发酵稻壳通过增强氮代谢途径影响烟草幼苗的生长发育

为探究发酵稻壳替代炭化稻壳在烟草(Nicotiana tabacum L.)漂浮育苗中的可行性,以商用基质为对照,用不同比例发酵稻壳(fermented rice husk, FRH)替换湘烟7号栽培基质中的炭化稻壳(carbonized rice husk, CRH),并在温室中漂浮育苗60 d,测定幼苗形态指标;选取长势最好处理组FRH1,测定根系和生理指标,进行转录组测序,并对相关代谢通路和关键基因进行鉴定和分析。结果表明,6个处理间整齐度差异不大,但FRH处理生长势优于CRH处理;综合比较,FRH1处理在株高、根冠比和壮苗指数方面优于其他处理。FRH1处理的一级侧根数量、长度和表面积分别为292条、39.7 mm、4.9 cm^(2),根系脯氨酸含量、CAT和SOD活性分别为7.0μg·g^(-1)、232 U·g^(-1)·min^(-1)和45.7 U·g^(-1)·min^(-1),均显著高于CRH处理;FRH1和CRH处理共有294个显著差异表达基因参与氮代谢、戊糖和葡萄糖醛酸相互转化等20个KEGG代谢通路,并得到了显著富集;共挖掘出12个参与氮代谢的关键基因,并通过qRT-PCR进行了验证,同时发现硝酸盐/亚硝酸盐转运体基因newGene_31743在2个处理(FRH1和CRH处理)中相对表达量都较高。与CRH处理相比,FRH1处理中烟苗根系硝酸还原酶、亚硝酸还原酶活性分别显著提高8%和7%,氮含量上升1.7%(无显著差异)。发酵稻壳替代炭化稻壳进行漂浮育苗可以增强烟草幼苗氮代谢途径,从而改善烟草根系酶活性,提高根系活力,改良根系形态,进而促进烟苗生长。

湖南烟草镰刀菌根腐病病原鉴定及防治药剂筛选

为明确湖南郴州和永州地区烟草根腐病的病原种类,针对主要病原菌筛选有效的防治药剂,分别利用组织分离法和平板稀释法对两地主要烟区采集的烟草根腐病病样和根际土壤进行病原分离,通过形态学观察、翻译延伸因子1A(EF-1α)序列进化分析以及致病性测定确定病原种类,采用生长速率法测定供试杀菌剂对主要病原菌菌丝生长的抑制效果,并通过活体盆栽防效试验验证候选杀菌剂对主要病原菌的防治效果。共分离到真菌128株,其中镰刀菌87株,包括共享镰刀菌Fusarium commune、甜瓜镰刀菌Fusarium incarnatum、藤仓镰刀菌Fusarium fujikuroi、茄镰刀菌Fusarium solani、层出镰刀菌Fusarium proliferatum、Fusarium falciforme、Fusarium humuli共7个种。其中,F.commune占比最高,为39.08%,其次为F.solani和F.incarnatum,占比均为14.94%。致病力测定结果表明,这些菌株都能引起烟草发病,明确其为烟草根腐病的病原物。F.commune对40%咪鲜胺EW、43 g/L戊唑醇SC和15%氰烯菌酯SC高度敏感,EC50分别为0.026、0.079和0.169μg/mL。盆栽试验结果表明,40%咪鲜胺EW的防治效果最为显著,相对防效达到94.43%±2.79%,其次为43 g/L戊唑醇SC和15%氰烯菌酯SC,相对防效为88.63%±1.68%和83.07%±2.55%。本研究表明,湖南郴州和永州地区烟草镰刀菌根腐病病原真菌以共享镰刀为主,供试药剂中,40%咪鲜胺EW对该病原菌的抑菌效果最好。

