本文概要地介绍了植物病理学新研究领域——植物病害分子流行学的基本概念、进展和在几个主要方面的研究实例。分子生物技术在病原鉴定方面得到了广泛应用;定量的分子生物技术在测定病菌初侵染源方面显示出特有的快速、准确的优势;分子流行学应用分子生物技术监测病害和病原菌群体的动态,克服了传统流行学方法的弱点;作为有力的补充,分子生物技术正在用于探讨和推测病原菌远距离传播的路径,并注重研究病原菌群体的时、空动态变化,病原菌的长期进化,以及与病害发展的关系;病原群体的竞争将得到更深入的研究以揭示其变化是如何导致植物病害大流行;应用分子流行学手段,植物抗病性的鉴定将大大加速和简化;病害防治策略的制定将具有更科学的依据。宏观与微观研究手段的结合将越来越显示其在植物病害流行学研究中的巨大潜力。

作者在吉林省长春市温室中发现了番茄白粉病,对其病原菌进行了形态学和分子生物学鉴定。根据分生孢子形态和萌发特性将该菌鉴定为新番茄粉孢菌(Oidium neolycopersici Kiss)。分生孢子椭圆形,无色,单生于分生孢子梗顶端。分生孢子梗直立,简单不分枝,无色,脚胞圆柱形,有时略弯曲,上面通常有1~2个细胞。分生孢子侧面萌发,芽管末端产生裂片状或直筒状附着胞。附着胞乳突状或浅裂片状。未发现有闭囊壳。采用分子生物学方法,对该病原菌rDNAITS区进行了PCR扩增和序列测定,测得序列与O. neolycopersici同源性为100%。由O. neolycopersici引起的番茄白粉病国内未见报道。

本研究以具有8个无毒基因差异的2个小麦白粉菌亲本菌株CPW-1和E17进行杂交,获得97个后代菌株。以此为材料,利用AFLP分子标记的方法,对小麦白粉菌亲本及其杂交后代群体进行多态性分析,应用MAPMAKER/EXP(3.0b)并结合MapDrawV2.1软件构建小麦白粉菌的遗传连锁图谱。该图谱有10个连锁群,含117个标记位点(5个无毒基因位点和112个AFLP位点),总长1425.1cM。此图谱为首个在小麦白粉菌中构建的具有117个位点的遗传连锁图谱,而且首次获得了与无毒基因紧密连锁的AFLP分子标记位点。这些工作为无毒基因的定位和克隆、为全面进行小麦白粉菌的遗传学研究奠定了基础。

根据烟草根黑腐病菌(Thielaviopsis basicola)与其它烟草病原真菌核糖体基因转录间隔区(internal transcribed spa-cer,ITS)序列间的差异,设计了一对特异性引物TB-5/TB-3,用于T. basicola的分子检测。利用该对引物对包括T. basicola在内的13个烟草病原菌菌株的基因组DNA进行PCR扩增,结果表明:只有T. basicola能扩增到一条400bp左右的特异性条带,其它菌株及阴性对照均无扩增产物。对烟草组织和土壤的检测结果也表明,该对引物能特异性的检测到T. basicola基因组DNA的存在。该引物对T. basicola基因组DNA检测的灵敏度为100fg/μL。

对源于我国黑龙江省佳木斯市同一块茄子田的14个核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)菌株及其中1个菌株Ep-1PNA5的2个衍生菌株的致病力和菌丝中的双链RNA(dsRNA)进行了分析。在马铃薯琼脂培养基(PDA)上对5个弱致病型核盘菌菌株(Ep-1PD、Ep-1PI、Ep-1PL、Ep-1PM、Ep-1PN)异常性状(菌丝生长慢,且异常分枝)的传染特性进行了测定。结果表明:在离体油菜叶片上,16个供试核盘菌菌株中,7个属于强致病类型,7个属于弱致病类型,2个属于中等致病类型。从10个核盘菌菌株的菌丝中检测到dsRNA因子,并可分成3类dsRNA电泳谱型。第一类dsRNA谱型只含有7.4kb大小的dsRNA分子,3个强致病型核盘菌菌株属于这种谱型;第二类dsRNA谱型含有2种dsRNA分子,大小分别为6.4kb和7.4kb。6个弱致病型菌株属于这种谱型;第三类dsRNA谱型只含有6.4kb大小的dsRNA分子。1个弱致病类型菌株属于这种谱型。从另外6个核盘菌菌株的菌丝中没有检测到任何dsRNA因子,其中4个菌株属于强致病型菌株,2个菌株属于中等致病型。可见,6.4kb大小的dsRNA因子与核盘菌弱致病性状密切相关。5个弱致病型核盘菌菌株(Ep-1PD、Ep-1PI、Ep-1PL、Ep-1PM、Ep-1PN)的异常性状可以通过菌丝接触传染给一些强致病型核盘菌菌株,使其菌丝生长变慢及分枝异常。结果还表明:这些弱致病型核盘菌异常性状的传染具有菌株特异性。

