2021年, 第51卷, 第5期　刊出日期：2021-10-10

  

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专题评述
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  我国烟草根结线虫病发生与防治研究进展

  崔江宽, 任豪豪, 孟颢光, 常栋, 蒋士君

  植物病理学报. 2021, 51(5): 663-682. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000487

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  烟草根结线虫病是一种严重影响烟叶产量和质量的重要病害之一。近年来,随着烟叶种植布局的优化调整以及大气温室效应的影响,烟草根结线虫病在全国各烟区的危害逐年加重,因此必须加强对烟草根结线虫病的发生与防治研究。本文详细综述了我国烟草根结线虫病的发生分布、危害损失、致病机制、发病规律及防治措施等研究进展,并对烟草根结线虫的鉴定技术、协同致病、抗病育种以及新型防控技术进行了总结和展望。明确了我国烟草根结线虫病优势种为南方根结线虫,并且多种根结线虫混发的现象逐步增加。同时,发现由烟草根结线虫病诱发的多种其他根茎类病害的危害逐年加重。通过加强烟草根结线虫发生动态监测、合理布局抗病品种、应用针对性的农业防治、生态防治和生物防治等综合防治措施,可以逐步实现对烟草根结线虫病的绿色防控,从而促进烟草产业的健康发展。
病原学
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  西葫芦根腐和茎基腐病新病原-露湿拟漆斑菌Paramyrothecium roridum

  何苏琴, 文朝慧, 张广荣, 白滨, 荆卓琼, 马忠明

  植物病理学报. 2021, 51(5): 683-690. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000546

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  2013年12月,甘肃省白银市水川镇日光温室中的西葫芦发生了严重的根腐和茎基腐,部分棚室病株率达50%,从病根和病茎上分离得到拟漆斑菌属真菌3株,病株分出率27.3%。采用胚根和茎基部接种法测定了菌株FG-62对西葫芦的致病性:茎基部接种后27 d,植株开始出现凋萎;接种后40 d,两种接种法的西葫芦苗均呈现严重根腐和茎基腐症状,茎基部接种的西葫芦凋萎株率达30%;从病根和病茎上均可再分离出原接种菌。菌株FG-62在PDA平板上25℃培养14 d,产生大量墨绿色至黑色分生孢子座,分生孢子无色至淡榄黑色,单胞,杆状或腰鼓状,两端钝圆,大小为(7.04~9.15)μm ×(1.97~2.46)μm,聚集的分生孢子呈黑色。BLASTn分析结果显示,菌株FG-62(GenBank 登录号 MK252098)的rDNA-ITS序列与露湿拟漆斑菌Paramyrothecium roridum分离物E-469 (GenBank 登录号KY582183.1)和CBS 357.89(源自模式材料,GenBank 登录号NR_145077.1)的序列相似性分别达99.65%和96.83%。依据病原菌形态学和rDNA-ITS序列,将其鉴定为露湿拟漆斑菌P. roridum (Basionym:Myrothecium roridum)。这是露湿拟漆斑菌引起西葫芦根腐和茎基腐的首次报道。
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  马铃薯Y病毒N-Wi株系广西分离物的鉴定

  张莉娟, 林垠孚, 白如梦, 卿朕, 温荣辉

  植物病理学报. 2021, 51(5): 691-698. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000544

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  马铃薯Y病毒 (potato virus Y,PVY) 是一种重要的农作物病毒,可造成产量损失和产品质量下降。其宿主范围广泛,包括马铃薯、烟草、番茄和辣椒等经济作物。在广西从叶片表现斑驳褪绿症状的马铃薯上分离到一株PVY分离物DX,其基因组包含一个大的开放阅读框 (open reading frame,ORF),由9 186 nt组成,编码3 061个氨基酸。系统发育进化分析显示,分离物DX与PVY^N-Wi株系分离物IUNG-12、SGS-AG、MAF-VOY聚类成一个分支。重组分析表明分离物DX基因组在496 nt和2 388 nt存在重组位点,分别位于P1和HC-Pro/P3结合区,是分离物Oz和N605的重组体。通过机械摩擦接种,分离物DX可侵染茄科9种作物,引起本生烟叶片花叶、皱缩和泡状突起等症状;引起普通烟草和番茄的轻微花叶症状;引起马铃薯叶片花叶症状,接种辣椒没有发病。序列比对分析显示,分离物DX缺乏引起烟草叶脉坏死相关的氨基酸位点N₂₀₅、K₄₀₀和E₄₁₉。本研究比较了分离物DX对茄科共12种作物的侵染能力和病害症状差异,结果表明分离物DX可用于探索PVY在不同寄主中的致病机理。
细胞生物学、生理学、生物化学、分子生物学
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  RNA-Seq解析cAMP促进禾谷镰孢菌DON毒素产生的分子基础