烟草赤星病拮抗菌群发酵条件优化及可湿性粉剂研制

为获得防治烟草赤星病高效生防菌剂,采用单因素试验和正交试验设计优化烟草赤星病拮抗菌群发酵工艺,筛选载体、助剂制备可湿性粉剂,并验证其田间应用效果。结果表明,最适发酵培养基为葡萄糖10 g/L、胰蛋白胨2.5 g/L、酵母粉2.5 g/L、NaCl 10 g/L;最佳发酵条件为pH 8.0、发酵温度35℃、接种量7%、装液量125 mL/250 mL;可湿性粉剂最佳配方为载体白炭黑(15%)、分散剂木质素磺酸钠(1%)、润湿剂吐温80(10%)、稳定剂K2HPO4(2%)、保护剂羧甲基纤维素(0.1%)。田间小区处理7和14d后,可湿性粉剂对烟草赤星病的防效分别为51.58%和52.81%,生防应用前景良好。

噻呋酰胺与吡唑醚菌酯复配对烟草靶斑病菌的抑制活性及对烟草靶斑病的室内防效

由立枯丝核菌Rhizoctonia solani引起的靶斑病是近年来烟草主要叶部病害之一,严重降低了烟叶的产量和品质。目前生产中登记用于防治烟草靶斑病的药剂仅有井冈霉素,且该药剂对病害的田间治疗效果较差。为筛选对烟草靶斑病具有优良防效的化学药剂,本研究采用菌丝生长速率法建立了立枯丝核菌对噻呋酰胺和吡唑醚菌酯的敏感性基线,发现两者对立枯丝核菌菌丝生长均有较强的抑制作用。通过联合毒力测定发现两者复配后均表现为相加或增效作用,其中,噻呋酰胺与吡唑醚菌酯按质量比1:1复配,增效作用最明显,增效系数达2.5以上,可显著抑制病原菌菌核形成。采用喷雾接种法测定了该复配比作为保护剂和治疗剂使用时对烟草靶斑病的防效,发现其具有优异的室内防效。本研究结果表明,噻呋酰胺与吡唑醚菌酯按质量比1:1复配在田间防治烟草靶斑病中具有较好的应用前景。

抗烟草PVY生防细菌D3-1的筛选鉴定及活性物质分析

由马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)引起的病毒病在烟草种植地区大面积发生,对烟草品质和产量产生重大影响。采用半叶枯斑法筛选出对烟草PVY防治效果优良的生防细菌D3-1,对PVY的枯斑抑制率达99.71%,经形态学、生理生化特性以及16Sr DNA序列鉴定其为解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens。菌株D3-1具有广谱的抑菌能力,可抑制病原真菌和细菌生长,菌株D3-1发酵液(1×10^(9)CFU/m L)对烟草PVY的田间防治效果为63.67%。全基因组测序分析发现菌株D3-1基因组含有表面活性素surfactin、丰原素fengycin、嗜铁素bacillibactin等12种具有抑菌作用的次生代谢产物合成基因簇,经HPLC-MS定性分析确定了表面活性素surfactin和丰原素fengycin等32个脂肽类提取物。菌株D3-1对PVY有良好防治效果,具有作为防治烟草PVY生防菌剂的潜力。

短短芽胞杆菌B011基因组中芽胞形成调控基因spo0E的鉴定与表达分析

短短芽胞杆菌B011是一株具有广谱抗菌活性的植物内生菌,发酵后期形成芽胞。据报道,芽胞形成调控基因Spo0E的编码产物能对Spo0A~P蛋白因子去磷酸化,从而实现芽胞形成的负调控。为了能够进一步验证B011基因组中Spo0E基因的功能和表达情况,为B011菌株的遗传改造提供候选基因,本研究基于B011全基因组序列,通过生物信息学工具预测得到了9个spo0E类似基因,并与其他已公布全基因组序列的101个短芽胞杆菌Brevibacillus菌株进行比较,结果表明短短芽胞杆菌spo0E家族基因在物种分化前就已经存在。转录组测序结果表明,FO446_19435和FO446_04050两个spo0E家族基因在B011中高表达,表达模式表现为先升高,在发酵18 h达到最高,此后下降,这两个基因均存在SQELD基序,推测这两个基因为B011中的两个主效spo0E基因。研究结果可为短短芽胞杆菌B011的进一步开发和利用提供一定的基础。