本文对大麦品种Ingrid(Mlo)及Mlo基因功能丧失性突变的近等基因系(Ingrid mlo-3、Ingrid mlo-4和Ingrid mlo-5)与大麦叶枯病菌的互作进行了细胞学比较分析。结果发现,大麦mlo突变体mlo-3、mlo-4和mlo-5对叶枯病菌的抗病性显著增强,其抗病机制包括对病菌初侵染的乳突抗性和HR反应两个方面。Ingrid(Mlo)大麦的表皮细胞在受到病原菌侵染时,只有15%的有效乳突可成功抵抗病原菌对表皮细胞的侵染;而大麦mlo突变体mlo-3、mlo-4和mlo-5突变体大麦的有效乳突率则分别高达40%、38%和43%。随后,部分被病原菌成功侵入的寄主表皮细胞发生过敏性坏死,从而进一步抑制病原菌向相邻叶肉细胞的扩展。其中3个大麦mlo基因突变体平均67%的被侵染细胞坏死,而Ingrid仅为26%。因此,Mlo基因在调控大麦与不同病原菌互作中的作用是不同的。此外,本文发现该病原菌除气孔入侵外,还可直接穿透大麦表皮细胞;少量菌丝可以侵染进入叶肉细胞,甚至是活的叶肉细胞。

利用12对SSR引物,对来自云南元阳哈尼梯田不同海拔高度、不同水稻品种上的稻瘟病菌菌株进行遗传多样性分析,并运用日本清泽建立的鉴别品种对其中62个菌株进行生理小种鉴定。结果显示:稻瘟病菌总体遗传多样性水平较高(He=0.57±0.27,I=1.17±0.60)。聚类分析表明,在80%相似水平下菌株可划分为9个多样性群体。供试菌株划分为16个生理小种,其中002、000和006为优势小种。分离的不同海拔稻瘟病菌生理小种和遗传多样性存在差异。海拔1600~1700m生理小种最丰富,达9个生理小种;海拔1500~1600m、1400~1500m和1700~1800m,生理小种分别为6、5和4个;遗传多样性分析表明,从海拔1400~1500m分离的菌株遗传多样性水平最高(He=0.57±0.24),并划分为6个群体。综合分析表明,在元阳哈尼梯田系统中,栽培传统品种遗传多样性越丰富的区域,其稻瘟病菌群体多样性和生理小种也越丰富。

对条锈菌与小麦不同互作体系中组织学特征、活性氧产生及其相关酶系的变化进行了研究。组织学观察表明:非亲和组合相对于亲和组合存在明显差异,表现为菌丝生长受抑,吸器母细胞和吸器形成减少,寄主细胞在接种后18h左右出现过敏性坏死。生化测定结果表明:在非亲和组合中,O₂^-的产生速率和H₂O₂的含量均高于亲和组合,且O₂^-产生速率在接种后12h达到一个峰值,H₂O₂的含量在接种后20和72h出现2个高峰。而在亲和组合中,O₂^-产生速率低于对照或与对照相似,H₂O₂的含量虽然高于对照,但却普遍低于非亲和组合;SOD在亲和组合中的活性总体上要高于非亲和组合;接种24h后,CAT在2种组合中的活性均高于对照,在接种后36和48h时,亲和组合中的CAT活性高于非亲和组合,而在接种60h后又开始低于非亲和组合;POD活性在接种24h后均明显升高,但亲和组合中POD活性增幅大;MDA在非亲和组合中于接种后72h含量明显上升。结果表明,亲和与非亲和组合中条锈菌扩展、活性氧的产生及相关酶活变化都存在明显差异,这些差异与小麦抗锈性的表达可能有密切联系。

小麦品系ICA56对条锈菌优势生理小种CYR30、CYR31和CYR32均表现免疫反应;遗传分析表明,ICA56携带一个显性抗条锈病基因。基因等位性测定显示,ICA56所含抗条锈病基因不同于已知抗锈基因Yr5、Yr10、Yr15和Yr26,暂将该基因定名为YrICA56。利用川麦28/ICA56的F₂群体及抗感亲本筛选到5对SSR引物WMC503、Xgwm261、Xgwm296、WMC112和Xgwm210与YrICA56连锁,遗传距离分别为16.6、10.4、7.0、4.5和14.1cM。根据Mapmaker3.0确定标记、YrICA56和着丝点在染色体上的顺序为:-WMC503-Xgwm261-Xgwm296-YrICA56-WMC112-Xgwm210-着丝点-。根据作图结果,将YrICA56定位在2DS。目前定位在2DS上的抗条锈病基因有Yr16和YrKat。Yr16为成株期抗性,YrKat属温敏抗性,而YrICA56在苗期和成株期对条锈病均表现免疫,由此推测YrICA56是一个新的抗条锈病基因。