  吴梦春, 唐喆

  植物病理学报. 2021, 51(5): 699-709. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000722

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  禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)引起的小麦赤霉病(Fusarium head blight)不仅造成小麦产量损失,而且病菌在侵染过程中会释放大量真菌毒素,导致小麦籽粒污染,严重威胁人畜健康。实验室前期研究发现外源添加环磷酸腺苷(cAMP)可以促进禾谷镰孢菌脱氧雪腐镰孢菌烯醇毒素(Deoxynivalenol, DON)产生,但其分子机制尚不清楚。本研究利用转录组分析了cAMP处理后禾谷镰孢菌基因的表达情况,探究了cAMP促进DON毒素合成的潜在机制。研究发现响应cAMP处理的差异表达基因有4 470个,其中1 818个基因上调,2 652个基因下调。负责DON毒素合成TRI基因簇的所有基因在cAMP处理下均上调表达,表明cAMP通过诱导TRI基因簇表达促进DON毒素合成。进一步分析了cAMP下游依赖性蛋白激酶A(PKA)的敲除突变体Δpka的转录组数据,发现几乎所有TRI基因簇基因均下调表达,并且cAMP处理上调表达而Δpka突变体中下调表达的基因中显著富集真菌毒素代谢相关的基因,该结果进一步表明cAMP通过PKA通路调控DON毒素合成。此外,cAMP处理后,可诱导DON毒素产生的γ-氨基丁酸(gamma-aminobutyric acid, GABA)合成相关基因上调表达,而GABA分解相关基因下调表达。这表明禾谷镰孢菌可通过调节细胞内的GABA水平促进DON毒素合成。
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  禾谷镰刀菌蛋白激酶FgSid1的功能研究

  黄蕾, 张雪, 王光辉, 王晨芳

  植物病理学报. 2021, 51(5): 710-720. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000724

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  实验室前期已经对禾谷镰刀菌中116个蛋白激酶进行了鉴定,发现FgSID1基因(FGSG_07344)敲除突变体在有性生殖过程中存在严重缺陷,但其在禾谷镰刀菌中的具体功能却未被详细报道。本研究通过表型分析和亚细胞定位等实验明确了FgSid1在营养生长、有性发育和致病性等方面的功能。本研究发现FgSID1基因敲除突变体菌落生长速度显著变慢,分生孢子隔膜数量减少且产孢量下降;在有性生殖阶段,FgSID1基因敲除突变体的子囊壳形态和大小均正常,但子囊畸形且子囊孢子形成有缺陷;此外,FgSID1基因敲除突变体只能侵染接种小花,而无法扩展到穗轴及临近的小穗,且接种点的小麦籽粒DON毒素含量显著下降;研究还发现FgSID1基因敲除突变体的分生孢子、营养菌丝和子囊孢子的分隔中均含有多个细胞核;本研究又通过亚细胞定位实验发现FgSid1定位于微管组织中心。因此,蛋白激酶FgSid1可能通过参与禾谷镰刀菌无性和有性阶段的细胞分裂影响禾谷镰刀菌的营养生长、分生孢子和子囊孢子的发育以及侵染能力。
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  马铃薯Y病毒中国分离物的分子株系组成

  程林发, 陈冠伟, 姬丽云, 杨广玲, 田延平, 耿超, 李向东

  植物病理学报. 2021, 51(5): 721-733. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000552

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  马铃薯Y病毒(potato virus Y,PVY)主要侵染马铃薯和烟草等茄科作物,给世界农业造成巨大经济损失。本文对测定的23个及GenBank中注册的52个中国PVY分离物ORF序列进行了系统发育、重组和选择压等分析。系统发育分析表明,根据ORF序列可把我国75个PVY分离物和国外30个参比分离物分成O、C、E、NTN-NW(SYR-I型)、NTN-NW(SYR-II型)、NTN(NTN-a型)、NTN(NTN-b型)、NA-N/NTN、Eu-N、N-Wi(N:O型)和N-Wi(N-Wi型)等11个分子株系,其中中国PVY分离物属于除E和C株系外的9个分子株系。除ME162、guiyang、PVYzu、SD-G、WA-13和CN:JL-1:17等 6个分离物基因组中未检测到重组,其余69个分离物均存在明显重组。根据重组位点的不同,中国PVY可分为11种重组类型,其中5种为新的重组类型。选择压分析表明,中国PVY分离物的11个基因均处于负选择,其中核内含体b基因受到的选择压最大,PIPO受到的选择压最小。基因流分析表明,黑龙江、河南和山东PVY分离物间基因交流频繁,马铃薯与烟草PVY分离物之间基因交流频繁。本研究的结果明确了中国PVY分离物的分子株系组成,对指导PVY的检测和防控具有积极作用。
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  携带eGFP的ZYMV侵染性克隆的构建及其侵染性

