中国草莓属植物种质资源的研究、开发与利用进展

在对草莓属(Fragaria spp.)的全球分布、分类地位及栽培种凤梨草莓(Fragaria×ananassa Duch.ex Lamarck)的演化历史进行简要论述的基础上,对国内关于草莓属种质资源的研究、开发与利用进展进行了较详细的综述.对草莓种质资源的研究包括:中国草莓属种质资源的收集及对野生资源地理分布的调查,运用分子标记对草莓的亲缘关系进行鉴定,对部分种质进行核型分析(五叶草莓、森林草莓、纤细草莓、黄毛草莓、绿色草莓、东北草莓和西南草莓)及基因组大小估计(五叶草莓(红果、白果两种类型)、黄毛草莓、西南草莓、东北草莓、森林草莓和绿色草莓),对草莓种质的功能基因进行挖掘,草莓种质的生理生化(光合特性、活性成分及非生物胁迫)及遗传转化研究.关于草莓种质资源的开发与利用,包括新品种的选育及引种与驯化,育种方式有实生育种、杂交育种、诱变育种和生物技术育种,而最主要的育种方式是杂交育种.同时与国外的同类研究进行了比较分析,提出了在草莓属种质资源的研究、开发与利用过程中存在的问题并作出了相应的展望.

草莓病毒病及其研究进展

对草莓镶脉病毒(strawberry vein banding virus, SVBV)、草莓斑驳病毒(strawberry mottle virus, SMoV)、草莓皱缩病毒(strawberry crinkle virus, SCV)、草莓轻型黄边病毒(strawberry mild yellow edge virus, SMYEV)和草莓潜隐环斑病毒(strawberry latent ringspot virus, SLRSV)等5种草莓主要病毒的分类、分布及生物学特性进行了综述.在此基础上,对草莓病毒的检测方法(指示植物检测、电镜检测、血清学检测和分子生物学检测)、传播媒介(蚜虫、蓟马、粉虱、线虫和真菌)、脱毒方法(高温脱毒、化学试剂脱毒、茎尖脱毒、高温-茎尖结合脱毒和超低温脱毒)及草莓病毒病的防治(脱毒苗运用、田间管理、抗病毒品种和阻断传播媒介)等方面进行了论述,以期为草莓生产中病毒病的防治提供科学依据.

基于高通量测序的草莓白粉病病原菌分析

【目的】了解昆明地区冬草莓主要栽培品种白粉病病原菌的种类和离体后病原菌种群的变化。【方法】2019年2-4月在昆明市草莓白粉病爆发区3个不同地点取样,基于Illumina MiSeq高通量测序,对昆明地区3个冬草莓主要栽培品种章姬、红颜、桃香的白粉病患病部位表面的真菌群落组成与结构进行了分析,并将离体白粉病样品在人工气候箱中培养,温度25℃,光强1500 lx,光照时间12 h·d^(-1),培养7 d,检测长出的真菌群落组成,进而对比两类样品真菌群落组成与结构的变化。【结果】6个样品的真菌群落组成与结构分析结果基本相同,即在属水平上进行真菌群落组成与结构分析均显示98.8%以上是叉丝单囊壳属Podosphaera。2个离体白粉病样品在灭菌培养皿内培养7 d后,HL(地点3的红颜白粉果实和叶片)样品上长出许多浅绿色的粉状霉菌,其真菌群落组与结构分析显示为Penicillium(88.80%)、Cladosporium(9.38%)、Acremonium(1.44%)、others(0.25%);而ZH(地点2的章姬果实和叶片)样品上长出许多黑色粉层的霉菌,真菌群落组成与结构为Aspergillus(86.87%)、Acremonium(4.11%)、Cladosporium(1.25%)、others(0.23%)。实验结果表明,样品培养之后真菌群落组成与结构发生了显著变化。【结论】昆明地区冬草莓栽培种的白粉病病原菌为叉丝单囊壳属Podosphaera,不同草莓品种和感染部位的白粉病病原菌相同,是首次报道中国西南地区草莓白粉病病原菌种类。草莓白粉病病原菌感病的部位离开母体植株后,感染部位表面很快生长出其他真菌菌落,原白粉病原菌不再是优势菌群,说明草莓白粉病病原菌是活体营养寄生菌。该病原菌还表现出侵染周期长、侵染不同品种的不同组织的特性。