用7个我国当前流行的条锈菌生理小种对V9128-3的抗条锈性进行了评价,表明本易位系对我国优势流行小种具有良好的抗病性。以Su-4对V9128-3与铭贤169配置的F₁、BC₁F₁、F₂及F₃代群体进行了遗传分析,并对其中1个F₂群体进行了SSR标记,再用BC₁F₁群体的部分单株和F₃家系进行连锁标记的初步验证。遗传分析表明了V9128-3对Su-4的抗病性由1对显性核基因独立控制,从219对SSR引物中筛选到2个位于2AL上的该基因YrHV(暂命名)两侧的标记Xgwm356和Xwmc658,遗传距离分别为8.5和5.6cM,所用部分BC₁F₁单株和F₃家系验证了该2个标记与YrHV连锁性。将此标记可用于小麦抗条锈病分子标记辅助育种。

小麦抗叶锈基因Lr19来源于长穗偃麦草,表现优良的抗叶锈性,国内外发现对Lr19有毒性的小麦叶锈菌菌株的报道较少。本研究以TcLr19和Thatcher亲本以及TcLr19×Thatcher F₂代单株构建的分离群体为材料,建立了与Lr19共分离的稳定的SCAR分子标记,命名为Y₁₉SCAR₉₈₂。对49个小麦抗叶锈近等基因系材料的稳定性检测结果表明,其重复性好且为Lr19特异的分子标记。对120个小麦品种检测的结果表明,该标记可有效应用于小麦抗叶锈分子辅助选择育种。

为了预测我国未来小麦条锈菌的优势种群,本研究采用抗性组分法测定了我国条锈菌主要流行菌系的寄生适合度。结果表明:决定我国小麦条锈菌最重要的寄生适合度属性为条锈菌的产孢能力(繁殖力),其次为条锈菌的侵染能力,再次为扩展能力;建立了小麦条锈菌寄生适合度属性3个主成份的数学模型;在供试的菌系中,Su11-4、Su11-14和CY32相对寄生适合度较高,已经成为我国目前小麦条锈菌的优势小种(类型);CY31由于其寄生适合度较低,出现频率逐年下降,已成为次要小种,感染"中四"苗期的新菌系T4类型,由于其寄生适合度低,也不会成为今后一个时期的流行小种。

YN80 was isolated from Amorphophallus rivieri Durieu showing mosaic and crinkle symptoms in Songming, Yunnan province. Flexuous filamentous particles were found in diseased leave sap and pinwheel inclusion bodies were found in the leave tissue. YN80 had positive reaction to universal antibody of Potyvirus by DAS-ELISA. 3'-terminal sequence of YN80 was cloned and sequenced. cp gene of YN80 consisted of 987 nt, encoded 328 aa (36.1 kDa). Sequence analysis showed that YN80 shared the highest identity (97.0%)with CP amino acid sequence of Dasheen mosaic virus (DsMV). These data indicated that YN80 was an isolate of DsMV. This is the first molecular identification of A. rivieri Durieu isolate of DsMV in China.

Imported cowpea seeds were detected with growing test, ELISA assay and RT-PCR method. The ELISA results showed that cowpea seedlings with symptoms reacted positively with antibody against Southern bean mosaic virus (SBMV). The 979 bp of fragment could be amplified from two positive ELISA samples using primers specific for Southern cowpea mosaic virus (SCPMV), and the sequence determination results proved that the pathogen existing in imported cowpea seeds was SCPMV. The positive ELISA results with SBMV antibody could be further confirmed by RT-PCR amplification with specific primers designed to amplify the coat protein gene and 3' noncoding region of SCPMV and SBMV. The RT-PCR method presented here was suitable for molecular identification of SBMV and SCPMV in entry-exit plant quarantine laboratories.

