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基于SSR序列的东北不同地区稻瘟病菌遗传多样性分析

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沈阳农业大学学报 2024年第4期55卷 405-416页

作者：魏松红宋宇田永恒王奕鸣丁英沈阳农业大学植物保护学院沈阳110161 洛阳市农林科学院河南洛阳471023

稻瘟病是制约水稻高产稳产的主要因素。为明确东北地区稻瘟病菌群体遗传多样性,以2021年分离自东北地区的96株稻瘟病菌为试材,利用简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记技术,对供试稻瘟病菌进行PCR检测,研究供试稻瘟病菌... 详细信息

稻瘟病是制约水稻高产稳产的主要因素。为明确东北地区稻瘟病菌群体遗传多样性,以2021年分离自东北地区的96株稻瘟病菌为试材,利用简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)分子标记技术,对供试稻瘟病菌进行PCR检测,研究供试稻瘟病菌群体遗传结构、遗传多样性水平等。结果表明:16对SSR引物均能在100~500 bp内扩增出清晰条带。供试96株稻瘟病菌可划分为13个遗传宗谱,其中宗谱DQL02和DQL01为优势宗谱,分别包含37株和22株菌株,分别占总菌株数的38.54%和22.92%;宗谱DQL04、DQL06和DQL08为次要宗谱,分别包含9株、6株和6株菌株,分别占总菌株数的9.38%、6.25%和6.25%;其他8个宗谱为小宗谱,包含菌株数为1~4株。在群体水平上,东北地区稻瘟病菌群体间的遗传多样性水平比群体内的遗传多样性水平高,且存在于群体内的遗传变异占群体总遗传变异的83.37%。群体间平均Nei基因多样性指数变化范围为0.0836~0.4571,平均为0.2041;平均多态百分率变化范围为6.25%~100%,平均为45.67%,说明有一定遗传多样性差异存在于东北地区稻瘟病菌群体中;聚类分析结果表明东北13个地区稻瘟病菌群体间的遗传距离为0.0110~0.1879,存在较大差异。按遗传距离远近可将东北13个地区稻瘟病菌群体划分为4个类群,第2类群全部由辽宁省种群组成;第3类群全部由吉林省种群组成,反映出东北地区稻瘟病菌群体遗传谱系与其地理分布有一定联系。研究结果可为了解东北地区稻瘟病菌群体遗传结构和群体演化提供理论基础。

关键词：东北地区稻瘟病菌 SSR标记遗传结构遗传多样性

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辽宁省稻瘟病菌无毒基因鉴定

辽宁省稻瘟病菌无毒基因鉴定

中国植物病理学会2024年学术年会

作者：宋宇丁英韩可欣魏松红沈阳农业大学植物保护学院水稻病害研究室

由稻梨孢(Pyricularia oryzae)引起的稻瘟病严重威胁水稻的产量和稻米的品质。抗瘟品种的选育和利用是防治稻瘟病最经济有效的措施。然而,稻瘟病菌种群结构复杂且极易变异,导致抗瘟品种在种植3～5年后抗性丧失。因此,对稻瘟病菌无毒基... 详细信息

