数码显微互动系统在药用植物病理学实验教学中的应用与探索

为提高药用植物病理学实验课程教学水平、创新教育教学方法、实现实验教学信息化,沈阳农业大学植物保护实验教学中心将数码显微互动系统引入实验教学过程中,不断探索与实践药用植物病理学实验教学新模式。本文介绍了药用植物病理学实验课程的基本情况,分析了传统实验教学现状与不足,探讨了数码显微互动系统的优势及其应用于该课程的模式构建,并分享了取得的教学效果,以期为数码显微互动与农林院校实验教学融合的教育教学方法研究提供参考借鉴。

我国北方四省52个重要小麦品种抗秆锈病基因推导分析

为了探明我国北方四省小麦品种的抗秆锈病基因情况及可能发现对秆锈病新小种Ug99(TTKSK)抗病的基因型(品种),选择52个重要的小麦生产、后备品种进行测定。依据待测小麦品种及42个抗秆锈病单基因品系与中国和美国15个秆锈菌致病型的互作信息,结合系谱分析和基因遗传连锁关系推导待测52个品种的抗病基因。结果表明:从其中49个待测品种中分别推导出含有Sr5、6、8 a、9 b、9 e、11、12、16、17、19、21、23、29、31、32、33、35、Gt、Wld-1等抗秆锈病基因中的1个或几个基因。此外,有2个非1B/1R易位系谱的品种G93-372和新克旱9号对15个秆锈菌系一致表现高抗,存在Ug99抗病基因Sr26或32的可能。

我国燕麦秆锈菌生理小种与毒力分析

为了解当前我国燕麦秆锈菌生理小种及其毒力现状,利用12个北美燕麦秆锈菌单基因鉴别寄主,对2013年采集的7份和2012保存的4份燕麦秆锈病标样进行小种与毒力鉴定,并用Pg a-code字母命名系统命名小种,以16个单基因系测定毒力频率。结果表明,从11份燕麦秆锈菌标样中分离成活了26个单孢子堆菌株,鉴定出TKR、TJM和TKM三个生理小种,出现频率分别为61.6%、30.8%和7.6%。26个菌株对Pg 6和Pg 15无毒力,对Pg 10、Pg 13、Pg a和Rodney 0的毒力频率分别为69.2%、61.6%、61.6%和84.6%,对Pg 1、Pg 2、Pg 3、Pg 4、Pg 8、Pg 9、Pg 12、Pg 16和Marvellous毒力频率高达100%。说明当前我国燕麦秆锈菌优势小种为TKR,次优势小种为TKM;Pg 6和Pg 15为有效抗病基因,Pg 1、Pg 2、Pg 3、Pg 4、Pg 8、Pg 9、Pg 12、Pg 16和Marvellous则为无效抗病基因,Pg 10、Pg 13、Pg a和Rodney 0对我国燕麦秆锈菌具有一定的区分作用。

云南省小麦品种(系)抗秆锈性分析

为了解当前云南省小麦品种对小麦秆锈病的抗性,于2012-2013年用小麦秆锈菌生理小种21C3CTHQM、34MKGQM和混合小种对收集到的云南省102份小麦生产品种和68份农家品种进行了抗秆锈病鉴定。结果表明,凤麦39、靖麦10号、玉麦3号等65份生产品种及云0072、云0300、云0205等3份农家品种对小麦秆锈病表现抗性,分别占供试品种(系)的63.7%和4.4%。表明云南省小麦农家品种的抗性水平总体较差;生产品种对小麦秆锈病的抗性总体处于中等水平,一些新育成的优良品种以及大面积推广品种对小麦秆锈菌表现高度感病,这种情况应引起高度重视。

小麦蛋白质组学研究进展

随着人类基因组以及水稻、拟南芥等10余种模式生物基因组全序列测定的相继完成,基因组计划的重心已逐渐由结构基因组研究转移到功能基因组研究。蛋白质组学作为后基因时代功能基因组学研究的一个重要领域,有助于人们从分子水平阐述基因功能,揭示了解生命现象和本质。本文就多年来国内外学者对小麦蛋白质组学的研究作一综述,包括特定组织细胞蛋白表达分析,生物和非生物胁迫差异蛋白鉴定以及遗传多样性等方面。

