【目的】明确四川省玉米小斑病菌(Cochliobolus heterostrophus)自然群体的交配型和有性态形成能力(育性),探索小斑病菌有性生殖在自然界发生的可能性。【方法】利用多重PCR技术对2013—2018年间采自四川和云南的玉米小斑病菌的交配型进行检测,通过相反交配型菌株的两两杂交筛选一对高配合力的菌株作为标准菌株,采用与标准菌株对峙的方法对待测田间菌株进行育性测定,以假囊壳及子囊的形成情况判定菌株的育性水平。【结果】544株玉米小斑病菌中交配型MAT1-1菌株286株,交配型MAT1-2菌株258株,出现频率分别为52.57%和47.43%。卡方检验两种交配型的比例符合1﹕1的分离比(χ2=1.441,P=0.230),未出现偏离。两种交配型菌株在各采样区均有分布,不同年份间交配型结构基本一致。筛选得到MSRS-2-3(MAT1-1)和DY-12-1-2(MAT1-2)作为一对标准菌株,与标准菌株杂交能够产生子囊孢子的可育菌株比例为88.79%,不能产生子囊孢子的不育菌株比例为11.21%。可育菌株中存在育性的分化,高育性、中等育性和低育性菌株分别占测试菌株的12.32%、27.39%和49.08%。采自不同年份、不同地区的小斑病菌育性结构存在差异,2013—2018年可育菌株率分别为77.88%、78.57%、93.33%、94.87%、93.49%和88.76%。云南西双版纳地区的菌株可育率最高,达到100%;其次为四川北部、中部、南部和东部地区,菌株可育率分别为93.25%、89.87%、83.33%和79.31%;四川西部地区菌株可育率最低,为69.23%。【结论】玉米小斑病菌自然群体中普遍存在MAT1-1和MAT1-2两种交配型,两种交配型均衡分布且多为可育菌株。尽管未见自然条件下玉米小斑病菌有性世代的报道,但两种交配型菌株和高比例可育菌株的普遍存在表明有性生殖可能正在发生。

明确东北地区玉米大斑病菌交配型组成情况及遗传结构,为进一步深入研究玉米大斑病的发生、流行及防控技术提供理论依据。利用交配型鉴定特异引物对2017年采自辽宁、吉林、黑龙江、内蒙古4个省(自治区)34个市县的57株玉米大斑病菌进行交配型测定,并采用相关序列扩增多态性(SRAP)分子标记技术对供试菌株进行遗传多样性分析。测定结果表明:东北地区玉米大斑病菌主要包括2种交配型,即仅含StMAT1-2基因的a交配型和仅含StMAT1-1基因的A交配型,且a交配型的比例(78.95%)明显高于A交配型(21.05%),表现出明显的不平衡现象。遗传多样性分析结果表明:从100对SRAP通用引物中筛选出多态性较好且稳定的8对引物组合,共扩增出64条条带,不同引物组合对供试菌株扩增条带数量不同,引物组合Me5/Em9和Me8/Em1扩增的条带数量最多,Me3/Em3扩增的条带数量最少,其中多态性条带44条,平均每个引物组合扩增出5.5个多态性条带,多态性位点比率为68.75%。UPGMA聚类分析显示,供试菌株遗传相似系数介于0.76～1.00,在阈值为0.82时,所有菌株被分为4个类群,表现出丰富的遗传多样性。SRAP划分结果表明:类群Ⅰ中菌株均为A交配型,a交配型菌株均聚集于类群Ⅱ中,说明玉米大斑病菌遗传类群和交配型之间存在密切关系,但二者均与菌株地理来源无明显相关性。

采用2套Ht单基因鉴别品种,对2007-2009年采自云南省13个地区的81份玉米大斑病菌菌株进行了生理小种鉴定,利用分子标记技术对菌株交配型进行了分析。结果表明,云南省玉米大斑病菌生理小种和交配型组成复杂,81个菌株可分为0、1、2、3、12、23、2N、3N、12N、23N和123N等11个小种类型,其中能克服鉴别寄主上所有显性抗病基因的123N小种占22.2%,为优势小种;依据分子标记,81个菌株可分成A、a、Aa 3种交配型菌株及中性菌株,分别占49.4%、12.3%、29.6%和8.6%。此外,在同一区域内存在多个生理小种和不同的交配型菌株。