由稻梨孢(Pyricularia oryzae)引起的稻瘟病严重威胁水稻的产量和稻米的品质。抗瘟品种的选育和利用是防治稻瘟病最经济有效的措施。然而,稻瘟病菌种群结构复杂且极易变异,导致抗瘟品种在种植3～5年后抗性丧失。因此,对稻瘟病菌无毒基因类型及出现频率进行持续监测具有重要意义。本研究利用10对无毒基因特异性引物,对2021—2023年分离自辽宁省的稻瘟病菌进行PCR检测,分析无毒基因组成及出现频率并结合3年试验数据对辽宁省稻瘟病菌无毒基因变化情况进行总结,为培育和布局抗瘟品种提供理论支撑。对2021—2023年的232株稻瘟病菌单孢菌株进行无毒基因鉴定。Avr-Piz-t在辽宁省稻瘟病菌中出现频率最高,3年均为100%;Avr-Pik、Avr-Pi9、ACE1、PWL2出现频率较高且相对稳定,3年均在90%以上。Avr-Pita在2023年的出现频率为93.75%,相较于2021年和2022年的64.29%和75.00%有大幅度提高。Avr-Pib出现频率较稳定,3年均在60.00%左右波动。所有供试辽宁省稻瘟病菌均不携带Avr-Pii、Avr-Pia和Avr1-CO39。说明辽宁省稻瘟病菌无毒基因结构复杂,不同无毒基因出现频率存在差异并逐年波动。分析无毒基因地理分布。除Avr1-CO39、Avr-Pii和Avr-Pia未检测到外,其余7个无毒基因均在辽宁省各地区稻瘟病菌上发现。Avr-PizL和5个基因3年间均在辽宁省内分布范围广、出现频率高。Avr-Pita3年间在沈阳市的出现频率相对稳定,均在50.00%左右波动;在丹东市和抚顺市的出现频率均呈逐年上升趋势,而在鞍山市和大连市均呈逐年下降趋势。Avr-Pib3年间在沈阳市、盘锦市和抚顺市的出现频率均呈逐年上升趋势,而在大连市呈逐年下降趋势。说明同一无毒基因在不同地区的出现频率以及逐年变化趋势存在差异。经测序分析,ACE1、Avr-Piz-t和Avr-Pi9相对稳定,均未发生突变。Avr-Pib在326 bp处碱基发生突变。Avr-Pik在260 bp、263 bp、267bp、358 bp和450 bp处有不同的碱基突变。PWL2在215 bp、219 bp、226 bp和737 bp处碱基发生突变。Avr-Pita在184～186 bp处有TTG3个碱基插入,在332 bp、471 bp、545 bp、748 bp和858 bp处碱基发生突变。表明辽宁省稻瘟病菌无毒基因具有多种突变类型,从而导致氨基酸在不同位点发生错义。

关键词：稻瘟病稻瘟病菌无毒基因鉴定辽宁省

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稻曲病菌甘露糖基转移酶相关基因的功能研究

稻曲病菌甘露糖基转移酶相关基因的功能研究

中国植物病理学会2024年学术年会

作者：王世龙周曾冉张曦文魏松红沈阳农业大学植物保护学院水稻病害研究室

稻曲病(Ustilaginoidea virens)是我国水稻三大病害之一,不仅严重影响水稻产量和质量,而且危害人畜健康。研究稻曲病菌的致病机理对明确病菌的侵染特性和培育抗病品种具有重要的理论意义和应用价值。本研究筛选出在稻曲病菌侵染过程中... 详细信息

稻曲病(Ustilaginoidea virens)是我国水稻三大病害之一,不仅严重影响水稻产量和质量,而且危害人畜健康。研究稻曲病菌的致病机理对明确病菌的侵染特性和培育抗病品种具有重要的理论意义和应用价值。本研究筛选出在稻曲病菌侵染过程中显著上调表达的甘露糖基转移酶相关3个基因,对其基因的功能进行了初步探索。利用qRT-PCR测定UvALGs基因在稻曲病菌侵染水稻过程中不同时期和稻曲病菌在培养基上生长不同天数的相对表达量。结果表明,对38个UvALGs基因进行基因表达量分析,筛选出侵染水稻过程中和稻曲病菌生长不同天数表达量均显著上调的基因UvALG3、UvALG15和UvALG32,选择对其进行研究。对稻曲病菌甘露糖基转移酶UvALG3、UvALG15和UvALG32基因编码的蛋白质结构域进行预测和分析,发现3个蛋白含有不同的结构域,分别为ALG3、GT15和OCH1。对这3个基因进行敲除和互补,发现UvALG3、UvALG15和UvALG32基因缺失后,菌丝生长速率显著降低,对压力胁迫的敏感性也明显改变。UvALG3和UvALG15基因敲除转化子产孢量显著升高,UvALG15和UvALG32基因敲除转化子致病力显著下降,UvALG3和UvALG32基因敲除转化子致病力完全丧失。对UvALG3、UvALG15和UvALG32进行田间的致病力测定,结果发现UvALG3和UvALG15相比较野生型稻曲球的数量显著降低,而UvALG32相比野生型并没有显著差异,而在其他的病原菌中OCH1蛋白结构域的缺失会直接导致病原菌的致病力下降,这说明在不同的病原菌中相同的结构域会有不同的功能与作用。综上所述,本研究鉴定了稻曲病菌甘露糖基转移酶基因的功能,初步探究了稻曲病菌致病的分子机制,为创制新的抗稻曲病水稻品种提供基因资源。

