植物学报 ›› 2023, Vol. 58 ›› Issue (5): 743-749.DOI: 10.11983/CBB22183
田传玉1,2, 方妍力1,2, 沈晴3, 王宏杰1,2, 陈析丰1, 郭威1, 赵开军2, 王春连2,4(), 纪志远2(
)
收稿日期:
2022-08-03
接受日期:
2023-02-09
出版日期:
2023-09-01
发布日期:
2023-09-21
通讯作者:
*E-mail: wangchunlian@caas.cn;jizhiyuan@caas.cn
作者简介:
第一联系人:† 共同第一作者。
基金资助:
Tian Chuanyu1,2, Fang Yanli1,2, Shen Qing3, Wang Hongjie1,2, Chen Xifeng1, Guo Wei1, Zhao Kaijun2, Wang Chunlian2,4(), Ji Zhiyuan2(
)
Received:
2022-08-03
Accepted:
2023-02-09
Online:
2023-09-01
Published:
2023-09-21
Contact:
*E-mail: wangchunlian@caas.cn;jizhiyuan@caas.cn
About author:
First author contact:† These authors contributed equally to this paper.
摘要: 种植抗病品种一直是防控水稻白叶枯病(bacterial blight, BB)最有效的措施。近年来, 白叶枯病在我国多地呈现“老病新发”态势。为查明近期白叶枯病成灾的原因, 2019-2021年间, 在南方8省(海南、云南、广西、广东、福建、湖南、浙江和江苏)病害重发生田块采集叶片, 分离获得野生白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv. oryzae, Xoo)。通过对主效毒性因子基因型tale (transcription activator-like effectors)进行Southern杂交检测, 将新分离的97株Xoo菌株划分为10个基因型, 其中基因型V是优势种群代表。选取各基因型的代表菌株, 剪叶接种携带主要抗病基因(R gene)的水稻(Oryza sativa)品种, 毒力测试结果显示, Xa3和Xa4等传统抗病基因对田间大部分菌株已经丧失抗性, Xa7和Xa23等优异抗病基因对白叶枯病仍具有广谱抗性。研究结果表明, 近期“老病新发”的主要原因可能是水稻新品种选育过程中忽视了优异抗白叶枯病基因资源的引入, 挖掘与利用优异抗病基因资源仍是防控白叶枯病最理想的途径。
田传玉, 方妍力, 沈晴, 王宏杰, 陈析丰, 郭威, 赵开军, 王春连, 纪志远. 2019-2021年我国南方稻区白叶枯病菌的毒力与遗传多样性调查研究. 植物学报, 2023, 58(5): 743-749.
Tian Chuanyu, Fang Yanli, Shen Qing, Wang Hongjie, Chen Xifeng, Guo Wei, Zhao Kaijun, Wang Chunlian, Ji Zhiyuan. Genotypic Diversity and Pathogenisity of Xanthomonas oryzae pv. oryzae Isolated from Southern China in 2019-2021. Chinese Bulletin of Botany, 2023, 58(5): 743-749.
