几个彩色马蹄莲品种的离体培养与快速繁殖

对彩色马蹄莲的组织培养研究表明:①休眠期块茎比生长期块茎的诱导培养成功率高4～5倍,消毒时间可缩短50%;②1.0mg·L-1的6BA有利于优质种苗生产;③皇后(YellowQueen)和北极星(MajesticRed)组培苗栽培后形成的块茎再次用于组培,培养5代的增殖倍数分别比引进块茎直接用于组培提高144.70%和5.60%;④相同条件下,彩色马蹄莲黄花品种比红花、紫花品种的增殖系数高;⑤多代培养,保持植物生长调节剂浓度不变,增殖系数呈下降趋势,1.0mg·L-1与2.0mg·L-1的6BA隔代交替使用,可以克服增殖系数下降。

扑虱灵对褐飞虱及稻株的生理生化影响

褐飞虱在扑虱灵连续处理后,雌雄成虫生殖前期的数种代谢酶离体活力都发生了异常改变,导致体内物质代谢紊乱,如游离氨基酸含量变化率超过10%的,在雌虫体内有6种;雄虫体内的达10种,其中有4种变化率超过30%.处理后,雌、雄虫的游离氨基酸总量和蛋白质量者低于对照;稻株茎部,.对褐飞虱繁殖力有决定作用的酪氨酸、半胱氨酸和甲硫氨酸分别比对照低21.68%,9.62%和3.86%,而甘氨酸比对照高5.52%.

南京地区西花蓟马发生调查及其分子检测

以西花蓟马和烟蓟马的线粒体DNA的COI基因设计特异性引物,建立了西花蓟马PCR快速检测方法,该方法可以检测1/120单头成虫,对各种虫态均可进行特异性检测。对南京54种植物花器中蓟马种类进行了调查,通过形态特征和线粒体DNA的COI基因分子检测,均证明西花蓟马已在其中25种植物上发生,西花蓟马种群数量达蓟马总量20%的有11种植物,超过30%的有5种。

梨黑斑病菌拮抗细菌的筛选鉴定及其拮抗活性的研究

从江苏句容酥梨黑斑病病叶上分离得到1株对梨黑斑病菌有明显抑制作用的拮抗细菌,代号JR-C,经鉴定为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)。胞外酶检测显示:该菌产生蛋白酶和纤维素酶,不产生几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶。此外,该菌的代谢产物粗提物可抑制梨黑斑病菌菌丝的正常生长。代谢产物粗提物处理后的梨黑斑病菌菌丝愈发致密、短粗,分支也明显减少。室内测定该菌对梨轮纹病菌、梨腐烂病菌、梨炭疽病菌和稻瘟病菌等多种病原真菌均具有较好的拮抗作用。梨黑斑病主要是叶部病害,而拮抗细菌JR-C菌株从梨树叶片上分离获得,拮抗活性高,拮抗谱广,这为后续利用该菌研制生防菌剂防治梨黑斑病及其他作物病害提供了技术支撑。

彩色马蹄莲细菌性软腐病菌的鉴定及其群体感应淬灭的研究

近几年南京种植的彩色马蹄莲软腐病发生严重,从不同品种的彩色马蹄莲不同部位病组织中分离到6个菌株,经形态特征与培养性状比较、生理生化测试、16S rDNA序列分析和致病性测定,鉴定为胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorasubsp.carotovora,P.c.c)。信号分子检测结果表明,分离菌株可产生并释放出N-酰基-高丝氨酸内酯(AHLs)类信号分子。利用PCR技术扩增土壤根癌农杆菌中的attM基因,其编码的AttM解酯酶可以显著降解AHLs,在离体条件下可有效地减弱该病原菌的致病性,这为有效控制彩色马蹄莲细菌性软腐病提供了一种新途径。