The NS2 gene of Rice stripe virus (RSV) was amplified by RT-PCR, cloned into pGEM-T vector and sequenced. The NS2 gene was inserted into prokaryotic expression vector pET32a to produce recombinant plasmid pET32a-NS2. The recombinant plasmid was introduced into Escherichia coli strain BL21 (DE3) pLysS. SDS-PAGE and Western blot analysis confirmed that NS2 fusion protein was expressed after induction by IPTG. The recombinant NS2 protein was purified with Ni²⁺-NTA agarose affinity chromatography and the polyclonal antibody against NS2 protein was raised in rabbit. NS2 protein was successfully detected in small brown planthopper (Laodelphax striatellus) at 1:1 600 dilution of the total protein of single planthopper and in infected rice (Oryza sativa) at 1:800 dilution of 10 mg leave by dot immunobinding assay using the polyclonal antibody.

ORFⅡ gene of Banana streak virus GuangDong isolate (BSV-GD) was amplified from a BSV-GD recombinant plasmid by PCR, and the gene was expressed by being cloned into prokaryote expression vector pET-28b (+). The fusion protein was about 16.5 kDa in size and was soluble with SDS-PAGE analysis. The purified protein was obtained by using the histidine labeling kit of N-terminus of protein. The antiserum was obtained by immunizing healthy rabbits with the purified protein. Western blot and ELISA analysis showed that the special antiserum of BSV possessed high titer, which was tested as 1:51 200. The study was a base for further research on BSV including ORFⅡ gene function and virus detection.

The experiments of resistance of different super hybrid rice (SHR) combinations to sheath blight (ShB) (Rhizoctonia solani Kühn) and effect of nitrogen fertilizer (NF) dosage and fertilization methods on ShB occurrence were conducted in Hangzhou during 2005-2006. The results indicated that the resistance level of different SHR combinations to ShB were significantly different. For the same combination, the severity of ShB depends on the seeding and transplanting period. The disease index showed a positive correlation with the nitrogen dosage, but depended on resistance level of combination. The ShB severity of susceptible combination showed high positive correlation with NF dosage. At the flowering stage, there were no effect of nitrogen fertilization method on the occurrence of ShB, but the fertilization method showed significantly effect at dough stage. The occurrence of ShB was significantly affected by the supply rate of nitrogen at different rice growing stage. When the total NF supply was 165 kg per hectare, the occurrence of ShB with high NF rate (80%) at early stage (as basal and tillering fertilizer) and low rate (20%) at late stage (as panicle fertilizer) was more serious than that of low NF rate (60%) in early and high NF rate (40%) as panicle fertilizer. The result was the reverse of conventional viewpoint about that high NF supply at rice late growing stage might lead to severe occurrence of ShB.

植物寄生线虫食道腺中表达的寄生基因编码的分泌蛋白在线虫侵入寄主植物、建立取食位点和抑制寄主的防御反应过程中起重要作用。利用植物寄生线虫食道腺削减cDNA文库及基于同源克隆等方法,鉴定了这些过程中起作用的分支酸变位酶(CM)基因。带有氨基酸末端信号肽的根结线虫CM、孢囊线虫CM与细菌CM的蛋白质序列非常相似。mRNA原位杂交表明,CM基因专门存在于植物寄生线虫的亚腹食道腺中。RT-PCR分析表明,它们的转录丰度在线虫寄生的早期丰度较高,在后期较低或者难以检测到。Southern杂交表明,这些CM基因为多基因家族。CM的蛋白质在专性内寄生线虫中广泛存在,表明这种多功能的酶在控制线虫侵染植物的过程中起重要作用。

采用洗涤检验法和PDA培养基法,从京欣一号和新京欣一号西瓜种子的种壳上分离得到镰刀菌,通过形态学观察和分子检测进行了鉴定,并研究了其对种子发芽的影响。通过菌落形态、色素颜色、菌落生长速率、大型分生孢子、小型分生孢子、厚垣孢子以及分生孢子梗等形态学观察,初步认为其为尖孢镰刀菌;采用真菌rDNA ITS区的通用引物、镰刀菌属特异性引物和尖孢镰刀菌特异性引物对其DNA进行PCR扩增,PCR产物经连接转化并验证后测序,将测序结果登录GenBank进行BLAST分析,分子检测结果与形态学观察结果一致,表明西瓜种子种壳携带的镰刀菌为尖孢镰刀菌,此结果为国内首次报道。用种传尖孢镰刀菌孢子悬浮液处理西瓜种子后,发芽势、发芽率和发芽指数均显著降低。

