类群菌株占总菌株的13.89%。3、24个抗瘟基因对供试菌株抗谱在5.56%~56.48%之间,Pi-k^m抗谱最窄, Pi-9(t)抗谱最宽;在基因搭配前提下,Pi-9(t)& Pi-12(t)组合和 Pi-9(t)& Pi-11组合效果略好。总体分析,供试菌株致病力和致病性分化都处于较高水平,目前缺少高效抗源加以控制。     

辽宁省稻瘟病菌对肟菌酯敏感性监测

 为了明确稻瘟病菌对肟菌酯的敏感性,利用菌丝生长速率法测定了2018~2019年辽宁省11个水稻产区分离的220株稻瘟病菌对肟菌酯的敏感性,并在此基础上对供试菌株的抗药性水平进行了分析。结果表明:稻瘟病菌对肟菌酯的EC₅₀值分布范围为0.011 1～0.498 3 μg·mL^-1,敏感性差异达44.89倍。220株稻瘟病菌对肟菌酯的敏感性分布频率不符合正态分布,说明已经出现对肟菌酯敏感性降低的分化群体,根据野生敏感型病原群体对药剂敏感性呈正态分布的原理,将供试群体中91.82%符合正态分布菌株的平均EC₅₀值(0.043 0±0.017 9) μg·mL^-1作为稻瘟病菌对肟菌酯的敏感性基线。辽宁省稻瘟病菌对肟菌酯的抗性倍数分布范围为0.256 9~11.493 8,平均抗性指数为0.27,抗性菌株出现频率为6.82%。目前菌群以敏感性群体为主,肟菌酯可作为防治稻瘟病的主要药剂,但在多地发现抗性菌株,应注意与不同作用机制药剂轮换使用。     

稻瘟病菌几丁质结合蛋白MoChtbp1的功能初步研究

 稻瘟病是一种由子囊真菌稻瘟病菌引起的危害粮食安全的世界性病害。多数效应蛋白对于稻瘟病菌的毒力起到重要作用,在与寄主植物的相互作用中至关重要,因此,筛选并鉴定稻瘟病菌效应蛋白,阐释其基因功能对于稻瘟病的防治具有重要意义。本研究根据已有的稻瘟病菌效应蛋白相关研究方法以及生物信息学软件筛选出了一个几丁质结合蛋白MoChtbp1,进一步利用叶鞘细胞—效应子分泌荧光表达观察体系确定MoChtbp1是一个质外体效应子。利用同源重组的方法敲除MoChtBP1,发现MoChtBP1的缺失不会影响稻瘟病菌在生长、产孢以及附着胞形成等方面的能力,但会导致其致病能力明显减弱。本文结果将为新的抗病水稻选种育种提供实验材料及理论依据。     

吉林省主栽水稻品种抗瘟性评价及抗瘟基因型鉴定

 为明确吉林省主栽水稻品种的抗瘟性和抗瘟基因型,选用了一套已明确其无毒基因组成的稻瘟病菌标准菌株对吉林省68个主栽水稻品种进行喷雾和离体划伤接种试验。结果表明,68个品种的抗瘟能力存在较大差异,中抗以上抗病品种达到44个,占供试品种的64.7％;抗瘟基因推导结果结合特异性分子标记检测表明,Pita、Pia、Pish、Pita2、Pib和Pi9等6个基因为吉林省主栽水稻品种中主要的抗瘟基因,并且品种中含有的抗瘟基因数量与抗瘟能力呈正相关;根据结果推测,测试的所有品种中可能不含有Pi2、Pikh、Pikm、Pi11和Pi12基因。本研究揭示了吉林省近年主栽水稻品种的抗瘟能力和抗瘟基因组成,明确了吉林稻区主效抗瘟基因和基因聚合对稻瘟病的抗性贡献,为进一步培育广谱持久抗瘟品种和合理布局抗病品种提供了重要参考。     

特基拉芽胞杆菌JN-369抗菌粗蛋白的理化性质和抑菌效果

特基拉芽胞杆菌Bacillus tequilensis JN-369是1株对稻瘟病菌Magnaporthe oryzae有较好拮抗作用的植物内生细菌，其发酵液经硫酸铵沉淀后得到抗菌粗蛋白。为明确菌株JN-369抗菌粗蛋白的抑菌机理，首先确定了该抗菌粗蛋白抑菌谱、热稳定性、酸碱稳定性、紫外稳定性以及酶稳定性，并观察研究了抗菌粗蛋白对稻瘟病菌菌丝和分生孢子的抑制作用。并采用针刺离体接种法测定了40%稻瘟灵EC、25%三环唑WP及不同浓度JN-369抗菌粗蛋白对水稻稻瘟病的拮抗效果。结果表明：菌株JN-369抗菌粗蛋白抑菌谱广，对葡萄灰霉病菌、草莓灰霉病菌和水稻稻瘟病菌等13种植物病原真菌及卵菌表现出抑制作用，而对油菜菌核病菌没有抑制作用；该粗蛋白理化性质相对稳定，具有应用于粮食作物生物防治的潜力；对稻瘟病菌的菌丝生长和分生孢子萌发有双重抑制作用，能使病原菌菌丝细胞膨大，并可抑制病菌分生孢子的萌发；离体防效试验显示，供试杀菌剂对水稻稻瘟病均有显著的拮抗效果，菌株JN-369抗菌粗蛋白在浓度为50～100 μg/mL时对稻瘟病的拮抗效果最好，该菌株有望开发为防治稻瘟病的生防菌株。     

