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Pathotype identification of Xanthomonas oryzae pv. oryzae isolated from high altitudeJaponica rice production region in Yunnan Province

云南高海拔粳稻区白叶枯病菌致病型的鉴定



全 文 :植物病理学报
ACTA PHYTOPATHOLOGICA SINICA  41(6): 635-639(2011)
收稿日期: 2010-09-14; 修回日期: 2011-07-13
基金项目: 农业部“948”计划资助项目(2006 G1); 云南省人才培养项目(2008 PY049); 云南省自然科学基金资助项目(2007 C233M)
通讯作者: 戴陆园, 研究员,博士生导师,研究方向为作物遗传育种; E-mail: luyuandai@yahoo. com. cn。
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췍研究简报
云南高海拔粳稻区白叶枯病菌致病型的鉴定
和建平1,2, 杨雅云1, 冯云程1,2, 董 超1, 阿新祥1
张恩来1, 汤翠凤1, 徐福荣1, 戴陆园1*
( 1云南省农业科学院 生物技术与种质资源研究所, 昆明 650223; 2云南大学 生命科学学院, 昆明 650091)
Pathotype identification of Xanthomonas oryzae pv. oryzae isolated from high
altitude Japonica rice production region in Yunnan Province   HE Jian-ping1,2,YANG
Ya-yun1, FENG Yun-cheng1,2, DONG Chao1, A Xin-xiang1, ZHANG En-lai1, TANG Cui-feng1, XU
Fu-rong1, DAI Lu-yuan1   ( 1 Institute of Biotechnology and Germplasm Resources, Yunnan Academy of Agricultural
Sciences, Kunming 650223, China; 2 College of Life Sciences of Yunnan University, Kunming 650091, China;)
Abstract: To identify the pathotype distribution and race differentiation of Xanthomonas oryzae pv. oryzae
(Xoo)collected from high altitude japonica rice production region in Yunnan Province,32 Xoo isolates from
the regions with altitude higher than 1 800 m were tested on three sets of differential rice varieties. The results
showed that 32 isolates were grouped into 11 pathotypes on the differential varieties set up by Yu, et al.
(2005),7 pathotypes including resistant reaction mode RSSSSSS were firstly reported. The RRRSRSS was the
dominant while RSSSSSS the most toxic. The 32 isolates were classified into 11 pathotypes and 7 ones on the
differential varieties set up by Fang, et al. (1990),and Xu, et al. (2004),respectively. And in these cases of
7 and 5 pathotypes were also firstly reported respectively. There were 6 isolates which showed unreported
pathotypes or new pathotypes on any one of the three sets of differential rice varieties. These 6 isolates might be
further classified into 3 or 4 different pathotypes. The pathotype distribution of Xoo varied with the altitudes
and regions.
Key words: Xoo; Japonica rice; altitude; differential varieties; pathotype
文章编号: 0412-0914(2011)06-0635-05
    水稻白叶枯病是危害水稻的重要细菌性病害
之一,病原为稻生黄单胞菌水稻致病变种 Xan-
thomonas oryzae pv. oryzae (Xoo)。 近 10 年来云
南省水稻白叶枯病的危害向高海拔粳稻区扩散,在
海拔 2 200 m的剑川县,白叶枯病已成为最严重的
水稻病害[1 ~ 2]。 开展高海拔粳稻区白叶枯病菌致
病型的鉴定、分布和分化研究,对云南高海拔粳稻
区稻作生产具有指导意义。
利用合适的鉴别品种研究水稻白叶枯病菌致
病性和致病型,是行之有效的传统方法。 目前国内
公认的鉴别品种有 2 套,分别是 Fang 等[3]确定的
金刚 30、Tetep、南粳 15、Java14、IR26 和 Xu等[4]确