对来自国内的13个腐烂茎线虫群体和1个荷兰的鳞球茎茎线虫群体进行了ITS1区的扩增和5种限制性内切酶RsaⅠ、HaeⅢ、MspⅠ、HinfⅠ、AluⅠ的限制性片段长度多态性分析(RFLP),发现13个腐烂茎线虫群体存在2种不同的酶切图谱,2种图谱在RsaⅠ、HaeⅢ、HinfⅠ和AluⅠ4种酶的酶切位点上存在差异,而鳞球茎茎线虫群体的RFLP图谱与腐烂茎线虫的RFLP图谱相比则在全部的5种限制性内切酶的酶切位点上存在差异。根据RFLP酶切图谱的差异,可以将腐烂茎线虫的13个群体分为A、B2种基因型。A基因型包括DeSD1、DeSD2、DeSD3和DeJS14个群体,B基因型包括DeAH1、DeAH2、DeHB1、DeHB2、DeJS2、DeSX、DeSD4、DeTJ1和DeTJ29个群体。对ITS1区的序列进行比对,发现A基因型4个群体的差异在1%~4%之间,B基因型9个群体的差异在0~1%之间,鳞球茎茎线虫与腐烂茎线虫种间的差异在39%~48%之间。对4个腐烂茎线虫群体和1个鳞球茎茎线虫群体进行了形态学上的测量,发现腐烂茎线虫群体的2个基因型间除在4个形态测计值c值、尾长、V值和V'值存在显著差别外,在其它形态测计值上并无显著差异。ITS1区的RFLP图谱和序列比对以及形态测计数据都表明中国的腐烂茎线虫群体存在2种基因型。

以琼脂平板为萌发基质,测定了10种糖化合物(木糖、果糖、山梨糖、核糖、甘露糖、葡萄糖、麦芽糖、半乳糖、乳糖和蔗糖)对稻曲病菌薄壁分生孢子萌发的影响。结果发现,在浓度为1%时,除蔗糖外,其余9种糖对孢子萌发均有不同程度的抑制作用,其中木糖、果糖、山梨糖和核糖的抑制作用强烈;孢子经木糖或果糖处理6h后,并未丧失活力;多种糖混合仍表现为抑制孢子萌发。当各种糖与起刺激作用的马铃薯煮汁分别混合时,表现出明显相反的两种效应,一是马铃薯汁的刺激作用可掩盖甘露糖、葡萄糖、麦芽糖、半乳糖、乳糖和蔗糖的抑制作用;二是木糖、果糖、山梨糖和核糖的抑制作用可掩盖马铃薯汁的刺激作用。表明外源糖化合物及某些生命活性物质可影响薄壁分生孢子萌发。

在已构建的受条锈菌(Puccinia striiformis f.sp.tritici)诱导的小麦非亲和抑制差减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)文库中,筛选到1个与水稻丙氨酸氨基转移酶基因高度相似的表达序列标签(expressed sequence tag,EST),利用电子克隆与RT-PCR相结合的方法,从小麦中获得1个1563bp的cDNA序列,命名为TaAlaAT1。序列分析表明,TaAlaAT1包含1个完整的开放阅读框,长1440bp,推测编码479个氨基酸。该氨基酸序列具有氨基转移酶的保守特征,与水稻、葡萄、大豆、拟南芥、苜蓿等多种植物的丙氨酸氨基转移酶高度相似,其中与水稻的亲缘关系最近。半定量RT-PCR与实时定量PCR结果显示,TaAlaAT1在小麦与条锈菌互作的非亲和组合中总体呈上调表达,在亲和组合中呈下调表达,且在2个组合中的表达差异显著。推测TaAlaAT1参与了小麦对条锈菌的防御反应。

选择合适的启动子是植物抗病基因工程的关键性因素,病原菌诱导型启动子的获得将为植物提供更多的启动子选择。将大麦β-1,3-葡聚糖酶同工酶GⅢ基因启动子的缺失体片段P3与报告基因gus (β-葡聚糖酸醛苷酶基因)偶联,构建植物表达载体,通过农杆菌介导法转化水稻。PCR结果表明,所获得的10株潮霉素抗性水稻植株均呈PCR阳性;DNA印迹法结果显示,9株含P3/gus的融合基因已整合到水稻基因组DNA中。GUS组织化学染色及荧光法结果显示,P3缺失体驱动的gus在激发子诱导后,获得了高水平表达。T₁代种子的GUS组织化学染色结果也表明,激发子可以诱导高水平的P3活性。

本研究用来自烟草的具有高度病原物特异性的两个诱导启动子EAS4和hsr203J,串联驱动GUS基因的表达,同时考虑到转基因植物的安全性,引入双边界序列,构建了含双病原物诱导启动子的植物安全表达载体。将表达载体转化烟草获得转基因植株。分析显示,在正常生长情况下转基因烟草检测不到GUS活性,或活性极低;而受疫霉激发子parasiticein、Phytophthora nicotianea[0]的孢子悬浮液和Ralstonia solanacarum的菌悬液诱导后,转基因烟草叶片中可检测到明显的GUS活性。结果表明,构建的植物表达载体所含双病原物诱导启动子均具有良好的诱导活性,可用于植物遗传转化。

