玉米镰孢茎腐病致病机制及其防治的研究进展

玉米作为主要的农作物,它的生产对保障粮食安全具有重要意义,而茎腐病多年来都是严重威胁世界玉米安全生产的主要病害。本文将针对玉米镰孢茎腐病侵染机制和致病机制进行总结,进一步阐述玉米致病后的抗性遗传机制和免疫机制,同时,结合近年来国内外的相关研究进展概述玉米镰孢茎腐病的科学防治措施,旨在为玉米镰孢茎腐病的有关研究提供参考思路。

地衣芽孢杆菌TG116诱导黄瓜抗病性相关防御酶系的研究

为了探讨地衣芽孢杆菌TG116诱导黄瓜抗病性机理,研究其对黄瓜叶片防御酶活性的影响.采用比色法测定了地衣芽孢杆菌TG116诱导黄瓜根部后对叶片中多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)等3种防御酶活性及丙二醛(MDA)含量的影响.结果显示,经地衣芽孢杆菌TG116灌根处理后,黄瓜叶片中的POD、PPO、PAL等防御酶类活性升高,MDA含量略有下降并达到新的平衡;经黄瓜枯萎病病原菌灌根处理后,黄瓜叶片中的POD、PPO、PAL等防御酶活性及MDA含量迅速上升;尤其同时接种TG116和黄瓜枯萎病病原菌后,3种防御酶类活性上升的幅度比单独接种要高,同时黄瓜叶片中MDA含量比单独接种黄瓜枯萎病病原菌有所降低,减轻植株细胞膜脂过氧化损伤.研究表明,地衣芽孢杆菌TG116在一定程度上能够诱导黄瓜的系统抗病性.

独角莲内生细菌TG116的分离鉴定及抑菌特性研究

以从独角莲块茎内分离到的细菌TG116为研究对象,通过16SrRNA序列分析结合形态特征和生理生化特性对TG116进行鉴定,采用皿内涂布、平板对峙和异步培养等方法研究其抑菌特性,并对其生长曲线、最适温度、最适pH值及耐盐性等进行了系统研究.结果表明:TG116对辣椒疫霉病菌(Phytophthora capsici)等7种供试植物病原菌均有良好的掏抑制作用,表现出对植物病原真菌的广谱抗性且能使病原菌菌丝扭曲、变形等.结合形态学、生理生化指标和16SrRNA序列分析等结果,初步鉴定TG116菌株为地衣芽孢杆菌(Bacillus licheniformis).研究结果为生物防治作物病害提供新的菌种资源,为开发和利用独角莲内生拮抗菌提供了理论依据.

基于高通量测序的玉米秸秆自然发酵过程中细菌菌群结构特征

采用DNS、苯酚硫酸法每隔2 d检测自然发酵秸秆发酵液中的还原糖与总糖质量浓度,运用高通量测序方法,对秸秆自然发酵初期、中期、末期样品细菌16SrRNA基因的V4~V5区测序,分析不同时期的玉米秸秆腐烂样品中细菌群落组成和多样性.研究发现:随发酵时间的延长,发酵液中的还原糖与总糖质量浓度均呈现下降-上升-下降的趋势,测序共获得80575条有效序列,3307个操作分类单元序列,共涉及细菌18门,194属.自然发酵过程中,样品中细菌群落多样性和微生物丰度显著提高.微生物群落组成分析发现,在发酵中后期,拟杆菌门的菌群明显增加,变形菌门菌群持续减少,厚壁菌门呈现先下降后上升的趋势,末期菌属的数目相对于发酵初期,增加了69.3%.参与秸秆发酵的细菌多样性极为丰富,且在不同时间段出现不同的优势菌群.