定的金刚 30、 IRBB14、 IRBB3、 IRBB4、 Java14、
IRBB5 鉴别品种。 针对高原粳稻白叶枯病菌,Yu
 
植物病理学报 41 卷
等[2]确定了毫糯扬、TN1、黄玉、珍珠矮、IR26、南粳
33、金南风构成的鉴别品种。 本文从滇西北的丽江
市、楚雄州、大理州的 4 个县 6 个海拔 1 837 m 以
上稻区种植的 11 个水稻品种上,采集白叶枯病病
叶并分离出 32 个菌株,在上述 3 套鉴别品种上开
展鉴定,研究云南高海拔粳稻区白叶枯病菌致病型
的分布特点。
1  材料与方法
32 个菌株采集地信息见表 1。 鉴别品种的种
植、接种方法和分级标准均同 Yu等[2]。
Table 1  Variety and origin of rice leaf collections infected with Xoo
NO. Strain No. Origin Variety Altitude / m
1 JC1-1 Zhongdeng village,Jinhua township,Jianchuan county, Dali prefecture Jianjing 3 2191
2 JC1-6 The same as above Jianjing 3 2191
3 JC1-7 The same as above Jianjing 3 2191
4 JC1-8 The same as above Jianjing 3 2191
5 JC1-9 The same as above Jianjing 3 2191
6 JC2-2 The same as above Jianjing 3 2191
7 JC3-1 The same as above Huagu 2191
8 JC5-1 The same as above Jianjingyo1 2191
9 JC6-1 Longmen village,Diannan township,Jianchuan county, Dali prefecture Jianjing 6 2205
10 JC6-2 The same as above Jianjing 6 2205
11 JC6-3 The same as above Jianjing 6 2205
12 JC7-2 The same as above Fengdao 21 2205
13 JC8-2 The same as above Jianjingxiang1 2205
14 JC9-1 The same as above Fengdao 17 2205
15 JC9-2 The same as above Fengdao 17 2205
16 JC12-1 Jinping village,Yangcen township,Jianchuan county, Dali prefecture Jianjing 3 2350
17 JC12-2 The same as above Jianjing 3 2350
18 JC13-1 The same as above 88-16 2350
19 LJ17-1 Baofuluo village, Daxing township,Yulong county, Lijiang prefecture Chujing 26 1837
20 LJ17-2 The same as above Chujing 26 1837
21 LJ18-1 The same as above Chujing 28 1837
22 LJ18-2 The same as above Chujing 28 1837
23 LJ19-1 The same as above Chujing 28 1837
24 LJ20-1 Dongguan village,Qihe township,Gucheng Lijiang prefecture Fengdao 21 2252
25 LJ20-2 The same as above Fengdao 21 2252
26 LJ20-3 The same as above Fengdao 21 2252
27 CX28-3 Changjietianchangshouxia village, Yaoan county,Chuxiong prefecture Chujing 28 1869
28 CX29-1 Jiucheng village,Yaoan county,Chuxiong prefecture Yunjing 19 1869
29 CX29-2 The same as above Yunjing 19 1869
30 CX29-3 The same as above Yunjing 19 1869
31 CX30-1 The same as above Chujing 26 1869
32 CX30-2 The same as above Chujing 26 1869
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  6 期   和建平,等:云南高海拔粳稻区白叶枯病菌致病型的鉴定
2  结果与分析
2. 1  白叶枯病菌致病型的鉴定
32 个菌株在 3 套鉴别品种上的抗感反应模式
见表 2。
由表 2 可见,供试菌株在 Yu 等确定的鉴别品
种上表现为 11 个致病型,其中 12 个菌株所表现的
4 种致病型是曾经报道过的,还有 20 个菌株 7 种
致病型是以前没有报道的;表现为 RRRSRSS 致病
型的菌株有7个,为优势菌群;RSSSSSS致病型为
Table 2  Resistant reaction modes of the 32 Xoo strains on the three sets of differential varieties
Strain
The differential varieties
set up by
Yu Teng-qiong,etc.
Pathotype
The differential varieties
set up by
Fang Zhong-da,etc.
Pathotype
The differential varieties
set up by
Xu Zhi-gang,etc.