利用1个致病能力非常弱的稻瘟病菌菌株CY2和农杆菌介导T-DNA方法,已成功地获得了5000多个转化子,并以多个转化子混合接种含25个不同抗病基因的近等基因系,获得了30个致病突变体。但突变体针对不同的无毒基因有很大差别,从含有Pi-ta²的F128-1上获得了14个突变体,从含有Pi-a的IRBL-2上获得了7个突变体,从含有Pik-s的IRBL-4上获得了2个突变体,而从其它抗病基因的品系上未发现任何突变体,故T-DNA似乎有插入热点。不同突变体在携带相同抗病基因的品系上的致病性存在很大差异,表明这些近等基因系可能还携带其它抗稻瘟病基因。CY2不能侵染普遍认为不含抗稻瘟病基因的丽江新团黑谷(LTH),而7个突变体则能成功地使其发病,表明LTH亦含有抗稻瘟病基因。

透射电镜观察比较了蚕豆萎蔫病毒2号(BBWV-2)分离物PV131和P158侵染昆诺藜(Chenopodium quinoa)和蚕豆(Vicia faba)的细胞超微结构变化。结果显示:受PV131分离物侵染的昆诺藜叶肉细胞质中膜结构大量增生,形成有膜状结构、大小泡囊及电子致密物质的特殊膜增生区;病毒粒子散布在细胞质中,形成大块结晶体和管状结构,该管状结构直径约75nm,横切面由9个病毒粒子组成;受PV131侵染的蚕豆叶肉细胞中也形成膜增生区和管状结构,未见病毒结晶体。受P158分离物侵染的昆诺藜和蚕豆叶肉细胞病变情况与PV131分离物相似,形成膜增生区和相同的管状结构,在蚕豆叶肉细胞中也未观察到病毒结晶体。上述结果表明:2个BBWV-2分离物虽然在不同寄主植物上引起的细胞病变程度有差异,但其细胞病理学特征是由病毒基因结构所决定,与寄主的种类无关。

以抗感反应不同的5个水稻品种为试验材料,在人工气候箱、控温室中进行水稻苗期抗纹枯病接种试验,并与田间相应的成株期抗性试验进行比较,研究水稻苗期快速鉴定技术。结果表明:85%的相对湿度为纹枯病菌侵染危害水稻苗期植株的适宜湿度;苗期5个水稻品种对纹枯病抗性差异极显著,可将其分为相对感病(Lemont、武育粳3号)和相对抗病(YSBR1、Jasmine85、特青)2大类;接种叶龄对发病程度有显著的影响,5个品种在四叶期接种时的平均病级显著高于五叶期接种的平均病级;苗期水稻品种间抗感差异小于田间鉴定试验结果,但两者间品种抗感趋势基本一致。苗期快速鉴定技术可用于大规模水稻品种(组合)的抗性筛选或初步鉴定。

小麦条锈病的发生及大区流行与病原菌的远程传播密切相关。预测小麦条锈病大区流行的关键是搞清病原菌的远程传播路线和孢子云浓度变化规律。气流是菌源传播的主要动力,因此,气流运动的物理模型是对小麦条锈病菌远程传播事例分析的有力工具。本研究利用再分析格点资料(NCEP/NCAR Reanalysis Data),基于HYSPLIT-4模式,对历史上我国小麦条锈病菌远程传播的经典事例(分别发生于1960、1964、1975和1983年)进行了分析,着落区孢子浓度时间序列模拟结果与观察到病害发生前几天的降雨事件是相符的,结果表明小麦条锈病的远程传播及发生时间可通过计算大气环流运动来预测,病原菌孢子的沉降除由于孢子自身重力而引起的沉降外,很大程度上还受到降雨引起的湿沉降的影响。HYS-PLIT-4模式可用于探讨我国小麦条锈病区域间菌源传播关系问题,进行病害的预测预报,进一步指导我国小麦条锈病越夏和越冬调查以及菌源区综合治理和小麦品种布局。该研究在方法和技术上也可为研究其它病原菌远程传播提供借鉴。

以玉米品种郑单958为试材接种灰斑病菌,在田间形成不同发病梯度,分析病害传播的空间流行动态,利用SAS9.13统计软件分别构建病害传播梯度的一维、二维和三维模型。结果表明:1.指数模型和GOMPERTZ模型是沈阳地区玉米灰斑病单向传播梯度的最佳模拟模型;2.高斯模型是模拟病害平行于垄向和垂直于垄向方向传播的最佳模型;3.含有(x²+y²)形式的圆形模型和含有a (x²+y²)+bx+cy+d形式的椭圆形模型是模拟病害在二维平面上传播过程的最佳模型。通过模型推导得到病害的传播距离约20~50m。