水稻稻瘟病拮抗稀有放线菌的筛选及防治效果

为获得对水稻稻瘟病菌具有良好抑菌效果的稀有放线菌，从红豆杉根际土壤样品中分离获得11株放线菌，筛选出对水稻稻瘟病菌抑菌效果最好的菌株ST7—2，抑菌率为79.88%，经形态特征、生理生化特征观察和16S rRNA、recA、gyrB、rpoB序列分析，确定菌株ST7—2为杀结节链霉菌Streptomyces tubercidicus。菌株ST7—2对水稻稻瘟病菌Magnaporthe oryzae、大豆炭疽病菌Colletotrichum truncatum、芦笋茎枯病菌Phomopsis asparagi、水稻稻曲病菌Ustilaginoidea virens、蘑菇褐腐病菌Mycogone perniciosa共5种病原真菌具有较好的抑菌效果。室内盆栽试验结果表明，菌株ST7—2发酵液对水稻苗瘟防效为82.76%，与75%三环唑可湿性粉剂1700倍无显著性差异；田间小区试验结果显示，发酵液对水稻穗颈瘟防效为73.57%，比75%三环唑WP 1700倍的防效略低。因此，杀结节链霉菌ST7—2是防治水稻稻瘟病的潜在生防菌株，生防应用前景广阔。     

中国不同地理来源谷瘟病菌rDNA-IGS序列分析

由谷瘟病菌引起的谷瘟病是我国谷子的主要病害之一,谷瘟病发生可造成谷子大量减产。为了研究谷瘟病菌群体遗传结构和进化关系,本研究对64个谷瘟病菌的r DNA-IGS序列进行扩增检测和测序分析,结果表明,谷瘟病菌之间IGS序列的长度存在着明显的多态性。进一步序列分析发现,IGS序列中重复单元(GGGGGTGCAGGGTA和CATTTTT)的重复次数的不同是造成序列长度差异的主要原因,并且发现IGS基因序列具有寄主特异性。采用最大似然法对所获得的IGS序列进行系统发育树分析,将谷瘟病菌划分为3个谱系。谷瘟病菌遗传分化明显,具有丰富的多样性,分析表明影响谷瘟病菌IGS基因遗传分化的环境因素主要为寄主因素。研究结果为今后深入研究谷瘟病菌群体遗传结构提供理论支持。     

广东省主栽水稻品种稻瘟病主效抗性基因的鉴定及分析

 利用稻瘟病抗性基因进行抗病新品种的培育是控制稻瘟病害最经济、有效的措施。为了明确当前广东省水稻稻瘟病抗性基因的分布特点,本研究利用Pi1、Pi2、Pi9、Pib、Pita等5个已克隆主效抗稻瘟病基因的分子标记,结合叶瘟和穗颈瘟自然抗性鉴定,对70份广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成进行了分析。结果显示,含有Pi2抗性基因的水稻品种有10份(占14.3%),抗性贡献率显著;Pib和Pita的检出率较高,分别为42份(60%)和37份(52.9%),但对广东省稻瘟病菌的抗性较弱;未检测到上述已知主效抗稻瘟病基因的有13份(18.6%),表现为感稻瘟病;全部供试材料均未检测到含有Pi1和Pi9抗性基因。本研究揭示了广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成及其对稻瘟病抗性的贡献,为华南稻区抗病新品种的培育提供重要参考。     

广东省主栽水稻品种稻瘟病主效抗性基因的鉴定及分析

 利用稻瘟病抗性基因进行抗病新品种的培育是控制稻瘟病害最经济、有效的措施。为了明确当前广东省水稻稻瘟病抗性基因的分布特点,本研究利用Pi1、Pi2、Pi9、Pib、Pita等5个已克隆主效抗稻瘟病基因的分子标记,结合叶瘟和穗颈瘟自然抗性鉴定,对70份广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成进行了分析。结果显示,含有Pi2抗性基因的水稻品种有10份(占14.3%),抗性贡献率显著;Pib和Pita的检出率较高,分别为42份(60%)和37份(52.9%),但对广东省稻瘟病菌的抗性较弱;未检测到上述已知主效抗稻瘟病基因的有13份(18.6%),表现为感稻瘟病;全部供试材料均未检测到含有Pi1和Pi9抗性基因。本研究揭示了广东省主栽水稻品种和骨干亲本抗稻瘟病基因的组成及其对稻瘟病抗性的贡献,为华南稻区抗病新品种的培育提供重要参考。