科研项目

    北方主要农作物的重大病害的应用基础研究
    本开放实验室近年来在北方主要农作物的重大病害的应用基础研究方面取得了重大进展，
以植物病原学组建攻关队伍，以分子生物学为发展研究方向，以生物防治和生物农药为产业化、
社会化的突破口，大力加强应用基础研究，取得了突出的成绩。
   真菌学研究：成为本实验室的一个主导研究方向，汇集了大批的教授、研究员、博士和硕士
研究生等中青年研究力量，组织联合攻关，成为我国北方在国内具有很强竞争实力的一支研究
队伍。真菌分类方面以白金铠教授创立的真菌研究室为主，目前在研究室主任吕国忠博士的主持
下，在继续保持本重点开放实验室原来在球壳孢目分类优势的基础上，正在开展土壤真菌的分类
研究，同时，与英国国际农业与生物学科学中心生物科学研究所进行科研合作。在禾顶囊壳属、
葡萄孢属、毛束孢属和棒孢属的分类，以及在生防真菌的筛选研究方面均有较深入的研究。
   小麦病害研究：以东北麦区小麦主要病害小麦秆锈病、叶锈病、白粉病和根腐性叶枯病为主
攻对象，开展了病原菌生理小种鉴定、种群动态及毒力基因变异的监测、病害流行规律、寄主与
病原的互作、病害分子生物学、抗原筛选与创新、高产优质多抗新品种选育和小麦主要病虫害综
合治理等方面研究。
    （1）作为全国小麦秆锈菌研究中心一直担负着全国秆锈菌生理小种动态的监测，开展了小麦
抗白粉病毒性基因分析及抗性基因生化表达的研究，明确了我国小麦秆锈菌生理小种21C3类群
（包括21C3CKR,21C3CTR等8种致病类型）是全国小麦秆锈病菌的优势小种。
    （2）搞清了我国小麦秆锈菌大区间的流行规律，推导了全国小麦品种抗秆锈病和东北春麦区
小麦品种抗白粉病基因，推导出辽宁省主栽品种可能含有的抗病基因。
    （3）分析了钙调素对小麦防御酶系的调控作用及SOD、PAL及PO与小麦抗白粉病的关系。
    （4）组建了我国小麦抗秆锈病基因推导体系，利用42个单基因系和19个不同毒性的秆锈菌系
对我国八大麦区的400多个生产品种、后备品系及5 个抗源品种进行了抗秆锈基因推导或抗秆锈病
基因的单体分析，认为北方麦区抗秆锈基因的分布情况是：我国河南省存在大面积的感病品种，
为该病由南向北传播提供了条件；南北抗源同一化严重小麦秆锈病有从南到北加重，从南到北大
量使用1B/1R抗源（含Sr31），容易造成小种定向选择，引起新毒性小种的产生和品种抗病性的
丧失。针对目前存在的问题，提出了实行抗源多样化、启用尚未利用的有效抗秆锈基因Sr26、33、
38等、积极引入外源导入的新的抗病基因、抗病基因合理布局和运用滚动式回交加代技术，加速
二线抗病基因的利用等小麦抗秆病育种的新途径。
    （5）开展了小麦抗秆锈病毒性基因与Sr基因识别机制、小麦抗秆锈菌生理小种与致病型间的
RFLP标记、小麦白粉病菌毒性基因分子标记和小麦叶枯病的生化标记等分子生物学技术研究。
    （6）开展了多样化抗源的筛选和创新，1996-2001年间，从1000余份小麦品种资源中筛选出
一批抗小麦抗秆锈病、叶锈病和白粉病的抗源。并利用滚动式加代回交转育、多基因积累和多抗
性合成等技术，创造了一批以东北春麦区小麦生产品种为遗传背景的抗小麦抗秆锈病、叶锈病和
白粉病的单基因系、多基因累加系和兼抗三种病害的多抗系，这些工作为兄弟育种单位提供了大
量的抗源材料。同时，育成的高产、优质、多抗的小麦新品种沈免85、沈免91和沈免96，其中，
沈免85在辽宁省大面积推广，创造了显著的经济效益。
    （7）在国家九五攻关项目的资助下，开展了“东北春麦区小麦主要病害的综合治理”研究，
组装了复合度高、可操作性强、效益显著的小麦病虫害综合防治技术体系，在辽宁省建立了1万
亩样板田，5万亩综防示范田，技术辐射区达25万亩，收到了良好的经济效益和社会效益。
    玉米病害研究：玉米是我国北方地区的主要粮食作物，近三年来主要开展了：
    ⑴玉米穗、茎腐病发生规律和综合防治技术研究，明确了引起穗、茎腐病的病原学，在辽宁
发生的特点及防治关键技术。
    ⑵开展了玉米茎腐病致病和抗性机制的研究，发现PG等果胶酶和糖蛋白毒素单一或复合作用
与发病的关系，基本明确了寄主糖分与主要防御酶系与抗性的关系。
    ⑶开展了玉米茎腐病与穗腐病的相互关系的分子生物学，利用人工交互接种、RAPD、营养亲
