选用Pi2、Piz-t、Pi9、Pi25、Pi5、Pita、Pia、Ptr、Pi1、Pikm、Pi54等11个抗稻瘟病基因的功能性分子标记,对华南稻区近年育成的90个籼稻骨干亲本进行抗性基因鉴定与稻瘟病抗性评价.结果表明,综合抗性等级达到高抗、抗、中抗、中感、感及高感的亲本分别为0份、3份、35份、38份、14份和0份,且年度间表现较为一致.不同鉴定时期的稻瘟病抗性级别相关性分析进一步显示,苗瘟与叶瘟、苗瘟与穗颈瘟以及叶瘟与穗颈瘟的抗性级别呈极显著正相关.对上述11个抗性基因在90个亲本中的分布进行检测,发现除Pi9基因以外,其他10个抗性基因在亲本中的分布频率分别为75.56％(Pi54)、70.0％(Pi5)、47.78％(Pi2)、31.11％(Pi25和Pia)、20.0％(Ptr)、15.56％(Pi1)、13.32％(Pita)、4.44％(Pikm)和1.11％(Piz-t).11 个抗性基因在不同省际间育成亲本中的分布频率差异较大.进一步结果表明,随着聚合抗性基因数量的增加,亲本抗性水平呈相应提升趋势,但不同抗性基因组合对于提升水稻亲本抗病性的贡献呈现明显差异.本研究为华南稻区新育成籼型常规水稻品种的合理布局及抗稻瘟病基因的育种应用提供有益的参考.

稻巨座壳引起的稻瘟病是一种重要的农作物真菌病害,该病害的发生和流行限制了水稻的产量,威胁全球粮食安全.细胞凋亡和自噬在稻巨座壳的致病性中起重要作用,抗细胞凋亡的存活因子 Svf1 在禾谷镰刀菌和核盘菌中被报道与致病力相关,但是其在稻巨座壳中的详细功能却并未见报道.本研究对MoSvf1进行序列分析,发现Svf1在真菌中高度保守.对其进行基因敲除并观察表型,发现 Mosvf1 突变体菌落生长减慢,菌丝形态异常,但其产孢量相比野生型有显著性增多.说明MoSvf1 正调控稻巨座壳的营养生长,负调控孢子的形成.Mosvf1 突变体的附着胞形成和致病力无可见缺陷.为进一步完善MoSvf1 的互作调控网络,我们通过IP-MS的方法鉴定MoSvf1 的互作蛋白,发现其中包含多个与胞内信号传导及细胞凋亡有关的蛋白.对 MoSvf1 互作蛋白的分析有助于进一步揭示MoSvf1 的调控模式和作用途径,为阐明稻巨座壳的生长和凋亡打下重要基础.

[目的]昆虫肠道共生细菌是栖息在昆虫肠道中的微生物,是肠道微生物群落中最主要的成员.它们对昆虫的生长发育、营养吸收以及免疫系统均具有重要影响.本研究通过对小菜蛾Plutella xylostella肠道共生细菌进行分离培养和功能鉴定,以探究肠道共生细菌对小菜蛾适应性的影响及其对真菌的广谱抑制作用.[方法]利用体外平板培养分离纯化小菜蛾3龄幼虫肠道细菌PxG45菌株,结合形态学、16S rDNA基因测序和生理生化测定进行菌种鉴定.利用生物测定探究PxG45对小菜蛾3龄幼虫存活率及球孢白僵菌Beauveria bassiana侵染小菜蛾3龄幼虫对存活率的影响.通过平板对峙法检测PxG45对球孢白僵菌的抑制作用,进一步检测PxG45对植物病原真菌希金斯炭疽菌Colletotrichum higginsianum、刺盘孢炭疽菌C.camelliae、尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种 Fusarium oxysporum f.sp.cubense race 4、茄链格孢菌 Alternaria solani、稻瘟病菌 Magnaporthe oryzae和丁香假单胞菌杨梅致病变种Pseudomonas syringae pv.myricae的广谱抗性.[结果]小菜蛾3龄幼虫肠道菌PxG45为成团泛菌Pantoea agglomerans.与未饲喂PxG45的对照组相比,饲喂PxG45不仅显著提高了健康小菜蛾3龄幼虫的存活率,还提高了球孢白僵菌侵染后3龄幼虫的存活率.与PxG45拮抗培养的球孢白僵菌和6种植物病原真菌的菌落直径均显著小于单独培养球孢白僵菌和6种植物病原真菌时的直径,与PxG45拮抗培养后真菌的生长均被抑制.[结论]成团泛菌PxG45通过直接的抑菌作用影响小菜蛾对外界的适应性,且这种抑菌作用具备广谱性,可显著抑制植物病原真菌的生长.本研究表明PxG45具备生防菌潜力,并为利用害虫肠道共生菌提供新思路.

