贝莱斯芽孢杆菌F85拮抗烟草炭疽菌的转录组学分析

【目的】为探索烟草炭疽菌响应贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)F85拮抗的分子机制。【方法】以引起烟草炭疽病的Colletotrichum fructicola为研究对象,设置经F85无菌发酵液处理后的C. fructicola菌株(T)和正常生长的C. fructicola菌株(CK),利用转录组测序探究贝莱斯芽孢杆菌拮抗条件下烟草炭疽菌菌丝的差异表达基因(Differential Expressed Genes, DEGs)和代谢通路富集情况。【结果】B. velezensis无菌发酵液处理的C. fructicola菌株(T)与对照(CK)相比,共有2870个DEGs,其中1524个基因上调表达,1346个基因下调表达。KEGG富集分析结果表明,DEGs主要富集在苯丙氨酸代谢(Phenylalanine metabolism)、缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸降解(Valine, leucine and isoleucine degradation)等通路上,编码过氧化物酶体(KatGs)、醛脱氢酶(ALDH)、甲基丙二酸半醛脱氢酶(MoMsdh)等的基因显著下调表达。【结论】在贝莱斯芽孢杆菌F85拮抗下,烟草炭疽菌菌丝转录组特征发生显著变化,F85主要影响C. fructicola菌丝过氧化物酶体调控以及菌丝能量形成过程等。

烟草靶斑病LFD-RPA快速检测方法的建立

烟草靶斑病是由立枯丝核菌(Rhizoctonia solani Kühn)侵染引起的烟草叶部病害,近年来在我国部分省份发生严重,危害烟草生产。为开发烟草靶斑病的早期快速诊断方法,本研究根据该病原菌的内转录间隔区(ITS),设计了重组酶聚合酶扩增技术相关引物RsRPA-F3/R3,建立了一种靶斑病菌的重组酶聚合酶扩增结合侧流层析试纸条(LFD-RPA)检测方法。该方法能够在37℃,15 min内特异性地检测到R.solani(1.40×10^(2) copies/µL)质粒DNA,与常规PCR灵敏度一致。在田间烟草靶斑病实时检测中,准确率达95.83%。本方法具有快速、简单、可视化等特点,为烟草靶斑病菌的田间快速诊断提供了技术支撑。

烟草-荞麦间作对烟田害虫及天敌的影响

为研究烟草—荞麦间作对烟田害虫及天敌发生的影响,为烟草害虫的绿色防控提供科学依据,在2020—2021年对烟草—荞麦间作烟田害虫和天敌种类与数量进行了系统调查,并对害虫和天敌的发生动态及生态位进行分析。结果表明,烟草—荞麦间作下,烟田害虫种类和数量降低,天敌种类及数量增加。同时,在害虫爆发期吸引了更多的天敌。此外,时间生态位指数分析表明,烟草—荞麦间作模式提高了天敌与害虫的追随时间。本研究结果表明烟草—荞麦间作可影响烟田害虫和天敌的发生,对于烟草害虫的绿色防控具有指导作用。

湖北恩施烟区烟草青枯菌致病力分析

为有效进行恩施烟区烟草青枯病的防控,本研究采用人工接种的方法鉴定了恩施烟区烟草青枯菌的致病性。根据红花大金元、K326和岩烟97三个烟草品种病害流行下曲线面积(AUDPC)数值进行聚类分析,将恩施地区烟草青枯菌划分为强、中、弱3种致病型,表明恩施烟草青枯菌是一个由弱到强连续变化的群体。3种致病型菌株在恩施南部和北部区域均有分布,其中恩施北部区域菌株致病力稍高于南部。

筛选诱导烟草对烟草花叶病毒产生系统抗性的真菌

真菌产生的代谢产物可激活烟草体内抗病防御相关酶的表达,诱导烟草产生系统抗性,增强烟草对病毒的抗性。本研究对38种植物病原真菌及45种分离自(恩施、襄樊)土壤、烟叶中的真菌进行了过敏性反应实验和系统抗性实验。结果表明,筛选出了对烟草花叶病毒抗性较强的真菌。在烟草上产生过敏反应的菌株有32个;系统抗性实验中对烟草花叶病毒抑制率较高的菌株有16个,其中,油茶炭疽菌、棉花黄萎病菌、esf-13、esf-3、小麦赤霉、立枯丝核菌、E1、esf-6、xfpf-6等菌株的抗性较高,枯斑抑制率均大于70%,最高可达96.44%。抗性较高的真菌可开发为烟草病毒病诱抗剂。

