花魔芋软腐病原真菌分离鉴定

魔芋软腐病是魔芋生产过程中的重要病害,也是限制魔芋产业发展的主要因素。目前,已有报道魔芋软腐病主要由细菌引起,鲜有真菌引起魔芋球茎软腐发病的报道。为明确云南曲靖市花魔芋(Amorphophallus konjac)软腐病的病原种类和侵染特征,该研究通过组织分离法,对采集自云南曲靖市的花魔芋病样进行了真菌的分离,通过形态学结合基于ITS与LSU序列分析的分子鉴定方法对分离真菌进行鉴定,并根据柯赫氏法则进行致病性测定,并对鉴定出的病原真菌同魔芋软腐病原细菌进行了双回接试验分析。结果表明:(1)从形态学和分子水平鉴定了轮纹镰刀菌(Fusarium concentricum)、尖孢镰刀菌(F.oxysporum)和F.ambrosium 3种镰刀菌,1种毛霉属真菌(Mucor sp.),1种根霉属真菌(Rhizopus sp.),1种青霉属真菌(Penicillium sp.)和1种粉红螺旋聚孢霉属真菌(Clonostachys sp.)。(2)统计分析发现,轮纹镰刀菌的相对丰度最高,为45.45%。(3)柯赫氏法则检测发现轮纹镰刀菌具有致病性。(4)轮纹镰刀菌和病原细菌胡萝卜果胶杆菌(Pectobacterium aroidearum)双接种魔芋球茎发现软腐病发病更快,病变组织重量显著高于单接种轮纹镰刀菌或果胶杆菌处理。综上表明,魔芋软腐病可能是由真菌和细菌复合侵染引发。该研究结果为魔芋软腐病的防治提供了理论依据。

花魔芋核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶活化酶RCA家族基因的全基因组鉴定和功能分析

花魔芋(Amorphophallus konjac)是中国目前主要种植的魔芋品种之一,具有重要经济价值.核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(Rubisco)是绿色植物进行光合作用暗反应中碳同化的关键酶.研究表明,Rubisco必须经Rubisco活化酶(Rubisco activase,RCA)激活,才能保持高催化活性,在植物光合作用中起着重要作用.利用生物信息学方法,在全基因组水平鉴定了花魔芋RCA家族基因,并对其理化性质、基因结构特征、蛋白保守性、亚细胞定位和系统进化等进行了初步分析.结果表明,该家族基因具有4个成员,等电点(Isoelectric point,PI)范围为5.38至8.72,亲水性平均值为负值.基因结构分析该家族基因成员含5~12个外显子.亚细胞定位预测显示,4个成员均定位在叶绿体.染色体定位分析发现,该家族基因成员分布在花魔芋26条染色体中的2条上,其中AkRCA1和AkRCA2位于同一条染色体上.启动子区域顺式作用元件分析表明,该家族基因成员启动子区域含有参与光响应、茉莉酮酸甲酯反应、干旱诱导、缺氧特异性诱导以及胁迫相关的作用元件等.进一步进行蛋白多序列比对发现,该家族基因成员均含有AAA+家族保守区以及2个ATP结合域,保守性较高.本研究为后续RCA功能研究及魔芋种质改良奠定基础.

植物抗病研究进展与展望

植物在其整个生活史中随时经受多种病原的侵袭,在进化过程中植物发展出多种对抗病原的机制。植物抗病性研究是当前植物病理学研究的热点问题之一。培育具有广谱而持久抗性的植物品种是育种学家追求的目标。目前,关于植物非寄主抗性、抗病基因介导的抗性、microRNA相关的抗性、感病基因的研究以及基因编辑在植物抗病性中的应用等方面已取得了大量新的研究成果。本文就以上几个方面综述了近年来植物抗病研究中的最新进展,并提出今后研究和育种中的应用展望。

黄土高原油松根际土壤酶活性及真菌群落多样性研究——以黄龙山林场为例

为了解黄土高原油松林根际土壤酶活性和真菌群落多样性,本研究分析了陕西黄龙县不同样区油松根际土壤脲酶、碱性磷酸酶、多酚氧化酶和过氧化氢酶活性,并采用巢式PCR-变性梯度凝胶电泳(PCR-DGGE)技术研究了油松根际土壤中真菌群落多样性。结果表明,该地区油松根际真菌群落相似性较高,但受坡向、海拔、土壤水分及人类扰动等诸多因素的影响,不同样区的真菌群落多样性和土壤酶活性存在差异。油松根际各土壤酶活性均表现出坡顶样地高于坡底样地,阴面样地高于阳面样地,林区路旁样地由于采样环境不同于林中样地,酶活性介于其他样地之间;丰富度(S)、Shannon-Wiener指数(H)、Simpson指数(D)、均匀度指数(EH)分析表明,该区域油松根际土壤真菌群落多样性分布特征与酶活性分布特征相一致。相关性分析表明,除过氧化氢酶外,其余酶活性之间、以及与真菌多样性均呈显著正相关(p<0.05);土壤含水量与真菌多样性和土壤酶活性除多酚氧化酶外均呈显著正相关(p<0.05);而土壤p H与各种酶活性之间均未达显著相关水平(p>0.05)。土壤含水量是影响该地区真菌群落多样性与土壤酶活性主要因素之一。