关键词：稻曲病菌基因敲除基因回补甘露糖基转移酶致病机理

水稻转录因子筛选及调控水稻抗纹枯病的机制研究

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水稻转录因子筛选及调控水稻抗纹枯病的机制研究

中国植物病理学会2024年学术年会

作者：翟弘杨周畅王奕鸣王妍魏松红沈阳农业大学植物保护学院水稻病害研究室

水稻纹枯病是水稻3大病害之一,在我国各大水稻种植区都有发生,对水稻的产量造成了严重影响,严重时可减产50%。目前化学防治是主要的防治方法,但化学农药对环境污染大,且病原菌产生的抗药性问题日益严重,给水稻纹枯病的防治带来了巨大困... 详细信息

水稻纹枯病是水稻3大病害之一,在我国各大水稻种植区都有发生,对水稻的产量造成了严重影响,严重时可减产50%。目前化学防治是主要的防治方法,但化学农药对环境污染大,且病原菌产生的抗药性问题日益严重,给水稻纹枯病的防治带来了巨大困难。栽培抗病品种是减少水稻纹枯病危害最经济有效的方法。挖掘抗病相关基因并解析其作用机制能够为培育抗病品种奠定重要的理论基础。bHLH、MYB、NAC转录因子是存在于植物与动物中非常重要的一类转录因子,参与调控植物生长发育、植物逆境胁迫以及植物抗病性等过程,有研究表明其在提高植物对生物胁迫的耐性过程中具有重要作用。通过对bHLH、MYB、NAC基因家族进行全基因组注释,对注释基因筛选启动子作用元件,利用接纹枯病菌后不同时间段的水稻叶片提取RNA,反转录,使用实时荧光定量PCR的方法检测,观察表达量变化,筛选获得抗性基因。通过烟草与原生质体亚细胞定位试验分析其存在部位,结果证实bHLH34、MYB22两个转录因子定位在核;并通过酵母双杂交分析其转录激活活性。进一步为验证bHLH34、MYB22两个转录因子在水稻抗纹枯病中的作用,我们建立了bHLH34、MYB22的基因编辑突变体和过表达植株,而且过表达植株中的表达量显著高于野生型。通过抗病性鉴定分析基因编辑突变体与过表达植株对比野生型病斑面积,揭示bHLH34、MYB22调控水稻对纹枯病的抗性。为进一步分析bHLH34、MYB22调节水稻抗纹枯病的机制,我们利用野生型对照和bHLH34、MYB22过表达植物开展了转录组分析并筛选数据,对抗病相关差异表达基因验证并进行GO与KEGG分析,通过酵母单杂交与双萤光素酶筛选下游调控基因,并对下游基因构建突变体植株,通过双突变体病理学实验等深入研究,有助于解析水稻抗纹枯病的分子机制。目前正在进行bHLH34、MYB22用于转录组测序的样品采集,NAC基因家族全基因组注释以及筛选响应纹枯病菌侵染的NAC基因家族转录因子。