溴氰菊酯和甲胺磷引起稻飞虱再猖獗问题的研究

室内测定和田间试验的结果表明，溴氰菊酯引起稻飞虱再猖獗的现象非常明显，其原因首先是稻飞虱对溴氰菊酯具有极高的自然耐药力，连续施药以后，耐药力还会进一步提高；其次是药剂会使飞虱的产卵量增多，并杀伤天敌。这种再猖獗在用药量偏低时更为明显。甲胺磷在常用剂量下，对飞虱的再猖獗不明显。

黏细菌捕食生物学研究进展及其在农业领域的应用潜力

黏细菌(myxobacteria)是一类具有多细胞群体行为特征的捕食性微生物类群,能够以活的微生物细胞或者其他生物大分子作为食物获取营养,同时能够形成抗逆性强的子实体和黏孢子,从而使黏细菌具有良好的环境适应性。黏细菌对于植物病原真菌和细菌的捕食特性使其在植物病害防治方面具有重要的应用潜力,被视为是新的生防微生物类型。本文综述黏细菌对于微生物的捕食机制以及捕食行为的生态学功能,概述捕食性黏细菌作为一种新型的生防微生物在病害防治方面的应用潜力。在此基础上,也讨论目前黏细菌捕食生物学研究存在的问题,旨在为黏细菌捕食作用的深入研究及其在农业生产上的实际应用提供参考。

红叶石楠组培苗玻璃化影响因子及其克服技术研究

通过改良MS+6-BA无菌培养红叶石楠,结果表明:培养基离子浓度或细胞分裂素浓度偏高,组培苗玻璃化的比例均增加,降低培养温度或提高培养基硬度玻璃化苗均减少,相近凝固效果的卡拉胶比琼脂易导致玻璃化苗;繁殖代数增加,玻璃化比例降低。培养温度由恒温改为变温、6-BA浓度由1.5 mg/L降为0.5 mg/L、卡拉胶由7.0 g/L增加到8.0 g/L,培养60 d后分别能将61.67%、57.92%和47.08%的仅部分叶片出现玻璃化的红叶石楠组培苗转为正常,部分叶片玻璃化如培养条件不变,或茎、叶完全玻璃化,即使改变培养条件,均不能转变。

产酶溶杆菌rpfG基因的克隆与功能分析

为探索基因rpfG在产酶溶杆菌中的功能,以产酶溶杆菌OH11为研究对象,在基因组测序的基础上,通过同源比对,在OH11基因组中鉴定出rpfG的同源基因,并命名为rpfGLys。利用同源重组技术,对rpfG基因进行了定向敲除,获得了rpfG的缺失突变株。与野生型相比,rpfG基因的突变降低了产酶溶杆菌重要抗菌物质———热稳定抗菌因子HSAF的产量和对腐霉的拮抗活性。荧光定量PCR显示,在rpfG突变株中负责生物合成HSAF的关键基因Lysegl002651的表达显著下调,与HSAF活性检测结果相吻合。然而,rpfG的突变不改变产酶溶杆菌4种胞外抗菌水解酶的活性。另外,rpfG突变导致产酶溶杆菌菌落表面干燥,但滑行能力提高。

红叶石楠组织培养技术比较研究

[目的]研究红叶石楠组织培养技术。[方法]通过对红叶石楠外植体不同取样方式、不同增殖条件及不同生根方法的比较,研究其组织培养技术。[结果]结果表明,以休眠芽为外植体的红叶石楠的初始培养成功率较高,利用GA3浸泡消毒处理过的休眠芽,可促进其组织快速生长。培养基为50%MS、6-BA 1.00 mg/L、卡拉胶7.0 g/L时,红叶石楠组培增殖率最高。NAA直接生根培养,易产生愈伤组织,有效生根率最高为54.83%,IAA最高生根率可达57.83%。两步生根法愈伤组织形成少,NAA 3.0 mg/L+IAA 3.0 mg/L浸泡幼茎72 h,有效生根率达81.33%。[结论]该研究结果为红叶石楠组培技术的产业化应用提供参考。

