水稻是世界上最重要的粮食作物之一，且随着全球人口的增长，水稻的需求量也日益增加，因此其安全生产是全球极其重要的民生问题。稻瘟病菌引起的稻瘟病是水稻最具毁灭性的病害，威胁全球的粮食安全。施用杀菌剂和种植抗病品种是防治该病害的常用策略。然而，杀菌剂的不合理施用会导致环境污染以及病原菌抗药性等问题；并且，病原菌田间致病型复杂、群体组成变化快，导致抗病品种种植几年后丧失抗病性。因此，深入揭示病原菌与寄主互作的分子机制，解析病原菌突破寄主防御、实现侵染致病的机制，可望为新型低毒高效防稻瘟菌剂靶标的发掘提供新思路，同时为应用基因编辑等方法提高寄主植物的抗病性提供重要参考价值。本文总结了稻瘟病菌与水稻互作过程中识别水稻表面信号，经胞吞作用和胞内级联途径将寄主信号传导至胞内，并放大信号，进而调控侵染必需的附着胞的形成机制；同时也介绍了病菌效应子与水稻抗病相关蛋白互作过程中“攻”与“防”的研究进展，并在此基础上对未来有待进一步深入开展的研究方向进行了探讨。

水稻-稻瘟病菌互作已成为研究植物与病原物互作的模式系统,本文从稻瘟病菌侵入机制、效应分子功能、水稻抗稻瘟病免疫系统及抗病基因和无毒基因的互作等方面对水稻与稻瘟病菌互作机制研究进展进行了综述,并对有待进一步研究的问题进行了讨论和展望。

用稻瘟病菌 (Pyriculoria oryzae Cav.) 非致病性菌系89-44-1 和致病性菌系89-10-3, 89-7-3, 89-42-3 和89-12-1 的培养过滤液对寄主作毒力测定, 研究了粗毒素在水稻稻瘟病害中的作用初步确定稻瘟病菌粗毒素为致病性因素, 在病菌侵入寄主体内时起作用。不同菌系对寄主植物的毒力存在差异,金属元素Zn、Mn、Fe对稻瘟病菌菌丝生长有促进作用。

稻曲病是目前世界范围内的水稻主要病害之一,但其病原菌侵染机制仍有许多不明之处。本文对稻曲病菌侵染机制的研究现状与存在问题进行了分析,并提出了进一步研究的重点和策略。现有的研究表明,稻曲病菌可侵染水稻幼苗的胚根、胚芽鞘以及孕穗期雄蕊的花丝。病原菌不产生典型的附着胞结构,不能直接穿透寄主细胞,不产生吸器,侵染模式为胞间侵染和扩展。苗期侵染是否可扩展至穗部并致病,尚无确切证据。在孕穗期,稻曲病菌专一性侵染水稻雄蕊的花丝,并由此生长发育成稻曲球;稻曲病菌不能侵染子房和花药,但次生菌丝可偶尔侵染柱头和浆片的外层细胞。稻曲病菌在侵染过程中不会杀死寄主细胞,属活体营养型真菌。稻曲病菌苗期侵染的扩展过程和孕穗...

采用平板法和气相色谱-质谱联用(GC-MS)方法,研究水杨酸(salicylic acid,SA)诱导处理水稻后产生的小分子的抗菌物质对稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)孢子萌发的影响以及含量的变化。结果表明:水杨酸诱导处理后的水稻叶片提取物质对稻瘟病菌孢子萌发具有抑制作用;水杨酸诱导处理后,水稻的2个品系CO39和CA101A51产生了分支酸、丁子香酚、稻壳酮A(Momilactone A,MA)、稻壳酮B(Momilactone B,MB)4种化合物,且水杨酸甲酯、苯酚、豆甾醇和β-谷甾醇、2种酯类物质、十一碳烷等化合物含量均发生变化。水杨酸诱导处理可以调动抗病相关的次生代谢...

提取经条斑病菌(Xanthom onas oryzae pv. oryzicola)侵染诱导后的水稻mRNA,利用SMARTTM技术于载体pGADT7-SfiAB上构建了水稻cDNA文库。检测发现,文库中含有水稻病程相关蛋白基因O sPR-1 a、O sPR-1 b和PAL。随机提取cDNA文库克隆的质粒,酶切分析发现,该cDNA文库的插入片段分布在500~2 000 bp之间,平均大小约为1 kb,重组率达95%。上述结果表明,水稻受条斑病菌侵染的cDNA文库质量较好,这为研究条斑病菌致病性因子与水稻互作机制奠定了工作基础。

【目的】揭示水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)在侵染水稻叶组织早期的基因表达谱差异。【方法】采用GDPs-Finder计算法,设计了能够覆盖KACC10331基因组全部ORFs的定向引物(GDPs),对Xoo与水稻互作1、3和7d的总RNA进行反转录,对病菌cDNA探针进行Cy3/Cy5选择性标记,与含有371个Xoo致病相关基因的芯片进行杂交。【结果】在水稻侵染的不同时期,Xoo致病相关基因表达谱存在差异。与在NBY中生长相比,Xoo在侵染1、3和7d时分别有42个(18个上调和23个下调)、51个(29个上调和22个下调)和33个(16个上调...

