草类植物抗病机制研究进展

doi:10.11686/cyxb2021508

摘要/Abstract

摘要：

草类植物病害是限制草牧业生产和发展的主要因素之一。目前抗病品种的开发利用是目前防治病害最经济有效的方法，植物抗病机制的研究对开发抗病品种和构建生态环境友好型病害防治至关重要。植物受病原菌侵染时形成多种复杂的防御机制，本研究主要从植物组织结构抗性、生理生化抗性、抗性基因和抗性数量性状位点（QTLs）定位等分子机制方面综述草类植物抗病机制研究进展，并提出我国草类植物抗病机制研究中面临的主要问题与解决办法，以期为草类植物抗病育种提供理论依据。

关键词: 草类植物, 病害, 组织结构抗性, 生理生化抗病性, 抗病基因, QTLs

Abstract:

Grass disease is one of the major limiting factors for the development of forage industries. At present， the development and utilization of resistant cultivar is the most economical and effective disease management strategies. Research on plant disease resistance mechanisms is essential for the development of resistant cultivar and the construction of eco-environmental friendly disease prevention and control measures. Plants form a variety of defense mechanisms when they are infected by pathogens. This study summarized the research advances relating to disease resistance mechanism， including tissue resistance， physiological and biochemical resistance， and molecular mechanism involving resistance genes and quantitative trait loci （QTLs） related to disease resistance traits. The major problems and opportunities for solutions in the research into resistance mechanisms of herbaceous plants are identified， which provides a theoretical basis for breeding of grass disease resistance.

Key words: herbaceous plants, disease, tissue resistance, physiology and biochemistry resistance, resistance genes, QTLs

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图/表 2

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98	Ben C， Toueni M， Montanari S， et al. Natural diversity in the model legume Medicago truncatula allows identifying distinct genetic mechanisms conferring partial resistance to Verticillium wilt. Journal of Experimental Botany， 2013， 64（1）： 317-332.
99	Zhu S， Leonard K J， Kaeppler H F. Quantitative trait loci associated with seedling resistance to isolates of Puccinia coronata in oat. Phytopathology， 2003， 93（7）： 860-866.
100	Muylle H， Baert J， Bockstaele E V， et al. Four QTLs determine crown rust （Puccinia coronata f. sp. lolii） resistance in a perennial ryegrass （Lolium perenne） population. Heredity， 2005， 95（5）： 348-357.
101	Ma S J， Xu B Y， Zeng F H， et al. Studies on genetic transformation with resistance to fungi disease of tall fescue. Acta Horticulturae Sinica， 2006， 33（6）： 1275-1280.
	马生健，徐碧玉，曾富华，等. 高羊茅抗真菌病基因转化的研究. 园艺学报， 2006， 33（6）： 1275-1280.