与黄花马蹄莲互作过程中胡萝卜软腐果胶杆菌的差异表达蛋白分析

通过病原菌胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种与黄花马蹄莲组织的离体互作,运用双向电泳技术、质谱技术及Im-ageMaster 2D platinum 5.0(GE)软件对互作过程中蛋白质差异表达进行分析。结果表明:70个蛋白点在互作中存在表达差异,占蛋白点总数的18.13%。通过质谱分析发现:2个特异表达蛋白分子伴侣DnaK和1-脱氧木酮糖-5-磷酸合酶(DXS)均为代谢类蛋白;3个显著上调表达蛋白中ATP合酶α亚基和半胱氨酸合酶为代谢类蛋白,而β-内酰胺酶为抗生素类蛋白。

胡萝卜软腐果胶杆菌clpP基因的功能研究

为探索clpP基因对胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum,P.c.c)生物学特性及致病性等方面的影响,采用同源重组法构建clpP基因缺失突变体ΔclpP和互补菌株ΔclpP(clpP),测定突变体及互补菌株的运动性、生物膜、抗氧化压力,以及在不同培养基和不同温度下的生长能力、部分致病因子活性及致病性等表型,并采用RT-PCR分析了果胶酸裂解酶(Pel)、纤维素酶(Cel)、蛋白酶(Prt)和坏死诱导蛋白(necrosis-inducing protein,Nip)等相关致病因子的编码基因转录水平变化。结果表明:ΔclpP的运动性无变化,生物膜形成、高温和营养饥渴耐受力及抗氧化压力等均下降;果胶酶、纤维素酶与蛋白酶活性有不同程度降低,酶活性检测平板上水解圈的直径分别比野生株下降19.35%、34.38%和35.00%;ΔclpP的致病性显著下降,离体接种‘黄花马蹄莲’叶片和大白菜叶柄,病斑面积分别比野生株的减小99.00%和99.60%;在4个毒力因子中,qRT-PCR显示:ΔclpP果胶酸裂解酶与纤维素酶mRNA相对表达量为野生菌株的40.00%左右。由此可见,clpP基因对胡萝卜软腐果胶杆菌的生长和致病性具有多方面的决定作用。

N-酰基高丝氨酸内酯降解酶的抗体制备与鉴定

根据已报道的aiiA基因及attM基因序列设计引物,分别从蜡质芽孢杆菌(Bacillus cereus)和土壤根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)中PCR扩增获得aiiA基因及attM基因,构建蛋白表达载体pET30a-aiiA及pET30a-attM,在大肠杆菌BL21中诱导表达。利用AiiA解酯酶蛋白和AttM解酯酶蛋白在SDS-PAGE中对应的产物直接成兔免疫,提取血清进行ELISA和Western Blot检测。SDS-PAGE检测发现aiiA基因及attM基因能高效表达AiiA解酯酶蛋白和AttM解酯酶蛋白。ELISA检测结果表明,抗体含量高,稀释106倍依然为有效值。Western Blot检测结果表明抗体可特异性结合目的蛋白。应用检测结果表明抗体血清能检测到N-酰基高丝氨酸内酯降解酶相关基因的产物,在验证群体感应和群体淬灭等方面将具有应用价值。

产酶溶杆菌OH11菌株胞外酶调控相关基因ctp的克隆及功能的初步分析

利用mariner转座子对产酶溶杆菌Lysobacterenzymogenes OH11进行转座诱变,构建菌株OH11的突变体文库。筛选到1株4种胞外酶(蛋白酶、纤维素酶、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶)产生均减少的突变株D-11。通过亚克隆,鉴定转座子的插入位点,涉及1个羧基末端蛋白酶(carboxy-terminal protease)编码基因ctp。通过同源重组的方法对该基因进行敲除,对缺失突变体Δctp表型分析发现:(1)Δctp与野生型OH11在营养丰富型(2YT)与营养缺陷型(MMX)培养基中生长速率基本一致;(2)Δctp降低了蛋白酶、纤维素酶和β-1,3-葡聚糖酶的产生,但不影响几丁质酶的产生;(3)Δctp生物膜的产生量明显减少。研究还表明,突变体基本不改变其对油菜菌核病菌Sclerotinia sclerotiorum、水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani和辣椒疫霉病菌Phytophthora capsici的拮抗能力。互补菌株均恢复了野生型的相关功能。