图1 2019-2021年我国南方稻区感病叶片上分离获得的水稻黄单胞菌株PCR检测 (A) 白叶枯病菌的特异性PCR检测; (B) 细菌性条斑病菌的特异性PCR检测。M: 分子量标准; ddw: 空白对照
Figure 1 PCR-based detection of Xanthomonas oryzae strains isolated from diseased leaves of Southern China in 2019-2021 (A) Specific PCR detection from Xoo strains; (B) Specific PCR detection from Xoc strains. M: Marker; ddw: Control
图2 2019-2021年我国南方稻区分离获得的Xoo菌株tale基因Southern杂交检测 I-X: 分离菌株代表基因型; PXO86: 菲律宾2号小种; PXO99: 菲律宾6号小种
Figure 2 Southern blot analysis of tale genes of Xoo strains collected from Southern China in 2019-2021 I-X: Genotypes of isolated strains in this study; PXO86: Philippine race 2; PXO99: Philippine race 6
tale genotype | Representative strains | Distribution | Number of strains | Frequency (%) | Putative tale gene |
---|---|---|---|---|---|
I | YN18-3 | Yunnan, Guangxi | 4 | 4.12 | pthXo1, avrXa7, avrXa23 |
II | GX15-2, YN17-8 | Yunnan, Guangxi | 2 | 2.06 | pthXo1, pthXo2, avrXa23, avrXa27 |
III | YN17-2, YN18-6 | Yunnan, Guangdong | 8 | 8.25 | pthXo1, pthXo2, avrXa10, avrXa23, avrXa27 |
IV | GX15-4, GD3-153 | Guangxi, Guangdong, Yunnan | 18 | 18.56 | pthXo1, pthXo2, avrXa23 |
V | ZJ1-121, HuN1-136 | Zhejiang, Hunan, Jiangsu | 27 | 27.84 | pthXo1, pthXo2, avrXa23 |
VI | ZJ3-184 | Zhejiang, Guangdong | 5 | 5.15 | pthXo1, pthXo2, avrXa23, avrXa27 |
VII | ZJ4-198 | Zhejiang, Jiangsu | 4 | 4.12 | pthXo1, pthXo2, avrXa23, avrXa27 |
VIII | GD1-105, HN1-150 | Guangdong, Hainan, Zhejiang, Guangxi | 22 | 22.68 | pthXo1, pthXo2, avrXa23 |
IX | FJ3-192 | Fujian, Guangxi | 4 | 4.12 | pthXo1, avrXa7, avrXa10, avrXa23, avrXa27 |
X | JS2-103 | Jiangsu, Zhejiang | 3 | 3.09 | pthXo1, pthXo2, avrXa7, avrXa10, avrXa23, avrXa27 |
表1 2019-2021年我国南方稻区分离获得的Xoo菌株tale基因型
Table 1 tale genotypes of Xoo strains collected from Southern China in 2019-2021
tale genotype | Representative strains | Distribution | Number of strains | Frequency (%) | Putative tale gene |
---|---|---|---|---|---|
I | YN18-3 | Yunnan, Guangxi | 4 | 4.12 | pthXo1, avrXa7, avrXa23 |
II | GX15-2, YN17-8 | Yunnan, Guangxi | 2 | 2.06 | pthXo1, pthXo2, avrXa23, avrXa27 |
III | YN17-2, YN18-6 | Yunnan, Guangdong | 8 | 8.25 | pthXo1, pthXo2, avrXa10, avrXa23, avrXa27 |
IV | GX15-4, GD3-153 | Guangxi, Guangdong, Yunnan | 18 | 18.56 | pthXo1, pthXo2, avrXa23 |
V | ZJ1-121, HuN1-136 | Zhejiang, Hunan, Jiangsu | 27 | 27.84 | pthXo1, pthXo2, avrXa23 |
VI | ZJ3-184 | Zhejiang, Guangdong | 5 | 5.15 | pthXo1, pthXo2, avrXa23, avrXa27 |
VII | ZJ4-198 | Zhejiang, Jiangsu | 4 | 4.12 | pthXo1, pthXo2, avrXa23, avrXa27 |