移栽期和氮肥对烤烟产量、产值及氮素吸收利用的影响

采用大田15N同位素示踪试验,在湖北襄樊2个不同海拔的植烟生态区,研究了3个不同烟苗移栽期及施用氮肥对烤烟产量、产值和氮素吸收、利用及分配的影响。结果表明,低海拔和高海拔植烟生态区施用氮肥烤烟产量分别增加29%和19.2%,产值分别增加24.8%和25.7%。与5月5日移栽相比,推迟移栽期(5月15日或25日)对低海拔地区烤烟产量产值影响不明显,但显著提高高海拔地区烤烟产量产值10%~30%。对烤烟总氮累积量的分析表明,推迟移栽期,低海拔地区植株吸氮量增加25%~45%,而高海拔地区植物吸氮量下降6%~20%。低海拔和高海拔试验点烤烟的地上部氮肥利用率分别约为30%和21%。推迟移栽期显著提高生育前期氮肥利用率,但在中后期无明显影响。与总氮积累趋势相反,推迟移栽期,烤烟各部位肥料氮占总氮的比例,低海拔地区下降10%~40%,而高海拔地区增加15%~50%。在高海拔地区,5月中下旬移栽烟苗有利于肥料氮素的吸收利用和增产增收作用。

嫁接对烟草青枯病抗性及产质量的影响

本研究以Coker176、岩烟97、反帝3号为砧木,云烟87为接穗,探究了嫁接对烟草青枯病抗性、烟叶产量及品质的影响。结果表明：（1）岩烟97、反帝3号与云烟87嫁接具有较强的亲和力,接口愈合良好,嫁接成苗率均高于80%,移栽成活率高于86%;（2）嫁接可延缓烟草青枯病的发生,降低发病率和病情指数,防治效果可达75%;（3）嫁接烟株的单位面积产量、产值和均价均高于接穗对照,增幅分别为15.23～23.92%、19.45～37.54%和3.57～11.04%,对品质无不良影响。综合评价以云烟87/岩烟97嫁接组合表现较好。

基肥(15N)施用时间对烤烟产量、产值及氮素利用率的影响

采用15N同位素示踪微区试验与田间试验,在湖北襄樊2个不同海拔的植烟生态区(赵家山和老湾)研究了不同基肥施用时间(提前0、15和30d)条件下,施用氮肥对烤烟产量、产值及氮素吸收、利用和分配的影响。结果表明,施用氮肥显著增加烤烟产量和产值,增幅分别为13%～40%(低海拔赵家山地点)和14%～35%(高海拔老湾地点)。与移栽当天施用基肥相比,提前施用基肥15～30d有利烤烟产值的提高,其中高海拔试验点增幅为10%～30%,达到显著水平(P<0.05)。与移栽当天或者提前15d相比,提前30d施用基肥还提高2个海拔地区烤烟对氮素的吸收累积量8%～26%。提前基肥施用时间对低海拔地区氮肥利用率的影响不显著,但显著提高高海拔地区烤烟生育中后期氮肥利用率3%～6%。结果说明,在光、温条件较差的高海拔地区,适当提前施用基肥(15d),有利于提高肥料利用率,从而提高烤烟产量产值。

烤烟产量、产值及氮肥利用率(^(15)N)与海拔高度和移栽期的关系研究

采用15N同位素示踪微区试验与大田试验,研究了不同海拔高度和移栽期对烤烟产量、产值及氮肥利用率的影响。研究结果表明,与低海拔地区相比,高海拔地区更有利于烤烟生育中、后期地上部对氮素的吸收利用,提高烤烟产量,但是降低了其产值;低海拔地区则更有利于烤烟地上部对肥料氮的吸收利用,比高海拔地区氮肥利用率提高38%。适当推迟移栽期至5月15—25日有利于烤烟各生育期地上部各部位对氮素的吸收利用,而且烤烟生育前、中期地上部中肥料氮比例平均增加0.8%～11%,烤烟产量和产值分别提高5%～11%和5%～8%。移栽期对生育中、后期烤烟氮肥利用率影响不显著,但推迟至5月25日移栽显著提高团棵期氮肥利用率62%。因此,选取低海拔地区及适当推迟移栽期有利于提高氮肥利用率以及烤烟产值。