桑树NBS-LRR类基因家族的全基因组鉴定及其调控microRNAs分析

利用生物信息学方法,全面分析了桑树NBS-LRR类基因家族组成、结构、进化、组织表达,并对该家族基因的调控microRNA(miRNA)进行了预测。共筛选到112个桑树NBS-LRR类基因,根据功能域主要分为NBS、CC-NBS、CC-NBS-LRR、NBS-LRR 4种类型。内含子数和相位分析结果显示,基因结构类型多样。聚类分析结果显示不同聚类组间存在较多的类型交叉现象。该家族基因存在组织表达特异性。大部分桑树NBS-LRR类基因均具有被miRNAs调控的可能性,miR472b和miR482b在调控该家族基因表达中可能发挥了主要作用。桑树NBS-LRR家族基因结构和进化的复杂性决定了其功能的多样性,miRNA在控制该家族基因表达的适应性成本中发挥作用。

植物miR399家族分子特征及靶基因功能分析

为研究植物miR399家族成员构成、分子特征及其靶基因功能,利用生物信息学方法对植物miR399家族成员数量、系统进化、二级结构、启动子特征及靶基因功能进行分析。共获得244个成熟miR399成员,仅分布在被子植物中,不同物种中pre-miR399和miR399的数量分布差异较大;大多数pre-miR399仅剪切为单个成熟miR399,数量最多的pre-miR399长度为64 nt,93.85%的成熟miR399序列长度为21 nt;pre-miR399序列分析显示,3′端保守性高于5′端,且大部分成熟miR399序列来源于3′端,保守序列为UGCCAAAGGAGA*UUGCCC*G;进化分析显示,miR399序列一致性较高,但不同种属间聚类关系较复杂;植物pre-miR399主要分为3种类型:①产生1条成熟miR399,且位于pre-miR399的3′端;②产生2条成熟miR399,分别位于pre-miR399的3′端和5′端;③产生1条成熟miR399,且位于pre-miR399的5′端;pre-miR399启动子区含有大量激素和胁迫响应元件;水稻miR399家族靶基因本体分析显示,细胞组分分类中的细胞和细胞部分类别占比均为59.1%,分子功能分类中的催化活性和结合类型占比分别为40.9%和45.5%,miR399调控了多个磷响应和磷转运靶基因,这些基因主要参与了植物磷代谢、应激响应、基因表达调控等多项进程。研究表明,miR399在植物进化过程中高度保守,能够响应多种不同信号,其参与了植物的多种生命过程,尤其在植物磷饥饿胁迫和磷转运中发挥重要作用。

4个蠕虫埃斯特菌株的产孢能力及对松材线虫的侵染活力（英文）

【目的】通过比较不同蠕虫埃斯特菌(Esteya vermicola)菌株的形态特征、产孢能力及对松材线虫的侵染活力,从中筛选出优良的菌株用于将来松萎蔫病生防制剂的开发和应用,为松萎蔫病的生物防治提供信息和理论基础。【方法】选择3种最常用的食线虫真菌的天然培养基(马铃薯葡萄糖琼脂、玉米粉琼脂和2%水琼脂,分别代表高碳源、弱碳源和无营养3种状态),系统地比较4个E.vermicola菌株(ATCC 74485和CNU 120806分离自亚洲,CBS 115803和CBS 100821分离自欧洲)在不同培养基上的生长状况、产孢特征和杀线虫能力,并简单分析碳源营养对E.vermicola生长、产孢和侵染力的影响。【结果】4个E.vermicola菌株的基本形态特征和对松材线虫侵染过程相同,但其菌落特征、生长速度、产孢和侵染力在不同培养基上均有许多差异。培养基营养对不同菌株的生长、产孢和线虫侵染力的影响不同,营养丰富程度与E.vermicola的生长和产孢(总孢子和新月形孢子数量)呈显著正相关(P<0.05),马铃薯葡萄糖琼脂上生长和产孢最好;而与新月形孢子的比例和线虫侵染力呈负相关,水琼脂上新月形孢子比例和线虫侵染力最高。4个菌株中,ATCC 74485的生长速度和总产孢量最大(P<0.01),但新月形孢子的数量和比例最低(P<0.01),它与CNU 120806对松材线虫的侵染力都为最低(P<0.05);而CBS 115803虽然生长较慢,但新月形孢子的数量和比例均为最高,且对松材线虫的侵染力最强(P<0.01),可在3天内杀死全部被测线虫。此外,来自同一大洲的菌株在菌落形态、生长、产孢和侵染力上具有很大的相似性,表明地理位置对E.vermicola具有一定程度的影响。【结论】与其他3个菌株相比,E.vermicola CBS 11580的生长速度虽然较为缓慢,但其产生的新月形侵染孢子的数量最多,对松材线虫的侵染力也为最高,因此可选用于未来松萎蔫病生防制剂的开发和应用。