  刘莉铭, 康保珊, 彭斌, 吴会杰, 苏芽冬, 古勤生

  植物病理学报. 2021, 51(5): 734-740. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000539

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  小西葫芦黄花叶病毒(zucchini yellow mosaic virus,ZYMV)是瓜类作物主要病毒之一,严重威胁瓜类产业的可持续发展。本研究在ZYMV 甜瓜分离物CH-87侵染性克隆基础上,利用同源重组策略在NIb和CP编码序列之间插入了eGFP,命名为pXT1-ZYMV-eGFP。将pXT1-ZYMV-eGFP转化农杆菌并接种西瓜和甜瓜,结果发现pXT1-ZYMV-eGFP可以系统侵染西瓜和甜瓜,引起典型的花叶症状,在紫外灯下发病植株呈现绿色荧光。经摩擦接种证实,该克隆接种后所产生的病毒子代可以稳定的传播繁殖。研究表明携带eGFP的ZYMV侵染性克隆成功构建,可用于该病毒致病性及病毒与寄主互作的相关研究。
流行学与生态学
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  安徽省小麦白粉菌群体的毒性监测和分析

  宛琼, 王婷婷, 马艳娟, 刘伟, 曹志强, 齐永霞, 张承启, 丁克坚, 范洁茹, 周益林, 陈莉

  植物病理学报. 2021, 51(5): 741-747. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000719

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  为明确近年来安徽省小麦白粉病菌群体的毒性及其变化,利用41个鉴别寄主对安徽省2010、2015和2019年小麦白粉菌群体进行了毒性监测和分析。研究结果表明,病菌群体对抗性基因(组合)Pm3c、Pm5a、Pm7、Pm19、Pm3d、Pm17、Pm6、Pm1a、Pm3a、Pm3f、Pm8、Pm1+2+9和Pm3e的平均毒性频率大于70%,表明这些抗性基因或组合在安徽省小麦生产上已丧失抗性,不能在抗病育种中继续使用;对Pm12、Pm21、Pm16、Pm1c、Pm35、Pm13和Pm2+MLD的毒性频率小于20%,这些抗性基因(组合)仍具有良好的抗性,可在抗病育种中加以利用。安徽省小麦白粉菌毒性数据的主成分分析结果表明,2010、2015和2019年病菌群体毒性结构总体上可看成一个群体,但年份间病菌群体毒性结构具有一定的差异,应加强安徽省小麦白粉菌群体毒性的持续监测工作。研究结果对安徽省小麦白粉病的抗病育种及品种的合理布局具有指导意义。
植物病害及其防治
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  MoRAD26参与稻瘟病菌的胁迫应答和致病过程

  王聪聪, 孟帅, 解军辉, 丁新华, 邱结华, 寇艳君, 时焕斌

  植物病理学报. 2021, 51(5): 748-756. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000718

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  稻瘟病菌引起的稻瘟病是水稻三大病害之一。DNA修复对维持基因组的完整性具有重要作用,为了解析DNA修复基因在稻瘟病菌致病过程中的功能,本试验对稻瘟病菌DNA损伤检控点蛋白MoRad26进行了功能分析。首先我们利用同源重组的方法获得了MoRAD26基因的稻瘟病菌敲除突变体。表型观察发现MoRAD26缺失突变体的致病力下降,对DNA损伤胁迫和H₂O₂胁迫更加敏感,但是对稻瘟病菌的生长、产孢以及分生孢子萌发和附着胞的形成没有明显影响。进一步分析表明,敲除MoRAD26基因降低了稻瘟病菌侵染菌丝的扩展能力进而影响稻瘟病菌的致病力,但其具体机制还有待深入研究。
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  2018年湖北省小麦赤霉菌群体组成及杀菌剂敏感性检测