小麦白粉病菌空中孢子量与气象因子的关系及病害预测模型的建立

对小麦白粉病菌空中孢子量进行了监测,并分析了孢子量与气象因子的关系。利用SPSS统计软件对试验数据进行相关和回归分析,建立了病害预测模型。结果表明,孢子量与温度呈负相关,相关系数为-0.070 1;与降水量呈正相关,相关系数为0.319 4;与相对湿度呈负相关,相关系数为-0.438 9;与风速呈负相关,相关系数为-0.293 9。建立了病害预测模型,回归方程为y=e(4.733-30.717/x),决定系数为0.897 0,模型的拟合效果较好。

小麦白粉病生防菌拟诺卡氏菌属TMG-8菌株的筛选研究

为更好地利用生防菌防控小麦白粉病危害,从不同省份、不同生态环境中采集52份土样,用稀释分离法得到150株菌株,通过小麦白粉孢子萌发抑制试验、小麦离体叶片药效试验及温室苗期药效试验筛选得到1株对小麦白粉病抑制作用较强的生防菌株TMG-8。采用16S r DNA序列分析法结合部分生化测定试验对生防菌TMG-8进行初步鉴定,并采用抗生素抗性标记法测定生防菌TMG-8的定殖能力。初步鉴定菌株TMG-8为拟诺卡氏菌属;生防菌可在叶面上短暂定殖,在小麦叶片上的定殖量为下部>中部>上部,在小麦苗上的定殖量为根部>茎部>叶部;菌株TMG-8可在土壤中短期稳定定殖,其含量随着时间逐步增加并趋于稳定,但增加幅度不大;无论是浸根处理还是灌根处理,生防菌都能在小麦苗上定殖,定殖量为根部>茎部>叶部,灌根处理比浸根处理含菌量多。

小麦秆锈菌生理小种21C3CTH SCAR标记的建立

为了建立中国小麦秆锈菌流行小种的分子检测标记,利用RAPD(Random amplified polymorphic DNA)技术对我国小麦秆锈菌6个主要生理小种21C3CTH、21C3CPH、21C3CFH、34MKG、34C2MKK和34C2MKR进行了分析,筛选特异性片段并将其转化为SCAR(Sequence-characterized amplified region)标记。在156条10碱基随机引物中,引物S92(5′-CAGCTCACGA-3′)在小麦秆锈菌生理小种21C3CTH中扩增出一条782bp的特异片段,回收、克隆和测序该特异片段,根据特异片段的核苷酸序列设计了1对SCAR特异引物,经验证,该引物特异性良好。结果表明,小麦秆锈菌生理小种21C3CTH的RAPD标记被成功地转化为SCAR标记,这为该生理小种的分子鉴定和监测奠定了基础。

小麦秆锈病新抗源及抗病基因所在染色体特异分子标记

【目的】小麦秆锈病是具潜在毁灭性的小麦病害之一,秆锈菌小种Ug99严重威胁全球小麦生产。本研究通过对165份小麦-近缘植物染色体系进行抗秆锈病鉴定,筛选小麦秆锈病新抗源并建立抗病基因所在染色体特异分子标记,以发掘小麦秆锈病新抗源,培育抗病品种,有效防御Ug99导致的秆锈病。【方法】将供试的165份小麦-近缘植物染色体系、3份六倍体小麦及感病对照小密穗分别播种于直径10 cm的瓦盆中,生长到一叶一心时,用中国小麦秆锈菌流行小种34MKGQM和21C3CTHSM进行接种,当感病品种小密穗充分发病时,按照0—4级标准调查记载侵染型,对供试材料的抗秆锈病级别进行统计。同时,提取免疫、近免疫、高抗秆锈病附加系/代换系及其对应的整套染色体系、中国春等材料的基因组DNA,利用101对PLUG引物进行PCR扩增,扩增产物经限制性内切酶酶切后进行电泳检测,筛选并建立抗秆锈基因所在染色体特异分子标记。【结果】在165份小麦-近缘植物染色体系中,中国春-卵穗山羊草7Mg#1附加系、中国春-卵穗山羊草7Mg#1(7A)和7Mg#1(7B)代换系、中国春-帝国黑麦1R附加系、中国春-中间偃麦草?Ai附加系(?表示外源染色体同源群未鉴定)、中国春-单芒山羊草6N附加系、中国春-易变山羊草6SvS端体附加系和中国春-智利大麦6Hch附加系9份材料对秆锈病表现为免疫或近免疫;ALCD-尾状山羊草7C#1附加系、中国春-卵穗山羊草7Mg#1(7D)代换系、中国春-帝国黑麦6R附加系、中国春-高大山羊草6Sl#3附加系、中国春-高大山羊草6Sl#2(6B)代换系、中国春-希尔斯山羊草3S#1附加系和中国春-拟斯卑尔脱山羊草2Sg#3附加系7份材料对秆锈病表现为高抗;其余材料均表现为中感或高感。抗秆锈性基因定位信息比较分析发现,高大山羊草6Sl#2和6Sl#3、帝国黑麦6R、智利大麦6Hch、卵穗山羊草7Mg#1、尾状山羊草7C、中间偃麦草?Ai染色体上可能含有抗秆锈新基因。分子标记筛选、定位及特异性验证研究共获得8个新的多态性标记,其中5个(TNAC1715、TNAC1718、TNAC1737、TNAC1739和TNAC1753)和3个(TNAC1740、TNAC1751和TNAC1756)分别被定位在6R和6Sl染色体上。【结论】筛选得到8份可能含有抗秆锈新基因的材料,建立了抗秆锈基因所在染色体特异新标记8个。