[背景]枯草芽孢杆菌YN145 是一株从湖南省桃江县的健康稻株中分离的细菌,前期研究中该菌对稻瘟病菌拮抗效果显著,在生物防治方面有很大的应用潜力.[目的]深入研究该菌株的生防机制并挖掘次级代谢产物基因资源.[方法]在 4 株稻瘟病菌生防菌中,选择其胞外抗菌物质抑制稻瘟病菌黑色素合成效果最佳的菌株YN145,采用紫外-可见分光光度计在波长 400 nm处测定胞外和菌丝体内黑色素液的吸光度值,采用菌丝生长抑制平板法和分生孢子萌发抑制法测定抑菌活性.采用PacBio第三代测序和Illumina HiSeq第二代测序相结合的技术对菌株YN145 进行全基因组测序,并对测序数据进行组装,注释预测基因的功能,分析次级代谢产物合成基因簇.[结果]菌株YN145 的胞外抗菌物质能较好地抑制稻瘟病菌黑色素合成、分生孢子萌发和菌丝生长.菌株YN145全基因组大小为 4167871 bp,GC含量为 43.86%,编码序列(coding sequence,CDS)数量为 4294 个;共找到 85 个tRNA、30 个rRNA和 92 个sRNA.同时预测到 5 个已知的次级代谢产物合成基因簇,分别编码合成bacillaene、bacillibactin、fengycin、subtilosin-A和bacilysin,并且找到了与抑制黑色素相关的查尔酮合酶基因.[结论]在基因组层面上分析菌株YN145 具有良好抑菌效果的内在原因并提供大量基础数据,为深入研究枯草芽孢杆菌次级代谢提供参考,对菌株YN145 后续相关研究具有重大意义.

[背景]稻瘟病是水稻的三大重要病害之一,每年对水稻生产都会造成较大的损失,生物防治稻瘟病已成防治该病害的重要手段,而目前鲜少有报道从药用野生稻中分离内生菌用以防治稻瘟病.[目的]从药用野生稻内生菌中挖掘对稻瘟病具有拮抗作用的微生物资源.[方法]采用分离法从勐遮药用野生稻中先分离出内生菌,再通过平板对峙法筛选对稻瘟病菌具有拮抗作用的菌株,通过形态学和 16S rRNA基因序列分析对菌株进行鉴定,同时筛选该菌株的最适培养基、pH、培养温度和摇床转速.[结果]筛选得到拮抗菌株Z5,在LB培养基上对稻瘟病菌菌丝生长的抑制率达到96.43%,经形态学和 16S rRNA基因序列分析,初步鉴定为短小芽孢杆菌(Bacillus pumilus).在NYBD、CM、LB、NA和YSP这 5种培养基中,菌株Z5的最适培养基为NYBD培养基、最适pH值为 8.0-9.0、最适培养温度为 35℃、最适摇床转速为 250 r/min.[结论]短小芽孢杆菌Z5 对稻瘟病菌的生长具有较好的抑制作用,且该菌株耐高温、较耐酸碱,作为稻瘟病生防制剂研发具有一定的价值.

[目的]明确转Bt基因抗虫水稻在病虫害胁迫下对Bt蛋白表达量的影响.[方法]以Bt水稻T1C-19(表达Cry1C蛋白)为研究对象,探究褐飞虱、白叶枯病等 6 种水稻常见病虫害胁迫下其体内Bt蛋白的表达量变化.[结果]褐飞虱取食引起T1C-19 水稻叶片中Bt蛋白含量降低,而黑尾叶蝉取食显著降低了T1C-19 水稻叶鞘中的Bt蛋白含量,白叶枯病侵染导致Bt水稻叶鞘中的Bt蛋白含量显著上升.二化螟、水稻普通矮缩病、稻瘟病的胁迫对转基因水稻T1C-19 叶片和叶鞘中的Bt蛋白含量均无显著影响.[结论]病虫害胁迫因种类不同对Bt水稻中Bt蛋白表达量的影响有所不同.这将为Bt水稻的抗虫效果评价提供数据基础,同时为Bt水稻病虫害综合治理提供科学依据.