Pathotype
JC7-2 RRRRRRR 0 RRSRR - RRRRRR 0
JC12-2 RRRRRRR 0 RRRRR 0 RRRRRR 0
JC6-1 RRRRRSS Ⅳ RRRRR 0 RRRRRR 0
JC12-1 RRRRRSS Ⅳ RRRRR 0 RRRRRR 0
JC9-2 RRRRRSS Ⅳ SRRRR Ⅰ SRRRRR C1
JC1-7 RRRSSSS Ⅸ SRRRS - SRSRRR -
JC3-1 RSSSRSS Ⅹ SRRRR Ⅰ SRRRRR C1
JC9-1 RSSSRSS Ⅹ SRRSR - SRSRSR -
JC2-2 RSSSRSS Ⅹ SRSRR Ⅵ SRRRRR C1
LJ18-1 RSSSRSS Ⅹ SRSSR Ⅶ SRRRSR -
LJ20-3 RSSSRSS Ⅹ SRRRR Ⅰ SRRRRR C1
LJ19-1 RSSSRSS Ⅹ SRSSR Ⅶ SRRRSR -
LJ20-2 RRRSRRR - RRSRR - RRRRRR 0
JC6-3 RRRSRSR - SRSSR Ⅶ SRRRSR -
JC1-9 RRRSRSR - RRRRR 0 RRRRRR 0
CX29-2 RRSSRSR - SRSSR Ⅶ SRRRSR -
LJ18-2 RRRSRSS - SRSSR Ⅶ SRSRSR -
JC8-2 RRRSRSS - SRSRR Ⅳ SRRRRR C1
CX29-1 RRRSRSS - SRRRR Ⅰ SRSRRR -
CX29-3 RRRSRSS - SRRRR Ⅰ SRSRRR -
LJ17-1 RRRSRSS - RRRRR 0 RRRRRR 0
LJ17-2 RRRSRSS - RRRRR 0 RRRRRR 0
JC1-1 RRRSRSS - RRRRR 0 RRRRRR 0
JC13-1 RRSSRSS - SRRRR Ⅰ SRSRRR -
JC5-1 RSRSRSS - SRRRR Ⅰ SRSRRR -
JC1-6 RSRSRSS - SRRRR Ⅰ SRRRRR C1
JC6-2 RSSSSSS _ SRSRS - SRSRRS -
CX28-3 RSSSSSS - SRSSS - SRSRSS -
JC1-8 RSSSSSS - SRSSS - SRSRSR -
CX30-1 RSSSSSS - SRSSS - SRSRSS -
LJ20-1 RSSSSSS - SSRSS - SRSRSR -
CX30-2 RSSSSSS - SRRSS - SRSRSS -
R: Resistant; S: Susceptible; “ -”: Unreported pathotype, the pathotype was firstly reported.
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植物病理学报 41 卷
毒性菌群。 在 Fang 等确定的鉴别品种上表现为
12 种致病型,22 个菌株表现的 5 种致病型是以前
报道过的,还有 10 个菌株表现的 7 种致病型是以
往没有报道过的,Ⅰ型菌株有 8 个,为优势菌群;
SRSSS致病型为毒性菌群。 在 Xu 等确定的鉴别
品种上表现为 7 种致病型,15 个菌株表现的 2 种
致病型是以往报道过的,17 个菌株表现的 5 种致
病型是以往没有报道过的;0 型菌有 9 个,为优势
菌群; SRSRSS致病型为毒性菌群。
    值得注意的是,在 3 套鉴别品种上共发现 19
种致病型属于未报道型,即 19 种新致病型。 还有
6 个菌株在 3 套鉴别品种上都表现为未报道型,它
们是 JC6-2、 CX28-3、 JC1-8、 CX30-1、 LJ20-1 和
CX30-2。 尽管这 6 个菌株在 Yu 等确定的鉴别品
种上只表现为 RSSSSSS一种致病型,但在 Fang 等
和 Xu等确定的鉴别品种上分别表现为 4 种和 3
种致病型;可以推定这 6 个菌株为新的致病型菌
株,并且这 6 个菌株内还存在十分明显的多样性。
2. 2  白叶枯病菌致病型的分布特点
仅以 Yu等确定的鉴别品种鉴定结果为例,即
可看到菌株致病型的分布出现了区域性差异。 来
自大理州剑川县的 18 个菌株表现出 9 种致病型,
致病型丰富度为 50% 。 其中,剑川县所特有的致
病型共 6 种,即致病型 0、 Ⅳ、 Ⅸ、 RRRSRSR、
RRSSRSS、RSRSRSS;表现为致病型Ⅳ和Ⅹ的菌株
各有 3 个,占 16. 67% ,为剑川县的优势菌群。 来
自丽江市的 8 个菌株表现出 4 种致病型,致病型丰
富度为 50% 。 其中,丽江市的菌株所特有的致病
型有 1 种,即致病型 RRRSRRR;表型为 RRRSRSS
和Ⅹ的菌株各有3个,占37 . 5% ,为丽江市优势菌
群。 来自楚雄州的 6 个菌株表现出 3 种致病型,致
病型丰富度为 50% ,楚雄州菌株所特有的致病型
也有 1 种,即致病型 RRSSRSR;表型为 RSSSSSS
的菌株有 3 个,占 50% ,为楚雄州优势菌群,也是