寄主类别 Host type	寄主植物 Host plant	病害 Disease	病原 Pathogen	遗传方式 Inheritance	基因 Gene	参考文献 References
豆科 Legumes	紫花苜蓿 M. sativa	炭疽病 Anthracnose	三叶草炭疽菌小种1号 C. trifolii race 1	显性Dominance	An1	［63］
		炭疽病 Anthracnose	三叶草炭疽菌小种1和2号C. trifolii race 1 and 2	显性Dominance	An2	［63］
		霜霉病 Downy mildew	三叶草叶斑病假单胞菌 Peronospora trifoliorum	不完全显性Incomplete dominance	Dm	［74］
		霜霉病 Downy mildew	三叶草叶斑病假单胞菌 Peronospora trifoliorum	显性Dominance	PtR1-5	［75］
		镰刀菌枯萎病 Fusarium wilt	尖孢镰刀菌苜蓿专化型 F. oxysporum f. sp.medicaginis	显性Dominance	FW1	［90］
		镰刀菌枯萎病 Fusarium wilt	尖孢镰刀菌苜蓿专化型 F. oxysporum f. sp.medicaginis	不完全显性，加性Incomplete dominance， additive	FW2	［90］
		疫霉根腐病 Phytophthora root rot	疫霉P. medicaginis	隐性Recessive	Pm	［70］
				显性Dominance	Pm1， Pm2	［71-72］
				显性Dominance	Pm3， Pm4	［91］
				显性Dominance	Pm5， Pm6	［73］
	蒺藜苜蓿 M. truncatula	炭疽病 Anthracnose	三叶草炭疽菌C. trifolii	显性Dominance	RCT1	［1，64］
		豌豆丝囊菌根腐病Aphanomyces root rot	卵菌根腐丝囊霉A. euteiches	显性Dominance	AER1	［67］
		豌豆丝囊菌根腐病Aphanomyces root rot	卵菌根腐丝囊霉A. euteiches	隐性Recessive	prAe1	［22］
	柱花草 S. guianensis	炭疽病 Anthracnose	长孢炭疽菌C. gloeosporioides	未知Unknown	SgPAL1， PAL	［62，65］
禾本科 Gramineae	燕麦 A. sativa	白粉病 Powdery mildew	禾本科布氏白粉菌Blumeria graminis	显性Dominance	Eg-1， Eg-3， Eg-5	［77-78］
				显性Dominance	Pm1~5， Pm7~11	［76，85，92］
				隐性Recessive	Pm6	［92］
				显性Dominance	OMR1， OMR2， OMR3	［79］
		锈病Rust	秆锈病菌P. graminis	未知Unknown	Pg1~4， Pg6， Pg8~13， Pg15~16， Pg19	［86-87］
			冠锈病菌P. coronata	未知Unknown	Pc38， Pc39， Pc48， Pc53， Pc54， Pc58， Pc68， Pc71， Pc91， Pc94	［84-85］
			冠锈病菌P. coronata	显性Dominance	Pc62	［93］
	结缕草 Z. japonica	褐斑病Brown blot	立枯丝核菌R. solani	未知Unknown	NCED	［89］
	草地早熟禾P. pratensis	锈病Rust	秆锈病菌P. graminis	未知Unknown	PR1L， NPR1L	［82］

寄主类别 Host type	寄主植物 Host plant	病害 Disease	病原 Pathogen	遗传方式 Inheritance	基因 Gene	参考文献 References
豆科 Legumes	紫花苜蓿 M. sativa	炭疽病 Anthracnose	三叶草炭疽菌小种1号 C. trifolii race 1	显性Dominance	An1	［63］
		炭疽病 Anthracnose	三叶草炭疽菌小种1和2号C. trifolii race 1 and 2	显性Dominance	An2	［63］
		霜霉病 Downy mildew	三叶草叶斑病假单胞菌 Peronospora trifoliorum	不完全显性Incomplete dominance	Dm	［74］
		霜霉病 Downy mildew	三叶草叶斑病假单胞菌 Peronospora trifoliorum	显性Dominance	PtR1-5	［75］
		镰刀菌枯萎病 Fusarium wilt	尖孢镰刀菌苜蓿专化型 F. oxysporum f. sp.medicaginis	显性Dominance	FW1	［90］
		镰刀菌枯萎病 Fusarium wilt	尖孢镰刀菌苜蓿专化型 F. oxysporum f. sp.medicaginis	不完全显性，加性Incomplete dominance， additive	FW2	［90］
		疫霉根腐病 Phytophthora root rot	疫霉P. medicaginis	隐性Recessive	Pm	［70］
				显性Dominance	Pm1， Pm2	［71-72］
				显性Dominance	Pm3， Pm4	［91］
				显性Dominance	Pm5， Pm6	［73］
	蒺藜苜蓿 M. truncatula	炭疽病 Anthracnose	三叶草炭疽菌C. trifolii	显性Dominance	RCT1	［1，64］
		豌豆丝囊菌根腐病Aphanomyces root rot	卵菌根腐丝囊霉A. euteiches	显性Dominance	AER1	［67］
		豌豆丝囊菌根腐病Aphanomyces root rot	卵菌根腐丝囊霉A. euteiches	隐性Recessive	prAe1	［22］
	柱花草 S. guianensis	炭疽病 Anthracnose	长孢炭疽菌C. gloeosporioides	未知Unknown	SgPAL1， PAL	［62，65］
禾本科 Gramineae	燕麦 A. sativa	白粉病 Powdery mildew	禾本科布氏白粉菌Blumeria graminis	显性Dominance	Eg-1， Eg-3， Eg-5	［77-78］
				显性Dominance	Pm1~5， Pm7~11	［76，85，92］
				隐性Recessive	Pm6	［92］
				显性Dominance	OMR1， OMR2， OMR3	［79］
		锈病Rust	秆锈病菌P. graminis	未知Unknown	Pg1~4， Pg6， Pg8~13， Pg15~16， Pg19	［86-87］
			冠锈病菌P. coronata	未知Unknown	Pc38， Pc39， Pc48， Pc53， Pc54， Pc58， Pc68， Pc71， Pc91， Pc94	［84-85］
			冠锈病菌P. coronata	显性Dominance	Pc62	［93］
	结缕草 Z. japonica	褐斑病Brown blot	立枯丝核菌R. solani	未知Unknown	NCED	［89］
	草地早熟禾P. pratensis	锈病Rust	秆锈病菌P. graminis	未知Unknown	PR1L， NPR1L	［82］