小麦秆锈菌RAPD扩增体系的正交优化

针对RAPD扩增技术在小麦秆锈菌遗传多样性的分析研究中重复性较低的不足,对小麦秆锈菌RAPD扩增体系进行优化。以小麦秆锈菌不同的生理小种为材料,采用L16(45)正交试验设计,考察模板DNA、Mg2+、TaqDNA聚合酶、dNTPs和随机引物浓度5个因素的影响,并对退火温度和循环次数进行优化。结果表明:小麦秆锈菌RAPD扩增的较优体系为25μL体系中含1×Buffer,40ng·μL-1模板DNA,1.5mmol·L-1Mg2+,2.0U TaqDNA聚合酶,0.25mmol·L-1dNTPs,0.40μmol·L-1随机引物;适宜的退火温度为36℃,适宜的循环次数为43次。该反应体系检测多态性能力强、反应系统稳定且重复性好,可以较好地应用于小麦秆锈菌的遗传多样性分析研究。

东北春麦区小麦生产品种和后备品系抗秆锈性分析

为了解当前东北春麦区小麦生产品种和后备品系对中国小麦秆锈菌生理小种21C3CTH、21C3CFH和34MKG的抗性水平,于2006-2010年对来自辽宁、吉林、黑龙江和内蒙古的68份小麦品种和947份后备品系进行了苗期和/或成株期抗秆锈病鉴定。结果表明,有48份小麦生产品种和877份后备品系对秆锈病表现抗性,占供试材料的70.56%和92.61%,这说明东北春麦区小麦生产品种和后备品系对小麦秆锈病的抗性普遍较强,但仍存在部分感病品种和感病后备品系,秆锈病发生与流行的威胁依然存在。

明尼2761抗秆锈病相关基因的cDNA-AFLP分析

【目的】分析中国重要辅助鉴别寄主明尼2761经小麦秆锈菌诱导后的基因表达谱,寻找与其抗病基因表达相关的片段。【方法】运用cDNA-AFLP技术研究明尼2761和感病对照Thatcher分别接种小麦秆锈菌后的基因表达差异,对与明尼2761抗病相关的特异表达片段进行分析。【结果】140对AFLP引物组合能够检测到约7 000多条差异表达转录衍生片段(TDF),平均每一对引物可以获得50条条带,其中有86对引物能够在明尼2761和Thatcher之间扩增出差异条带。对可能与抗病相关的35条特异TDF进行克隆测序,经BLASTx比对,30条TDF在数据库中能够找到同源序列,其中24条TDF功能已知,6条TDF功能尚未明确。【结论】8条与编码激酶结合蛋白、NBS-LRR抗病蛋白、类肉桂酰-CoA还原酶2b、类肉桂酰辅酶A还原酶2c、蔗糖磷酸合成酶7、类蛋白酶metacaspase 1、类锌指蛋白、假定的类RGA4抗病蛋白基因有较高同源性的TDF应与明尼2761的抗秆锈性相关。