VIII | GD1-105, HN1-150 | Guangdong, Hainan, Zhejiang, Guangxi | 22 | 22.68 | pthXo1, pthXo2, avrXa23 |
IX | FJ3-192 | Fujian, Guangxi | 4 | 4.12 | pthXo1, avrXa7, avrXa10, avrXa23, avrXa27 |
X | JS2-103 | Jiangsu, Zhejiang | 3 | 3.09 | pthXo1, pthXo2, avrXa7, avrXa10, avrXa23, avrXa27 |
Strains | tale genotype | IR24 | JG30 | IRBB3 | IRBB4 | IRBB5 | IRBB7 | IRBB21 | IRBB27 | CBB23 | KΔSWEET | 5024 | 4059 | 4064 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
YN18-3 | I | 2.17± 1.21 b | 11.00± 1.25 a | 0.50± 0.32 b | 0.50± 0.69 b | 0.50± 0.04 b | 0.10± 0.00 b | 0.50± 0.31 b | 0.50± 0.01 b | 0.30± 0.01 b | 1.90± 0.40 b | 0.10± 0.00 b | 0.35± 0.01 b | 0.35± 0.05 b |
GX15-2 | II | 9.00± 0.69 b | 14.00± 0.82 a | 8.67± 2.75 b | 7.17± 0.05 c | 1.67± 0.02 c | 2.50± 0.01 d | 4.44± 0.45 c | 0.10± 0.00 d | 1.88± 0.03 d | 2.13± 0.45 d | 0.10± 0.00 d | 0.11± 0.02 d | 14.33± 1.25 a |
YN18-6 | III | 9.83± 0.02 b | 18.83± 0.96 a | 15.67± 0.01 a | 3.50± 0.03 c | 0.40± 0.01 d | 0.48± 0.17 d | 0.50± 0.00 d | 0.32± 0.01 d | 0.10± 0.02 d | 1.40± 0.01 d | 0.20± 0.01 d | 0.60± 0.01 d | 2.42± 0.01 d |
GD3-153 | IV | 8.17± 0.90 b | 17.00± 2.58 a | 8.67± 2.98 b | 0.50± 0.01 d | 0.10± 0.00 d | 0.10± 0.02 d | 3.38± 0.02 c | 0.50± 0.02 d | 0.10± 0.01 d | 1.08± 1.92 d | 0.10± 0.00 d | 0.10± 0.01 d | 7.00± 1.63 b |
HuN1-136 | V | 9.50± 0.58 b | 11.33± 2.08 a | 5.17± 0.94 c | 6.75± 1.34 c | 0.10± 0.02 d | 0.10± 0.01 d | 14.83± 1.25 a | 0.20± 0.01 d | 0.10± 0.10 d | 0.75± 0.22 d | 3.50± 0.01 c | 1.17± 0.02 d | 9.92± 1.21 b |
ZJ3-184 | VI | 6.33± 0.37 b | 14.50± 1.83 a | 7.75± 0.02 b | 0.20± 0.03 c | 0.10± 0.00 c | 2.75± 0.02 c | 0.10± 0.00 c | 0.10± 0.00 c | 0.88± 0.32 c | 0.35± 0.15 c | 0.10± 0.00 c | 1.33± 0.01 c | 2.50± 0.14 c |
ZJ4-198 | VII | 9.50± 1.21 b | 12.00± 1.07 a | 6.67± 1.70 c | 7.33± 1.61 c | 1.75± 0.32 d | 0.10± 0.01 d | 2.42± 0.03 d | 0.10± 0.00 d | 0.10± 0.01 d | 7.83± 0.21 c | 0.10± 0.02 d | 0.50± 0.01 d | 5.83± 0.25 c |
HN1-150 | VIII | 10.33± 0.69 b | 17.17± 1.29 a | 14.00± 0.94 a | 6.17± 1.12 c | 0.33± 0.01 d | 0.53± 0.25 d | 3.86± 0.01 d | 8.67± 3.34 c | 1.21± 0.24 d | 1.10± 0.24 d | 4.00± 0.95 d | 4.83± 0.05 c | 8.17± 0.14 c |
FJ3-192 | IX | 6.67± 1.97 b | 8.17± 1.34 ab | 4.75± 1.15 bc | 4.92± 0.69 bc | 0.10± 0.00 c | 5.08± 0.37 b | 1.00± 0.01 c | 0.10± 0.02 c | 1.42± 1.28 c | 1.50± 0.37 c | 0.83± 0.01 c | 2.67± 0.01 c | 10.33± 0.17 a |
JS2-103 | X | 4.83± 0.96 c | 12.83± 0.75 a | 7.17± 0.69 b | 1.67± 1.18 d | 0.50± 0.00 d | 1.93± 0.07 d | 2.17± 0.00 d | 0.10± 0.00 d | 0.25± 0.07 d | 1.58± 0.43 d | 0.50± 0.02 d | 0.10± 0.00 d | 4.83± 2.89 c |