草莓根腐病及其生物防治研究进展

随着草莓栽培面积及范围的不断扩大,各类病害接踵而来,草莓根腐病作为草莓种植业中的重要真菌性病害,在草莓种植区均有不同程度地发生。为明确国内外引发草莓根腐病的病原菌多样性及其分类学地位,对全球引起草莓根腐病的病原菌进行了统计与分析;综述了田间症状、组织分离法和分子生物学检测(主要有常规PCR、巢式PCR、多重PCR和实时定量PCR)等的草莓根腐病病原菌检测方式。在此基础上,对当前用于生物防治的拮抗微生物、生物防治剂/杀菌剂和植物源提取物进行了论述。以期为研究人员在草莓根腐病的病原菌分离、科赫法则验证、分类鉴定及生防菌的分离与筛选提供理论依据。

草莓白粉病病原菌及分子防御机制的研究进展

草莓白粉病的发生具有逐年上升的趋势,已成为我国草莓产业发展的主要障碍之一.作者从草莓白粉病病原菌的种类与分类地位、生活史,以及草莓植株的分子防御机制等方面进行综述,并结合白粉病病原菌的致病机制和草莓植株的抗病机制进行了分析、讨论与展望,从而为有效控制草莓白粉病提供思路.

温室中患白粉病与健康草莓植株根际原核生物群落的比较研究

【目的】比较温室大棚中患白粉病的草莓(DRZ)与健康草莓(HRZ)植株根际土壤原核生物(细菌和古菌)群落的多样性与结构差异。【方法】基于土壤原核生物16S rRNA基因V3~V4变异区通用引物序列,应用高通量测序技术进行比较分析。【结果】在97%的相似水平下2个样本共获得OTU个数为2631,涵盖了2域2界39门82纲161目326科600厲的原核生物;与健康样本相比,患病土壤原核生物的OTU数目及多样性指数均较低;在门分类水平上,变形菌门、放线菌门、酸杆菌门和拟杆菌门均为2个样本的优势菌群,两者群落种类大致相同,但群落相对丰度均发生显著变化(P<0.01),同时首次发现了患病植株根际土壤中古菌的门类相对丰度显著高于健康植株;在属分类水平上,分析了2个样本中相对丰度Top 50的菌群,表明原核生物群落结构和相对丰度均发生了显著变化(P<0.01),其中假单胞菌属、链霉菌属和“norank类群”可能是潜在的拮抗菌类群,沃尔巴克氏体属和立克次体属可能是寄生于温室草莓白粉病传播媒介中的类群。【结论】阐明了温室中患白粉病草莓与健康草莓根际原核生物的多样性变化,并解释了病害发生和传播的原因及草莓食用的安全问题,对防控白粉病的发生和快速筛选草莓白粉病拮抗菌提供理论依据。

草莓病害的生物防治研究进展

草莓是一种重要的经济作物,但各类病害导致草莓产业遭受大量损失。生物防治是防治草莓病害的重要手段之一,受到相关产业人员重视。本文总结了与草莓病害生物防治和研究相关的微生物来源,并对包括抗生作用、竞争作用、真菌重寄生、促生作用和诱导抗性系统等草莓病害生物防治的相关机制进行了综述。结合近年来草莓生物防治的研究进展,提出调节微生物群落结构是一类重要的生物防治策略,即改变草莓相关微生物群落结构和微生态环境,增加有益菌丰度和减少病原菌数量,间接抑制草莓病害发生。近年来,生防噬菌体和人工构建微生物组为植物病害的生物防治提供了新的方向,分析了其用于草莓病害生物防治的可能性,旨在为研究人员提供较为全面的草莓病害生物防治方法及其机制分析,为草莓产业可持续发展提供理论参考。

