新农科建设背景下“林木病理学”课程教学改革探索——以福建农林大学金山学院为例

福建农林大学金山学院林学专业的“林木病理学”作为专业核心课程,其教学质量直接影响学生的专业核心竞争力和适应现代化林业市场需求的能力。目前,该课程的教学实践面临着教学方式方法单一、实践教学环节薄弱、课程考核模式有局限、教材内容存在时空局限性、实践教学资源较匮乏等问题,在新农科建设背景下难以适应培养创新型、实用技能型农林人才的要求。因此,在新农科建设理念引领下,以现代林业人才培养目标为导向,对“林木病理学”课程教学进行了改革探索。一是重构课程教学内容体系,在理论教学内容方面增加了区域病害种类方面的内容,引入相关联的学科知识和学科研究新成果以及实际应用新技术;在实践教学内容方面增添了无人机化学防治病害的实践教学项目。二是改进课程教学方式方法,根据教学内容的特点以及课堂重点和难点分析的需要,灵活运用启发式、探究式、讨论式、参与式等教学方法,构建了课前预习、课中讲授、课后答疑有机结合的教学模式。三是以课程教学目标(包括知识目标、能力目标和情感目标)为导向优化教学考核指标,结合课程教学模式确定考核方式和考核项目,构建包括过程性评价和终结性评价的课程教学评价体系。四是加强课程教学资源建设,自编课程补充讲义,完善课程教材体系;通过建立显微教学系统、丰富课程教学标本、自主研发教辅软件系统、建设虚拟仿真实验平台、设立校外实践教学基地、开发植保无人机实践教学项目等,完善实践教学资源;依托教学团队成员承担的科技特派员项目以及省部级科研平台或实验教学示范中心等,促进产学研融合,充分共享人才资源和教学资源。

雷公藤角斑病菌的生物学特性及侵入途径观察

对雷公藤(Tripterygium wilfordii)角斑病病原福木假尾孢菌(Pseudocercospra elaeodendri)的生物学特性及侵入方式研究表明,该菌菌丝生长最适温度27-29℃,以胡萝卜培养基生长最好,pH值4.5-9.0适合生长.产孢最适温度31℃,最适pH值为6,燕麦培养基最适产孢.孢子萌发最适温度31℃,最适pH值为3,雷公藤汁液及暗培养条件对孢子萌发有促进作用,且萌发需要一定的湿度.扫描电镜结果显示,接种24 h时萌发芽管直接从背面气孔侵入雷公藤叶片.

马尾松响应松材线虫侵染的基因动态表达变化

松材线虫病是一种严重危害马尾松生长的流行性病害,可导致马尾松枯萎死亡。为揭示该过程中基因的表达变化行为,本研究利用荧光定量PCR技术检测了松材线虫侵染不同天数下的马尾松较其对照样本中病原识别、抗逆调节、次生代谢、解毒作用及生长素响应等相关基因的表达变化。结果显示,除了与病原识别相关的CC-NBS-LRR抗性蛋白基因的表达随侵染天数的增加而增强之外,其他基因则在侵染2d的马尾松样本中的表达水平最高,且明显高于未受侵染的对照马尾松样本,随后在侵染3天的马尾松中的表达又低于对照样本。此外,黄酮-3-羟化酶和细胞色素P450基因的表达随着侵染虫量的增加呈先上调后下调的变化方式。通过本研究初步揭示了马尾松响应松材线虫侵染的基因表达变化模式。

福木假尾孢菌Pseudocercospora elaeodendri的转录间隔区序列分析

PCR扩增福木假尾孢菌的转录间隔区序列(ITS)并测序,获得的基因序列长度为581bp,相似性分析发现其与假尾孢属不同种之间的ITS序列相似度极高。进一步对相似度高的不同种、属菌的ITS序列采用Neighbor-joining法构建系统进化树。遗传距离分析结果发现,试验菌株仅与同源性为100%的未知种名的假尾孢菌聚为一类。比较不同种的ITS碱基序列,结果表明,试验菌株与其它种之间的差异碱基分布于ITS1和ITS2区域,说明ITS能够体现假尾孢属的种间变异。

