2019年, 第49卷, 第6期　刊出日期：2019-12-10

  

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专题评述
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  稻曲病菌致病机制研究进展

  俞咪娜, 黄世文, 刘永锋

  植物病理学报. 2019, 49(6): 721-729. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000401

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  稻曲病是一种水稻穗部病害,在世界各水稻主产区均有发生,已成为世界性病害,在我国也属于水稻主要病害之一。稻曲病的发生严重影响水稻产量和稻米品质。研究其病原菌致病机制,对找寻防治药物的特异性靶标具有重要作用,可为抗病分子育种提供新的思路,为稻曲病菌防治药剂研发提供新的靶标。本文综述了稻曲病菌侵染过程、致病相关基因功能研究、水稻响应稻曲病菌侵染等方面的研究进展,提出进一步研究的策略。现有研究表明,稻曲病菌能成功侵染水稻孕穗期雄蕊的花丝引起发病。病原菌可通过抑制多个水稻免疫途径实现成功侵染;还可模仿胚珠受精激活水稻灌浆、糖代谢等途径为稻曲球的形成提供营养物质;全基因组测序完成和基因编辑技术在基因敲除中的成功应用,为稻曲病菌功能基因研究提供了很好的基础。稻曲病菌独特的侵染过程和营养利用机制是未来研究的重要方向。
病原学
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  甜瓜种子携带的镰刀菌种类鉴定及其致病性研究

  马国苹, 华晖晖, 梁芷健, 吴学宏

  植物病理学报. 2019, 49(6): 730-737. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000424

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  采用洗涤检验法和马铃薯葡萄糖琼脂培养基法,从甜瓜种子上分离得到23个镰刀菌分离物。采用形态观察和分子生物学方法对其进行鉴定,并研究其致病性以及对甜瓜种子发芽的影响。通过观察菌落形态和色素颜色,以及大型分生孢子、小型分生孢子和厚垣孢子形态,同时分析ITS-rDNA序列和翻译延伸因子-1α(TEF-1α)基因序列,以确定真菌分离物的分类属性。结果表明,4个分离物为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum),5个分离物为层生镰刀菌(F. proliferatum),5个分离物为木贼镰刀菌(F. equiseti),9个分离物为轮枝样镰刀菌(F. verticillioides)。这4种镰刀菌均对甜瓜幼苗有致病性,其分生孢子悬浮液对甜瓜种子发芽有抑制作用。这是我国首例开展甜瓜种子携带致病性镰刀菌的研究报道。
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  不同年代大丽轮枝菌菌株的生物学特性和ISSR分析

  崔丽芳, 冯自力, 林玲, 赵丽红, 师勇强, 冯鸿杰, 魏锋, 朱荷琴

  植物病理学报. 2019, 49(6): 738-748. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000309

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  为了探究不同年代的大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)菌株生物学特性和遗传多样性方面的差异,本文以我国黄河流域和长江流域主产棉区6个省的不同年代大丽轮枝菌菌株为研究对象,观察培养性状,测定致病类型(致病力、落叶型),同时采用ISSR指纹图谱分析其遗传多样性。结果显示,不同年代大丽轮枝菌之间菌丝生长速率无显著差异,但菌核型菌株所占比例有减少趋势;2007~2009年和2017年的菌株全部为落叶型菌株,而1983~2000年的菌株中落叶型菌株仅占28.6%,表明随着年代的推移,黄河流域和长江流域的落叶型菌株所占比例呈上升趋势;不同年代菌株之间致病力存在显著差异,1983~2000年、2007~2009年和2017年的菌株中强致病力类型菌株分别占21.4%、25.0%和38.9%,仅有的5株弱致病力类型菌株均为1983~2000年的菌株;与2000年后的菌株相比,1983~2000年的菌株,Nei′s基因多样性指数为0.205 1,Shannon信息指数为0.299 0,表现出更丰富的多样性,利用NTSYS软件和Structure软件对ISSR指纹图谱进行聚类分析,两种方法均将所有供试菌株分为4个类群,且聚类结果与致病力和不同年代之间均具有一定的相关性,与地理来源无明显相关性。本研究结果表明,过去30年间我国黄河流域和长江流域棉田黄萎病菌落叶型和强致病力类型菌株所占比例逐渐升高,且不同年代和不同致病力的菌株在遗传上有差异,为进一步探究大丽轮枝菌的遗传与进化奠定了基础。
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  ‘阳光玫瑰’葡萄病毒小RNA测序鉴定及RT-PCR检测