关键词： bHLH34 MYB22 NAC 水稻纹枯病转录因子抗性机制

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水稻病害生防菌株的筛选及活性物质初步研究

水稻病害生防菌株的筛选及活性物质初步研究

中国植物病理学会2024年学术年会

作者：张亚婷苏心王可心王妍魏松红沈阳农业大学植物保护学院

稻瘟病(Pyricularia oryzae)、稻曲病(Ustilaginoidea virens)和水稻纹枯病(Rhizoctonia solani)是水稻生产过程中的三大病害,严重影响水稻的产量和质量。目前,化学防治仍是主要的防治方法,但化学农药的过度使用不符合现代农业的发展趋... 详细信息

稻瘟病(Pyricularia oryzae)、稻曲病(Ustilaginoidea virens)和水稻纹枯病(Rhizoctonia solani)是水稻生产过程中的三大病害,严重影响水稻的产量和质量。目前,化学防治仍是主要的防治方法,但化学农药的过度使用不符合现代农业的发展趋势。生物防治具有对非靶标生物安全、对生态环境影响小等优点,是减少和替代化学防治的有效措施。本研究从水稻病害发生严重的田块采集健康杂草,对其内生菌进行分离,从中筛选水稻病害生防菌,基于形态学和16S rDNA、gyrB、ropB序列对生防菌株进行鉴定,用薄层色谱法对其活性物质进行检测,为水稻病害的生物防治提供优质的生防菌资源。从辽宁省7个地区(丹东市、铁岭市、沈阳市、大连市、营口市、盘锦市、鞍山市),37个水稻病害发生严重的田块,采集健康杂草样本129份,经鉴别为稗草、看麦娘、扁穗莎草等植物。用平板稀释涂布法对植物样本进行分离,共获得菌株1 314株,经统计有77株真菌,1 214株细菌和23株放线菌。以稻瘟病菌、稻曲病菌和水稻纹枯病菌为靶标,用平板对峙法筛选出104株对3种病原菌有较好抑制效果的生防菌株。结合形态学和16S rDNA、gyrB、ropB序列对生防菌株进行鉴定,其中菌株SJZ-545和HC-638鉴定为皮尔瑞俄类芽孢杆菌(Paenibacillus peoriae)和球形芽孢杆菌(Bacillus stercoris),为首次报道的防治稻瘟病菌、稻曲病菌和水稻纹枯病菌的生防菌株。菌株SJZ-545对稻瘟病菌、稻曲病菌和水稻纹枯病菌的抑菌圈直径分别为30.17 mm、26.98 mm和28.40 mm。菌株HC-638对3种病原菌的抑菌圈直径分别为26.67 mm、27.47 mm和26.48 mm。经过树脂吸附、甲醇洗脱、二氯甲烷萃取得到菌株SJZ-545和HC-638发酵液粗提物,薄层色谱法检测发现两株生防菌发酵液粗提物中的次生代谢产物丰富,且有明显主斑点,可进行进一步分离纯化鉴定。目前正在进行室内盆栽和离体叶片防治效果试验。

关键词：水稻病害生物防治生防菌活性物质

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新农科背景下植物医生特长班建设模式探索

安徽农学通报 2024年第10期30卷 116-120页

作者：魏松红高萍董辉夏子豪李修伟沈阳农业大学植物保护学院辽宁沈阳110866

新农科建设适应了农业现代化发展的需要,适应了高等农林教育发展改革的需要。在新农科建设背景下,植物保护专业的人才培养面临新的机遇和挑战。本文对植物保护与植物医学的发展现状进行分析,以植物医生特长班为平台,对其建设思路进行分... 详细信息

新农科建设适应了农业现代化发展的需要,适应了高等农林教育发展改革的需要。在新农科建设背景下,植物保护专业的人才培养面临新的机遇和挑战。本文对植物保护与植物医学的发展现状进行分析,以植物医生特长班为平台,对其建设思路进行分析,并探讨植物医生特长班建设模式,具体包括植物医生特长班总体设计、培养方案制定、教学团队建设、一流课程资源建设和虚拟仿真实验教学基地建设等方面,为新农科建设人才培养提供参考。

