番茄响应南方根结线虫侵染相关转录因子的初步分析

为明确番茄接种根结线虫后基因种类和表达量在转录水平的变化规律,利用RNA-seq对未接种及接种南方根结线虫2龄幼虫6、12、24和48 h的番茄进行转录组测序,探究番茄响应南方根结线虫侵染相关的关键转录因子,并采用qRT-PCR方法对测序结果进行验证。结果显示,接种南方根结线虫后6、12、24和48 h分别有350、390、580、1154个基因差异表达,其中差异表达转录因子分别为11、11、19、50个。这些转录因子属于15个家族,其中数量最多的为MYB家族和bHLH家族(均为20个),其次是ERF家族19个、WRKY家族15个、bZIP家族9个。南方根结线虫侵染过程差异表达最明显的主要为ERF、WRKY、MYB和bHLH家族转录因子,其中Solyc03g005520、Solyc02g094270和Solyc09g066350显著上调,接种后48 h log2FC分别为9.16、6.49和6.33;Solyc02g079280、Solyc12g100140和Solyc04g072460显著下调,接种后48 h log2FC分别为-2.60、-1.72和-1.70。qRT-PCR验证结果显示,6个随机选取基因的表达趋势与测序结果基本一致。以上结果表明,ERF、WRKY、MYB和bHLH家族转录因子可能参与番茄与南方根结线虫互作,在番茄响应南方根结线虫侵染反应中发挥着重要的调控作用。

烟草抗感南方根结线虫品种根部差异表达mRNA的PPI网络分析

基于品种间的差异表达基因,选取烟草抗病品种K326与感病品种长脖黄为试验材料,利用生物信息学分析方法筛选出与抗感染相关的关键基因,通过蛋白互作网络分析(Protein-Protein Interaction,PPI)以及Gene Ontology(GO)功能分类分析(包括Biological Process分析与KEGG通路分析)对差异表达基因进行生物学功能注释,并找出PPI网络中的重要基因以及作用通路一致的基因,并对这些基因加以解析,以明确抗南方根结线虫烟草品种抗性机制,为研究烟草抗南方根结线虫的分子机制提供理论依据。结果表明,差异表达基因主要在细胞代谢、胞内体转运、RNA介导的基因沉默等9条与抗感染相关的通路中显著富集,并且筛选出Fab1b、Fab1c、Fab1d、Glu1、Dcl1、Dcl2、Dcl4共7个同时构成PPI网络的关键基因。

刺角瓜嫁接对厚皮甜瓜抗南方根结线虫病及成熟期果实风味、品质的影响

为了明确刺角瓜砧木嫁接对厚皮甜瓜抗南方根结线虫病的效果以及对成熟期果实风味、品质的影响。本研究以厚皮甜瓜黄梦脆为接穗,刺角瓜ZM1、PI1029为砧木,在设施栽培条件下,测定成熟果实的相关品质、芳香物质;以自根甜瓜为对照在盆栽条件下测定根部根结指数。结果表明,两种刺角瓜砧木嫁接甜瓜根部根结指数均低于自根甜瓜,2023年1月1日和2023年1月20日的茎粗高于自根甜瓜;果实维生素C含量、可滴定酸含量均高于自根甜瓜;PI1029为砧木嫁接甜瓜果实单瓜重低于自根甜瓜,而ZM1为砧木嫁接甜瓜果实单瓜重高于自根甜瓜;甜瓜果实中共检出116种芳香物质。两个砧木嫁接甜瓜果实较对照果实芳香物质种类减少;以ZM1为砧木嫁接甜瓜果实酯类、烷类、酸类芳香物质相对含量高于对照果实。由此可见,不同砧木嫁接甜瓜芳香物质成分、含量发生变化,导致共有芳香物质种类、含量的差异以及特有特征成分的存在;以ZM1为砧木嫁接甜瓜的综合性状优于自根甜瓜,ZM1适宜作为黄梦脆的嫁接砧木。