寄主类别 Host type	寄主植物 Host plant	病害 Disease	病原 Pathogen	数量性状位点 Quantitative trait locus （QTLs）	参考文献 References
豆科 Legumes	蒺藜苜蓿 M. truncatula	白粉病Powdery mildew	豌豆白粉菌E. pisi	Epp1， Epa1， Epa2	［1］
		春季黑茎叶斑病Spring black stem and leaf spot	苜蓿茎点霉Phoma medicaginis	rnpm1， rnpm2	［60］
		黄萎病Verticillium wilt	黑白轮枝菌V. albo-atrum	MtVa1， MtVa2， MtVa3	［98］
	红三叶 T. pratense	白粉病Powdery mildew	三叶草白粉菌Erysiphe trifoliorum	qrp-1	［94］
禾本科 Gramineae	燕麦A. sativa	锈病Rust	冠锈病菌P. coronata	Prq1a， Prq1b， Prq2， Prq7， Pcq1， Pcq2	［99］
禾本科 Gramineae	多年生黑麦草L. perenne	锈病Rust	冠锈病菌P. coronata	LpPc1， LpPc2， LpPc3， LpPc4	［100］

寄主类别 Host type	寄主植物 Host plant	病害 Disease	病原 Pathogen	数量性状位点 Quantitative trait locus （QTLs）	参考文献 References
豆科 Legumes	蒺藜苜蓿 M. truncatula	白粉病Powdery mildew	豌豆白粉菌E. pisi	Epp1， Epa1， Epa2	［1］
		春季黑茎叶斑病Spring black stem and leaf spot	苜蓿茎点霉Phoma medicaginis	rnpm1， rnpm2	［60］
		黄萎病Verticillium wilt	黑白轮枝菌V. albo-atrum	MtVa1， MtVa2， MtVa3	［98］
	红三叶 T. pratense	白粉病Powdery mildew	三叶草白粉菌Erysiphe trifoliorum	qrp-1	［94］
禾本科 Gramineae	燕麦A. sativa	锈病Rust	冠锈病菌P. coronata	Prq1a， Prq1b， Prq2， Prq7， Pcq1， Pcq2	［99］
禾本科 Gramineae	多年生黑麦草L. perenne	锈病Rust	冠锈病菌P. coronata	LpPc1， LpPc2， LpPc3， LpPc4	［100］

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[2]	聂秀美, 赵桂琴, 孙浩洋, 柴继宽, 兰晓君, 周恒, 黎蓉, 琚泽亮, 焦润安, 孙雷雷. 甘肃省燕麦主产区叶斑病调查及病原鉴定[J]. 草业学报, 2020, 29(4): 157-167.
[3]	王晓瑜, 丁婷婷, 李彦忠, 段廷玉. AM真菌与根瘤菌对紫花苜蓿镰刀菌萎蔫和根腐病的影响[J]. 草业学报, 2019, 28(8): 139-149.
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[5]	李晶,李娜,丁品,杨海兴,刘锦霞,武建荣,杜文静,张建军. 黄帚橐吾提取物对保护地辣椒4种病原真菌的抑制活性及其病害防效[J]. 草业学报, 2018, 27(4): 56-68.
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