水稻是海南省最主要的粮食作物之一,然而海南耕地面积少、稻谷总产低,粮食自给压力大,培育优质高产抗逆水稻品种、提高水稻总产量是保障海南粮食安全的重要途径.本研究以2003-2021年期间通过海南省审定的水稻品种为材料,对产量、米质、抗性等农艺性状的年际间变化、品种分布频率以及性状间的相关性等进行分析,解析海南品种的基本特性.2003-2021年海南省审定水稻品种384个,品种类型主要为杂交籼稻品种,占71.3％;审定品种的区试和生试产量水平表明海南水稻单产水平不高;每穗粒数在110～160粒的中小穗型居多;稻瘟病抗性或白叶枯病抗性水平有待提高,双抗品种的占比不到0.5％;直链淀粉含量偏高,年际间呈现缓慢下降的趋势,达到食用籼稻品质一级～三级的水稻品种占比约为24％,米质水平整体上较一般.基于此,在海南水稻的产量提升、品种抗性和米质改善等方面,都需要种质的创新和突破,培育优良水稻新品种.另外,还可修订水稻品种审定的标准、加强水稻栽培研究和推广方面的力度等来促进海南水稻生产水平的提升.

目的:研究MoYpt7与MoGdi1的互作关系以及定点突变体MoYpt7N125I的生物学功能.创新点:补充了MoYpt7在稻瘟病菌致病过程中的生物学功能.方法:采用双分子荧光互补和免疫共沉淀的方法检测MoYpt7与MoGdi1的相互作用.利用点突变的方法,分析MoYpt7的鸟嘌呤二核苷酸磷酸(GDP)结合形式的生物学功能.结论:MoYpt7与Rab-GDP解离抑制因子的一个同源物MoGdi1相互作用,获得了MoYpt7的GDP结合形式的过表达突变体.该突变体菌落形态发生变化,产孢能力和致病性显著下降.同时,稻瘟病菌MoYpt7N125的亚细胞定位发生变化.

利用高产早籼嘉育253和高产抗稻瘟病早籼品种中组3号为亲本,采用分离世代自然病圃鉴定结合稻瘟病混合菌株人工接种抗性筛选方法,通过系谱法和产量比较试验,最终选育获得高产抗稻瘟病早籼稻新品种中早39.对超级早籼稻品种中早39及其系谱亲本嘉育253和中组3号进行产量相关性状、光合特性、叶面积指数和光合色素含量等测定和比较分析,发现中早39的每穗总粒数和结实率优于其系谱亲本,库容优势明显;中早39在齐穗后20天保持最高的净光合速率,其叶面积指数和各光合色素含量也优于系谱亲本;因此,中早39具有超高产光合生理特性.育种初期选用了高产亲本,且在生育后期中早39比其系谱亲本具有更优的光合生理特性,是水稻高产育种中优良性状的整合和后期功能型超级稻特性的体现;中早39超高产优势来自于品种选育过程中源库的优化、株叶形态的改善;中早39的选育研究为水稻高产育种提供了参考信息.

作为一种主要粮食作物,水稻的生产影响全球经济的稳步增长.各种生物、非生物胁迫威胁水稻的生长发育过程.稻瘟病菌Magnaporthe oryzae(syn.Pyricularia oryzae)为重要的农业病原微生物,其引起的稻瘟病是世界性水稻重要病害,给水稻生产造成严重产量损失.相对于传统的化学农药防治,培育抗稻瘟病水稻品种是比较环保、有效的病害防治策略,然而田间稻瘟病菌群体复杂多样,小种遗传变异速度很快,抗病水稻品种的种植年限和范围受限.因此,掌握水稻抗病机理和稻瘟病菌致病机制有助于制定更好的防治措施.水稻与稻瘟病菌的相互作用过程涉及了不同层次的植物免疫反应,根据近年来水稻和稻瘟病菌功能基因组学研究上的最新进展,侧重对水稻抗稻瘟病的分子机理和信号传导方面进行了综述,并展望了二者研究所面临的机遇和挑战,以期进一步推进水稻与稻瘟病菌互作的分子机理研究,并为水稻的抗病育种提供借鉴.