桃(Prunus persica)砧木抗南方根结线虫分子标记开发与利用

【目的】南方根结线虫是威胁桃产业绿色发展的地下主要害虫,开发抗性分子标记,对抗性砧木分子育种具有重要意义。【方法】根据前人对桃砧木抗根结线虫的定位结果,在GDR网站peach genome V2.0查询定位区间的候选基因。在5个抗病、5个感病种质中扩增候选基因,并通过DNAMAN、IGV等软件对候选基因进行序列差异分析,开发抗南方根结线虫KASP分子标记,在抗性种质筑波3号与感性种质哈露红的杂交F2群体中对该分子标记进行验证,并与前人开发的SCAR和35 bp indel抗南方根结线虫分子标记的准确性进行比较。【结果】KASP标记结果将基因型划分为3种,分别为抗性纯合型(A),抗性杂合型(B),感性纯合型(C),A∶B∶C=42∶94∶64,与表型符合率为88.5%;SCAR标记检测结果划分为2种,分别为抗病型(A1)和感病型(C1),A1∶C1=135∶65,与表型符合率为87.0%;35 bp indel分子标记分为3种类型,分别为抗性纯合型(A2),抗性杂合型(B2),感性纯合型(C2),A2∶B2∶C2=1∶154∶45,与表型符合率为52.0%。【结论】本研究中开发的KASP标记提高了分子标记选择准确率,对抗南方根结线虫分子育种具有重要意义。

氟吡菌酰胺纳米纤维剂的研制及其对南方根结线虫的生物活性

【目的】根结线虫病已成为制约我国设施农业发展的重要影响因素,其中以南方根结线虫(Meloidogyneincognita)危害最为严重,目前我国杀线虫剂类型较少,为实现新剂型创制,本研究基于静电纺丝技术制备氟吡菌酰胺纳米纤维剂,评价其对南方根结线虫的生物活性,以丰富作物根结线虫病高效防治药剂剂型类别,拓展纳米纤维剂应用场景。【方法】采用同轴静电纺丝技术,以不同生物可降解材料为壳材,以溶剂化氟吡菌酰胺为芯材,制备两种氟吡菌酰胺纳米纤维剂(Flu@NF)。利用SEM、EDS、TEM、FTIR、TGA等,表征Flu@NF的形貌结构、元素组成、官能组分与热稳定性能;以41.7%氟吡菌酰胺悬浮剂为对照药剂,评价Flu@NF对南方根结线虫2龄幼虫(J2)与卵的生物活性。【结果】在高压+15 kV,芯-壳溶液流速比1﹕4,与接收器边距24 cm的条件下,成功制备了以聚乙二醇(PEG)/聚己内酯(PCL)与醋酸纤维素(CA)为壳材的PEG/PCL-Flu@NF与CA-Flu@NF,平均直径分别为316与440 nm,且两种载药纤维符合芯-壳的内外微观结构,壳层厚度分别为71.15和24.84 nm,载药量分别为15.32%与20.37%,经壳材包覆后,氟吡菌酰胺的热稳定性显著提高。相较于氟吡菌酰胺悬浮剂,载药纤维的缓释性能显著提高,在不同浓度下,随处理时间的延长线虫死亡率显著提高,于高浓度(25 mg·L^(-1))处理24 h后,两种纤维剂对2龄幼虫的致死率均高于98%,于低浓度(4 mg·L^(-1))处理24 h后,两种纤维剂对2龄幼虫的致死率分别为91.4%和79.6%;PEG/PCL-Flu@NF与CA-Flu@NF对线虫卵孵化均具有较好的抑制作用,于高浓度(25 mg·L^(-1))下处理3 d后卵未孵化率分别为71.8%和89.2%,于低浓度(4 mg·L^(-1))下处理3 d后卵未孵化率分别为59.4%和76.2%。【结论】基于同轴静电纺丝技术,以PEG/PCL与CA分别为壳材制备的纳米纤维对氟吡菌酰胺具有优异的包覆效果,纤维剂通过缓释作用保护作物根系,对南方根结线虫具有较高生物活性,其在防控根结线虫病的应用方面具有巨大潜力。