花粉管通道转基因技术及在小麦分子育种中的应用

文章首先简要回顾了花粉管通道法转基因技术的发展历程,并从花粉管通道法转化的发育及分子证据的提出出发,详细介绍了转化的作用机理和操作技术,提出花粉管通道法转基因技术是一种十分有效的转基因技术,并以变异频率高,性状变异广泛,类型丰富,稳定快,一次导入片段多及低成本等优点而受到科研工作者的亲睐;其次,就花粉管通道转基因技术在小麦分子育种中的应用进行了综述,指出花粉管通道转基因技术在小麦品质创新及分子育种中具有特殊的意义,主要体现在品质改良育种和抗性育种方面,并且取得了可喜的成就,选育出了一系列新品系,如春小麦89122,丰富了品质资源;最后,就花粉管通道法转基因技术存在的问题和应用前景进行了探讨和展望。

保存时间及温度对大肠杆菌感受态转化效率的影响

通过不同保存时间和温度对大肠杆菌感受态转化效率影响的研究,更明确阐明了不同保存温度下感受态细胞随保存时间的延长其转化率的变化趋势,为以后的研究提供了量化的指标。

几种常见植物抗虫基因作用机理研究进展

简要地综述了苏云金芽孢杆菌 (Bacillusthuringiensis,Bt.) ,植物凝集素 (Lectin) ,蛋白酶抑制剂(Proteinaseinhibitor ,PI) ,胆固醇氧化酶 (choA)等几种常见抗虫基因的结构及作用机理。

黄花蒿精油及其单体桉叶油醇对兰州百合采后病害的防治效果

【目的】利用黄花蒿精油及其单体桉叶油醇(1,8-cineole)对兰州百合采后病害进行防治,为延长兰州百合贮存期提供参考。【方法】以新鲜兰州百合、黄花蒿精油及其单体桉叶油醇为材料,以病原细菌摩加夫芽孢杆菌(B-6)和病原真菌李氏木霉(F-2)、篮状菌(F-3)和镰刀菌(F-6)为靶标菌,采用倍比稀释法测定黄花蒿精油及其单体桉叶油醇对兰州百合病原细菌B-6的最小抑菌浓度和最小杀菌浓度;采用熏蒸法测定黄花蒿精油及其单体桉叶油醇对3种病原真菌的抑制率,并建立毒力回归方程;采用扫描电镜观察黄花蒿精油及其单体桉叶油醇对病原菌细胞壁的影响;分别用黄花蒿精油及其单体桉叶油醇处理含有病原细菌悬浮液和病原真菌孢子悬浮液的兰州百合,筛选最佳的防治浓度;测定兰州百合自由基清除率,褐变度,总酚、类黄酮、可溶性总糖和丙二醛含量及保护酶活性。【结果】抑菌结果显示,黄花蒿精油及其单体桉叶油醇对兰州百合病原细菌B-6具有较强的抑制作用,其对病原细菌B-6的MIC值均为1.25 mL/L,MBC值分别为1.25和5.00 mL/L;黄花蒿精油及其单体桉叶油醇对兰州百合病原真菌均有较强的毒力作用,黄花蒿精油和桉叶油醇对F-2、F-3、F-6的EC_(50)分别为0.314,0.336,0.357 mL/L和0.280,0.289,0.420 mL/L。扫描电镜结果显示,对照组病原细菌细胞菌体完整,而黄花蒿精油及其单体桉叶油醇处理细菌单个菌体不完整,大量菌体堆积,内容物渗出;对照组病原真菌菌丝为均匀而规则的管状,而黄花蒿精油及其单体桉叶油醇处理菌丝表面出现大量褶皱、断裂及扭曲。黄花蒿精油和桉叶油醇对接种病原菌后的兰州百合最佳防治浓度均为15.38μL/L。生理生化指标测定结果显示,黄花蒿精油及其单体桉叶油醇均能抑制兰州百合自身抗氧化活性的下降,降低兰州百合的褐变率,减少MDA积累,增加SOD活性,抑制POD和PPO活性。【结论】黄花蒿精油及其单体桉叶油醇具有良好的抑菌能力和抗氧化活性,对兰州百合的最佳防治浓度均为15.38μL/L。