毒性菌群。 可见,这 3 个州市的毒性菌群的致病型
均是 RSSSSSS,但优势菌群致病型是不相同的,特
有致病型数量以大理州最多,达 6 种,而其他 2 个
州市都只有 1 种,反映出高海拔白叶枯病菌变异中
大理州特别是剑川县是比较特殊的。
菌株致病型分布还与病叶采集点的海拔有关
(表 3)。 6 个不同海拔采集点中,没有一个采集点
的菌株是单一致病型的,致病型丰富度都在 40%
以上,并呈现随海拔升高致病型丰富度增加的趋
势;海拔最低点和最高点的毒性菌群分别为致病型
Ⅹ和 RRSSRSS,而其他 4 个海拔点的毒性菌群都
是 RSSSSSS。
3  结论
采用 Yu等确定的鉴别品种的鉴定结果,与以
往[1,2,5]比较,少了Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅴ、Ⅵ、Ⅶ、Ⅷ 7 种致
病型,发现 7 种新致病型,3 个州市白叶枯病菌致
病型的分布和组成均已发生变化,特别是大理州剑
川县的菌株致病型更加特殊,本研究中共鉴定出 9
种致病型。 用 3 套鉴别品种同时鉴定出 6 株新致
病型菌株,特别是采自剑川县的 2 个菌株 JC6-2 和
JC1-8 在 2 套鉴别品种上均表现为互不相同的 2 种
致病型,值得特别关注。 菌株致病型分布存在地区
和海拔差异,有些致病型只在特定的区域和海拔出
现。 这可能与云南特殊的气候和地理环境甚至水
稻品种多样性有关,云南高海拔粳稻区是研究白叶
枯病菌变异的理想区域之一。
Table 3  Pathotype distribution of Xoo isolates from differential altitude zones
Altitude / m
Strain
number
Pathotype
Pathotype
richness / %
Pathogenic
race
Epidemic
race
1837 5 Ⅹ、RRRSRSS 40 Ⅹ RRRSRSS
1869 6 RSSSSSS、RRRSRSS、RRSSRSR 50 RSSSSSS RSSSSSS
2191 8 Ⅸ、Ⅹ、RRRSRSS、RSRSRSS、RRSSRSR、RSSSSSS 75 RSSSSSS RSSSSSS、Ⅹ
2205 7 0、Ⅳ、Ⅸ、RRRRRSS、RRRSRSR、RSRSRSS 86 RSSSSSS Ⅳ
2252 3 Ⅹ、RSSSSSS、RRRSRRR 100 RSSSSSS -
2350 3 0、Ⅳ、RRSSRSS 100 RRSSRSS -
“ -”: Obvious epidemic race was not found.
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  6 期   和建平,等:云南高海拔粳稻区白叶枯病菌致病型的鉴定
参考文献
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thomonas oryzae pv. oryzae collected from japonica
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责任编辑:
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于金枝
《耕耘-章琦稻病抗性研究选集》简介
章琦研究员是我国著名植物病理学家,从 20 世纪 70 年代初,开始从事水稻病害综合防治和抗病
育种;80 年代以来,随着国内外水稻抗病性研究的发展,从寄主和病原菌两个层面开展交叉、并行研
究,形成了一套水稻抗病性遗传改良应用基础研究系统。
章琦研究员追求真知,独辟蹊径、勤于思考、著述颇丰。 计有 61 篇论文选入本书,见证了作者近
半个世纪以来在科研工作中承前启后、勤奋耕耘的历程。 它涵盖了水稻抗病育种、抗性遗传研究、抗
病新基因的鉴定与应用、白叶枯病致病性分化及群体遗传结构等内容,并从其专著《水稻白叶枯病抗
性的遗传及改良》中,选择了本人撰写的部分论文。 这是一部综合植物病理、遗传、分子生物技术等
学科,论述了水稻对主要病害的抗性及其遗传改良的理论结合实践的著作;也包括了经作者整理、分
析、概括,将国内外学者一个多世纪来,对水稻白叶枯病抗性遗传改良的理解与阐述。 《选集》还对研
究立项、选材和方法、分析与展望等方面加以详尽表述。 多数论文兼具中英文摘要和图表。 是一部农
业科学研究院校从事作物抗病性遗传研究师生及相关专业学者的良师益友。 全书图文并茂,也附加
作者研究和学术活动经历照片,反映了作者刻苦专研、永不言弃、开拓研究的耕耘人生,或许对青年学
子奋发图强有所启迪。
该书为平装 16 开本,105 万字,单价 110. 00 元。 中国农业出版社 2010 年 7 月出版。 ISBN978-7-
109-14524-5。 需要者可向中国农业出版社订购。 地址:北京市朝阳区麦子店街 18 号 楼,邮政编码:
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