南方根结线虫生防菌X-20的鉴定及其作用机制研究

南方根结线虫是设施蔬菜上的重要植物病原物,但目前缺乏安全高效的生物防治措施。本研究从根结线虫罹病土壤中分离到一株生防菌X-20,其发酵液对南方根结线虫二龄幼虫校正死亡率达100%。通过形态学、生理生化特征和分子生物学方法将菌株X-20鉴定为荧光假单胞菌Pseudomonas fluorescens。菌株X-20发酵液处理南方根结线虫时,当处理浓度1 mg/mL,虫体出现扭曲、僵直变化,内部组织分解;处理1 h后,虫体波动频率降幅47.26%、头部摆动频率波动性变化、虫体弯曲频率成S型变化;处理24 h后,二龄幼虫的体长减少4.68%,口针增加7.64%,透明尾长增加83.90%;J2虫体体液出现外渗,且电导率随着处理浓度的增大和时间延长而增加;发酵液甲醇提取物1mg/mL处理虫体,6h后糖含量比对照增加39.10%,甘油含量比对照高出66.67%,可溶性蛋白含量降低55.73%。由此可见,荧光假单胞菌X-20菌株代谢产物通过破坏根结线虫体壁及虫体内部结构,引起虫体液渗漏,扰乱虫体内糖类、脂类、蛋白类代谢,造成虫体死亡。

烟草NPR1基因家族鉴定及其在南方根结线虫胁迫下的表达分析

本研究旨在挖掘烟草抗南方根结线虫病程相关基因非表达子NPR1(non-expressor of PR genes)家族成员,并明确其功能。基于拟南芥AtNPR1家族成员蛋白序列,利用生物信息学方法鉴定分析烟草NtNPR1基因家族成员及其特征。通过qRT-PCR检测南方根结线虫侵染后抗病(NC95)、感病(长脖黄)烟草品种Nt-NPR1家族重要候选抗性基因的相对表达量,采用LC-MS/MS方法对2个品种烟草根系内源水杨酸含量进行检测。结果表明,从普通烟草基因组中共鉴定到12个NtNPR1基因,这些基因被分为3个亚组,同一亚组中NtNPR1家族成员蛋白结构、保守基序的长度和位置都极为相似。编码氨基酸长度范围为462~588,均为亲水性蛋白,均位于细胞核。南方根结线虫侵染抗、感烟草品种后,根系中水杨酸含量、NtNPR1基因家族成员表达量在抗病品种中均升高,在感病品种中则降低,其中NtNPR6的变化最为明显。综上,NPR1基因与烟草南方根结线虫抗性密切相关,NtNPR6基因可作为烟草响应南方根结线虫胁迫的重要基因。

丁香酚对南方根结线虫活性测定方法的比较

为了准确评价丁香酚(C_(10)H_(12)O_(2))对南方根结线虫Meloidogyne incognita的毒杀效果,本研究采用水琼脂平板熏蒸法、土壤熏蒸法和浸虫法分别测定了丁香酚对南方根结线虫2龄幼虫(J_(2))和卵的毒力,比较3种测定方法的测定效果。结果表明,水琼脂平板熏蒸法、土壤熏蒸法和浸虫法测得的丁香酚对2龄幼虫的LC_(50)分别为123.5、140.2μL/L和309.7μL/L;丁香酚浓度为50μL/L时,水琼脂平板熏蒸法测得的卵孵化抑制率高达97.10%,而土壤熏蒸法和浸虫法测得的卵孵化抑制率仅分别为32.79%、11.50%;同时,水琼脂平板可作为线虫或卵的可视化载体,便于在体视显微镜下观察拍照。综上,水琼脂平板熏蒸法具有药效发挥更充分、可视化、操作简便等优点,该方法更适用于熏蒸类化合物的杀线虫生物测定。

南方根结线虫对7种瓜菜作物根系分泌物的趋性

为探究植物根系分泌物组分与南方根结线虫趋化性的关系,盆栽种植7种不同瓜菜作物(番茄、甜椒、苦瓜、蕹菜、芹菜、黄瓜、甜瓜),收集并测定根系分泌物中初级代谢物和次生代谢物的含量,观察南方根结线虫J2s对不同瓜菜作物根系分泌物的行为趋性,并对根系分泌物各组分含量进行相关性分析。结果表明,南方根结线虫J2s对7种瓜菜作物的根系分泌物均表现出正趋向行为,其中J2s对蕹菜根系分泌物的趋化指数最高,为0.52;且趋化指数与根系分泌物中可溶性糖和蛋白质含量没有显著相关性,但与单宁、丁二酸、丙氨酸含量呈显著负相关,相关系数分别为-0.444、-0.527、-0.522,与生物碱、甘氨酸含量呈极显著负相关,相关系数分别为-0.601、-0.550。研究结果可为利用趋性技术防控南方根结线虫提供理论基础。