  范旭东, 董雅凤, 张尊平, 张梦妍, 任芳, 胡国君

  植物病理学报. 2019, 49(6): 749-755. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000396

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  ‘阳光玫瑰’是我国从日本引进的葡萄优良品种。为了明确我国‘阳光玫瑰’葡萄病毒病的病原,本研究采用小RNA测序技术对2株显症和无症状的‘阳光玫瑰’葡萄样品进行病毒鉴定结果显示:显症样品中测定到8种病毒,其中包含葡萄蚕豆萎蔫病毒(Grapevine fabavirus, GFabV)和灰比诺葡萄病毒(Grapevine Pinot gris virus, GPGV);无症状样品中测定到3种葡萄病毒。对46个‘阳光玫瑰’样品进行14种葡萄病毒的RT-PCR检测,结果表明:‘阳光玫瑰’葡萄带毒率较高,病毒复合侵染情况普遍;显症样品中,GFabV检出率为88.2%,GPGV和葡萄浆果内坏死病毒(Grapevine berry inner necrosis virus,GINV)检出率为64.7%和29.4%,均明显高于无症状样品(13.8%和10.3%)。本研究旨在探明‘阳光玫瑰’葡萄携带病毒的种类和侵染状况,为其病毒病防控及病毒脱除奠定基础。
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  黑龙江腐烂茎线虫群体的分离和鉴定

  张淑玲, 李惠霞, 徐鹏刚, 刘永刚, 于洪涛, 刘向

  植物病理学报. 2019, 49(6): 756-762. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000403

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  本研究对分离自黑龙江省马铃薯中的1个线虫群体Hp1进行形态观察与测量,采用线虫通用引物对其rDNA-ITS进行扩增与序列分析,利用PAUP软件以ML法构建系统发育树,并测定其致病性。结果显示,该线虫群体有6条侧线,头部略缢缩,口针明显,中食道球呈长纺锤形,食道峡部窄而细长;雌虫阴门稍突起,后阴子宫囊较长;雄虫交合刺略向腹面弯曲,引带短,具交合伞。其形态测量值与腐烂茎线虫(Ditylenchus destructor)基本一致。rDNA-ITS PCR扩增片段916 bp,经BLAST比对,该ITS序列与腐烂茎线虫序列相似度最高。系统发育树显示,该群体没有与腐烂茎线虫A、B基因型群体聚在一起,而是与C、D型群体聚为1个分支,且与C型亲缘关系更近。据此,将群体Hp1鉴定为腐烂茎线虫C基因型,这是首次在黑龙江省发现腐烂线虫为害马铃薯。
细胞生物学、生理学、生物化学、分子生物学
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  禾谷镰孢漆酶样多铜氧化酶的鉴定及其表达模式

  刘宁, 渠清, 李丽娜, 庞茜, 柳建虎, 张垚, 曹志艳, 董金皋

  植物病理学报. 2019, 49(6): 763-772. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000388

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  子囊菌禾谷镰孢(Fusarium graminearum)可侵染玉米茎部造成严重的玉米茎腐病。漆酶样多铜氧化酶(Laccase-like multicopper oxidase)具有广泛的作用底物且在植物病原真菌中参与病菌侵染,促进病菌定殖。利用已知真菌漆酶的蛋白序列在禾谷镰孢中鉴定得到14个漆酶样多铜氧化酶,分属5种亚家族。通过对其在侵染玉米茎部不同时间后的芯片数据分析表明FGSG_02142、FGSG_05159在菌丝、孢子及侵染各阶段表达量均较高,FGSG_02328、FGSG_13185和FGSG_00142在侵染阶段表达量明显增加,其他基因表达量相对较低;试验进而利用qPCR检测了部分差异基因在接种玉米感病种质资源B73和抗病种质资源Mo17中的相对表达量,结果显示,禾谷镰孢FGSG_00142基因在B73中的表达量明显高于在抗病材料Mo17中的表达量,而毒素相关基因FGSG_02328在接种Mo17时表达也出现延迟,推测这2个基因均参与了禾谷镰孢的侵染过程。
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  小檗公式在小麦条锈菌侵染过程中的表达特征

  庄华, 段婉露, 杨婷, 彭金花, 黄丽丽, 赵晶, 康振生

  植物病理学报. 2019, 49(6): 773-781. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000331