1株镉耐受真菌C12的鉴定及其镉耐受性研究

【目的】对1株镉耐受性较强的弯孢属真菌C12进行分类鉴定,评估其对重金属镉的耐受能力,并初步分析和探讨其相关的镉耐性机制,为揭示真菌的重金属抗性机制及其在重金属污染治理中的应用提供依据。【方法】利用形态和分子生物学相结合的方法对菌株C12进行分类鉴定,采用固体和液体2种培养方法研究不同Cd^(2+)质量浓度(0,20,40,80,160,320mg/L)下菌株C12的生长状况,比较不同Cd^(2+)质量浓度下菌株C12培养液中pH值和有机酸含量以及菌丝内谷胱甘肽(GSH)和丙二醛(MDA)含量的变化。【结果】菌株C12被鉴定为津田弯孢(Curvularia tsudae);该菌在Cd^(2+)质量浓度高达320mg/L时仍有菌丝生长,菌丝体干质量在固体培养时随Cd^(2+)质量浓度的升高先增加后降低,在Cd^(2+)质量浓度为20mg/L时达到最大(P<0.05),而液体培养时却随Cd^(2+)质量浓度的升高逐渐降低(P<0.05);培养液中柠檬酸和苹果酸的含量较高,琥珀酸仅在高Cd^(2+)质量浓度(80~320mg/L)时才会产生,未检测到草酸和酒石酸;随Cd^(2+)质量浓度的升高,柠檬酸、苹果酸、乙酸和琥珀酸质量浓度以及菌丝内的GSH含量均先增加后降低,且在160mg/L时达到最大(P<0.05),而培养液的pH值并无显著变化(P>0.05),但均显著低于不加镉的对照(P<0.05);菌丝内的MDA含量则随Cd^(2+)质量浓度的升高先增加再降低后又升高,但差异并不显著(P>0.05)。【结论】津田弯孢C12具有较高的镉耐受性,且液体培养条件下菌丝生长和镉耐受性明显优于固体培养,GSH和有机酸(柠檬酸、苹果酸和琥珀酸)的大量积累可能是其减轻镉毒害、提高镉耐受性的潜在机制之一。

松萎蔫病发生区和未发生区油松根部真菌群落研究

植物根部真菌群落结构和多样性与植物的抗病性和病害的危害程度相互影响。为揭示松萎蔫病与松树根部真菌群落的相互作用,该研究对陕西省商洛市柞水县松萎蔫病发生区和未发生区油松的根尖活性、根部外生菌根真菌(ECMF)和深色有隔内生真菌(DSE)的侵染率进行分析,并通过油松根部可培养真菌的分离和鉴定,分析了两地油松根部真菌的群落结构及多样性。结果显示:(1)松萎蔫病未发生区油松根部的活性根尖比、菌根根尖比和ECMF的侵染率均显著高于发生区,而DSE的侵染率和微菌核密度却低于松萎蔫病发生区,ECMF的侵染率在两个样区油松根部都显著高于DSE。(2)从两个样区油松根部共分离到131个菌株,根据形态和分子学特征最终鉴定为23种真菌,其中DSE占绝对优势,且Phialocephala fortinii和Cryptosporiopsis ericae为油松根部分离真菌的优势种。(3)两个样区真菌的群落组成存在明显差异,共有真菌仅5种。(4)松萎蔫病未发生区真菌群落的丰富度(17)和多样性(2.012 0)、以及ECMF的相对丰度(8%)都高于松萎蔫病发生区(分别为11、1.197 9和1.6%),而DSE的相对丰度(70%)却明显低于发生区(82.7%)。研究表明,松萎蔫病的发生影响了油松根部的活性、菌根的形成、ECMF和DSE的侵染,以及根部真菌的群落组成和多样性。该文首次报道了DSE与松萎蔫病的关系,但分离真菌对油松松萎蔫病抗性的影响有待进一步研究。