南方根结线虫生防细菌S1-3的鉴定及其生防效果研究

南方根结线虫是一类对许多重要的经济作物造成严重危害的植物寄生线虫。研究利用细菌发酵液上清触杀的方法,对前期从大蒜根部分离得到的菌株S1-3的杀线虫活性进行验证。通过试验数据可以发现,在菌株S1-3发酵液的作用下,可以在24h、36h、48h 三个时间点当中,就能够完成对线虫98.2%-100%的处理效果。盆栽试验表明该菌株对南方根结线虫的防效为69.2%。结合菌落形态特征、生理生化及分子鉴定结果将其鉴定为枯草芽孢杆菌。

南方根结线虫生防菌YB-1503菌株鉴定及作用机理研究

南方根结线虫是一种全球性的植物寄生线虫,严重时会导致植株生长不良甚至死亡。为了挖掘南方根结线虫病的高效生防菌株,利用平板稀释法从严重发生根结线虫病的番茄根结中分离出24株细菌,并根据不同菌株的培养液对南方根结线虫的致死活性及其盆栽防治效果筛选生防菌。结果显示菌株YB-1503培养液对根结线虫的二龄幼虫校正死亡率最高,处理48 h时达70.0%,对番茄根结线虫病盆栽防治效果最好,为65.8%,同时促进番茄植株的生长。通过形态学、生理生化特征和分子生物学方法将菌株YB-1503鉴定为坚强芽胞杆菌Bacillusfirmus。此外,菌株YB-1503发酵滤液能够显著降低南方根结线虫的过氧化氢酶、羧酸脂酶和乙酰胆碱脂酶的活性,并降低线虫的抗氧化能力,增加线虫活性氧含量,从而导致线虫死亡。由此可见,菌株YB-1503具有较大的开发利用潜力。

南方根结线虫MiPDCD6基因多克隆抗体的制备

【目的】制备针对南方根结线虫食道腺蛋白MiPDCD6多克隆抗体,为进一步研究南方根结线虫MiPDCD6蛋白的致病机制提供技术支持和材料准备。【方法】将扩增MiPDCD6基因的功能片段,与原核表达质粒pET-32a(+)构建重组质粒pET-32a-MiPDCD6,然后将重组质粒转化大肠杆菌BL21细胞进行诱导表达;将纯化的根结线虫Mi PDCD6融合蛋白免疫雄性新西兰大白兔,获得高效价高纯度的多克隆抗体。【结果】构建的重组质粒pET-32a-MiPDCD6转化大肠杆菌BL21细胞后,在诱导剂IPTG浓度1.0 mmol·L^(-1)、摇床温度37℃、转速150r·min^(-1)和振荡培养5 h条件下,成功表达MiPDCD6融合蛋白。ELISA和SDS-PAGE检测表明:将纯化的根结线虫Mi PDCD6融合蛋白免疫雄性新西兰大白兔,获得高效价高纯度的多克隆抗体,效价约为1∶50 000。【结论】明确了MiPDCD6基因原核表达条件;制备获得的根结线虫MiPDCD6蛋白的多克隆抗体效价和纯度较高,可用于后续研究MiPDCD6蛋白在南方根结线虫致病机理中发挥的功能。

不同药剂对南方根结线虫的室内生物活性测定

在室内条件下,采用浸虫法测定了8种药剂对南方根结线虫二龄幼虫药后24和48 h的生物活性,筛选出5种毒杀活性较高的药剂。结果表明:5种优选药剂对南方根结线虫二龄幼虫的毒力大小依次为氟吡菌酰胺、二硫氰基甲烷、噻唑磷、杀虫环、辛菌胺乙酸盐。5种药剂处理南方根结线虫二龄幼虫,药后24 h的LC_(50)分别为10.187 8、16.051 7、57.223 1、60.779 9和73.2038 mg/L;药后48 h的LC_(50)分别为5.090 8、10.483 7、32.721 8、34.764 2和64.540 3 mg/L。

