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郭小勤等
, 2011,
稻瘟病菌对非寄主植物毛竹的接种试验
,
分子植物育种
Vol.9 No.8 (doi: 10.5376/mpb.cn.2010.09.0008)
1058
寄主抗性的研究有助于破译植物复杂的抗性防卫
机制。
根据植物与病原物互作导致非寄主抗性时是
否表现过敏性坏死反应
(HR)
，可将非寄主抗性分为
两种类型，第一类非寄主抗性不能产生肉眼可见的
坏死症状，第二类非寄主抗性产生
HR
，因此可见坏
死症状
(Mysore and Ryu, 2004)
。非寄主植物所表现
出的非寄主抗性类型取决于植物种类、病原菌种
类，因此，某种非寄主植物对一种病原菌表现第一
类非寄主抗性，而对另外一种病原菌则可能表现为
第二类非寄主抗性。迄今为止，围绕模式植物拟南
芥
(Lu, 2001; Collins et al., 2003; Kang et al., 2003;
Shimada et al., 2006)
、烟草
(Hutcheson et al., 2001)
、
西芹
(Kamoun, 2001)
等，已经有多个不同的植物—
病原菌互作系统被建立起来用于非寄主抗性的研究，
并且在植物表现非寄主抗性的结构特征、生理生化
机理、分子遗传规律、信号传导、基因克隆等方面
取得进展
(Lipka et al., 2007; Bao et al., 2008; Kwon
et al., 2008; Zellerhoff et al., 2010)
。
毛竹与水稻同属禾本科植物，具有突出的抗水
稻病虫害能力、基本不感染水稻病虫害，若能从毛
竹中挖掘到耐性基因，并转到水稻中，可增加水稻
的可利用基因资源，有望获得高抗稻瘟病菌水稻。
本文尝试建立毛竹—稻瘟病菌非寄主抗性互作系统，
从组织水平初步分析毛竹对稻瘟病菌表现的非寄主
抗性，为挖掘毛竹中的抗性基因资源，应用于水稻
的耐性改良奠定基础。这是竹类植物非寄主抗性研
究的首次报道。
1
结果与分析
1.1
稻瘟菌的接种浓度影响其侵染效果
由于尚未见到用稻瘟病菌菌株接种毛竹的相
关报道，因此，在实验之前，首先对稻瘟病菌菌株
07
-
73 (
粳型
)
的接种浓度进行了探索。接种结果表
明，接种浓度对毛竹产生过敏性坏死
(HR)
的程度有
明显的影响。以浓度为
1
×
10
5
cfu/mL
的稻瘟病菌分
生孢子接种后，毛竹的叶面并没有产生
HR
反应
(
图
1A)
。而以
1
×
10
6
cfu/mL
浓度的稻瘟病菌分生孢子
接种时，毛竹叶面产生了强烈的
HR
斑
(
图
1B)
。表明
稻瘟病菌菌株
07
-
73 (
粳型
)
刺激毛竹产生非寄主抗
性的最适浓度以
1
×
10
6
cfu/mL
为宜。因此，以下的
接种实验均选用了浓度为
1
×
10
6
cfu/mL
的稻瘟病菌
图
1
各样本接种稻瘟病菌后的症状及镜检结果
注
: A:
浓度为
1×10
5
cfu/mL
的稻瘟病菌接种毛竹叶片
5
天后
症状
; B:
浓度为
1×10
6
cfu/mL
的稻瘟病菌接种毛竹叶片后
5
天
的症状
; C:
毛竹不同叶龄的叶片接种稻瘟病菌后的症状
; D,E:
浓度为
1×10
6
cfu/mL
的稻瘟病菌接种日本晴后的镜检图
; F,G:
浓度为
1×10
6
cfu/mL
的稻瘟病菌接种毛竹后的镜检图
Figure 1 The symptom and microscopical observation of the
samples inoculated with
M. grisea
Note: A, B: The symptom of leaves of
ph. edulis
inoculated with
M. grisea
concentration of spore suspension (A) 1×10
5
cfu/mL
and (B) 1×10
6
cfu/mL after 5 days; C: The symptom of different
stage leaves of
p. edulis
; D, E: Microscopical observation of
leaves of Nipponnbare inoculated with
M. grisea
concentration
of spore suspension 1×10
6
cfu/mL; F, G: Microscopical
observation of leaves of
p. edulis
inoculated with
M. grisea
concentration of spore suspension 1×10
6
cfu/mL
菌株
07
-
73(
粳型
)
。
1.2
非寄主植物毛竹的叶龄影响侵染效果
接种实验表明，接种叶片的叶龄对非寄主抗性
的产生也有很大影响。以同样浓度的孢子悬液对同
不同叶龄的叶片进行接种后，发现，位于顶端的嫩
叶对稻瘟病菌表现出强烈的
HR
反应，而成熟叶却无
反应
(
图
1C
中左是倒数第二片成熟叶，右为倒数第一
片成熟叶
)
。因此，实验选用毛竹的嫩叶片进行接种。
1.3
非寄主植物毛竹对稻瘟病菌表现抗性
以浓度为
1
×
10
6
cfu/mL
的孢子悬浮液分别接种
日本晴和毛竹，结果发现，接种
5
天后，日本晴发
病严重
(
灰色
) (
图
1D)
。
40
倍显微镜镜检观察到其体
内产生了大量的稻瘟病菌菌丝和分生孢子
(
图
1E)
。
然而以同样浓度的该菌接种的毛竹却对稻瘟病菌
表现明显的非寄主抗性。在
1
×
10
6
cfu/mL
浓度下稻
瘟病菌分生孢子刺激毛竹叶面产生强烈的过敏性坏
死斑。在
40
倍显微镜下观察，发现在坏死部位有强