襄阳市烟田杂草种类与分布

为了明确襄阳市主要烟叶产区烟田杂草种类及分布,确定危害烟叶生产的主要杂草种类,为高产优质烟叶生产提供技术支撑,于2011年9月在植烟面积比较大的保康县、南漳县和襄州区的6个乡镇进行了普查。结果表明,襄阳市烟田杂草有50种,隶属于23个科。优势种为马唐(Digitaria sanguinalis)、铁苋菜(Acalypha australis)、尼泊尔蓼(Polygonum nepalense)、牛膝菊(Galinsoga parvifl)和繁缕(Stellariamedia)。发生频度较高的几种杂草依次为铁苋菜、尼泊尔蓼、牛膝菊、马唐和繁缕。根据杂草密度和频度,襄阳市烟田危害最严重的杂草种类为马唐、铁苋菜、尼泊尔蓼、牛膝菊和繁缕,应作为防除重点。海拔高度对杂草的种类及分布有一定的影响,在较低海拔的烟田中杂草种类更多。

基肥(^(15)N)施用时间对烤烟生长、烟碱含量及氮素来源的影响

采用大田试验,应用15N同位素示踪技术,研究了3种基肥施用时间(从移栽日期开始计算分别提前0,15和30 d)对烤烟生长发育、烟碱含量及氮来源的影响。结果表明,烤烟干物质累积量和烟碱含量均随生育期的推进而逐渐增加。打顶前烟碱含量随着叶位上升而下降,打顶后则相反。提前施用基肥有利于提高烤烟地上部干重。提前施用基肥不影响上、中部烟叶烟碱含量,但提高了下部烟叶的烟碱含量。烤烟各部位烟叶烟碱氮中来源于肥料氮的比例随着生育期的推进和叶位上升均逐渐下降,基肥施用时间对烟碱氮中来源于肥料氮的影响不明显。适当提前施用基肥有利于促进烤烟生长发育而对烤烟品质无不良影响。

海拔高度和移栽期对烤烟烟碱含量及其氮素来源的影响

[目的]探讨环神农架烟区适宜的植烟海拔高度和移栽期,为"金神农"优质烤烟生产提供理论依据。[方法]采用15N同位素示踪微区试验与田间试验,研究了2个不同海拔高度(903和1130m)和3个不同移栽期(5月5、15、25日)对烤烟烟碱含量及其氮素来源的影响。[结果]烤烟吸收的土壤氮和肥料氮用于烟碱合成的比例随生育期的推进而逐渐增加,而地上部各器官烟碱氮中来源于肥料氮的比例则与之相反。与低海拔地区相比,高海拔地区烤烟各生育期体内吸收的肥料氮和土壤氮用于烟碱合成的比例分别降低了1%～29%和5%～47%;打顶期～成熟期,上、中、下部叶中肥料氮占烟碱氮的比例分别降低了41%～56%、32%～24%、22%～33%,从而导致烟碱含量降低了11%～35%。推迟移栽期降低了烤烟体内吸收的肥料氮和土壤氮用于烟碱合成的比例及烟叶中烟碱氮来源于肥料氮的比例,从而降低了烟叶中的烟碱含量。与5月5日移栽相比,5月15～25日移栽烤烟上、中和下部叶烟碱含量分别降低了8%～19%、12%～22%和12%～40%;但与5月15日移栽相比,5月25日移栽烤烟上、中部叶中烟碱含量有增加趋势。[结论]适当提高植烟海拔高度和推迟移栽期至5月15日左右更有利于降低烟叶中烟碱含量,尤其是上、中部叶。

十堰市烟草病毒病的调查及防治策略

在湖北省十堰市烤烟区开展烟草病毒病调查,结果发现,该地区病毒病发生普遍,发生与气候、前作、生育阶段关系密切。病毒种类主要有TMV、CMV、PVX、PVY、TEV、TRSV 6种,其中TMV、CMV、PVX检出率最高,病害以复合侵染为主,占58.11%。病源有带毒蚜虫、土壤中的病残体、染病杂草、带毒烟苗,传播方式主要为机械和蚜虫传播。试验表明轮作可以有效降低发病率。在调查和试验的基础上提出了综合防治措施。

烟草青枯病灾变原因剖析

从青枯劳尔氏菌菌系分化特性、烟草基因型、土壤与气象环境条件、技术措施等方面系统地分析了影响烟草青枯病发生、流行进而引起灾变的原因,并提出了今后的病害防治方向。

土壤类型对烟田土壤中微生物的影响

对不同类型的烟田土壤中细菌、固氮菌、放线菌及真菌进行分离,对不同微生物种群进行数量和多样性分析。结果表明,不同类型烟田土壤中,黄棕壤中细菌和固氮菌数量均高于紫色土。黄棕壤烟田土壤中细菌、固氮菌、放线菌及真菌变化速率分别高于紫色土中4种微生物变化速率;在黄棕壤烟田土壤中,细菌、固氮菌、放线菌及真菌变化速率呈现递减规律。黄棕壤中4种微生物根土比之和高于紫色土。黄棕壤中细菌与真菌数量的比值(B/F)几乎都高于紫色土。黄棕壤根际土中微生物菌群多样性指数与非根际土中微生物菌群多样性指数之比高于紫色土。