猪毛蒿精油及其活性成分萜品-4-醇对黄曲霉的抑制作用研究

为了探究猪毛蒿Artemisiascoparia精油及其活性成分萜品-4-醇对黄曲霉Aspergillusflavus的抗菌活性及其在花生贮藏保鲜中的应用前景,通过气相色谱-质谱联用(Gas Chromatography-Mass Spectrometer,GC-MS)技术对猪毛蒿精油进行成分分析;采取熏蒸法检测猪毛蒿精油及萜品-4-醇对黄曲霉菌丝生长,孢子萌发和花生体内霉菌数的影响;通过扫描电镜观察猪毛蒿精油和萜品-4-醇对黄曲霉显微结构的影响。结果显示猪毛蒿精油由24种化合物组成,其主要成分为桉叶油醇(43.8%),萜品-4-醇在猪毛蒿精油中的含量为2.81%;猪毛蒿精油和萜品-4-醇可显著抑制黄曲霉菌丝的生长,并导致菌丝皱缩、扭曲和凹陷;体内抑菌试验发现,猪毛蒿精油和萜品-4-醇能显著降低花生体内霉菌数。

四种蒿属植物精油对斑翅果蝇的生物活性

斑翅果蝇因其传播速度快,传播范围广的特点对全球水果产业造成了严重危害。本文利用4种蒿属植物精油,即华北米蒿精油、猪毛蒿精油、莳萝蒿精油和黄花蒿精油,对斑翅果蝇开展了生物防治研究,系统探讨了4种精油的杀虫活性。本研究,旨在挖掘新型环保的植物源杀虫剂。利用熏蒸、驱避和对幼虫的致死效应,探究4种精油对斑翅果蝇的生物活性;采用气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对4种蒿属精油的化学成分进行分析。熏蒸试验表明4种精油均具有较好的杀虫特性,其中华北米蒿精油对果蝇的熏蒸效果最好,LC50为1.421μL/mL,莳萝蒿精油次之,LC_(50)为3.499μL/mL,黄花蒿精油效果最差;驱避试验表明华北米蒿精油驱虫效果最佳,驱虫率为86%,黄花蒿精油驱虫效果最差,驱虫率为50%;对幼虫的致死效应表明,在猪毛蒿精油作用下,斑翅果蝇幼虫致死率达到70%,莳萝蒿精油效果最差,幼虫死亡率为40%;GC-MS分析结果表明,四种精油共82种成分,并且β-石竹烯、4-萜品醇和1,8-桉叶素是4种精油中的常见化合物。综上研究结果表明,四种精油对斑翅果蝇有较强的杀虫效果,值得进一步研究,并为开发绿色无公害的植物源杀虫剂奠定了理论基础。

丝裂亚菊精油抗氧化、抑菌活性及抑菌机理初步研究

对丝裂亚菊精油进行成分分析,测定抗氧化活性和抑菌活性并初步研究其抑菌机理.蒸馏法提取丝裂亚菊精油并对其成分进行气相色谱-质谱(GC-MS)分析;滤纸片法定性测定其抑菌活性,倍比稀释法定量测定最低抑菌浓度和最低杀菌浓度;1, 1-二苯基-2-三硝基苯肼测定抗氧化能力;扫描电镜观察精油对测试菌种细胞壁膜的影响. GC-MS分析结果显示,丝裂亚菊精油中含有17种化合物,占精油总含量的97.37%,主要成分为β-蒎烯(34.72%)、(1, 8-)桉树脑(24.97%)和马鞭草烯醇(20.39%);抑菌试验发现丝裂亚菊精油对供试菌种均具有较强的拮抗作用,且供试菌种的最低抑菌浓度在2.5~80μL/mL内,最低杀菌浓度在10~80μL/mL内;扫描电镜结果显示植物精油破坏了细菌的壁膜,且浓度越大,对细胞壁膜的损伤程度越大.丝裂亚菊精油对破伤风杆菌、枯草芽孢杆菌、铜绿假单胞杆菌有很强的抑制性,其抗菌机理为丝裂亚菊精油对细菌细胞的壁膜造成了不可逆转的破坏.