【目的】由大斑突脐蠕孢(Exserohilum turcicum)和玉蜀黍平脐蠕孢(Bipolaris maydis)引起的玉米大斑病和小斑病是玉米生产上重要的叶部真菌病害,本研究旨在建立玉米大斑病菌和小斑病菌交配型多重PCR检测方法,为玉米大斑病菌和小斑病菌的交配型田间分布和有性生殖研究提供技术方法。【方法】根据GenBank中已登录的玉米大斑病菌(登录号MAT1-1:GU997138和MAT1-2:GU997137)和小斑病菌(登录号MAT1-1:X68399和MAT1-2:X68398)交配型基因序列,利用Primer Premier 5.0软件设计2种病原菌交配型多重PCR检测特异性引物,采用单因素法对引物的退火温度以及扩增程序中延伸时间和循环数等重要参数进行优化,建立玉米大斑病菌和小斑病菌交配型多重PCR检测方法,并对2种病原菌的交配型多重PCR检测灵敏度和特异性进行检验。同时,对田间采集的129株玉米大斑病菌和194株玉米小斑病菌单孢菌株的交配型进行多重PCR检测,以明确建立的交配型多重PCR检测方法的适用性。【结果】建立的多重PCR方法和设计的交配型特异引物StMAT01-2F/R、StMAT02-3F/R、ChMAT01-3F/R和ChMAT02-2F/R可分别扩增出MAT1-1、MAT1-2型菌株大小为816、132 bp(大病斑菌)与490、136 bp(小病斑菌)的特异性目的条带。25μL多重PCR扩增体系:2×Multiplex PCR Mix 12.5μL,引物各10 pmol,DNA模板100 ng,退火温度为57.2℃(大病斑菌)和55.0℃(小斑病菌),35个循环。该多重PCR对玉米大斑病菌MAT1-1、MAT1-2型单孢菌株的检测灵敏度分别为0.1、0.01 ng基因组DNA,而对玉米小斑病菌MAT1-1、MAT1-2交配型的检测灵敏度均为0.1 ng基因组DNA。该交配型多重PCR检测方法对玉米大斑病菌和小斑病菌特异性很强,能够很好地区分玉米大斑病菌和小斑病菌相应的近缘种和14株其他真菌菌株。不同地理来源的玉米大斑病菌和小斑病菌交配型检测结果表明,该多重PCR能够准确地检出129株玉米大斑病菌和194株玉米小斑病菌的交配型,且检测结果与随机抽取的菌株杂交验证结果完全吻合。【结论】构建的玉米大斑病菌和小斑病菌交配型多重PCR检测方法灵敏度高、特异性好、操作简便,能够准确、快速地检测出玉米大斑病菌和小斑病菌的交配型,为玉米大斑病菌和小斑病菌的交配型田间分布和监测及有性生殖研究提供了可靠的技术方法。

以真菌毒素与分子植物病理学实验室前期分离、鉴定并保存的玉米大斑病菌菌株F1-40(A交配型菌株)、01-23(a交配型菌株)为试验材料,利用候选基因法,通过PCR扩增和Genome Walking技术,对A交配型菌株和a交配型菌株的MAT基因进行同源片段扩增,从而获得基因全长及其侧翼序列,进一步利用生物信息学方法对扩增得到的MAT基因全长进行保守结构域分析,利用玉米大斑病菌基因组数据库的Blast序列比对软件将MAT1基因和MAT2基因的侧翼序列进行比对。研究结果表明,在不同交配型的玉米大斑病菌中,A交配型的菌株中含有A交配型基因MAT1,a交配型菌株中含有a交配型基因MAT2。2个基因均含有...

【目的】对马铃薯晚疫病菌群体特征进行系统分析,为马铃薯晚疫病的防控提供科学依据。【方法】对2008—2011年采集自四川的马铃薯晚疫病菌的交配型、甲霜灵敏感性、生理小种及mtDNA单倍型进行分析。【结果】四川马铃薯晚疫病菌以A2交配型为主,占测定菌株的62.5%,A1交配型和自育型菌株的发生频率分别为18.8%和18.4%,A1交配型菌株集中在九龙县和普格县。192个菌株中共测定出55个生理小种,其中生理小种1.2.3.4.5.6.7.8.9.10.11发生频率最高,99.48%的供试菌株含有多个毒力基因。甲霜灵敏感性测定发现四川马铃薯晚疫病菌群体包含抗性、中抗和敏感菌株,分别占测定菌株的63...

【目的】了解玉米大斑病菌有性杂交后代交配型和致病性分化情况,明确有性杂交与菌株变异间的关系。【方法】以01-12和01-15为出发菌株,人工诱导玉米大斑病菌的有性后代,获得F1代菌株,再以F1代菌株40和42为亲本,获得有性杂交F2代菌株;对有性后代进行交配型和寄生适合度测定;采用毛细管电泳技术分析不同致病类型菌株的毒素含量。【结果】在室内条件下连续诱导产生玉米大斑病菌的2个有性世代,获得了79个F1代菌株和32个F2代菌株;后代菌株的交配型发生了明显分化,出现了A、a、Aa和中性菌株,其中F1代A、a分离比例明显偏离1﹕1;寄生适合度测定结果表明,F1代和F2代菌株较亲本均发生了寄生适合度分...