雷公藤角斑病菌的室内毒力测定及病害空间分布格局研究

用8种真菌杀菌剂防治雷公藤角斑病,室内孢子毒力试验表明:孢子萌发抑制效果以75%百菌清可湿性粉剂最好,EC50=0.49mg·L-1,EC=0.78mg·L-1,其次是25%腐霉利可湿性粉剂,80%代森锰锌可湿性粉剂。浓度70mg·L-1嘧霉胺及100mg·L-1的异菌脲、甲基硫菌灵、三唑酮对分生孢子萌发的抑制率均小于10%。通过聚集度指标法的测定、Iwao的回归分析法和Taylor的幂法则对雷公藤角斑病的空间分布格局进行研究,结果表明,雷公藤角斑病病株在林间为均匀分布。

松材线虫侵染对马尾松抗氧化系统的影响

为揭示松材线虫病对马尾松抗氧化系统的影响,探讨了松材线虫侵染的马尾松针叶中的脯氨酸含量、抗氧化酶活力及相关基因表达的变化规律.结果显示:松材线虫侵染导致马尾松针叶中的脯氨酸含量显著降低,超氧化物歧化酶、铜锌超氧化物歧化酶和过氧化物酶活力显著下降,同时富含脯氨酸的阿拉伯半乳聚糖蛋白和过氧化物酶的编码基因也下调表达;随着侵染虫量的增加,过氧化物酶基因在马尾松针叶中的表达增强,而在茎干、枝条中的表达减弱,导致抗氧化酶活力下降,马尾松的抗病防御能力减弱.研究结果初步揭示了松材线虫侵染致使马尾松最终枯萎死亡过程中抗氧化系统的变化,为林业生产上制定防控松材线虫病害的相应策略提供理论基础.

松材线虫侵染对马尾松基因表达的影响

病菌侵害影响寄主植物抗性相关基因的表达水平及其系统抗性,松材线虫侵染马尾松后导致其最终枯萎死亡的过程也与基因表达变化有关。为研究该变化,本文检测了松材线虫侵染后的马尾松针叶中信号转导、防御、细胞代谢相关基因的表达情况。结果显示:松材线虫侵染致使马尾松针叶中多个基因表达下调,这些基因包括信号转导相关的钙结合蛋白、类受体蛋白激酶基因,抗病防御相关的烟碱酰胺合成酶、几丁质酶、脱水响应蛋白的编码基因,DNA复制相关的DNA/RNA聚合酶超家族蛋白的编码基因,以及细胞解毒作用相关的细胞色素P450单加氧酶超家族和细胞色素P450基因。由此可见,松材线虫侵染致使马尾松中的信号传递与抗病防御相关的基因表达受到抑制,破坏其系统抗性。

松材线虫侵染下马尾松针叶miRNA和mRNA的关联表达

[目的]微小RNA(microRNA,miRNA)具有靶向沉默信使RNA(mRNA)表达的功能,是基因表达的负调控因子;研究并明确马尾松在遭受松材线虫侵染下是否存类似的调控模式,对于未来探析寄主植物对病原侵染胁迫下的应激机制及获得调控马尾松抗松材线虫病的miRNA及其靶标mRNA都具有重要意义。[方法]以前期高通量测序获得的松材线虫侵染1、2、3 d的马尾松针叶mRNA和miRNA表达谱为研究对象,采用STEM软件分别分析mRNA和miRNA的表达变化模式,并运用斯皮尔曼等级相关法研究松材线虫侵染下的马尾松针叶中miRNA与mRNA的表达关联情况。[结果]松材线虫侵染下的马尾松针叶中的miRNA呈2种显著的表达变化模式,mRNA呈8种显著的表达变化模式,且15个miRNA与其12个靶标mRNA的表达变化模式相反,符合miRNA对靶标mRNA的负调控特点,这些靶标mRNA编码具有识别病原作用的ACRE、CC-NBS-LRR基因等。[结论]松材线虫侵染下的马尾松针叶中miRNA及mRNA均呈多种表达变化模式,且部分miRNA与靶标mRNA的表达变化模式相反,推测其中部分miRNA可能是病原识别基因的负调控因子。