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  小檗是小麦条锈菌的转主寄主,自然条件下在小檗上进行有性生殖不仅是条锈菌毒性变异的重要途径,也为病害的流行提供了初侵染源。目前条锈菌与小麦互作已经有较为细致深入的研究,而条锈菌与小檗分子互作的研究未见报道。NPR1是植物调控防卫反应的一个关键基因,本研究克隆得到小檗NPR1基因(BhNPR1),并对BhNPR1及其下游病程相关基因的表达模式进行了分析。与小麦NPR1基因受条锈菌夏孢子侵染诱导不同,BhNPR1的表达水平在条锈菌担孢子侵染小檗过程中保持稳定。另外,条锈菌侵染小檗过程中NPR1下游的病程相关基因BhPR5和BvPDF1.2a的表达量变化也不明显,而BhPR1和BhPR2则显著上调表达。这些结果表明BhNPR1及多个病程相关基因不参与对条锈菌的防卫反应,这可能是导致小檗先天免疫缺陷而成为多种锈菌共同的转主寄主。
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  FocVel2基因对黄瓜枯萎病菌丝生长及毒力的影响

  冯宝珍, 李培谦

  植物病理学报. 2019, 49(6): 782-789. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000451

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  由尖孢镰孢菌黄瓜专化型引起的黄瓜枯萎病是世界黄瓜生产上的一种毁灭性病害。本研究鉴定了尖孢镰孢菌黄瓜专化型丝绒蛋白的一个同源基因FocVel2,利用基因敲除和互补的方法研究该基因的功能。敲除突变体菌株ΔFocVel2出现明显的表型变化,包括菌落生长速率降低和产孢量降低,并且敲除突变株对黄瓜幼苗毒力明显减弱,回补突变体菌株能够恢复敲除突变体ΔFocVel2的所有缺陷。总之,研究结果发现丝绒蛋白基因FocVel2在菌体无性繁殖以及侵染过程中起到重要作用。
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  甘薯杆状病毒湖南分离物基因组全序列测定及比较分析

  黄艳岚, 张超凡, 邹学校

  植物病理学报. 2019, 49(6): 790-798. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000399

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  利用Small RNA测序技术对采自湖南的甘薯杆状病毒进行鉴定,获得与SPBV-B序列具有相似性的contigs 161个。首先设计小片段引物,PCR扩增分离出706 bp的目的片段,与SPBV-B (FJ560944)相似性为78%。分段设计引物,进行基因全序列PCR扩增。引物组合SPBV-BF1/R1、SPBV-BF2/R4和SPBV-BF5/R5分别扩增出3 150、2 900和3 500 bp目的条带。序列拼接获得2个SPBV-B基因组全序列,大小分别为7 894 bp(MK052980)和7 981 bp(MK052981),包含完整编码阅读框。进化分析表明MK052980和MK052981与SPPV聚为同一分支,与SPPV相似性分别为81%和83%,与SPBV-B相似性分别为86%和94%。MK052980和MK052981具有89.5%的相似性。经编码阅读框氨基酸序列比对,MK052980序列的ORF3a氨基酸序列存在变异。这是国内首次报道SPBV-B全基因序列。
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  小麦FtsH2蛋白与WYMV CP互作研究

  梁乐乐, 陈梦月, 孙航军, 施艳, 孙炳剑, 李洪连

  植物病理学报. 2019, 49(6): 799-807. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000397

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  小麦黄花叶病毒(Wheat yellow mosaic virus, WYMV)是马铃薯Y病毒科大麦黄花叶病毒属成员,主要危害冬小麦。实验室前期以WYMV外壳蛋白(coat protein,CP)为诱饵,通过酵母双杂交筛选小麦cDNA文库,发现FtsH2蛋白部分片段与WYMV CP互作。FtsH2蛋白是AAA蛋白酶家族成员,参与植物叶绿体光损伤修复和类囊体发育进程。本研究利用酵母双杂交和双分子荧光互补技术进一步对FtsH2蛋白全长与WYMV CP进行互作验证,并鉴定互作结构域;利用荧光蛋白标记技术研究FtsH2蛋白与CP的亚细胞定位。实验结果表明FtsH2蛋白全长与CP互作;两者互作的关键结构域包含FtsH2蛋白低复杂区、跨膜区及AAA结构域和WYMV CP的中段区域(61-293 aa)。FtsH2蛋白单独表达时定位在细胞质、细胞核和叶绿体;CP单独表达时定位在细胞质;两者共同表达时亚细胞定位均没有发生明显变化,且主要共定位于细胞质中。WYMV CP与小麦FtsH2蛋白的互作可能会干扰植物绿叶体的发育和功能。本研究对了解WYMV的症状形成机制具有一定意义。
致病性与抗病性遗传
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  黄淮海地区夏玉米灰斑病病原菌鉴定及主栽品种抗性分析