  赵亚男, 邹艾洪, 龚双军, 刘伟, 瓮巧云, 袁军海, 范洁茹, 周益林

  植物病理学报. 2021, 51(5): 757-764. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000716

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  由小麦赤霉菌(Fusarium spp.)引起的小麦赤霉病是小麦生产中最主要的病害之一,严重影响小麦的产量和品质。为明确目前湖北省小麦赤霉菌种群的组成、毒素化学型的分布及对杀菌剂的敏感性现状,本研究于2018年采集分离了96株小麦赤霉菌菌株,经TEF1-α基因鉴定,78株为Fusarium asiaticum,18株为F. graminearum,表明湖北省小麦赤霉菌的优势群体为F. asiaticum;利用特异性片段扩增法鉴定了菌株的毒素化学型,结果表明湖北省小麦赤霉菌菌株以3A DON化学型为主,占供试菌株群体的58%,其次为15A DON,占32%,NIV化学型最少,占10%。采用区分浓度法共检测到2株对多菌灵产生抗药性的菌株,均为F. asiaticum菌株。采用菌丝生长速率法,测定了Fusarium spp.对戊唑醇的有效抑制中浓度(EC₅₀),平均值为(0.66± 0.29)μg·mL^-1,其敏感性已经下降;其中,F. asiaticum与F. graminearum对戊唑醇的EC₅₀均值分别为(0.77± 0.26)μg·mL^-1和(0.35 ± 0.08)μg·mL^-1,表明F. graminearum群体对戊唑醇更敏感。
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  京津冀设施大棚根际土壤中筛选出的防治根腐病的生防镰孢菌

  张怡静, 康舒雨, 房庆, 张雅静, 宋美燕, 彭德良, 杨俊, 孔令安

  植物病理学报. 2021, 51(5): 765-774. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000553

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  由致病性尖孢镰孢菌(Fusarium oxysporum)引起的根腐病严重危害果蔬生产,但非致病性镰孢菌可作为潜在的生防菌。为筛选防治根腐病的非致病生防镰孢菌,从京津冀设施大棚采集茄科、葫芦科果蔬78份根际土样中分离2 402株真菌,筛选出对致病性尖孢镰孢菌(F. oxysporum)具有拮抗效果的真菌173株。利用镰孢菌通用引物进行PCR扩增,从中筛选出28株候选镰孢菌;通过镰孢菌发酵液泡根进行安全性测试,筛选出对寄主黄瓜幼苗安全无害的镰孢菌菌株4株(1418、1441、1436和1473)。进一步通过镰孢菌测序通用引物TEF1αF/TEF1αR结合菌落和分生孢子的形态学特征,1418菌株和1441菌株被鉴定为尖孢镰孢菌(F. oxysporum)、1436菌株被鉴定为茄病镰孢菌(F. solani)。盆栽测试发现,除1441菌株外,1418菌株、1436菌株和1473菌株对黄瓜根腐病的防效均在50%以上,其中1418菌株的防效为70%,与杀菌剂咪酰胺的防效相当,具有很好的应用潜力。本研究筛选获得的具有生防潜力的镰孢菌不仅为镰孢菌致病力分化的研究提供了实验材料,也为新型生防产品的研制奠定了基础。
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  RNA-seq分析葡萄霜霉菌对枯草芽胞杆菌HMB-20428与嘧菌酯协同反应的影响

  毕秋艳, 赵建江, 陈丹, 吴杰, 路粉, 王文桥, 韩秀英

  植物病理学报. 2021, 51(5): 775-788. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000550

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  为明确葡萄霜霉菌对枯草芽胞杆菌与嘧菌酯协同的反应,采用显微表型观察明确枯草芽胞杆菌与嘧菌酯协同对葡萄霜霉菌的抑制作用,RNA-seq分析葡萄霜霉菌基因对枯草芽胞杆菌与嘧菌酯的协同表达,并通过qRT-PCR验证显著差异表达基因,通过荧光强度和高效液相色谱测定对重要代谢成分活性氧和ATP酶的影响。结果显示,枯草芽胞杆菌与嘧菌酯协同对葡萄霜霉菌的抑制作用为98.87%,孢子囊明显干瘪,内含物大量释放,与细胞壁明显分离,明显优于单独处理;葡萄霜霉菌对枯草芽胞杆菌与嘧菌酯协同反应共有1 116个(上调305个,下调811个)基因发生差异表达,明显高于单独处理;通过GO、KEGG功能注释和功能富集分析,显著差异变化基因有140个;显著差异变化基因对枯草芽胞杆菌与嘧菌酯协同反应主要导致活性氧含量增加,ATP下调,同时阻碍ABC的转运,从而影响RNA的转录水平,破坏蛋白质、氨基酸等的代谢;qRT-PCR验证与RNA-seq数据具有很好的相关性;葡萄霜霉菌协同反应后活性氧含量增加以及胞内ATP含量大大降低,显著抑制能量的合成。
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  脂肽对稻瘟病菌几丁质酶和葡聚糖酶的影响