芸芥(Eruca sativa Mill.)与芸薹属(Brassica L.)3个油用种的远缘杂交

采用芸芥 (ErucasativaMill.)与芸薹属 3个油用种 (Brassicanapus,Brassicajuncea ,Brassicarapa)进行杂交 ,共授粉15 990朵花 ,获得 12 5 7个角果 ,711粒杂交种子 ,结角率为 7.86 % ,亲和指数 0 .0 4 5。经形态学鉴定 ,无论芸芥作母本还是芸薹属的 3个油用种作母本 ,F1 植株均为偏母植株。杂交所获得角果的角粒数很低 ,许多角果为空角果 ,但在多数角果中可见到许多败育胚的残迹 ,这些败育胚中可能不乏杂种胚。对角果生长发育测量结果表明 ,远缘杂交角果在授粉后 9d左右停止生长 ,据此推断杂种胚的败育时期可能就在授粉后 9d左右。采用苯胺蓝染色法 ,在荧光显微镜下对芸芥与甘蓝型油菜杂交时花粉在柱头上的黏合、萌发及萌发花粉管在柱头和花柱中的生长、伸长情况的观察结果表明 ,异源花粉很难在柱头上黏合和萌发 ,同时在花粉黏合的部位及其附近柱头乳突细胞内产生大量胼胝质 ;萌发的少量花粉粒 ,其花粉管进入柱头也比较困难。表明芸芥与芸薹属杂交 ,存在严重的生殖隔离障碍 ,而且主要是受精前障碍。

外源DNA导入小麦的分子育种实践

利用花粉管通道法将具有高光合效率的C4植物高粱的DNA导入普通小麦陇春13,成功选育出了高产、抗逆、耐盐碱小麦新品系89122,较原受体增产21.06%,在盐碱地比当地主栽品种V 26增产10.5%,比原受体增产22.5%,光合效率明显提高,通过RAPD鉴定表明,高粱基因组部分片断已经整合到了小麦染色体中。将高粱、玉米、谷子、小麦、长穗偃麦草、大麦、硬粒小麦等33份材料的基因组DNA通过花粉管通道法转入普通小麦,创造了大量具有利用价值的变异材料,同时选育出一系列的小麦新品系,并且应用于生产中。经过表型鉴定、生化分析和分子等水平的综合研究表明,利用花粉管通道法创造的新品系和中间变异材料绝大多数变异性状不以孟德尔规律遗传,而表现为母性遗传特征,这比以农杆菌为代表的单基因转基因技术更具有优越性,对数量形状控制的表型来说更具有意义。

1株产纤维素酶细菌的筛选、鉴定及生长特性

分离筛选高效降解纤维素的菌株,并研究其生物学特性。利用刚果红染色法从腐烂的玉米秸秆中分离纤维素降解菌,再通过测定滤纸的降解率及多种酶活复筛。综合考虑水解圈和菌落直径(HC值),滤纸的降解率和酶活,对所筛选的菌株进行纤维素降解能力综合评价,最终获得1株具有纤维素降解能力的菌株DX4,其滤纸酶活(FPA酶活)、内切葡聚糖酶活力(CMC酶活)和外切葡聚糖酶活力(Cex酶活)分别为256.051、358.276和5.536 U/m L。结合形态学、生理生化特性和分子生物学鉴定,将该菌株鉴定为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis),命名为Bacillus subtilis DX4,简称BS-DX4。研究表明,BS-DX4的最适生长温度为40℃,最适生长pH为7.0,低盐浓度下生长旺盛,是具有开发潜力的纤维素酶高产菌株。