基于光谱分形维数的水稻白叶枯病害监测指数研究

针对缺乏有效监测水稻叶片感染白叶枯病害光谱指数的问题,以分蘖期的水稻叶片为研究对象,采集了接种白叶枯病菌的水稻叶片和对照处理的水稻叶片各200片,利用高光谱成像装置获取373~1033 nm波段的水稻叶片光谱数据,选取450~900 nm波段的水稻叶片高光谱数据作为样本。从每个样本中选取一个感兴趣区域(Region of interest,ROI)并计算平均光谱,经过Savtzky-Golay平滑处理得到平均光谱曲线;为了定量描述水稻叶片是否感染病害,提出将光谱分形维数(Fractal dimension,FD)作为定量描述水稻白叶枯病害的监测光谱指数,实现对白叶枯病害的监测。通过分析光谱指数(Spectral index,SI)和FD,建立SI和FD之间的多元线性关系,同时比较了FD与其他常用监测指数对白叶枯病害监测的有效性。结果表明:水稻白叶枯病害在绿峰(510~560 nm)和红谷(650~690 nm)波谱内的响应较为敏感;针对健康和感病叶片,FD与SI之间存在较好的多元线性关系,说明FD与光谱曲线有较好的对应关系,可以作为定量描述叶片健康状况的光谱指数;与常用监测指数相比,本文病害监测指数与水稻染病具有更高的相关性,其相关系数达到了0.9840,指数分布稳定性更高。本研究结果说明基于光谱反射曲线的圆规分形维数对判断水稻叶片是否感染白叶枯病害是可行的,为水稻白叶枯病害的监测提供了一种新方法。

水稻白叶枯病菌tatB基因的克隆及功能分析

根据水稻白叶枯病菌(Xanthomonas oryzae pv.oryzae,Xoo)PXO99的tatB基因序列设计引物,采用PCR方法从PXO99中克隆了tatB基因,命名为tatBXoo。通过同源重组的方法,构建了tatBXoo的插入突变株TBM,在含有X-gluc的抗性平板上筛选,并经Southern blot杂交验证确认。表型测定结果表明:与野生型相比,tatB突变株在水稻(寄主)上的致病性减弱,但在烟草(非寄主)上仍具有引起过敏反应的能力;tatB突变导致Xoo致病相关的重要表型如胞外多糖减少,游动性及趋化性减弱。但是,tatB突变不影响Xoo在基本培养基(MMX)中正常生长、胞外纤维素酶产生和生物膜形成。

利用叶片再生进行滁菊组培扩繁

[目的]滁菊高效快速繁殖体系的建立。[方法]以叶片为外植体,选用不同培养基并添加激素6-BA和NAA,研究不同激素浓度组合培养基对外植体愈伤诱导、不定芽分化及生根的影响,获得选择分化率高的培养条件。[结果]滁菊叶片最适增殖和分化培养基分别为MS+6-BA 2 mg/L+NAA 0.1 mg/L和MS+6-BA 0.5 mg/L+NAA 0.1 mg/L,最佳生根培养基为1/2 MS+NAA 0.2 mg/L,生根率达100%。[结论]该研究为滁菊的快速繁殖提供了技术依据。

胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种mreB基因的功能分析

为了阐明细菌杆状决定蛋白mreB基因对胡萝卜软腐果胶杆菌胡萝卜亚种(Pectobacterium carotovorum subsp.carotovorum,Pcc)生物学特性及致病性的影响,采用同源重组的方法成功构建了该基因的缺失突变株、互补菌株及过表达菌株,并进行了相关表型测定。结果表明:与野生型菌株PccS1相比,缺失突变株ΔmreB菌体形态由杆状变为球形;对黄花马蹄莲和大白菜的致病性显著下降;生长能力也受到一定限制;尽管分泌胞外纤维素酶的能力、抗氧化压力和菌体沉降速率无明显变化,但蛋白酶活性、果胶酶活性、生物膜形成能力、游动性及产生碳青霉烯抗生素的能力均有不同程度的下降。互补菌株的表型得到了部分或全部恢复。qRT-PCR结果也显示:ΔmreB中几种相关致病因子的相对表达量均下调。表明:mreB与胡萝卜软腐果胶杆菌的菌体形态、生长能力和致病能力密切相关。这是首次报道mreB与植物病原菌的致病性相关。

转群体感应淬灭基因attM烟草抗青枯病的研究

自根癌农杆菌(Agrobacterium tumefaciens)克隆获得attM基因。采用叶盘转化法,农杆菌介导转化烟草,经过卡那霉素抗性筛选获得抗性愈伤组织,对其分化产生的植物株系进行PCR、PCR-Southern和荧光定量PCR及GUS染色检测分析。结果表明:attM基因被成功插入烟草基因组DNA中。在转基因株系中均能够表达,相对表达量最大可达125.8,最小为31.0。以野生型烟草和转pBI121空载体的烟草为对照,分别进行了离体及活体检测试验,结果表明:转attM基因烟草植株对茄科雷尔氏菌引起的青枯病抗性显著。1×107～1×108CFU.mL-1的青枯菌接种离体叶片,野生型烟草和转pBI121空载体的烟草的中毒面积与接种面积比值为15～25,转基因植株的比值低于3;青枯菌3×106CFU.mL-1伤根接种盆栽烟草植株14d,野生株和转空载体烟草均青枯死亡,病情指数为100,转基因植株病情指数为31.25。

基于时序高光谱和多任务学习的水稻病害早期预测研究

水稻病害是影响水稻产量的重要因素之一,水稻病害的早期预测对水稻病害防治至关重要。为了实现水稻白叶枯病害的预测,连续采集了从接种病菌到早期发病共7 d的白叶枯病害胁迫下的叶片高光谱图像。利用Savitzky-Golay算法对高光谱图像进行预处理,并利用主成分分析(Principal component analysis, PCA)和随机森林(Random forest, RF)算法提取光谱特征,构建多任务学习(Multi-task learning, MTL)与长短期记忆(Long short-term memory, LSTM)网络融合的预测模型,对水稻病害发病率和潜伏期进行预测,并利用鲸鱼优化算法(Whale optimization algorithm, WOA)对MTL-LSTM模型进行优化。实验结果表明:PCA和RF可以有效地从高光谱图像中提取光谱特征,降低高光谱数据维度,且基于光谱特征构建的预测模型性能优于全波段光谱构建的预测模型性能,建模时间降低约98%。基于时序高光谱构建的预测模型对发病率和潜伏期的预测取得了预期效果,基于前10个特征波长构建的WOA-MTL-LSTM模型取得了最优的预测性能,对发病率和潜伏期预测测试集的R^(2)分别为0.93和0.85,RMSE分别为0.34和2.12,RE分别为0.33%和1.21%。通过WOA算法可以提升MTL-LSTM的预测性能,对发病率和潜伏期预测的R^(2)均提升0.05。研究结果表明RF提取高光谱特征能有效表征全波段光谱,基于时序高光谱的WOA-MTL-LSTM模型可以准确预测白叶枯病害发病率和潜伏期,为水稻白叶枯病害的预防提供了技术支持。