Brevibacillus brevis B011次级代谢物中抗青枯菌活性物质的纯化鉴定及生物合成基因簇分析

青枯病是世界上最为严重的植物细菌性病害之一,生物防治是防控其危害的热点研究领域,而分泌抑菌活性物质被认为是生防菌抑制病原菌的主要作用机制。本研究在前期筛选到对青枯菌有良好拮抗活性的短短芽孢杆菌B011(Brevibacillus brevis B011)基础上,采用色谱法分离纯化到抗青枯菌的主要活性物质,通过串联质谱和核磁波谱分析方法鉴定了其结构,并根据B011菌株全基因组序列,预测了活性化合物生物合成相关基因及其合成途径。结果表明,B.brevis B011次生代谢物中抑制青枯菌的主效活性物质为伊短菌素A(edeine A),次效活性物质为N-乙酰基色胺[N-(2-(1H-indol-3-yl)ethyl)acetamide]。这两种化合物对青枯菌的抑制活性为首次报道。基因簇预测结果表明,B011菌株基因组中存在完整的edeine合成基因簇,共包括17个基因,即edeA~edeQ,且基因簇中的基因结构完整,基因序列高度保守。B011基因组中有多个N-乙酰基色胺的生物合成相关基因,包括17个脱羧酶编码基因和54个乙酰转移酶编码基因,可能分别参与色氨酸脱羧反应和色胺的乙酰基转移反应,但具体由哪些基因参与还需进一步的研究。研究结果可为该生防菌的应用提供理论指导,也可为后续解析其生物合成途径及通过合成生物学方法进行定向改造奠定基础。

湖南烟草弯孢菌叶斑病和炭疽病病原鉴定及生物学特性研究

2020年到2023年,在湖南省郴州市的烟草上发现了类似弯孢菌叶斑病和炭疽病的两种叶部病害,为了明确引起该病害的病原种类及生物学特性,本研究利用组织分离法对病叶进行分离纯化,形态学观察和柯赫氏法则验证,并对其生物学特性进行研究。结合形态学及rDNA内转录间隔区(ITS)的进化分析,确定烟草弯孢菌叶斑病病原为车轴草弯孢菌Curvularia trifolii;利用ITS及肌蛋白(ACT)、微管蛋白(TUB)、几丁质合成酶(CHS-1)和甘油醛-3-磷酸脱氢酶(GPDH)多基因的系统进化分析,确定烟草炭疽病病原为喀斯特炭疽菌Colletotrichumkarstii。生物学特性研究表明,车轴草弯孢菌菌丝生长最适温度为25℃,最适pH为7,以水溶性淀粉为碳源、牛肉膏为氮源时对菌丝生长最有利;喀斯特炭疽菌菌丝生长最适温度为25℃,最适pH为7,以葡萄糖为碳源、牛肉膏为氮源时对菌丝生长最有利。这是湖南省首次在烟草上发现这两种病害,且到目前为止我国尚无喀斯特炭疽菌引起烤烟病害的报道,研究结果可为科学有效防治该类病害提供参考。