  常佳迎, 刘莉, 刘树森, 石洁, 郭宁, 张海剑, 刘粤阳

  植物病理学报. 2019, 49(6): 808-817. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000310

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  为明确黄淮海夏玉米区玉米灰斑病的病原菌种类,于2017年从河北、河南、山东、安徽、天津五省市疑似发生玉米灰斑病的76个市县采集样本,采用组织分离法和显微单孢分离法获得病原菌,通过形态与分子生物学手段进行病原菌种类鉴定,并对黄淮海地区、陕西、辽宁、黑龙江的37个菌株进行ISSR聚类分析。结果表明,引起黄淮海地区玉米灰斑病的病原菌为玉蜀黍尾孢(Cercospora zeae-maydis),玉蜀黍尾孢的变异具有地理种群特征。同时对黄淮海夏玉米区主栽品种进行人工接种鉴定,结果显示6个主栽品种中郑单958、登海605、先玉335、浚单20等4个品种对玉米灰斑病抗性较差,玉米灰斑病在本区域具有大面积发生和流行的风险。本研究为黄淮海夏玉米区灰斑病的综合防控提供支撑和理论依据。
植物病害及其防治
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  河北省梨树褐斑病菌对苯醚甲环唑的敏感性

  毕秋艳, 赵建江, 马爱红, 路粉, 吴杰, 王文桥, 韩秀英

  植物病理学报. 2019, 49(6): 818-827. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000306

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  为明确河北省梨树褐斑病菌(Septoria piricola Desm) 对苯醚甲环唑的敏感性,采用菌丝生长速率法测定了苯醚甲环唑对从该省11个地市分离的133 株菌株的毒力,通过方差及聚类分析法对测定结果进行了分析,并分别研究了苯醚甲环唑与双胍三辛烷基苯磺酸盐、吡唑醚菌酯、戊唑醇敏感性的相关性。结果显示:梨树褐斑病菌对苯醚甲环唑菌丝生长的最低抑制浓度为3 μg·mL^-1;供试133株菌株对苯醚甲环唑的EC₅₀范围在0.032 2~1.882 2 μg·mL^-1 之间,平均EC₅₀为(0.488 8 ±0.003 9) μg·mL^-1;敏感性频率分布图显示,病菌群体中存在着对苯醚甲环唑敏感性较低的亚群体,但 81.95% 供试菌株敏感性频率呈正态分布,将此部分菌株的 EC₅₀平均值为(0.319 3±0.001 8) μg·mL^-1 作为梨树褐斑病菌对苯醚甲环唑的敏感性基线。方差分析及聚类结果均显示,不同县市内的菌株对苯醚甲环唑EC₅₀的最大值和最小值之比为1.7~7.5;各县市的菌株对苯醚甲环唑敏感性不同,苯醚甲环唑EC₅₀平均值变化范围在0.207 4~0.961 2 g·mL^-1 之间,最大值是最小值的4.6倍;梨树褐斑病菌对苯醚甲环唑的敏感性与其对双胍三辛烷基苯磺酸盐、吡唑醚菌酯的敏感性之间无明显相关性,与戊唑醇的敏感性之间存在相关性,苯醚甲环唑与双胍三辛烷基苯磺酸盐、苯醚甲环唑与吡唑醚菌酯可以复配使用。表明河北省梨树褐斑病菌群体中尽管存在着敏感性较低的亚群体,但可通过药剂复配进行防控。
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  解淀粉芽孢杆菌LJ02对黄瓜抗灰霉病菌的生防效果及其诱导抗性机理的初步研究

  柴庆凯, 张斌, 常若葵, 刘慧芹, 田小卫, 王远宏

  植物病理学报. 2019, 49(6): 828-835. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000303

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  为了解生防解淀粉芽孢杆菌LJ02诱导黄瓜抗灰霉病菌的防治效果和作用机制,分别测量了LJ02的发酵上清液和菌体悬浮液的诱导持效期、最适使用浓度以及最佳施用方法,并采用荧光定量PCR的方法法测定了LJ02诱导处理后黄瓜根部和叶部组织中分别表达PR1a蛋白、β-1,3-葡聚糖酶、几丁质酶、过氧化物酶的抗性基因PR-1、PR-2、PR-3、PR-9的相对表达量。结果表明,LJ02诱导黄瓜抗灰霉病菌的持效期在7 d左右,且原液与100倍稀释液效果最好,灌根施用效果最佳。LJ02发酵上清液可诱导PR-1、PR-3、PR-9的表达,LJ02菌体悬浮液可诱导PR-1、PR-2、PR-3的表达。
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  水生拉恩氏菌ZF7分离鉴定及其促生防病效果研究