139份小麦品种(系)抗秆锈性测定及其Ug99抗病基因分子检测

【目的】云南省在中国小麦秆锈病的大区传播与病害流行中起着关键作用,一旦Ug99及其变异体入侵中国,极大可能会首先在本地区定植、增殖、向其他麦区传播,引起全国小麦秆锈病新的流行。因此,论文旨在分析云南省主要生产后备品种及CIMMYT抗Ug99的材料对中国小麦秆锈菌小种的抗性及含有Ug99抗病基因情况,为抗病品种布局提供指导。【方法】于2013年10月至2014年3月在沈阳农业大学植物植保学院玻璃温室中,将119份云南省小麦品种(系)、20份经国外穿梭鉴定抗Ug99的材料及感病对照小密穗分别在直径为10 cm泥盆中播种,小麦一叶一心时,用中国小麦秆锈菌流行小种21C3HTTTM、34MRGQM和1个经有性过程的新小种34C3RTGQM进行喷粉接种、保湿箱保湿并在15—26℃(夜/昼)的温室环境里孵育。约两周后,当感病品种小密穗充分发病时,按照0—4级标准调查记载侵染型:(0-2+级记为抗病、3--4记为感病),对供试小麦品种(系)的抗秆锈性进行评价。同时,分别剪取各个未接种的供试材料幼叶组织进行基因组DNA提取、利用文献报道的4个抗Ug99基因的分子标记(Sr22、Sr25、Sr26和Sr28)进行PCR扩增、2.0%的琼脂糖凝胶电泳及聚丙烯酰胺电泳对目标抗病基因进行分子检测。【结果】在119份云南省小麦材料中,有42份材料对参试小麦秆锈菌小种表现出差异性抗性(占35.3%),其中表现免疫-近免疫的有6份(5%),表现高抗-中抗的有36份(30.3%)。剩余77份材料均表现感病,其中高度感病的有42份(占35.2%),中度感病的有35份(占29.4%),而20份抗Ug99的种质中对全部参试小种表现中度和高度感病的材料也各有2份(均占10%)。对全部139份小麦材料用4个抗病基因进行分子标记检测表明,有2份CIMMYT的材料被检出含Sr25、1份材料含有Sr26、1份材料含有Sr28。有12份云南省小麦品种(系)被检出含有Sr28,但没有检测出含有另3个抗性基因的材料。【结论】云南省小麦品种(系)对中国小麦秆锈菌小种的抗秆锈性水平不高,而部分抗Ug99的CIMMYT材料对中国小麦秆锈菌也表现了不同程度感病。云南省小麦品种(系)中检测出12份材料含有Sr28被认为是国内鲜见报道的Ug99抗性材料。

小麦秆锈病防治指标研究

为考察小麦秆锈病的防治指标,在小麦自然生长条件下,以绵阳11号、浙麦1号和龙麦30号3个具有不同抗感性的小麦品种为研究对象,通过对不同病情与产量损失关系的研究,分别构建了3个品种开花期病情(X2)与产量损失率(L)之间的回归方程,其中高感品种绵阳11号的方程为:L=-1.689+1.185X2(R=0.981,SLx=5.737)。结合经济允许损失水平模型,计算得到高感品种开花期小麦秆锈病的防治指标为病情指数3.7。另外还建立了绵阳11号抽穗期病情(X1)和乳熟期病情(X3)的产量损失估计模型,即L=0.139+0.433X1+0.532X3(R=0.999,SLx=1.317)。建立的产量损失模型在小麦品种上具有一定的代表性和广泛性,而具体的防治指标可能存在地域差异。

部分国外小麦种质及东北麦区生产、后备品种抗秆锈性分析

在面临Ug99及其强毒力变异菌株可能侵入我国的高风险下,为筛选和储备新的小麦抗病品种或种质,并了解东北春麦区小麦生产、后备品种对秆锈病的抗性,于2015年用小麦秆锈菌生理小种21C3CTHTM、34C3RTGQM及混合小种对190份国外小麦材料和100份黑龙江省小麦材料进行田间成株期秆锈病抗性鉴定。结果表明,190份国外小麦材料中有169份对所有供试菌种表现出抗性,其中表现免疫的有119份,表现高抗的有50份;100份黑龙江小麦材料中有71份对所有供试菌种表现出抗性,其中表现免疫的有45份,表现高抗的有23份,表现高抗-中抗的有3份。国外小麦材料和黑龙江小麦材料对我国小麦秆锈菌的抗性较高,但仍有部分国外小麦材料和部分黑龙江小麦材料对我国小麦秆锈菌表现出高度感病,这种现象应得到重视。