为明确高效低毒低残留植物生长调节剂香草硫缩病醚在水稻上的应用，使用室内毒力测定和田间药效试验，初步探明该小分子药剂在水稻上的使用技术。结果表明，5%香草硫缩病醚原药（XCLSBM）及2.5%香草硫缩病醚2.5%寡糖复配剂原药（XCLSBMO）对稻瘟病菌（Pyricularia oryzae）生长有抑制作用，25μg·mL~(-1)XCLSBM和25μg·mL~(-1)XCLSBMO对稻瘟病菌生长抑制率分别为48.1%和82.2%;2.5μg·mL~(-1)XCLSBM、25μg·mL~(-1)XCLSBM、2.5μg·mL~(-1)XCLSBO和25μg·mL~(-1)XCLSBO对稻瘟病菌分生孢子产生、孢子萌发和附着胞形成均有显著影响；12%香草硫缩病醚·寡糖微乳剂（XCLSBMOME）50g·ha~(-1)在田间对稻瘟病防效可达到85.92%±0.20%，水稻增产6%～6.3%。表明生产中可利用香草硫缩病醚防治水稻稻瘟病并促进水稻增产增收。

每年选用天津市有代表性的7群11～15个稻瘟生理小种,先后对768个品种(系)进行抗谱测定,抗菌率达80～100％有34个品种(系),占供试品种(系)4.4％,抗菌率在60～79％属中等抗病的品种(系)有109个,占14.2％,其余625个品种(系)属感病类型。另外用7群10个小种对抗菌力较高的74个品种(系)进行抗病类型划分,抗菌率在90％有4个类型,抗菌率在80％有3个类型。根据各地优势小种分布选择抗源和供生产上品种轮换种植的参考。以上结果说明抗谱测定是相对稳定的,对生产与育种有实用价值。

采用稻瘟病菌的各生理小种孢子接种水稻恢复系Ｒ７２５、Ｒ７２０和Ｒ７２７孕穗期的植株，研究不同稻瘟病菌生理小种对水稻产量性状的影响。结果表明，每个稻瘟病菌生理小种均能导致水稻减产。其中，稻瘟病生理小种ＺＡ５对Ｒ７２５影响最大；ＺＣ８对Ｒ７２０影响最大；ＺＡ１７对Ｒ７２７影响最大。多因素回归方程显示，在稻瘟病菌接种后结实率和千粒重是限制水稻产量的主要因子。

【目的】明确稻瘟病菌对杂交水稻光系统的毒害机制。【方法】采用ZA10、ZA14、ZA18、ZC11 4个稻瘟病菌生理小种粗毒液浇灌水稻植株,探讨4个稻瘟病菌生理小种毒素对不同生育时期冈优725叶片叶绿素荧光参数(最大光能转化效率(Fv/Fm)、潜在光化学活性(Fv/Fo)、实际光能转化效率(ΦPSⅡ)、非循环光合电子流速率(ETR)、光化学淬灭系数(qP)、非光化学淬灭系数(qN)、初始荧光(Fo)、叶片表观量子效率(α))的影响。【结果】稻瘟病菌毒素处理后,冈优725叶片的光系统受到破坏,Fv/Fm、Fv/Fo、ΦPSⅡ、ETR、qP、qN、α显著降低,而Fo显著升高。不同稻瘟病菌生理小种毒...

为探索前胡(Radix peucedani)诱导水稻抗稻瘟病菌(Magnaporthe grisea)活性成分的活性,采用生物活性跟踪法对前胡的诱抗活性成分进行了初步研究,分离了前胡浸提物中的有效成分,并对其生物活性进行了测定。结果表明:前胡丙酮浸提物诱抗水稻抗稻瘟病菌的效果好于其他溶剂浸提物;将丙酮浸提物通过硅胶柱层析,分离得到A4、A5、A6流分,其诱抗水稻抗稻瘟病菌的效果较强,3个流分不同质量浓度的诱抗效果达21.48%~59.54%,且在供试的3个质量浓度范围内,都随着流分质量浓度的降低,防效略有升高。