表2 携带不同抗性基因的水稻品种中Xoo 10个tale基因型代表菌株的毒力评价
Table 2 Virulence evaluation of 10 tale genotypes of Xoo strains in rice cultivars containing different R genes
Strains | tale genotype | IR24 | JG30 | IRBB3 | IRBB4 | IRBB5 | IRBB7 | IRBB21 | IRBB27 | CBB23 | KΔSWEET | 5024 | 4059 | 4064 |
---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
YN18-3 | I | 2.17± 1.21 b | 11.00± 1.25 a | 0.50± 0.32 b | 0.50± 0.69 b | 0.50± 0.04 b | 0.10± 0.00 b | 0.50± 0.31 b | 0.50± 0.01 b | 0.30± 0.01 b | 1.90± 0.40 b | 0.10± 0.00 b | 0.35± 0.01 b | 0.35± 0.05 b |
GX15-2 | II | 9.00± 0.69 b | 14.00± 0.82 a | 8.67± 2.75 b | 7.17± 0.05 c | 1.67± 0.02 c | 2.50± 0.01 d | 4.44± 0.45 c | 0.10± 0.00 d | 1.88± 0.03 d | 2.13± 0.45 d | 0.10± 0.00 d | 0.11± 0.02 d | 14.33± 1.25 a |
YN18-6 | III | 9.83± 0.02 b | 18.83± 0.96 a | 15.67± 0.01 a | 3.50± 0.03 c | 0.40± 0.01 d | 0.48± 0.17 d | 0.50± 0.00 d | 0.32± 0.01 d | 0.10± 0.02 d | 1.40± 0.01 d | 0.20± 0.01 d | 0.60± 0.01 d | 2.42± 0.01 d |
GD3-153 | IV | 8.17± 0.90 b | 17.00± 2.58 a | 8.67± 2.98 b | 0.50± 0.01 d | 0.10± 0.00 d | 0.10± 0.02 d | 3.38± 0.02 c | 0.50± 0.02 d | 0.10± 0.01 d | 1.08± 1.92 d | 0.10± 0.00 d | 0.10± 0.01 d | 7.00± 1.63 b |
HuN1-136 | V | 9.50± 0.58 b | 11.33± 2.08 a | 5.17± 0.94 c | 6.75± 1.34 c | 0.10± 0.02 d | 0.10± 0.01 d | 14.83± 1.25 a | 0.20± 0.01 d | 0.10± 0.10 d | 0.75± 0.22 d | 3.50± 0.01 c | 1.17± 0.02 d | 9.92± 1.21 b |
ZJ3-184 | VI | 6.33± 0.37 b | 14.50± 1.83 a | 7.75± 0.02 b | 0.20± 0.03 c | 0.10± 0.00 c | 2.75± 0.02 c | 0.10± 0.00 c | 0.10± 0.00 c | 0.88± 0.32 c | 0.35± 0.15 c | 0.10± 0.00 c | 1.33± 0.01 c | 2.50± 0.14 c |
ZJ4-198 | VII | 9.50± 1.21 b | 12.00± 1.07 a | 6.67± 1.70 c | 7.33± 1.61 c | 1.75± 0.32 d | 0.10± 0.01 d | 2.42± 0.03 d | 0.10± 0.00 d | 0.10± 0.01 d | 7.83± 0.21 c | 0.10± 0.02 d | 0.50± 0.01 d | 5.83± 0.25 c |
HN1-150 | VIII | 10.33± 0.69 b | 17.17± 1.29 a | 14.00± 0.94 a | 6.17± 1.12 c | 0.33± 0.01 d | 0.53± 0.25 d | 3.86± 0.01 d | 8.67± 3.34 c | 1.21± 0.24 d | 1.10± 0.24 d | 4.00± 0.95 d | 4.83± 0.05 c | 8.17± 0.14 c |
FJ3-192 | IX | 6.67± 1.97 b | 8.17± 1.34 ab | 4.75± 1.15 bc | 4.92± 0.69 bc | 0.10± 0.00 c | 5.08± 0.37 b | 1.00± 0.01 c | 0.10± 0.02 c | 1.42± 1.28 c | 1.50± 0.37 c | 0.83± 0.01 c | 2.67± 0.01 c | 10.33± 0.17 a |
JS2-103 | X | 4.83± 0.96 c | 12.83± 0.75 a | 7.17± 0.69 b | 1.67± 1.18 d | 0.50± 0.00 d | 1.93± 0.07 d | 2.17± 0.00 d | 0.10± 0.00 d | 0.25± 0.07 d | 1.58± 0.43 d | 0.50± 0.02 d | 0.10± 0.00 d | 4.83± 2.89 c |
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