植物提取物对南方根结线虫的控制作用

采用浸渍生测法测定了采自广东、新疆、湖南的15科28种植物提取物对南方根结线虫M eloidogyne incognita的毒杀活性.结果表明:骆驼蓬Peganum harmala、黄文江鱼藤Derris elliptica和火殃勒Euphorbia antiguorum甲醇提取物以1 000μg/mL处理后48 h,供试2龄线虫校正死亡率分别为86.46%、69.28%和70.84%,处理后72 h,校正死亡率分别为98.20%、85.45%和81.90%,呈强杀线虫活性.此外,厚果鸡血藤M illettia pachycarpa、桃花心木Swi-etenia mahagany等12种植物甲醇提取物亦有较强的杀线虫活性.盆栽试验结果表明:骆驼蓬、黄文江鱼藤、厚果鸡血藤、桃花心木提取物处理的番茄地上部植株高度分别比对照增长163.35%、90.61%、155.99%和178.08%,地上部鲜质量分别增长191.37%、130.25%、79.25%和124.35%.骆驼蓬、黄文江鱼藤、桃花心木、火殃勒提取物处理后根长分别增长140.57%、93.40%、135.85%和107.55%,均显著优于或相当于对照药剂阿维菌素(30μg/mL,即6%乳油2 000倍)处理增长率98.11%.黄文江鱼藤提取物处理后根结数2.33个/株,病级最低(1.00),显著低于印楝素2.5μg/mL处理.骆驼蓬、黄文江鱼藤、桃花心木、火殃勒对盆栽番茄南方根结线虫病控制效果明显.

几种杀线剂对南方根结线虫的田间药效试验

【目的】测定8种药剂对广西不同地区不同作物南方根结线虫的田间防效,并探讨其中高效药剂在不同地区、不同作物上药效的稳定性,为生产上推广应用提供依据。【方法】采用沟施、灌根的施药方式,测定噻唑磷、阿维菌素、厚壁孢轮枝菌、丁硫克百威、辛硫磷、线虫净、毒死蜱及甲维盐等8种药剂对广西不同地区香蕉、甘蔗、番茄、黄瓜、西瓜、烟草等作物南方根结线虫的田间防效。【结果】10%噻唑磷颗粒剂和0.2%甲维盐乳油对南方根结线虫的防效最好,平均防效分别达到86.16%和85.24%,且在不同地区、不同寄主作物上表现良好的稳定性;其次是1.8%阿维菌素乳油和5%丁硫克百威颗粒剂,防效分别为81.47%和77.26%;传统防治药剂50%辛硫磷乳油、5%线虫净颗粒剂、15%毒死蜱也有一定的杀线虫活性,防效在70%左右;生防菌剂5%厚壁孢轮枝菌粉剂的防效较差,平均为50.97%。【结论】噻唑磷、甲维盐、阿维菌素和丁硫克百威对不同地区不同作物南方根结线虫均有较好的防效,4种药剂均可在生产上推广应用。

淡紫拟青霉与放线菌代谢物复配对南方根结线虫的防治

对淡紫拟青霉和放线菌的拮抗特性及其复配菌剂对南方根结线虫的防治进行了研究。采用杯碟法和平板对峙法测定了淡紫拟青霉菌株PL1和PL2与放线菌菌株LH117和LH121的拮抗性,结果表明两种生防菌4个菌株之间没有明显的拮抗作用;效价法测定结果显示,LH121的发酵上清液对PL2的菌丝生长有轻微抑制作用,抑制率为14.5%。室内生物测定表明,按等体积比例配成的淡紫拟青霉孢子液和放线菌发酵上清液组合的4种复配菌剂处理对根结线虫的卵孵化抑制率和二龄幼虫杀死率分别可达到66.6%和78.0%,明显高于各单菌株处理;温室盆钵试验结果表明,PL1孢子液和LH117发酵上清液的复配菌剂对番茄的根结形成和根结线虫卵块形成的抑制率分别为68.7%和58.4%。上述结果表明:淡紫拟青霉与放线菌的复配菌剂对根结线虫的防治效果比单菌株的防治效果显著,复配菌剂的防治效果与生防菌株间的相互拮抗性可能密切相关。