烟秆有机肥与化肥配施对烤烟生长发育与产量的影响

【目的】探明烟秆有机肥与化肥配施对烤烟的影响,为烟秆有机肥的推广应用提供参考。【方法】以云烟87为研究对象,采用田间试验方法,研究常规施肥(CK)、常规施肥+烟秆有机肥20 kg/667m^(2)(T_(1))、常规施肥+烟秆有机肥40 kg/667 m^(2)(T_(2))、常规施肥(基肥减量20 kg/667m^(2))+烟秆有机肥20 kg/667m^(2)(T_(3))、常规施肥(基肥减量40 kg/667m^(2))+烟秆有机肥40 kg/667m^(2)(T_(4))对烤烟生长发育和产量的影响。【结果】常规施肥+烟秆有机肥20 kg/667m^(2)和常规施肥+烟秆有机肥40 kg/667m^(2)处理均能有效促进烤烟的生长发育,改善农艺性状,增强对花叶病的抗病性及提高产量和产值。与CK比,常规施肥+烟秆有机肥40 kg/667m^(2)处理烤烟的株高、茎围、有效叶片数、中部最大叶面积和上部最大叶面积均表现较好,分别为97.07 cm、9.47 cm、16.00片、1224.67 cm^(2)和891.33 cm^(2);花叶病的发病率和病情指数较低,分别为9.03%和3.11;产量、产值、均价和上等烟比例最高,分别为145.08 kg/667m^(2)、4071.69元/667m^(2)、28.11元/kg和60.15%,产量、产值和上等烟比例分别较CK显著提高8.65%、9.59%和2.39百分点。综合各处理的用肥成本及经济效益结果,以常规施肥+烟秆有机肥40 kg/667m^(2)处理的增收最大,达4517.85元/hm^(2),较CK提高9.00%。【结论】烤烟生长以施用常规施肥+烟秆有机肥40 kg/667m^(2)的效果最佳。

生防菌BZ3对烟草普通花叶病毒的生防效果及全基因组分析

利用稀释分离法从烟草根际土壤中分离筛选获得抗烟草普通花叶病毒(Tobaccomosaicvirus,TMV)的优良生防菌株BZ3,通过形态、生理生化和分子生物学鉴定菌株种类,评价其对TMV的生防效果,利用全基因组测序及生物信息学分析其次生代谢产物合成相关基因簇。结果表明,从根际土壤中分离的BZ3菌株鉴定为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillusvelezensis),其发酵液对TMV的盆栽和田间小区防效分别为58.97%和72.07%;基因功能预测显示菌株BZ3基因组中含有表面活性素等多种具有抑菌活性的次生代谢产物合成相关基因簇。本研究表明,BZ3菌株对TMV生防效果优良,抑菌谱较广,基因组中含有大量抑菌活性物质合成相关的基因簇,具有作为TMV生防菌剂的潜力。

内生解淀粉芽孢杆菌Xe01的鉴定及其发酵条件优化

为获得对烟草青枯病菌具有拮抗作用的生防菌,从湖南永州青枯病发病较重烟田的健康烟株根系中分离获得1株对烟草青枯病菌具有较强抑菌活性的菌株,对峙培养其抑菌圈直径达到30.5 mm,将其命名为Xe01。利用形态观察、生理生化特征及16S rRNA基因序列分析鉴定其为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens),温室盆栽和小区试验中Xe01对烟草青枯病的防治效果分别达到56.32%和61.46%。对其发酵培养基及发酵条件进行单因素试验及正交设计优化,最适培养基碳源、氮源和无机盐种类及浓度为葡萄糖9.0 g/L、牛肉膏3.0 g/L、氯化钙4.0 g/L;最佳发酵条件为pH 7.0,30℃,180 r/min,培养52 h,使用优化后的发酵条件培养,抑菌圈直径由优化前的30.5 mm提高至42.5 mm,提高了39.34%。研究结果为解淀粉芽孢杆菌Xe01生防菌剂的开发及应用提供了理论基础。

湖南烟草病毒病种类检测与系统进化分析

为明确湖南烟草病毒病的种类及分布状况,利用小干扰RNA(si RNA)测序和反转录PCR(RT-PCR)对湖南烟区样品进行检测,分析主要病毒侵染类型,最大似然法构建系统进化树确定分类地位。结果表明,湖南烟草受到烟草普通花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)、黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)、马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)、番茄斑驳花叶病毒(Tomato mottle mosaic virus,To MMV)、地黄花叶病毒(Rehmannia mosaic virus,Re MV)和辣椒轻斑驳病毒(Pepper mild mottle virus,PMMV)等6种病毒的侵染,其中To MMV、Re MV、PMMV首次被检测到,TMV、CMV和PVY是主要病毒,TMV为优势病毒,复合侵染是主要侵染类型,复合侵染率为71.29%;湖南烟草上的TMV分离物形成3个独立组系,CMV分离物属群组I的亚组IB,PVY分离物属PVYNTN-a、PVYE和PVYSYR-I株系。本研究摸清了湖南烟草病毒种类、分布及侵染情况,明确了TMV、CMV、PVY的分类地位,为病毒病的防治提供了理论依据。