云南黄毛草莓的nrDNA ITS和cpDNA psbA-trnH序列分子鉴定及进化特征分析

【目的】利用核糖体DNA(nrDNA)ITS序列和叶绿体DNA(cpDNA)psbA-trnH序列对云南不同地理区域的黄毛草莓进行分子鉴定,并分析不同地理居群间的分子进化及地理分布特征,为黄毛草莓种质鉴定、保护及开发利用提供理论依据。【方法】以云南省12个不同地理区域的黄毛草莓居群样品为材料,PCR扩增其ITS和psbA-trnH序列,并进行双向测序及序列合并,分别基于ITS和psbA-trnH序列及二者合并序列构建系统发育进化树。最后利用DnaSP 5.10对ITS和psbA-trnH序列进行核苷酸多样性(π)及单倍型数目、类型和多样性(Hd)分析,并对黄毛草莓居群进行中性检验及分子进化特征分析。【结果】基于ITS和psbA-trnH序列的聚类分析结果均显示,12个不同地理区域的黄毛草莓居群样品均与GenBank数据库中下载的黄毛草莓聚在一个分支上,分支自展值均大于阈值(75%),表明这两种序列均可用于黄毛草莓种质的分子鉴定。基于二者合并序列的聚类分析结果与上述结果基本一致,但分支自展值达99%,表明该聚类分析结果更可靠。不同地理区域的黄毛草莓ITS序列间的遗传距离为0~0.014,排序为迪庆州>昆明市>文山州,psbA-trnH序列间的遗传距离为0~0.025,排序为昆明市>迪庆州>文山州,推测ITS和psbA-trnH序列均能显示黄毛草莓居群遗传分化与地理分布格局的相关性。ITS序列长度为668 bp,变异位点百分率为1.8%,共有8种单倍型,Hd和π分别为0.894±0.078和0.006,以昆明市黄毛草莓样品的单倍型最多,为4种;psbA-trnH序列有203 bp,变异位点百分率为2.5%,psbA-trnH序列共有5种单倍型,Hd和π分别为0.788±0.090和0.009,以昆明市黄毛草莓样品单倍型最多,为3种,表明两种序列的单倍型均呈现地理分布格局。黄毛草莓ITS和psbA-trnH序列的中性检验Tajima’s D值分别为-0.673和0.227(P>0.1),表明云南省12个不同地理区域的黄毛草莓居群保持稳定状态,在截至目前的历史时间内不存在扩张。【结论】从云南不同地理区域采集的样品均为黄毛草莓。ITS序列和psbA-trnH序列均可作为黄毛草莓的DNA条形码,二者的合并序列更能准确鉴定黄毛草莓种,适用于黄毛草莓分子谱系地理学研究。

微生物在烟草中的研究、开发与利用进展

烟草(Nicotiana tabacum L.)是中国主要经济作物之一,具有较高的经济效益。对包括烟草根际微生物、叶际微生物和内生微生物进行了综述,在此基础上,从微生物与烟草种植(微生物与烟草育苗,微生物促进烟草生长、防治病害及植烟土壤改良)和微生物与制烟(微生物用于烟叶调制与醇化、微生物与卷烟生产及利用微生物处理烟草废弃物)等2方面论述了微生物在烟草中的研究、开发与利用进展。

3种试剂盒对烟丝DNA提取及其微生物群落多样性分析效果的比较

筛选能高效提取烟丝DNA,并能获取其微生物群落多样性较高的试剂盒。选择3种不同的试剂盒提取烟丝DNA,比较DNA的纯度和浓度,并将提取的DNA进行原核生物16S rRNA基因V3~V4区和真菌ITS2区的PCR扩增及高通量扩增子测序,进而比较烟丝样品微生物群落多样性和结构差异。结果表明:(1)DNeasy■PowerPlant■Pro Kit植物基因组提取试剂盒(P)提取的烟丝DNA浓度为(103.67±1.7)ng/μL,显著高于其他试剂盒(P<0.01),且3种试剂盒提取的DNA纯度均达到合格水平。(2)3种试剂盒提取的DNA样本均能反映样本中原核生物群落多样性与结构,从门分类水平看,试剂盒P检测到11个门类,E.Z.N.A.TM HP Plant DNA Kit植物基因组提取试剂盒(M)检测到8个门类,DNeasy■PowerSoil■Kit土壤基因组提取试剂盒(S)检测到5个门类;从属分类水平看,试剂盒P检测到83个属,试剂盒S检测到71个属,试剂盒M检测到69个属。(3)3种试剂盒均能检测到Unclassified类群、子囊菌门Ascomycota、接合菌门Zygomycota和Others等4个真菌门类,但试剂盒P检测到的类群比例最高;在属分类水平上,试剂盒P检测出30个属,试剂盒S检测出20个属,试剂盒M检测出11个属。DNeasy■PowerPlant■Pro Kit植物基因组提取试剂盒(P)能有效提取烟丝及其所含微生物的总DNA,并能检测出更高的烟丝微生物群落多样性,推荐该试剂盒用于烟丝样品中微生物群落多样性与结构的分析。

二代测序技术在烟草中的应用进展

二代测序技术由于通量高、读长适中、错误率较低及成本低等优点而备受广大科研人员的青睐。本文从7种烟草属植物的基因组测序、宏基因组测序、转录组测序及烟草病毒的检测与鉴定等4个方面对二代测序技术在烟草中的应用进展进行了详细的综述,并在此基础上对二代测序技术及三代测序技术在烟草行业中的应用前景进行了展望,以期为相关领域研究者提供新的思路。