合型和血清学技术明确了两种病害的镰刀菌的相互关系。
    ⑷开展了玉米新叶病斑发生流行规律和抗性机制研究，如弯孢菌叶斑病等。明确了该病原菌
的生物学特性、主要致病因子及环境条件与发病的关系；创制了玉米弯孢叶斑病菌生理分化鉴定
技术。
    ⑸首次开展了玉米病害诱导抗性的研究，在玉米弯孢菌叶斑病和茎腐病中，初步证实了在诱
导抗性机理的存在，筛选出一些生物和非生物源诱导剂，能够诱导局部和系统的获抗性。
    ⑹开展了玉米全蚀病分类鉴定及生理分化研究，根据国际禾顶囊壳菌分类依据，对辽宁主要
全蚀病菌菌株进行形态学、生物学、致病机性可溶性蛋白电泳分析，与国际已知禾顶囊壳菌三个
变种进行比较研，确定辽宁从玉米上分离的禾顶囊壳菌为一新变种，玉米变种（Gaeumannomyces
  graminis (Sacc.)Arx et Oliver var. maydis Yao，Wang et Zhu ）,明确了我国北方玉米全
蚀病菌变种类型，玉米变种和水稻变种。研究了病菌的侵染过程，在国际首次分离到玉米全蚀病
菌毒素和致病作用。此项研究1997年获国家教委科技进步三等奖。
    ⑺开展了玉米纹枯病原学和致病因子研究，明确了辽宁地区主要优势菌群和及侵染机制。
    ⑻首次开展了玉米大斑病小种监测，新叶斑病流行规律和损失估计研究。
    ⑼首次开展了玉米丝黑穗病菌生理分化鉴定技术研究；
    ⑽开展了包括玉米纹枯病、茎基腐病和丝黑穗病等土传性病害生物型种衣剂和拌种剂的研究
与开发。
   水稻病害研究：开展了辽宁省稻瘟病生理小种动态监测和品种资源抗性鉴定，明确了优势小
种 ZD1和ZF1为优势菌群。通过多元逐步回归，建立了辽宁省丹东、盘锦地区稻瘟病流行预测统
计模型研究，拟合度分别为78.5%和92.3%。开展了水稻稻瘟病菌生理小种及其毒素作用机制的研
究。明确了不同类群小种酯酶同工酶谱带相似，但稻瘟病菌毒素致病性与生理小种没有明显的相
关性。毒素不仅能破坏细胞结构，在一定浓度下可激活一系列防御酶系。
   大豆病害研究：系统地研究了大豆胞囊线虫的形态学、生理分化现象，进行了近万份大豆种
质资源对大豆胞囊线虫的抗性鉴定研究，在世界上首次发现黄色种皮的大豆品种对大豆胞囊线虫
具有抗性，在国际上首次开展了应用生物间遗传学的原理对大豆抗大豆胞囊线虫的基因进行归类
和推导的研究工作，同时，进行了抗线虫的大豆品种对大豆胞囊线虫群体的选择作用研究，在国
际上首次研制成功大豆胞囊线虫生防制剂（豆丰一号），防效显著，已申报国家专利。并正在开
展控制大豆抗性相关的DNA片段的提取和克隆。“大豆胞囊线虫与寄主植物相互关系研究”项目
获辽宁省政府科技进步二等奖。
   蔬菜病害研究：主要开展了黄瓜褐斑病发生规律和防治技术研究，填补了国内空白。进行了
工厂化蔬菜生产病害综合防治技术开发研究、黄瓜黑星病和番茄叶霉病的生理小种鉴定和药剂防
治研究，对番茄叶霉病开展了种质资源抗病性鉴定，进行了茄子新病害叶霉病和棒孢褐斑病的病
原和发生规律研究。同时，开展了番茄、茄子黄萎病的生物防治的研究，已筛选出5种较理想的
颉颃菌株，正在田间试验。
   植物寄生线虫学研究：先后对我国垫刃目的茎属线虫、短体科线虫、纽带科线虫、异皮科、
环总科线虫以及滑刃目线虫和矛线目线虫的分类进行了系统研究，同时，开展了对玉米、大豆、
黄瓜、番茄和人参、西洋参等作物的根寄生线虫分类研究。已报道在我国的植物寄生线虫新种
15个，新记录种50余个。开展了线虫病害的生物防治系统研究，在线虫生防菌的筛选、生防真
菌代谢产物研究、生防菌活细胞固定化技术及生防颗粒剂的制备等方面取得了突破性的进展，
加速了科研成果的产业化进程。
   分子生物学研究：主要开展了转ACC合成酶反义基因贮藏番茄品种构建，转马铃薯Y病毒NIb
基因烟草的构建和转基因烟草的培育。大豆花叶病毒蛋白酶基因的克隆和抗大豆花叶病毒工程
植株的构建。在小麦利用组织培养技术、电镜观察、整体透明染色技术、DNA提取和酶切技术探
讨了抗小麦根腐病性状的鉴别方法和胚抢救转导过程中的生化变化、染色体生化标记、杂种F1
愈伤组织分化的调控以及杂种胚的系统发育过程。“转ACC合成酶反义基因贮藏番茄品种构研
究”，获1996年度辽宁省科技进步二等奖。