Sugarcane mosaic disease, caused by Sugarcane mosaic virus (SCMV), Sorghum mosaic virus (SrMV), Maize dwarf mosaic virus (MDMV) or Johnsongrass mosaic virus (JGMV) in Potyvirus, is one of the most important viral diseases of sugarcane. In the study, four primer pairs specific to SCMV, SrMV, MDMV and JGMV, respectively, were designed and used to detect 29 sugarcane leaf mosaic samples collected from 9 locations in Jiangxi province. The representative RT-PCR products were sequenced. The results showed that 22 samples were infected by SCMV, three by SrMV, and four were mix-infected by SCMV and SrMV. MDMV or JGMV were not identified in all samples. The result indicates that SCMV is the major pathogen of sugarcane mosaic disease in Jiangxi province, and SrMV is also a pathogen for the disease.

Total RNA was isolated from phloem of young shoots and retro-transcripted to cDNA by RT-PCR(Reverse Transcriptase-Polymerase Chain Reaction) with specific primer pair of CVd-Ⅲ (citrus viroid-Ⅲ), the results of molecular detection indicated that the CVd-Ⅲ specific bands, about 300 bp, were detected in 27 of the 49 samples collected from different counties in Hunan Province and 1 sample presented by Catania University. All the amplified cDNA fragments were cloned and sequences, sequence analysis compared with the reported CVd-Ⅲ sequences in GenBank showed that:sequences of 21 samples were the same and completely identical with CVd-Ⅲb (AF184147); however, the sequences of the other 6 samples and presented sample were diversified from the reported CVd-Ⅲ sequences in GenBank.

Periwinkle(Catharanthus roseus) yellows is a common disease in Hainan. Periwinkle's leaf tissue with symptoms was assayed for phytoplasma infection by using PCR assay employing phytoplasma universal 16S rRNA gene primers (Rl6mF2/Rl6mR1). A PCR product (about 1.4 kb) was amplified from periwinkle showed yellows. Nucleotide sequencing and phylogenetic tree analysis showed that the amplified 16S rDNA contained 1 432 nucleotides, the most homology was 98.1% with the members of elm yellows group (16S r Ⅴ) and clustered in the same clade, while it was under 96.1% with other phytoplasma groups. Our results suggested that the phytoplasma sample belonged to 16S rⅤgroup and was tentatively named as Hainan periwinkle yellows phytoplasma (PY-Hn). This is the first report of existence of 16S r Ⅴ group phytoplasma in naturally infected periwinkle.

Near the HMW-glutenin gene of wheat (Triticum aestivum), there is a locus (temporarily named TaXa) encoding LRR-receptor-like protein kinase, which is homologous to disease resistance protein Xa21 of rice (Oryza sativa). Through RT-PCR approach, a cDNA clone of ZS2002 was isolated from the orthologous locus of TaXa in Triticum turgidum. ZS2002 was 3 081 bp long and encoding a peptide composed of 1 026 amino acid. The protein included N-terminal conserved sequence, LRR domains, a transmembrane region and a serine/threonine protein kinase domain. ZS2002 was expressed in root, stem, leaf and spike. The transcribing in seedling leaves was significantly enhanced by Blumeria graminis f.sp. tritici. TaXa gene might play a role in powdery mildew resistance reaction in Triticum.

Three hundred and one endophytic bacteria strains were isolated from healthy sugar beet plants in severely diseased plots in Changji County,Xinjiang Province.Three endophytic bacteria strains,1-5,4-1 and 4-3,showed relatively strong antagonistic against Cercospora beticola.Strain 1-5 was identified as Paenibacillus polymyxa,while strains 4-1 and 4-3 were as Bacillus flexus and Stenotrophomonas sp. by their morphological,physiological and biochemical characteristics.The results from several experiment trials showed that the endophytic bacteria could reduce the disease incidence of sugar beet.The control efficiency reached from 67.6% to 80.2%, indicating that biocontrol with endophytic bacteria was an alternative and potential method to control sugar beet fungi disease.

