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植保所水稻病害绿色防控创新团队在稻瘟病菌研究方面取得重要进展
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稻瘟病菌(Pyricularia oryzae)是水稻生产上最具破坏性的病原真菌之一,由其引起的穗颈瘟直接导致水稻产量的损失。我院植保所水稻病害创新团队长期开展稻瘟病菌种群结构、主栽品种抗病性丧失风险评估和病原菌对主打防治药剂的抗药性监测,并取得了重要进展,主要有:

1. 首次发现报道了一类引起水稻穗颈瘟的病原新种Pyricularia sp. jiangsuensis。经过生物学特征、多位点序列分析和全基因组分析,鉴定该病原菌为梨孢属真菌的一个新成员,命名为Pyricularia sp. jiangsuensis。通过生物学特征分析,代表菌株18-2在菌落形态、孢子长度及孢子梗等特征上与稻瘟病菌差异明显。有趣的是,菌株18-2不仅能侵染水稻穗部、根部和5种禾本科植物,而且能与稻瘟病菌Guy11共侵染水稻叶片。运用第三代PacBio单分子测序技术,对代表菌株18-2进行基因组de novo测序。与46个已知的梨孢菌Pyricularia oryzae效应子进行BlastP,发现18-2中存在21个同源的效应子。其中BAS113、BAS2、Iug6和MoCDIP4对应于一个以上的同源假定效应子,这些假定效应子是否参与宿主对靶标基因的识别将作进一步研究。该研究进一步加深了对水稻穗颈瘟病原菌种类及致病机制的认识,这为病原菌与宿主共同进化的适应性提供了新的思路。研究结果以“Pyricularia sp. jiangsuensis, a new cryptic rice panicle blast pathogen from rice fields in Jiangsu Province, China”为题在线发表于国际知名期刊Environmental Microbiology。

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2. 围绕稻瘟病菌抗病基因资源的发掘取得重要进展。以江苏9个水稻种植区穗颈瘟样品中分离到224株为材料,利用国际水稻所的32个单基因品系阐明了24个抗病基因的在江苏省的抗性频率。研究表明Piz/Pii、Piz/Pi5、Piz/Pi5 3个抗病基因组合在江苏省有重要应用价值,这为抗病品种的科学布局、抗病育种及稻瘟病的综合防控提供了重要科学依据。相关研究结果以“Pathogenicity and population structure analysis of Pyricularia oryzae in different districts of Jiangsu province, China”为题发表于植物病理学专业期刊Plant Pathology。

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3.围绕水稻穗颈瘟的发生机制研究取得重要进展。人们对稻瘟菌侵染水稻叶部的研究较多,但对穗部侵染机制的研究较少。通过研究不同侵染因素对穗颈瘟发生的影响,发现穗龄、温度等因素对穗颈瘟的发生至关重要。研究结果不仅有助于改进穗颈瘟抗性评价方法,同时为稻瘟病菌穗期致病机制的研究奠定基础。相关研究结果以“Effects of panicle development stage and temperature on rice panicle blast infection by Magnaporthe oryzae and visualization of its infection process”为题发表于植物病理学专业期刊Plant Pathology。

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4. 评估了稻瘟病对稻瘟灵等主打药剂的抗药性。与省植保站等单位合作,开展了我省稻瘟病菌对稻瘟灵的抗药性长期监测,研究发现2019年全省稻瘟病菌对稻瘟灵的抗性频率为12.9%。这些稻瘟灵抗药性菌株的抗性水平在3.6~5.0之间,均表现为低抗水平,且与嘧菌酯、咪鲜胺以及稻瘟酰胺均不存在交互抗性,目前稻瘟灵依然可以作为江苏省防治稻瘟病的有效药剂。相关研究结果以“江苏省稻瘟病菌对稻瘟灵的抗药性监测及特性分析”为题发表于植物病理学专业期刊《植物病理学报》。

以上研究得到了国家重点研发计划(2016YFD0300706)、国家自然科学基金(31861143011和31601592)、江苏省农业科技自主创新资金(CX[19]1008)等项目的资助;团队成员杜艳博士、齐中强博士和潘夏艳博士分别为第一作者,刘永锋研究员为通讯作者。

 

相关论文链接如下:

https://sfamjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1462-2920.15678;

https://bsppjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/epdf/10.1111/ppa.13283;

https://bsppjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/ppa.13386;

https://kns.cnki.net/kcms/detail/11.2184.Q.20210610.0906.001.html