湖北保康不同海拔高度烟田土壤微生物分析

对不同海拔高度的烟田土壤中微生物进行测定和分析。结果表明,在不同海拔高度烟田土壤中,烟草采收期细菌和固氮菌数量随海拔高度的增加而增加。固氮菌变化速率和细菌变化速率高于放线菌变化速率和真菌变化速率,细菌和固氮菌变化速率随海拔高度的增加而增加,采收期细菌和固氮菌变化速率高于旺长期。细菌、固氮菌和放线菌根土比随海拔高度的增加呈增加趋势,在海拔高度为1 095 m,细菌、固氮菌和放线菌根土比最高。不同海拔高度烟田土壤中采收期细菌与真菌数量的比值(B/F)高于旺长期,海拔为746 m的烟田土壤中细菌与真菌数量的比值小于海拔933和1 095 m。

疫霉葡聚糖激发子Gep1诱导烟草对烟草花叶病毒的抗性研究

烟草花叶病毒病是危害烟草的重要病害,可通过激发子诱导烟草产生抗病性。利用乙醇沉淀、DEAE-52、Sephadex G-100柱层析的方法,从疫霉菌中分离纯化出一种葡聚糖类激发子Gep1。Gep1诱导后,烟草叶片产生和积累H_2O_2、酚类物质;烟草叶片苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶和过氧化物酶活性均有不同程度的提高。Gep1可以诱导烟草抗TMV。盆栽实验表明,4 mg/m L Gep1的防效为67.4%,降低了发病率,推迟了发病时间。半定量RT-PCR结果显示,Gep1激发子诱导烟草抗病相关基因的上调表达,表明Gep1可激发烟草防卫反应,诱导烟草产生系统抗性,提高烟草对病毒的抗性。

马里兰烟病毒病症状类型、毒源种类及病毒侵染构型研究

湖北五峰县是中国唯一的马里兰烟种植区。2011年在湖北马里兰烟产区进行病毒病发生情况大田调查,发现主要有花叶、畸形、脉坏死、蚀刻等4种症状类型,并采用指示植物法对主要症状类型所含病毒的种类进行了鉴定;对采集的57份病毒病样本采用DAS-ELISA进行病毒种类的鉴定。结果表明,发生在马里兰烟上的烟草病毒种类包括TMV、CMV、PVX、PVY和TEV,TMV检出率最高,PVY次之;以2种或2种以上病毒复合侵染方式为主,其中TMV+PVY、TMV+CMV+PVY共存方式较为常见。

烤烟烟碱合成及其氮素来源与移栽期和氮肥的关系研究

采用田间试验与15N同位素示踪微区试验,在湖北襄樊植烟生态区老湾村（N 31°27,′E 111°14′,海拔1130 m）研究了3个不同移栽期和施用氮肥对烤烟烟碱含量和烟碱氮素来源的影响。研究结果表明,与5月5日移栽相比,推迟移栽期至5月15日－25日,烟碱含量、烟碱氮占总氮比例以及烟碱肥料氮比例分别平均增加10%－85%、5%－110%和21%－56%;与不施氮相比,施用氮肥提高烟碱含量12%－59%,提高烟碱氮占总氮比例5%－127%。烤烟烟碱氮占总氮的比例随生育进程逐渐增加,而各部位烟叶烟碱肥料氮比例随生育进程和叶位上升逐渐下降。土壤氮是烟碱氮的主要来源,对烟叶烟碱含量有决定性影响。结果说明在当地条件下,控施氮肥和适当提前移栽期更有利于降低烟叶（尤其是中、上部叶）中的烟碱含量。

鄂西北烟区斜纹夜蛾发生动态研究

为了了解斜纹夜蛾在鄂西北烟草种植区的危害情况,选择在襄阳保康烟区通过系统定点、不同海拔定点观测,了解斜纹夜蛾在烟田的发生动态规律。结果表明,2017年烟田斜纹夜蛾初发期在5月10日,5月18日出现第1个发生高峰期,6月中旬出现第2个高峰期,在此期间发生量较低;7月出现第3个高峰期,8月中下旬为持续发生期。在海拔850、1050、1150m斜纹夜蛾的发生规律基本相同,发生量随海拔的升高而增加。该研究为实时防治烟田斜纹夜蛾成虫和测报虫害提供理论依据。