水稻稻粒黑粉病菌T.horrida属于担子菌门黑粉菌纲腥黑粉菌科腥黑粉菌属，危害水稻谷粒，形成大量黑粉粉状物-病原菌冬孢子。稻粒黑粉病是该病近年来在杂交稻制种田的重要病害之一，为了提高杂交水稻的制种产量和质量，本小组开展了该类种子重要病害的研究，现将稻粒黑粉病研究小结下。

1、稻粒黑粉病危害与症状：稻粒黑粉病又称黑穗病，俗称乌谷、黑粉谷等，由种子或土壤传播真菌引起，主要为害穗部，一般仅个别小穗受害。穗期谷壳缝隙处长出黑色舌状突起物，初期带黏性，后来成黑色粉末黏附在谷壳上。该病近年来在杂交稻制种田的重要病害之一，一般穗发病率为70%-80%，病粒率达10%-15%，高的达70%-80%，损失率达10%-20%，甚至超过50%。病谷的米粒全部或部分被破坏，起初症状不明显，到腊熟、成熟期才表现出症状，成熟时颖间自然裂开，露出锥形黑色角状物，破裂后散出黑色粉末。

田间发病症状

  危害稻粒症状

2、病原菌分离与鉴定：王娜、代小娟、张婧等利用冬孢子悬浮液分离方法，共分离得到安徽、湖南、江苏、贵州、四川遂宁、新津、成都等7个主要危害地区的稻粒黑粉病菌株。在水稻孕穗期，通过田间回接实验观察发现，被侵染的水稻谷粒感病率达到50%以上，感病谷粒散出大量黑色粉末，侵染过后产生的秕谷增加，大多秕谷的颖壳上散落着大量的黑色粉末。对结实率及千粒重的统计表明，与正常生长的小穗相比，侵染过后的小穗在结实率、千粒重上明显降低，直接导致产量减少，影响着种子的质量和品质。

  稻粒黑粉菌生活史

3、培养形态与孢子：王娜等通过人工培养基培养，菌株生长缓慢，菌落最初为圆形、均一乳白色，似酵母状，后期随着菌落的生长，菌落周边平坦、均匀地铺在培养基的表面，中间隆起，颜色由最初的均一乳白色变为中间颜色较深的奶酪色，表面呈现革质化，产生辐射状的褶皱。镜检发现菌落由大量的次生担孢子组成，次生担孢子主要有线状和香蕉状两种类型。DAPI染色后发现，次生担孢子都是单细胞核，无色无隔膜，大量次生担孢子线状紧密排列形成清晰可见的孢子堆。

4. 全基因组测序分析：王娜、代小娟等通过脉冲电泳分析获得病原菌具有至少7条染色体带，通过PacBio RS II测序仪完成基因组三代单分子测序，构建插入片段为20 kb的 PacBio RS II文库，完成3个SMRT cell数据量。通过MHAP软件组装分析得到一个由84个Scaffold组成的为23Mb的基因组序列图，经过基因注释，该基因组预测编码基因7729个，其中有1,697个蛋白注释到PHI数据库相关蛋白。

5、生产上不育系材料抗性鉴定：稻粒黑粉病主要为害水稻不育系，已成为限制我国杂交稻制种的主要病害因素。鉴于此王爱军、殷得所、江波等通过连续三年田间人工接种稻粒黑粉强毒力菌株试验，对目前生产上应用78份水稻不育系种质资源进行了抗稻粒黑粉病鉴定，从中筛选到高抗稻粒黑粉病水稻不育系4766A。

6、抗性基因与机制：王爱军等运用 RNA-seq 技术对抗病不育系和感病不育系在稻粒黑粉病菌侵染的不同时间点进行转录组测序，通过比较不同时间点抗感转录差异以探讨水稻抗稻粒黑粉病的相关抗病分子机制，并构建共表达网络及抗病特异性模块，揭示了抗病相关基因的表达互作特征，同时通过抗感品种构建的F₂代群体进行BSA定位分析，结合侵染表达分析数据确定抗稻粒黑粉病的主效基因，通过候选基因功能验证确定了其抗性功能，该项工作为水稻抗稻粒黑粉病田间育种提供可能。

7、效应子筛选与机制：盘林秀等对稻粒黑粉菌基因组、转录组测序研究基础上，对其不同侵染时期显著上调表达的分泌蛋白进行筛选，共获得3个能诱导寄主细胞坏死的效应子。

目前，项目组正在开展病原菌效应子引发寄主产生免疫反应机制、抗性机制及生产应用研究，为杂交稻不育系的安全生产打下基础。

研究人员介绍：

   代小娟、王娜、盘林秀均为本课题已毕业的硕士研究生；王爱军、张婧为本课题已毕业的博士研究生，目前王爱军在本实验室工作，张婧在四川省进出口检验检疫局工作；殷得所博士就职于湖北省农科院，江波博士于就职于长江师范学院。

承担项目情况：

   四川省进出口检验检疫局项目、重庆市教育厅科技厅项目、华中农业大学微生物重点实验室开放项目支持。

发表论文情况：

  发表在《植物病理学报》论文2篇， 及Scientific Reports、PLos one、BMC plant biology、BMC genomics

Plant pathology SCI论文5篇。