  郑斐, 李磊, 石延霞, 谢学文, 柴阿丽, 程有普, 李宝聚

  植物病理学报. 2019, 49(6): 836-845. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000455

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  从樱花根际土壤中分离到一株对大白菜黑腐病菌具有强拮抗作用的细菌ZF7。根据生物学特征、16S rDNA 序列分析、Biolog及生理生化分析,菌株ZF7被鉴定为水生拉恩氏菌Rahnella aquatilis。利用平板对峙法和双层培养法,证明菌株ZF7具有较广的抑菌谱,对5种病原真菌和5种病原细菌具有明显拮抗效果。而且,该菌能在大白菜根际土壤以及白菜根部稳定定殖。采用盆栽试验对菌株ZF7进行促生防病效果测定,结果表明该菌对大白菜具有显著的促生效果。灌根菌量为20 mL/株时,菌株ZF7对大白菜株高和根长的促生率分别达56.47%、54.74%,对地上部重量及根重的促生率分别达233.84%和164.71%。同时,菌株ZF7对大白菜黑腐病具有良好的防治效果,防效可达88.80%,高出中生菌素的防治效果26.76%。综上分析,菌株ZF7生防性状优良,具有一定的田间应用开发潜力。
实验方法
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  利用桥梁载体策略构建水稻条斑病菌T3SS基因诱导表达检测体系

  吾尼尔别克·美丽, 杨小菲, 张翠萍, 杨瑞环, 李生樟, 李逸朗, 陈功友, 陈晓斌, 邹丽芳

  植物病理学报. 2019, 49(6): 846-856. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000390

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  水稻条斑病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzicola, Xoc)侵染水稻,引起细菌性条斑病(bacterial leaf streak, BLS)。Xoc主要依靠hrp基因簇(T3SS基因)编码的III型分泌系统(type III secretion system, T3SS)将效应蛋白注入水稻细胞中,激发寄主水稻的感(抗)病性。为了准确在Xoc中进行T3SS基因表达调控的分析,本研究设计出桥梁载体策略,将目标基因的启动子或者功能片段构建在高拷贝的桥梁载体,获得融合表达元件,通过亚克隆的方式将融合元件转入骨架载体上,获得用于转录表达和蛋白表达分析的载体。为了验证该策略的可行性,选取hrpG、hrpX和hrcC基因构建了相应的启动子探针载体和蛋白表达载体,将这些载体导入毒性调控子基因trh、lrpX和zur的突变体中,GUS活性测定、荧光定量PCR以及蛋白免疫杂交结果显示:在trh、lrpX和zur的突变体中,hrpG、hrpX和hrcC的转录表达水平、mRNA水平和蛋白表达水平呈现一致。这表明这套桥梁载体策略能够有效应用于T3SS基因转录表达和蛋白表达的分析。综上所述,运用桥梁载体能够克服低拷贝载体DNA遗传操作效率低的缺陷,这一策略也适用于毒性相关基因调控机理的研究,这将为Xoc-水稻互作研究提供高效的工作系统。
研究简报
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  茶树叶斑病病原菌可可毛色二孢菌的鉴定

  任亚峰, 包兴涛, 李冬雪, 王勇, 王德炉, 宋宝安, 陈卓

  植物病理学报. 2019, 49(6): 857-861. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000400

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  引起江苏茅山地区宣木瓜叶斑病的病原鉴定

  陶航, 黄沈鑫, 王浩, 张烨, 张子辉, 陈孝仁

  植物病理学报. 2019, 49(6): 862-865. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000311

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  黑老虎枝枯病病原鉴定及其生物学特性

  石春发, 陶光林, 胡岑龙, 杨东红, 郝磊, 张喜

  植物病理学报. 2019, 49(6): 866-870. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000307

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  小豆抗锈病诱导剂的筛选

  康静, 柯希望, 申永强, 殷丽华, 徐晓丹, 左豫虎

  植物病理学报. 2019, 49(6): 871-875. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000304

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  小麦赤霉病菌拮抗菌筛选及最适培养条件初步研究

  张鹏, 张慧丽, 杨蕾, 马东方, 乔永利

  植物病理学报. 2019, 49(6): 876-880. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000456

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