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综述:小麦和大麦基因型与叶斑病的宿主-病原体互作及反应测定方法
【字体: 大 中 小 】 时间:2025年06月04日 来源:Discover Life
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这篇综述系统梳理了小麦和大麦叶斑病(由Zymoseptoria tritici和Rhynchosporium graminicola引起)的宿主-病原互作机制,重点评述了田间与温室条件下抗性基因型筛选方法(如双位数转换公式PSI、LSD法)的优缺点,并提出改进建议(如Silvar公式更适用于规模数据转换)。文中强调了效应蛋白(Zt3LysM)、抗性基因(Lb16q编码CRK)和物理防御(角质层增厚)在病害防控中的关键作用,为抗病育种提供了理论依据。
小麦和大麦叶斑病分别由Zymoseptoria tritici(Z. tritici)和Rhynchosporium graminicola(R. graminicola)引发,两者均属于子囊菌门,但分类差异显著。Z. tritici通过分泌效应蛋白Zt3LysM竞争性结合几丁质,掩盖病原体细胞壁成分,逃避小麦免疫识别。而小麦则通过质膜定位的Lb16q基因编码半胱氨酸富集受体样激酶(CRK),在感染早期阻断病原体生长。大麦则通过延长潜伏期和物理屏障(如角质层增厚)抵抗R. graminicola入侵。
田间评估中,Saari-Prescott双位数法(00-99)被广泛使用,但Sharma-Duveiller公式PSI=[(D1/9)(D2/9)]100因忽略病原生物学特性(如孢子雨溅传播)而受质疑。例如,双位数37和73经该公式转换后均为25.9,掩盖了基因型差异。相比之下,Silvar公式PSI=Snr/(NprMsc)*100更适用于群体数据转换。温室条件下,最小显著差异法(LSD)成为主流,通过比较坏死面积(N)和分生孢子密度(P)判定抗性,但湿度不足会导致P参数失真。
基于Eyal和Brown的病害进展系数(SPC),研究者提出改良反应类型:SPC<0.4且病斑覆盖率(PCD)<15%为抗性(R),SPC 0.4-0.7且PCD 15-40%为中感(MS)。这一分类整合了植株高度和病斑垂直分布,更客观反映田间抗性表现。
当前研究缺乏对病原体流行病学和分子机制(如基因组学)的深入探讨。此外,评估大规模基因型时,需平衡数据质量与效率——例如评估100个基因型(2重复×10植株×4叶片=8,000叶片)需6小时,超出常规研究负荷。未来应优化表型分析技术,并探索Zt3LysM与CRK互作的分子细节,以开发持久抗病品种。
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