雷公藤角斑病菌产毒条件研究

对雷公藤角斑病菌福木假尾孢(Pseudocercospora elaeodendri)毒素的生物活性进行测定。结果表明,该菌所产生的毒素对雷公藤叶片具有毒性。生物活性测定方法选择离体叶片针刺法。对雷公藤角斑病菌产毒条件研究表明,该菌产毒的最佳培养液为查彼+培养液,最适pH值为7.0,适宜温度为29℃,并在全黑暗条件下充分震荡(120 r.min-1)培养25 d。

木本植物粗提物对桉树焦枯病菌的抑制作用

桉树焦枯病成为制约桉树生产的重要因素之一,使用环境友好型的杀菌剂是防控桉树焦枯病的有效途径之一。植物源抑菌剂由于具有生态安全的特点,已作为开发新型农药的重要成分而备受关注。以广玉兰、银杏、八月桂等11种植物为供试材料,分别用蒸馏水和无水乙醇进行低温浸提,研究粗提物对2种桉树焦枯病病原菌类柯氏丽赤壳和瑞丽赤壳的生长抑制作用。结果表明,在1 g·m L-1的浓度处理下,对桉树焦枯病菌瑞丽赤壳抑制效果最好的是银杏水粗提物,抑制率达到了100%;其次是红花檵木水粗提物,抑制率达到了94.28%;广玉兰无水乙醇粗提物对桉树焦枯病菌类柯氏丽赤壳的抑制效果最好,抑制率达到了73.36%;银杏、红花檵木和广玉兰在开发桉树焦枯病新型抑菌剂中具有潜在价值。

PmACRE基因的克隆及遗传转化拟南芥

Avr9/Cf-9 rapidly elicited(ACRE)gene是富含亮氨酸重复单元,参与蛋白与蛋白互作,特异性识别病原物激发子的关键基因,在植物抗病过程中有重要意义。利用RT-PCR从马尾松中克隆出Avr9/Cf-9 rapidly elicited gene,命名为PmACRE(Gen Bank登录号:MF630966)。测序结果显示,PmACRE c DNA序列全长862 bp,其中完整编码区长度624 bp,编码207个氨基酸;以PFGFP Bar 137质粒为基本载体,构建了由组成型CaMV35S启动子驱动PmACRE基因的植物表达载体PFGFP Bar 137-PmACRE;采用冻融法转入农杆菌AGL1菌株,通过花序浸染法对拟南芥进行了遗传转化,并获得了4株阳性苗,经目的基因ACRE和GFP基因双重PCR检测,证实目的基因已整合到拟南芥基因组中。研究结果为进一步分析马尾松ACRE基因的功能和深入揭示R基因调控马尾松响应松材线虫侵染的作用机制奠定基础。

雷公藤角斑病菌毒素对寄主防御酶活性的影响

用雷公藤角斑病致病菌——福木假尾孢(Pseudocercospora elaeodendri)的培养液处理雷公藤(Tripterygium wilfordii)枝条,使得雷公藤体内保护酶增量表达,减弱膜脂过氧化作用,提高雷公藤的抗病性.结果表明40%福木假尾孢菌毒素为最佳处理浓度.

巨桉叶片总RNA提取方法比较

本研究以巨桉嫩叶为材料,通过试剂盒法、改良CTAB法和改良SDS法,进行巨桉嫩叶总RNA提取方法的比较试验,探讨适合巨桉嫩叶总RNA提取的方法。通过超微量分光光度计、凝胶电泳和RT-PCR对总RNA提取质量进行检验,结果表明:改良CTAB和改良SDS法均能获得高质量的总RNA,条带清晰,纯度高,效果稳定,均适用于桉树叶片总RNA提取。