西北农林科技大学校园大型真菌资源与分布

研究西北农林科技大学校园内大型真菌资源与分布,为教学和科研提供数据。通过形态学与分子生物学相结合的方法,从采集到的143株大型真菌标本中共鉴定出73种真菌,隶属于真菌界担子菌门花耳纲和伞菌纲10目24科44属。其中,伞菌目57种,占总数的78%;蘑菇科、小脆柄菇科和口蘑科真菌37种,占总数的50%;蘑菇属、白环菇属和小脆柄菇属为优势种群。其中,食用菌33种、药用菌24种、外生菌根真菌17种、木腐菌6种和有毒真菌13种。

植物磷稳态的调控机制

磷是植物必需的重要营养元素之一,是生物大分子的重要组成部分,在植物生命过程中发挥着不可或缺的作用。维持体内磷稳态对于植物的生长发育和环境应答至关重要。多种信号分子参与调控植物对磷的吸收和转运。植物维持磷稳态主要包括土壤磷的活化、磷的吸收、转运、存储和再利用等过程,涉及磷胁迫响应、转录因子调节、miRNA调节、菌根共生、细胞器间转移等磷调节机制。未来的磷营养机制研究需要跨学科知识的融合,由模式植物研究转向栽培作物。全面总结了植物细胞磷吸收和转运的核心分子及其作用机制的研究进展,旨在为作物品种改良和遗传育种提供重要借鉴。

不同消毒剂对木棉种子萌发和幼苗生长的影响

在排除外来污染源的条件下,研究NaClO(有效氯含量为10%)、H2O2(30%,w/v)、CuSO4(1.0%,w/v)、HgCl2(0.1%, w/v)、KMnO4(0.3%, w/v)和多菌灵(50%可湿性粉剂稀释500倍)6种消毒剂对木棉(Bombax ceiba L.)种子的消毒效果、萌发和幼苗生长的影响。结果表明:不同消毒剂处理的木棉种子的污染率、萌发率、发芽指数和幼苗生长指标呈现显著性差异,与对照和其他消毒剂消毒处理相比0.1%HgCl2、1.0%CuSO4和多菌灵(50%可湿性粉剂稀释500倍)处理的木棉种子污染率低,萌发率高。萌发幼苗的生长状况和死亡率统计分析表明0.1%HgCl2和多菌灵(50%可湿性粉剂稀释500倍)处理种子的幼苗健壮,后期成活率高,且HgCl2处理优于多菌灵。综合考虑,0.1%HgCl2是木棉种子的优良消毒剂。

植物与病原菌互作的分子机制研究进展

植物的先天免疫主要包括模式识别受体对保守的微生物病原相关分子模式的识别和抗病蛋白对效应蛋白的识别。植物与病原体互作过程中存在广泛的信号交流,信号分子在植物与病原体的互作攻防中发挥了重要的调控作用,决定了二者的竞争关系。当前,大量植物与病原体互作中的信号分子被定位和克隆,其作用方式被揭示。本文总结了这些信号分子及其在植物免疫过程中的作用机制,主要包括植物细胞表面的模式识别受体分子对病原相关分子模式的识别与应答,植物抗病蛋白对病原体效应蛋白的识别与应答,以及免疫反应下游相关信号分子及其在植物抗病中的作用。此外,本文对未来相关研究提出了展望。

辣椒脱落酸合成相关酶基因的鉴定与表达分析

类胡萝卜素裂解双加氧酶基因家族的9-顺-环氧类胡萝卜素双加氧酶(NCED)是脱落酸合成的关键酶类。利用生物信息学方法,鉴定辣椒脱落酸合成相关酶家族基因,并对基因结构、进化、功能和时空表达进行分析。研究发现,辣椒基因组中包含3个NCED基因和6个CCD基因,NCED基因不含内含子,CCD基因含有多个内含子;归为5个聚类组,与同为双子叶植物的拟南芥基因亲缘关系较近;CaNCED1具有与VP14类似的三维结构和催化基团;基因启动子区发现多个激素响应元件、环境胁迫响应元件;CaNCED1、CaCCD1a和CaCCD1b在辣椒各器官和果实成熟的各阶段均显示较高表达。该研究为辣椒ABA合成相关酶基因的功能分析和遗传育种应用提供了科学依据。

miR395分子特征及其在调控植物硫稳态中的研究进展

硫是植物必需的大量营养元素之一,microRNA395(miR395)是硫代谢相关基因转录后调控的重要因子。截至目前,miRBase数据库共收录37个植物物种的308个成熟miR395,由254个MIR395基因编码。基于前体序列的系统发育分析显示,植物mi R395主要归为5个聚类组,分别以葫芦藓科/毛茛科、松科、豆科、禾本科、十字花科/蔷薇科等为代表。近年来,miR395调控植物硫代谢研究已取得一些进展,本文就MIR395基因的表达调控、miR395调控植物硫稳态及响应逆境胁迫等最新研究进展进行综述,以期为miR395家族在植物代谢中的功能研究提供借鉴。