“互联网+”助力高等教育信息化改革新蓝图——智慧校园

随着信息技术的飞速发展,高等院校的信息化建设已初见成效。"互联网+"理念的兴起为高等教育信息化改革勾勒了一幅新蓝图,促进高等院校的信息化建设向智慧校园转型升级。阐述了"‘互联网+’高等教育"的内涵、发展现状,并对"互联网+"为智慧校园带来的机遇进行分析,提出高等教育智慧化改革的新思路。

云南省小麦品种(系)苗期抗秆锈性评价及3个重要抗病基因的分子检测

小麦秆锈病是严重影响小麦产量的病害之一。小麦秆锈菌新小种Ug99及其变异菌株的出现）,随后在肯尼亚和埃塞俄比亚引起的流行,引起了全球对小麦抗秆锈性的再次关注。云南省地处中国西南边境,历史上是中国小麦秆锈菌主要越冬区,为小麦秆锈病的流行提供初菌源。近几年我们对小麦秆锈病的调查研究发现,即使在全国各地几乎见不到该病的情况下,

小麦秆锈菌生理小种21C3CPH和Ug99SSR标记的筛选

小麦秆锈病是一种专化性很强的大区远距气传病害,曾造成多个小麦种植国家和地区的毁灭性损失,新的强毒力小种Ug99含有对Sr31等多个重要抗秆锈基因的联合毒性,对我国的小麦生产有巨大潜在威胁,因此,加强小麦秆锈菌生理小种的监测和鉴定是有效防治该病害的基础性研究工作和关键环节。现代分子生物学的迅猛发展,为许多研究提供了新的方法和手段,分子标记技术在区分小麦秆锈菌生理小种方面显示了充分的可行性。本研究利用25对SSR引物对7个小麦秆锈菌主要生理小种进行DNA多态性分析,结果显示,所有特异引物对秆锈菌的扩增结果均呈现出丰富的多态性,秆锈菌的不同生理小种之间存在遗传差异。其中引物SSR180在21C3CPH中扩增出205bp的特异性条带;引物SSR6在Ug99中扩增出170bp的特异性条带,经过多次的重复试验,这些特异性条带均能够比较稳定地重复出现,说明引物SSR180和SSR6可用于小种21C3CPH和Ug99的特异性检测。

黑龙江省83份小麦品种抗秆锈病基因的分子检测

为了明确黑龙江省小麦品种(系)对中国秆锈菌的抗性水平和了解抗秆锈病基因在该区域的分布情况,本研究选用中国小麦秆锈菌流行小种21C3CTHQM、34MKGQM和34C3RTGQM对从该区域征集到的83份主要小麦品种(系)进行了苗期抗秆锈病的评价,并利用与抗秆锈病基因Sr2、Sr24、Sr25、Sr26、Sr31和Sr38紧密连锁的分子标记分别进行了分子检测,结合苗期表型及系谱,推测这些品种(系)可能含有的抗病基因。结果表明,83份小麦品种(系)对供试秆锈菌小种均表现抗性,对21C3CTHQM、34MKGQM和34C3RTGQM表现免疫或近免疫的分别为57、53和60份,各占供试材料数量的68.68%、63.85%和72.29%,其他剩余材料对3个供试秆锈菌小种表现中抗或高抗。分子标记分析表明,83份主要小麦品种(系)中有12份可能含有Sr2;克旱3号可能含有Sr25; 6份小麦品种可能含有Sr31; 19份小麦品种可能含有Sr38;没有检测出含有Sr24和Sr26的品种。因此,黑龙江省小麦品种对中国小麦秆锈病抗性水平相对较高,含有抗秆锈病基因Sr2以及对我国小麦秆锈病表现良好抗性的基因Sr31和Sr38,可能含有其他未知抗秆锈病基因,这些优良抗源材料可作为未来小麦生产育种的种质资源。

《普通植物病理学》线上线下混合式教学的改革和实践

《普通植物病理学》课程是植物保护专业本科生一门重要的专业基础课,普及植物病理学基本原理和现代植物病理学基础理念,是培养植物病害专业技术人员的基本知识和基本技能的通识课。为开拓新型教学模式,应用现代化教学技术更好地为学生服务,《普通植物病理学》课程组总结多年教学经验,针对理论教学和实践教学部分进行了线上线下混合式教学的研究,在教学方法和考核方式等方面进行了探索实践。