【目的】研究OsAOS2在水稻抵抗稻瘟病菌和白叶枯病菌中的作用，为水稻抗病育种工作提供依据。【方法】采用同源重组方法和CRISPR-Cas9系统分别构建OsAOS2的过表达载体和敲除载体，遗传转化获得转基因水稻，筛选得到过表达株系（OsAOS2-OE）和纯合敲除株系（OsAOS2-KO）。将野生型水稻日本晴（NPB）植株接种稻瘟病菌和白叶枯病菌后，通过qRT-PCR检测OsAOS2表达量的变化情况；将OsAOS2转基因水稻和NPB接种稻瘟病菌和白叶枯病菌后，观察植株表型的变化；在稻瘟病菌侵染下，对OsAOS2转基因水稻和NPB进行抗病相关基因的qRT-PCR分析；在几丁质和flg22诱导下，检测水稻活性氧（ROS）积累情况；同时，分析接种稻瘟病菌24 h后OsAOS2-KO和NPB的转录组数据。【结果】qRT-PCR分析表明，NPB接种稻瘟病菌48 h和白叶枯病菌8 d时，OsAOS2表达量显著上调。对OsAOS2转基因水稻和NPB喷雾接种稻瘟病菌7 d后，NPB病斑面积显著大于OsAOS2-OE且小于OsAOS2-KO；剪叶法接种白叶枯病菌14 d后，NPB病斑面积显著小于OsAOS2-KO。对OsAOS2转基因水稻接种稻瘟病菌后，抗病相关基因OsPBZ1、OsPR1a、OsPAL1、OsLOX5在OsAOS2-OE中的表达量显著上调。在几丁质和flg22诱导下，OsAOS2-KO中的ROS的积累量显著低于NPB，但是起峰时间比野生型有所提前。转录组数据分析表明，上调基因和下调基因分别有1605个和1151个。上调差异基因主要富集在金属离子结合和核糖体通路中，下调差异基因主要富集在翻译通路和细胞外区域。韦恩图显示，52个基因在NPB中受稻瘟病菌诱导，但在OsAOS2-KO中受到抑制；11个基因在NPB中受抑制，但在OsAOS2-KO中受诱导。对这63个表达模式相反的差异基因进行GO和KEGG分析发现，参与应激反应和植物激素信号转导通路的基因数最多。【结论】稻瘟病菌和白叶枯病菌可以诱导OsAOS2的表达，OsAOS2通过病原菌分子模式触发的免疫（PTI）途径和茉莉酸（JA）、水杨酸（SA）介导的抗病反应正调控水稻对稻瘟病菌的抗性，同时，OsAOS2在水稻抵御白叶枯病菌中起重要作用。

[目的]水稻乙醇酸氧化酶1（OsGLO1）是光呼吸中的关键酶，能调控植物免疫信号分子过氧化氢（H_(2)O_(2)）的产生。本研究旨在分析OsGLO1在稻瘟病抗性中的功能，揭示其调控机制。[方法]利用稻瘟病菌株Guy11分别侵染水稻野生型和OsGLO1基因过表达（OsGLO1-OE）以及沉默（cas9-glo1）的转基因水稻，观察抗病性表型，确定OsGLO1对抗病性的影响。使用稻瘟病菌GZ1（GFP标记）侵染水稻，比较菌丝扩增差异，明确OsGLO1抑制稻瘟病菌侵染后扩展的能力。分别通过定性和定量试验观察和分析H_(2)O_(2)的积累位点和积累量，研究OsGLO1在PTI途径中的作用；通过RT-PCR检测SA和JA信号通路相关防御基因的表达水平，探明OsGLO1对激素信号途径的影响。[结果]与野生型相比，受Guy11侵染的OsGLO1-OE水稻病斑更小，相对真菌生长量显著降低，附着胞以及侵染菌丝周围的活性氧积累增多，叶片中H_(2)O_(2)含量显著升高；而cas9-glo1在病斑面积和真菌生物量等方面明显高于野生型，被侵染叶片表面附着胞周围活性氧积累无显著变化，侵染菌丝周围的活性氧积累减少，叶片中H_(2)O_(2)含量显著降低。GZ1侵染48 h后，荧光显微观察显示，OsGLO1-OE水稻叶鞘中的稻瘟病菌侵染程度比野生型明显减弱，而cas9-glo1叶鞘中的稻瘟病菌侵染程度比野生型明显增强。OsGLO1过表达能显著提高SA信号途径的防卫基因如OsPR1a和OsEDS1的表达水平，但是对JA信号通路基因的表达没有明显影响。[结论]OsGLO1可以通过激活SA信号通路正向调控水稻对稻瘟病的抗病性。

2009～2011年对稻曲病的侵染机制进行了初步研究。结果表明,稻曲病菌厚垣孢子的生存力很强,即使在-20℃的低温条件下也可保持8个月以上的活性,揭示厚垣孢子完全可以成为来年稻曲病的初侵染来源;在水稻的苗期、分蘖期、孕穗期和齐穗期分别对其进行药剂处理,孕穗期处理的防效最高,均超过90%,与其他处理间有极显著的差异,揭示孕穗期是稻曲病菌侵染的关键期;水稻不同播期对稻曲病的发生密切相关,抗性越强的品种分期播种对稻曲病的影响越低。