为明确近年来中国玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的生理小种变化和种群消长情况,分析玉米大斑病逐年加重的原因。采用常规Ht单基因(Ht1、Ht2、Ht3和HtN)鉴别寄主,对2005年和2006年采自黑龙江、吉林、辽宁、河北、山东、陕西、山西、河南、四川和北京-天津-唐山地区共10个省区28个地区的204个玉米大斑病菌菌株进行了生理小种鉴定;利用毒力频率法分析玉米大斑病菌的生理分化及其在中国的分布频率。结合前人研究结果,分析了近30年中国玉米大斑病菌生理小种变化趋势。共鉴定出0,1,2,3,12,13,23,123,23N共9个生理小种,其中0号小种和1号小种为优势小种,...

以1对同核异质的玉米C103为试材,进行了利用低浓度玉米小斑病菌T小种培养滤液作为激发子来提高玉米抗病性的研究。结果表明,经预处理叶片的病斑面积为(0.3±0.05)～(0.9±0.5)mm2,而对照为(23.1±8.7)mm2,差异极显著。同时还测定了与提高抗病性有关酶的变化,经0～96h的动态检测,以1∶50的处理效果为最好,苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性比对照平均提高了64.2%,过氧化物酶(POD)活性比对照平均提高了41.2%,有害物质丙二醛(MDA)的含量比对照平均降低了29.7%。从而说明低浓度培养滤液本身能够成功地作为激发子来诱导玉米的系统获得性抗性。

【目的】克隆玉米大斑病菌（Setosphaeria turcica）小分子热激蛋白（small heat shock protein,sHSP）基因，分析其结构及在病菌发育和HT-毒素诱导过程中的表达模式。【方法】利用隐马尔可夫模型（hidden Markov model,HMM）筛选玉米大斑病菌全基因组范围内的sHSP家族成员，采用PCR技术克隆玉米大斑病菌01-23菌株的sHSP，通过生物信息学方法进行sHSP的理化性质分析、亚细胞定位、结构预测和系统发育分析，RNA-Seq和RT-qPCR分析sHSP在玉米大斑病菌不同发育阶段和HT-毒素诱导过程中的表达情况。【结果】从玉米大斑病菌基因组筛选到3个sHSP家族成员（StHSP37.2、StHSP37.0和StHSP22.6），克隆了01-23菌株中3个sHSP的DNA序列，编码的sHSP蛋白均属于弱酸、亲水蛋白，无跨膜结构域和信号肽；二级结构中无规则卷曲占58.97%—60.35%，而β-转角仅为2.69%—7.83%；亚细胞定位预测StHSP37.2和StHSP37.0位于细胞核，而StHSP22.6位于细胞核和细胞质；均含有近C端的ACD＿sHSP-like结构域，StHSP37.2、StHSP37.0和StHSP22.6分别有2、3和5个保守基序；利用SWISS-Model和AlphaFill构建了sHSP单体的三级结构模型；系统发育分析结果表明，StHSP22.6与链格孢（Alternaria alternata）、StHSP37.2和StHSP37.0与玉米小斑病菌（Bipolaris maydis）的sHSP亲缘关系较近；玉米大斑病菌sHSP在菌丝中表达量最高，其次为芽管、附着胞和侵入钉，在分生孢子中表达量最低；StHSP22.6和StHSP37.2与玉米大斑病菌HT-毒素诱导显著负相关，在14 d时相对基因表达量分别上调6.45和18.12倍，21、28 d时StHSP37.2表达量仅上调2.56、1.78倍，而StHSP22.6表达量与WT无显著差异；StHSP37.0与HT-毒素诱导显著正相关，14、21和28 d时相对基因表达量分别下调59.23%、86.30%和88.11%；通过与玉米大斑病菌sHSP显著相关的表达基因挖掘，推测StHSP37.2和StHSP22.6主要与HSP90、HSP104、分解代谢及线粒体Mg2+转运有关，而StHSP37.0主要与液泡碱性氨基酸转运、有机合成和分泌有关。【结论】玉米大斑病菌sHSP家族成员既具有高度保守性，又与其他sHSP有结构和系统发育的差异性；不仅与玉米大斑病菌菌丝、芽管、附着胞和侵入钉发育相关，在HT-毒素诱导过程中也发挥重要调控作用。

【目的】明确福建省玉米小斑病菌的致病力水平，为筛选抗病玉米品种及该病害的预测预报和防治提供依据。【方法】在玉米苗期采用喷雾接种法，以11个玉米品种为材料，以分离自福建省7个地区21个县（市）的298株玉米小斑病菌的孢子悬浮液为接种体，先在感病玉米品种上品上进行菌株致病力测定，7 d后调查病情指数，从中选出致病力较强菌株，采用同样方法接种其他玉米品种，分析菌株致病力差异。【结果】供试菌株对玉米感病品种上品均有致病性，病情指数介于13.5080.95，平均值为49.49。根据致病力测定结果将菌株分为强、中、弱