病毒诱导的基因沉默防控烟草马铃薯Y病毒病研究

【背景】病毒诱导的基因沉默(virus-induced gene silencing,VIGS)是植物抗病毒侵染的一种自然机制。【方法】以马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)脉坏死株系(PVYN)的外壳蛋白(coat protein,CP)基因为靶向序列,构建烟草脆裂病毒(Tobacco rattle virus,TRV)介导的基因沉默表达载体pTRV2-CP,转化农杆菌GV3101后,与pTRV1-GV3101混合成TRV::CP(OD6000.4~0.6)喷施处理剪叶后的烟苗,测定其侵染效率。人工接种PVY于对照及TRV::CP处理的烟苗,RT-qPCR检测、表型观察和小区试验评价TRV介导的VIGS体系对PVY侵染的沉默效果。【结果】①与TRV::00相比,接种PVY 35 d时,TRV::CP处理的烟株中PVY累积量减少了72.8%;②VIGS表达载体45 d内能有效表达;③温室盆栽和田间小区试验TRV::CP处理对PVY防治效果分别达到85.12%和73.08%。【结论】研究建立的VIGS体系能够沉默PVY CP基因的表达,有效防治烟草马铃薯Y病毒病,为PVY的防治提供了新的方法。

烟草疫霉拮抗细菌B44R-1的筛选及其生防效果

为获得烟草疫霉Phytophthora nicotiana的优良拮抗菌,从烟草根际土壤和根系中分离对烟草疫霉具有较好拮抗作用的菌群,并从中筛选具有较强抑菌效果的拮抗菌株。通过形态学、生理生化试验、16S rDNA基因测序分析鉴定拮抗菌株种属,评价其防病效果及对烟草的促生作用。结果表明,从烟草根际土壤和根系分离得到拮抗菌群39个,并从中筛选得到拮抗效果较好的菌株B44R-1,初步鉴定其为皮特不动杆菌Acinetobater pittii。菌株B44R-1对烟草黑胫病的防效达到55.37%,对烟株根系生长发育影响明显,烟株鲜重、干重、株高、茎围、叶数和最大叶面积相比对照均有提高。本研究筛选获得对烟草黑胫病菌的拮抗菌不动杆菌,对烟草黑胫病防治效果和促生作用显著,具有较好的生防潜力。

梅毒感染患者多系统的临床表现

梅毒是由梅毒螺旋体(Tp)感染所引起的慢性、系统性传播疾病,感染早期(一期梅毒)主要表现为皮肤黏膜的损伤,未经治疗进一步发展可导致眼、骨骼、心血管等多系统多脏器损害,可严重危害身体健康。本文对梅毒感染所引起的多系统的临床表现、病理改变及鉴别诊断等进行了全面的综述,为进行梅毒螺旋体感染的诊断、预防及致病机制研究提供参考和依据。

基于外壳蛋白基因的湖南烟草黄瓜花叶病毒遗传多样性分析

为探明湖南烟草上发生的黄瓜花叶病毒Cucumber mosaic virus(CMV)的遗传多样性及分子进化特征,对来自湖南烟区的303份疑似感染病毒的烟草样品进行检测,分析CMV系统发育、遗传变异和群体结构等特征。结果表明:部分分离物的外壳蛋白(coat protein,CP)基因与NCBI上登录的CMV分离物的一致性为86.34%~98.42%;系统发育分析发现湖南烟草CMV分离物属ⅠB组,不同组间的分离物地理特征不明显,无重组现象,进化的主要驱动力是负选择;组间遗传变异比较明显,基因交流频率较低,受到遗传漂变影响,遗传多样性高,群体趋于扩张。研究结果为烟草抗CMV育种提供了理论依据,对病害防治具有重要意义。