2005~2008年山西壶瓶枣缩果病害发生严重,造成了巨大的经济损失。本文利用真菌ITSrDNA和细菌16S rDNA基因的通用引物,分别对分离自山西晋中的罹病壶瓶枣果实表面寄生真菌和细菌基因组DNA进行PCR扩增,将扩增产物进行核苷酸序列测定,在GenBank数据库进行Megablast同源性分析,确定壶瓶枣果实的主要寄生菌是细极链格孢菌(Alternaria alternata)、白囊耙齿菌(Irpex lacteus)、青霉菌(Penicillium expansum)、芽枝孢菌(Cladosporium tenuissimum)4种真菌和枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、巨大芽孢杆菌(B.megaterium)、短小芽孢杆菌(B.pumilus)、多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)4种细菌。回接试验证明链格孢菌、青霉菌、芽枝孢菌是壶瓶枣果实主要的致病真菌,而所分离的细菌没有致病性。

通过IS-PCR和rep-PCR指纹技术,分析了广东水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae)群体遗传多样性。用2对特异性引物J3和ERIC对114个菌株基因组DNA进行了PCR扩增,分别呈现89和40种谱型,以彼此间的带位相似率达70%为界,J3扩增的谱型被分为11簇,ERIC的谱型被分为8簇。J3的簇1包含89个菌株,占总数的78.07%,ERIC的簇1包含52个菌株,占总数的45.61%,均为优势簇群。群体遗传多样性值J3为0.8919,ERIC为0.8278。上述结果表明,广东水稻白叶枯病菌的遗传多样性较高。全部参试菌株接种于含有不同抗性基因近等基因系及高感品种金刚30共6个鉴别品种,被划分为6个小种(X-gd1,X-gd2,X-gd3,X-gd4,X-gd5和X-gd6),X-gd4出现频率最高,为广东省的优势小种。

2008年3月自澳大利亚进口的豌豆种苗病变部位分离到致病性菌株,该菌株能引起豌豆茎部、卷须萎蔫腐烂,叶片褪绿等症状。针刺接种豌豆,发生的病变状态与自然发病的症状相同,且在接种发病植株中又分离到形态上一致的病原菌,得到了柯赫法则的验证。经形态特征、培养性状、生理生化及16S rDNA序列分析,鉴定其为桃色欧文氏菌(Erwinia persicina)。这是我国首次从进境豌豆中检出该病害。

2006~2007年在云南文山州的西畴县和保山市的昌宁县发现1种由细菌侵染引起的烟草新病害。主要发生在苗期(漂浮育苗)和移栽期,症状开始为白色至暗绿色小斑点、湿腐和茎上出现褐色斑点,在KB培养基上产生荧光。根据致病性、菌体形态、培养性状、生理生化反应、Biolog测试和16S rDNA序列分析将该病原菌鉴定为铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)。尽管该病害曾在菲律宾发生,但在中国尚属首次报道。

利用RT-PCR方法研究了大麦黄矮病毒-GAV在燕麦植株内的移动规律。先将介体麦二叉蚜(Schizaphis graminum)在BYDV-GAV新鲜病叶上饲毒,再将获毒蚜虫放置到二叶期的健康燕麦植株接种48h,随后分期提取接种植株的第1~6片叶和根组织的总RNA,利用特异引物扩增BYDV-GAV的外壳蛋白(CP)基因以检测病毒在燕麦植株内的复制和移动。结果表明,在接种5d后,接种叶片(第2片叶)呈现阳性,接种7d后,植株新生的第4片叶被侵染,接种9d后,部分的第3片叶呈现阳性,至接种16d,几乎所有的叶片均呈现阳性。仅在接种的第5、7和9d收集的根组织呈现阳性,而所有的第1片叶均为阴性,可能是由于这些组织内病毒含量太低所致。本研究初步揭示了BYDV-GAV长距离运动的规律并且发现该病毒在燕麦根部从接种到系统发病都没有进行大量增殖,为今后进一步研究病毒运动机制选取适当的植物材料提供了基本信息。

我国危害甘薯的马铃薯腐烂茎线虫rDNA-ITS基因片段长度存在A型(900bp)和B型(1100bp)2个类型,A型腐烂茎线虫群体的ITS片段比B型群体少200bp。为了进一步研究这2种类型群体的发育关系,本文用线虫通用引物D2A和D3B对来自国内的21个马铃薯腐烂茎线虫群体和1个韩国的马铃薯腐烂茎线虫28SrDNA-D2/D3区进行了PCR扩增,均产生大小一致的片段,长度约为780bp,克隆、测序后用DNAMAN5.2软件和MEGA4软件进行分析比对,结果表明我国21个马铃薯腐烂茎线虫群体28SrDNA-D2/D3区只有20余个碱基的差异,相似率达97.2%。基于UPGMA构建的系统发育树很好地区分了马铃薯腐烂茎线虫A型和B型群体,展现出了群体的来源及发育关系。