采用根尖伸长抑制法,对比了在不同培养条件下获得的菌丝滤液的致病力大小,即毒素产量高低。结果表明,黑暗静止条件下毒素产量最高,随后依次为光照 12 h-黑暗 12 h-静止条件、光照摇动、光照静止、黑暗摇动。但光照摇动和光照静止条件无显著差异。在有光培养条件下,摇动和静止差异不显著;在黑暗条件下,静止比摇动更有利于毒素产量;在静止培养条件下,黑暗比光照更有利于毒素产量;在摇动条件下,光照比黑暗更有利于毒素产量。

【目的】明确海南三亚玉米南繁基地和黄淮海玉米主产区的玉米小斑病菌(Bipolaria maydis)菌株的致病性差异,以及遗传多样性和亲缘关系的远近,为海南三亚南繁基地育种过程中玉米品种的抗病性筛选提供理论依据,并对玉米品种在黄淮海地区的推广种植提供参考。【方法】对采集自海南三亚和黄淮海地区的玉米小斑病病叶进行病原菌分离,经过形态学和分子生物学方法对分离到的菌株进行鉴定,共获得61株玉米小斑病菌菌株。采用人工喷雾接种法对61株小斑病菌菌株的致病力进行鉴定;并选取16条扩增条带清晰、重复性好、多态性高的引物进行ISSR-PCR扩增,利用Popgen32生物软件计算群体间的遗传距离和遗传相似性,并利用NTsys2.10e软件进行聚类分析,构建海南三亚与黄淮海地区小斑病菌的聚类图。【结果】致病性测定结果表明,海南三亚地区未分离到弱致病力菌株,强致病力菌株个数占三亚地区总菌株的57.1%;黄淮海地区分离到的弱致病力菌株占黄淮海地区总菌株的47.5%,强致病力菌株占黄淮海地区总菌株的17.5%。遗传多样性分析结果表明,在群体平均水平上,Nei’s基因多样性指数(H)为0.2820,Shannon’s信息指数(I)为0.4197,表明玉米小斑病菌具有一定的遗传变异;不同地理种群间的遗传相似系数为0.9028—0.9618,遗传距离为0.0390—0.1023,表明整体遗传相似系数较高,遗传距离较近;但不同地理种群间仍存在不同程度的遗传分化,其中,河南与河北的菌株群体遗传相似系数最高(GS=0.9618),亲缘关系最近;河南和三亚地区的菌株群体遗传相似系数最低(GS=0.9028),亲缘关系相对较远。聚类分析结果表明,三亚地区菌株和黄淮海地区菌株在相似系数为0.722时,明显被分为两大类群。【结论】黄淮海玉米主产区与海南三亚玉米南繁基地的玉米小斑病菌在致病力上存在一定差异,三亚地区强致病力菌株的分离频率高于黄淮海地区。黄淮海地区与三亚地区的菌株群体具有丰富的遗传多样性,且遗传多样性与地理来源有一定关系,地域相邻的菌株遗传关系较近;但三亚地区与黄淮海地区的菌株遗传相似系数相对较高,亲缘关系较近,且两种群间存在一定基因交流。因此,三亚地区作为玉米的南繁基地,其自然发病条件下筛选出对小斑病具有抗性的玉米品种或抗性亲本材料,对黄淮海地区小斑病抗性的逐年提高具有一定的影响,有利于减轻黄淮海地区病害的发生。

利用同功酶电泳技术对采自国内的23个玉米弯孢叶斑病菌菌株进行可溶性蛋白以及SOD、EST、PPO、MDH、POD等酶系分析,发现不同菌株间存在差异;对菌株进行聚类分析,结果表明,在连锁距离0.36上将所有菌株聚合在一起,大致可以分成7个组,与病菌致病性分组有些一致或相近,但也有些不同或关系不密切。

利用微卫星(SSR)标记技术对分别来自四川和重庆的各15个玉米地方品种群体进行了遗传多样性分析.42对SSR引物在供试玉米品种中分别检测到多态性位点数256和248个,其位点数平均分别为6.1和5.9个,平均多态信息量分别为0.76和0.73.根据遗传相似系数矩阵作出的树状图,分别将四川和重庆的品种群体划分成4类和3类,四川品种群体间的遗传相似系数低于重庆,表明了前者较高的遗传分化程度.群体内遗传多样性和遗传结构分析结果表明,四川玉米地方品种的遗传多样性高于重庆;四川和重庆玉米地方品种群体的遗传结构均偏离了Hardy-Weinberg平衡;品种群体的遗传变异均以群体内遗传变异为主.SSR分子标...