不同发酵稻壳基质配方对烟苗生长发育的影响

【目的】探明不同发酵稻壳基质配方对烟苗生长发育的影响,为发酵稻壳基质在烤烟育苗中的推广应用提供参考。【方法】以发酵稻壳、草炭和膨化珍珠岩为试材,以常用商品基质为对照(CK),研究发酵稻壳60%+草炭15%+膨化珍珠岩25%(T_(1))、发酵稻壳55%+草炭20%+膨化珍珠岩25%(T_(2))、发酵稻壳50%+草炭25%+膨化珍珠岩25%(T_(3))、发酵稻壳45%+草炭30%+膨化珍珠岩25%(T_(4))和发酵稻壳40%+草炭35%+膨化珍珠岩25%(T_(5))对烟苗出苗率、形态指标、生理指标、根系发育状况和酶活性的影响。【结果】不同发酵稻壳基质配方对烟苗生长发育有不同程度的影响。与CK相比,采用发酵稻壳40%+草炭35%+膨化珍珠岩25%为原料制成育苗基质的育苗效果较好,烟苗出苗率、株高、茎围、根鲜重、根干重和总根数分别增加4.42%、4.40%、30.48%、6.45%、18.42%和21.90%;NR、蔗糖酶、CAT、SOD和POD分别增加9.38%、174.08%、50.73%、37.72%和55.92%;成苗期的根系活力提高28.86%。【结论】烤烟发酵稻壳育苗基质的最佳配施比例为发酵稻壳40%+草炭35%+膨化珍珠岩25%。

永州烟区烤烟生产适用生物降解地膜的筛选

为生物降解地膜在永州烟区烤烟生产中推广应用提供理论依据,采用单因素试验研究不同生物降解地膜在烤烟生产上的适用性。结果表明:生物降解地膜各处理的土壤保温保湿效果、烤烟的农艺性状和产质量与普通地膜处理无明显差异;生物降解地膜处理较普通地膜处理节约用工成本587.88元/hm2,易降解,田块残留物较少,生态环保效果较好。以60d开始降解的生物降解地膜处理的纯收益最高,比普通地膜处理增加2 564.08元/hm2,且经济性状优于其余生物降解地膜处理。湖南永州植烟区烤烟地膜覆盖栽培宜选用60d开始降解的生物降解地膜。

永州植烟土壤中量元素分布特征与聚类分析

为探明永州烟区土壤中量元素分布特征,2015年对永州市79个种烟乡镇689个植烟土壤的钙、镁、硫元素有效养分进行了取样调查和统计分析。结果表明,烟区土壤有效硫、交换性钙含量丰富,极少缺乏;土壤交换性镁缺乏比例占72.4%,应重视镁肥施用。利用聚类分析方法将永州烟区植烟土壤中量元素含量划分为4大特征区域,应根据养分分布特征,合理施用中量元素肥料。

氮磷钾用量对烤烟‘湘烟5号’产质量的影响

探讨不同氮磷钾施用量对烤烟‘湘烟5号’产量和品质的影响,为永州烟区‘湘烟5号’的进一步推广示范提供科学依据。试验设氮、磷、钾各3个处理水平,采用正交L9(34)设计,田间调查各处理烟叶的农艺性状、主要经济性状和质量。结果表明,各处理的产量、产值、均价、烟叶等级比例均有差异,其中以处理N135P108K378的经济性状较好,烤后烟叶的糖碱比、氮碱比、钾氯比均较适宜,烟叶内在化学成分较协调,经济效益好。永州烟区土壤中等肥力下‘湘烟5号’的氮磷钾最佳施用量为N:P:K=135:108:378。