对映-贝壳杉烷型二萜化合物Wangzaozin A对人早幼粒白血病HL-60细胞生长抑制和凋亡诱导的作用

目的研究对映-贝壳杉烷型二萜Wangzaozin A对人早幼粒白血病细胞HL-60生长抑制、周期阻滞、凋亡诱导作用以及相关的机制。方法利用倒置显微镜观察和台盼蓝排染法检测了Wangzaozin A对HL-60细胞生长的影响;采用流式细胞术和吖啶橙/溴化乙锭(AO/EB)双染法检测化合物对细胞周期分布的影响以及诱导HL-60细胞凋亡的能力;进一步利用单细胞凝胶电泳法测试化合物对细胞DNA的损伤。结果 1～4μmol/L的Wangzaozin A对HL-60细胞具有较强的生长抑制作用,较高浓度(3μmol/L和4μmol/L)和较长处理时间(48～72 h)有较强的致死效应;1～2.5μmol/L药物处理细胞24 h或48 h条件下细胞周期分布主要表现为G1期阻滞;4μmol/L药物处理12～60 h条件下细胞周期分布主要表现为很强的S期阻滞;2～4μmol/L药物作用24 h或48 h可诱导凋亡产生,其凋亡率呈显著水平(P<0.01),相同条件下,药物对细胞DNA的损伤与对照相比差异有统计学意义(P<0.05,P<0.01)。结论该化合物对HL-60细胞DNA的损伤作用极可能是引起细胞生长抑制、周期阻滞及凋亡的直接原因。

石蒜叶片微弱电波动信号的测定

采用金属电极测定了石蒜叶片的微弱电波信号 .石蒜植物叶片微弱低频电波信号的变化区间是 4～ 30 μV ,其低频信号随叶片基部向先端延伸而减弱 ,这种微弱信号随着植物叶片在空间的分布可构成叶片等电势线 .石蒜叶片微弱电波动信号具有从基部向上的生理向性 .

半夏凝集素基因的克隆及转基因烟草对蚜虫的抑制作用

采用同源序列克隆方法，通过设计特异性引物从甘肃西和半夏叶片基因组DNA中克隆到1条1069bp的半夏凝集素基因pta，与以同科内植物的mRNA为模板扩增得到的凝集素基因序列的同源性很高，达到98％以上，功能区完整，具有1条信号肽和3个甘露糖结合区，GenBank登录号AY725425。用该基因替换pBI121载体的GUS基因，正向插入35S启动子之下，构建了植物表达载体pBI—pta。通过农杆菌介导法转化烟草，从20株Kan抗性植株中得到PCR检测阳性植株14株，证明pta已整合到烟草基因组中。对随机挑取的7株PCR阳性植株进行了抗蚜虫（Myzus persicae）筛选试验，结果表明：不同株系蚜口密度抑制率在22．5％～89．4％，平均蚜口密度抑制率56．2％。

小麦锌指蛋白基因的克隆、序列与表达分析(英文)

根据R基因及其调控基因保守序列设计简并性引物 ,对白粉菌接种和未接种处理的一对抗病和感病的小麦 黑麦等位突变易位系TAM10 4R和TAM10 4S总RNA进行RT PCR扩增 ,得到一个诱导表达的cDNA片段。序列分析表明 ,该片段全长 2 4 74bp ,其中含有一个 82 2bp的完整开放阅读框 ,推测其编码一个有 2 73个氨基酸残基、分子量约 31kD的蛋白质分子。蛋白质的氨基酸序列比对显示 ,该蛋白质分子具有C2 HC锌结合motifCX2CX4HX4C结构和锌指domain ,可见克隆的cDNA是一个锌指蛋白基因 ,命名为TaZF。Southern杂交表明 ,TaZF在抗病易位系TAM10 4R的基因组中是多拷贝的。半定量RT PCR分析显示 ,TaZF基因属组成型表达、但受白粉菌诱导表达上调的基因 ,推测其与白粉病菌的侵染过程相关。基因组DNA专化扩增、克隆和测序揭示TaZF基因无内含子。