关键词：新农科植物医生特长班植物保护

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小麦白粉病纯化菌种保存方法

植物保护学报 2005年第3期32卷 271-274页

作者：曹远银于基成刘秋魏松红沈阳农业大学植物免疫研究所沈阳110161 大连民族学院大连116600

利用经初选确定的5种具有较好保鲜能力的配方,采用离体叶段滤纸保存法、离体叶段琼脂保存法和试管苗保存法对小麦白粉病菌纯化菌系保存效果进行了研究。结果表明,对小麦幼苗第一叶叶段保鲜效果最好的配方是沈保6号,当使用40～60μg/mL ... 详细信息

利用经初选确定的5种具有较好保鲜能力的配方,采用离体叶段滤纸保存法、离体叶段琼脂保存法和试管苗保存法对小麦白粉病菌纯化菌系保存效果进行了研究。结果表明,对小麦幼苗第一叶叶段保鲜效果最好的配方是沈保6号,当使用40～60μg/mL 最适浓度时,第25天叶段绿色仍可达到90%以上。保存菌种的最适环境条件研究结果表明,在4℃冰箱中,以离体叶片沈保6号琼脂保存和离体叶沈保6号浸润滤纸保存效果最佳,在第40天叶片绿色仍分别达到78.0%和68.0%,孢子萌发率可达26.7%和26.8%。

关键词：小麦白粉病菌离体叶段培养保存方法菌种纯化离体叶片保存效果孢子萌发率保存法保鲜能力

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应用组织培养法筛选抗草甘膦水稻愈伤组织

江苏农业科学 2012年第11期40卷 37-39页

作者：魏松红张景远李斐王振沈阳农业大学植物保护学院沈阳110866

应用组织培养法,诱导并筛选抗性水稻愈伤组织。在0.001、0.01、0.1、0.5、1、5、10 g/L草甘膦处理的条件下确定水稻愈伤组织的存活率及鲜重的EC50分别为0.512、0.494 g/L,以此确定诱变筛选水稻愈伤组织的浓度。本研究采用梯度筛选法及... 详细信息

应用组织培养法,诱导并筛选抗性水稻愈伤组织。在0.001、0.01、0.1、0.5、1、5、10 g/L草甘膦处理的条件下确定水稻愈伤组织的存活率及鲜重的EC50分别为0.512、0.494 g/L,以此确定诱变筛选水稻愈伤组织的浓度。本研究采用梯度筛选法及诱变等度筛选2种方法进行筛选,梯度筛选法筛选出的抗性愈伤组织其存活率及鲜重的EC50为11.04、11.64 g/L,诱变等度筛选法筛选出的抗性愈伤组织其存活率及鲜重的EC50为10.25、11.81 g/L,2种抗性水平都有很大程度的提高。

关键词：水稻愈伤组织诱变筛选法浓度梯度筛选法草甘膦

黄瓜褐斑病菌除草活性物质的提取方法和理化性质研究

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江苏农业科学 2012年第7期40卷 125-127页

作者：魏松红王黎张丽莹李斐沈阳农业大学植物保护学院辽宁沈阳110866

采用有机溶剂法、活性炭法、硫酸铵分级沉淀法提取黄瓜褐斑病菌除草活性物质,并应用种子萌发法对除草活性物质进行活性测定。提取方法的试验结果表明,有机溶剂法能有效提取到除草活性物质,其中丙酮萃取物对反枝苋种子萌发抑制效果最好,... 详细信息

采用有机溶剂法、活性炭法、硫酸铵分级沉淀法提取黄瓜褐斑病菌除草活性物质,并应用种子萌发法对除草活性物质进行活性测定。提取方法的试验结果表明,有机溶剂法能有效提取到除草活性物质,其中丙酮萃取物对反枝苋种子萌发抑制效果最好,校正抑制率为93.24%,除草活性物质为极性较强的大分子物质;活性炭法不能将除草活性物质提取出来。理化性质试验结果表明,除草活性物质具有较好的紫外光照和热稳定性,在中性和碱性条件下较稳定。

关键词：黄瓜褐斑病菌除草活性物质提取方法理化性质