  李珊, 杜春梅

  植物病理学报. 2021, 51(5): 789-795. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000545

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  研究经比基尼链霉菌(Streptomyces bikiniensis)HD-087发酵产物脂肽处理后的稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)菌丝体内的几丁质酶活性和β-1,3葡聚糖酶活性的变化情况,分析chit基因和β-1,3 glu基因的表达量变化,旨在探究脂肽抗稻瘟病菌的作用机理。采用HPLC分析法鉴定了S. bikiniensis HD-087产生的脂肽种类,利用荧光定量PCR技术检测稻瘟病菌菌丝中chit基因和β-1,3 glu基因mRNA的表达情况。结果表明S. bikiniensis HD-087产生的脂肽主要是伊枯草素。经EC₉₀浓度的脂肽提取物处理6 h后,稻瘟病菌菌丝中几丁质酶活性和chit基因的mRNA表达量分别比对照组上调了6.77倍和51.27倍;处理12 h后,β-1,3葡聚糖酶的活性和β-1,3 glu基因的mRNA表达量分别比对照组上调了2.44倍和14.13倍。表明脂肽能够诱导稻瘟病菌菌丝体chit基因和β-1,3 glu基因的大量表达,从而破坏细胞壁结构,推测脂肽阻遏了稻瘟病菌的细胞自噬进程。
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  小RNA介导蜡质芽胞杆菌AR156激活MAPK通路诱导拟南芥系统抗病性研究

  贺婵, 汪顺娥, 郝海婷, 郭坚华, 赵弘巍, 牛冬冬

  植物病理学报. 2021, 51(5): 796-806. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000547

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  蜡质芽胞杆菌AR156是一种根围促生细菌,可以诱导拟南芥产生对丁香假单胞番茄致病变种(Pseudomonas syringae pv. tomato DC3000,Pst DC3000)的系统抗性(Induced Systemic Resistance,ISR)。本研究发现,AR156预处理植物后接种病原菌Pst DC3000后的0 min~60 min内,能够迅速激活丝裂原活化蛋白激酶(mitogen-activated protein kinase,MAPK)MPK3和MPK6的表达。同时,AR156可诱导mpk3和mpk6单突变体对Pst DC3000的抗性,而在mpk3mpk6双突变体中则丧失诱导抗病的能力,表明MPK3和MPK6在AR156介导的诱导抗病中具有重要调控功能,且存在功能冗余。进一步研究发现,和对照相比,在接种72 h后,AR156可以诱导野生型拟南芥PR1蛋白的表达,但双突变体中并没有诱导作用。接种48 h后,过氧化氢的积累和胼胝质沉积也表现出相似结果。此外,通过对野生型和mpk3mpk6双突变体进行小RNA高通量测序发现,MAPK能够影响miRNA的表达,并通过qRT-PCR证实了部分小RNA的差异表达水平,表明MPK3/6可以调控植物miRNA的积累。研究表明MAPK在AR156激发ISR中发挥重要作用,并参与调控植物miRNA的表达水平。
研究简报
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  秦皇岛市北苍术三种叶部病害病原菌的鉴定

  崔海洋, 冯丽娜, 齐慧霞, 曹佳, 张娜娜, 温晓蕾, 孙伟明

  植物病理学报. 2021, 51(5): 807-812. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000721

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  广西玉林市番石榴焦腐病的病原菌鉴定

  王正贤, 朱文倩, 黄奕蔓, 廖咏梅

  植物病理学报. 2021, 51(5): 813-816. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000723

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  青苹果竹芋平脐蠕孢叶斑病病原菌的鉴定

  陈灿钿, 麦章龙, 游春平, 向梅梅, 张云霞

  植物病理学报. 2021, 51(5): 817-821. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000549

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  一株新的引起玉米细菌性茎腐病病原细菌的分离鉴定

  姚秀英, 代真林, 魏兰芳, 张晋豪, 姬广海

  植物病理学报. 2021, 51(5): 822-827. https://doi.org/10.13926/j.cnki.apps.000731

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