利用RNAi抑制B-hordein合成降低大麦籽粒蛋白质含量

【目的】通过RNAi策略抑制大麦籽粒B-hordein的表达,获得高氮肥水平下籽粒蛋白质含量降低的转基因大麦新种质,探索大麦品质改良新途径。【方法】采用同源PCR技术克隆大麦B-hordein核心保守序列,通过Gateway技术构建大麦B-hordein的RNAi植物表达载体pBract207-zz-gp4,利用农杆菌介导法转化大麦Golden Promise幼胚,获得转基因植株。通过PCR检测、Southern杂交验证RNAi构件在转基因大麦及其后代基因组的整合情况。采用半定量RT-PCR分析转基因大麦花后不同发育时期B-hordein转录表达情况。基于近红外谷物分析仪测定蛋白质含量,并进行醇溶蛋白SDS-PAGE检测,以筛选蛋白质含量降低的转基因大麦株系。开展氮肥运筹相关试验,检验RNAi效率及高氮肥水平下转基因大麦蛋白质含量变化情况。【结果】获得大麦B-hordein片段2条(Gp4和Gp5),测序结果表明该片段大小为349 bp,聚类分析表明该序列跟已知大麦醇溶蛋白基因同源性最高达92%,与该基因已登录的mRNA序列同源性高于98%,确认所得片段为大麦B醇溶蛋白基因片段。利用Gateway技术将Gp4片段正反向插入载体pBract207,反向重复序列用i18和iv2 intron连接,构建了Ubi启动子驱动的大麦B-hordein RNAi植物表达载体pBract207-zz-gp4。通过农杆菌介导转化大麦Golden Promise幼胚,结合目标基因及筛选标记基因的PCR验证,获得含有RNAi构件及筛选标记基因的转基因大麦株系11个。Southern杂交检测表明RNAi构件已经稳定整合到T2/T3转基因大麦基因组。随机选取6个T3转基因大麦株系,半定量RT-PCR结果表明花后不同发育时期转基因大麦籽粒B-hordein表达水平明显低于非转基因对照,20 d时转基因株系表达量不仅相比同期对照降低28.19%—55.19%,而且在各时期中也最低。利用随机选取的T1和T3籽粒进行蛋白质含量测定表明8个转基因大麦株系的蛋白质含量相比非转基因对照显著降低,SDS-PAGE电泳结果显示与非转基因相比,转基因各株系B-醇溶蛋白比率有不同程度降低,其中3个株系B-醇溶蛋白比率降低明显,平均减幅为49.42%。采用蛋白质含量降低的转基因大麦株系RNAi-20开展氮肥运筹试验,结果表明,高氮肥水平HN2及HN3处理,该株系蛋白质含量显著低于非转基因对照;施以等量高氮肥时,伴随氮肥后移(HN2到HN3),该株系总蛋白含量相对非转基因对照逐渐降低。SDS-PAGE电泳结果显示B醇溶蛋白含量降低,电泳带型发生变化。【结论】RNAi技术能抑制籽粒B-hordein表达,降低B-醇溶蛋白含量,高氮肥水平下能显著降低大麦蛋白质含量。

土壤中细菌HC5的分离鉴定及抑菌活性测定

为了筛选出对马铃薯晚疫疫霉菌(Phytophthora infestans)有较强拮抗作用的生防细菌,从马铃薯种植地的土壤中分离细菌,并通过平板对峙法,测定分离细菌对马铃薯晚疫疫霉菌的拮抗作用。经大量拮抗实验,筛选出一株细菌HC5,经形态特征观察、生理生化特性测定和16S rRNA基因序列分析,确定该菌株为假单胞菌(Pseudomonas sp.)。抑菌试验结果表明,HC5菌株对辣椒疫霉菌(Phytophthora capsici)、黄瓜尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum)、马铃薯晚疫疫霉菌、辣椒炭疽菌(Colletotrichum capsici)均有一定的抑制作用,尤其对马铃薯晚疫疫霉菌的抑菌效果显著,抑菌率达89%。采用PCR方法对菌株HC5进行多种抗生素合成基因的检测,扩增到786 bp的硝吡咯菌素片段和587 bp的氢氰酸片段,表明菌株HC5能够代谢产生这两种抗生素,单一或协同发挥拮抗作用。研究表明,菌株HC5是一株具有开发潜力的生防细菌。