茄子砧木对南方根结线虫抗性的鉴定与评价

为确定茄子砧木抗南方根结线虫的水平及其鉴定评价方法,以11份茄子砧木为试材,采用盆栽幼苗人工接种方法,测定了南方根结线虫对幼苗各器官相对生长量及相关抗性指标的影响,并进行了聚类分析及隶属函数分析。结果表明,南方根结线虫侵染引发的幼苗不同器官的相对生长量、抗性指标及其变异系数不同。利用变异系数较大的根结指数进行聚类分析结果与4个抗性指标综合分析结果完全一致,但与利用5个相对生长量指标及相对根系鲜样质量聚类结果存在微小差异。通过综合鉴定评价,将供试茄子砧木材料分为抗病、耐病、中感、高感4个类群,其抗(耐)病能力强弱依次为:托鲁巴姆、托托斯加、圣托斯、刺茄、北农茄砧、台茄、刚果茄、赤茄、耐病VF、香瓜茄、琼野茄。

葫芦科蔬菜种质资源对南方根结线虫的抗性评价

根据不同种质的来源地、农艺性状等背景信息，从国家蔬菜种质资源中期库中选取具代表性的444份主要瓜类作物地方品种，分属葫芦科7个属的13个种或变种，采用病土接种法进行苗期根结线虫抗性鉴定，得出了不同葫芦科作物对南方根结线虫的抗性分布范围。忽略基因型差异，不同作物的平均病级指数从小到大的顺序为：冬瓜、西瓜、丝瓜、节瓜、苦瓜、越瓜、甜瓜、菜瓜、瓠瓜、黄瓜、中国南瓜、印度南瓜、美洲南瓜。通过抗性鉴定，共获得27份抗根结线虫种质（病级指数1-2），包括12份冬瓜、3份苦瓜、7份丝瓜和5份西瓜。

南方根结线虫对生姜生长及内源激素的影响

试验结果表明,南方根结线虫侵染生姜后,首先损伤根系,进而显著降低生姜植株的株高、地上鲜重、根系鲜重和根茎重,减产47.96％。南方根结线虫侵染可使生姜叶片中赤霉素(GA)、吲哚乙酸(IAA)、玉米素核苷(ZR)含量显著降低,感病生姜的脱落酸(ABA)则表现为前期降低,后期增加的趋势,并促使叶片中GA/ABA的迅速下降,严重影响了生姜的生长,使感病植株矮小、叶片黄化,提前衰老。感病生姜根茎GA、IAA、ZR、ABA的变化规律与叶片相似,但9月份ZR、IAA含量的迅速上升,与根结线虫建立侵染据点、形成巨型细胞,从而造成根茎的局部疣裂有关。南方根结线虫侵染可引起病株根系GA/ABA升高以及GA含量在生长后期上升,促进营养物质向根部运输,从而造成根系的补偿性生长;但IAA和ZR含量的下降不利于根结线虫建立侵染据点,不能在根系中形成过多的根结。

枯草芽孢杆菌AR11菌株对南方根结线虫的生物防治

用枯草芽孢杆菌(Bacillussubtilus)AR11菌株处理南方根结线虫(Meloidogyneincognita)的二龄幼虫(J2)和卵,以评价生防菌AR11对南方根结线虫的防治效果。结果表明:在处理12、24、36和48h后,5倍稀释菌液(AR115)对J2的活性抑制率分别比对照(清水)高55.7%、59.5%、58.0%和47.5%;用10倍稀释菌液(AR1110)和5倍稀释上清液(SAR115)处理卵8d后,卵孵化率分别比对照高29.1%和29.7%。用不同浓度的AR11菌液进行温室盆钵实验,结果显示:8周后根系上的根结和卵块数明显减少,其中以10倍稀释菌液处理组减少最为明显,分别比对照少68.2%和75.0%;同时番茄的冠重比对照组高25.6%。上述结果表明:AR11菌株对番茄根部根结和卵块的形成有明显的抑制作用,可抑制二龄幼虫的活性,但对雌虫产卵能力没有影响;低浓度的菌悬液和上清液对卵的孵化有促进作用;此外,该菌株还对番茄的生长有促进作用。