苦瓜McMLO11基因克隆及其表达模式分析

【目的】克隆苦瓜McMLO11基因并研究其在白粉病和非生物胁迫下的表达规律,为阐明其在逆境调控中的作用提供参考。【方法】从苦瓜叶片中克隆McMLO11基因,利用生物信息学对其分子特征进行分析,并采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法,检测McMLO11基因在苦瓜不同组织(茎、卷须、老叶、嫩叶、根)及白粉菌侵染和盐、干旱胁迫下苦瓜真叶中的表达模式。【结果】苦瓜McMLO11基因含有1个1662 bp的开放阅读框(ORF),共编码553个氨基酸;McMLO11属于MLO基因家族,包含典型的Mlo超家族保守结构域。McMLO11蛋白的相对分子质量为63.83 ku,理论等电点为8.53,含7个跨膜域,无信号肽,属于不稳定蛋白;其二级结构主要由无规则卷曲和α-螺旋组成。系统进化树分析表明,McMLO11与黄瓜、南瓜、冬瓜等瓜类的MLO同源性较高。qRT-PCR检测发现,Mc-MLO11基因在苦瓜不同组织中的相对表达量依次表现为茎>卷须>老叶>根>嫩叶;与对照相比,白粉菌侵染后苦瓜叶片中的McMLO11表达量升高,至接种24 h达到峰值,推测其在白粉菌侵染苦瓜的早期产生应答反应;与对照相比,在盐胁迫6 h和干旱胁迫12 h时苦瓜叶片中的McMLO11相对表达量达到峰值,分别为对照的56.7和9.07倍,提示McMLO11基因可积极响应干旱和盐诱导。【结论】成功克隆了苦瓜McMLO11基因,其表达具有组织特异性,该基因可能参与白粉菌胁迫和多种非生物胁迫的调控过程。

2种植物免疫诱抗剂对蔬菜种子萌发行为的试验研究

为明确植物免疫诱抗剂对种子萌发行为的影响,采用纸上法,设置不同浓度的0.5%几丁聚糖和1%香菇多糖,对番茄、黄瓜、辣椒、茄子种子发芽率、发芽势、发芽指数进行测定。结果表明:2种植物免疫诱抗剂对番茄、黄瓜、辣椒、茄子种子萌发均具有较好的促进效果,其中,1%香菇多糖对番茄、黄瓜和茄子种子萌发的效果优于0.5%几丁聚糖,1%香菇多糖800倍液处理的番茄和茄子的发芽率、发芽势和发芽指数3项指标均最高,分别为92.64%、75.06%、9.47和87.64%、72.24%和9.56,分别较对照组提高10.14百分点、11.78百分点、2.96和24.66百分点、20.06百分点、3.87;1%香菇多糖600倍液处理的黄瓜发芽率、发芽指数均最高,分别为95.15%、11.85,1%香菇多糖800倍液处理的黄瓜发芽势最高,为70.23%;0.5%几丁聚糖600倍液处理的辣椒发芽率、发芽势均最高,分别为99.12%、67.26,1%香菇多糖400倍液处理的辣椒发芽指数最高,为9.45。在田间育苗时,根据不同作物选择适宜浓度的植物免疫诱抗剂并随水施用,可促进种子萌发。

Genetics,resistance mechanism,and breeding of powdery mildew resistance in cucumbers(Cucumis sativus L.)

Cucumber is an important vegetable worldwide,and powdery mildew(PM)is a common and serious disease of cucumbers.Breeding disease-resistant cucumber varieties is the most advantageous strategy to control this disease.In recent years,exploration and identification of cucumber PM resistance genes have achieved great advancement,and many genes have been cloned and verified using different methods.However,the resistance mechanism of cucumber PM is still unclear,and many ambiguities need to be elucidated urgently.In this review,we summarized the research advances in PM resistance in cucumbers,including genetic analysis,quantitative trait locus mapping,map-based cloning,transcriptomics,mlo-mediated PM resistance,and mining of noncoding RNAs involved in resistance.Finally,the research directions and the problems that need to be solved in the future were discussed.

大黄提取液防治黄瓜白粉病的初步研究

对中草药大黄提取液防治黄瓜白粉病的保护活性、稳定性、持效期及抑菌谱等作了初步研究。结果表明,大黄提取液的100倍液防效达90%以上,优于粉锈宁(15%WP)1000倍液的防效(73.41%);其酸碱稳定性与热稳定性都非常强;保护作用的持效期至少可达6d;抑菌谱测试结果表明,它对供试的小麦根腐病菌Cochliobolussativus等20种真菌都表现出一定的抑制作用。

抗白粉病黄瓜品种的叶片组织结构及其生理生化

为明确不同黄瓜品种对白粉病的抗性机制,采用组织切片和田间接种的方法,从近130份种质中筛选出高抗(GY14A、GY4)、中抗(津春4号、津优30号)、中感(W12757、仪黄)、高感(DE843、平望乳瓜)黄瓜品种各2份,并对8份黄瓜品种的形态结构与抗性生理生化进行研究。结果表明,高抗品种叶片组织结构紧凑,栅栏组织排列整齐、紧密,且细胞壁较厚;而高感品种则细胞壁较薄,叶片组织间出现大量空隙;中抗和中感品种虽具清晰的栅栏组织,但空隙较大,说明叶片组织细胞的排列整齐和紧密度以及细胞壁的厚度与黄瓜品种对白粉病的抗性密切相关。病原菌接种后,抗性品种体内防御酶活性上升速度与幅度都明显高于感病品种,且过氧化物酶(POD)同功酶谱带较深,H2O2积累较慢。另外,抗性品种叶片中可溶性蛋白质含量明显高于感病品种,而可溶性糖含量则明显低于感病品种,还原糖含量无明显差异。

哈茨木霉T-H-30菌株对黄瓜白粉病的防治效果及其促生作用

用哈茨木霉菌株T-H-30在黄瓜上进行促生作用及生物防治效果研究。结果表明,菌株T-H-30对黄瓜有明显的促生作用,能增加黄瓜的叶片数及藤蔓的长度,从而有效提高黄瓜的产量;菌株T-H-30对黄瓜白粉病具有良好的生物防治效果,可有效控制黄瓜白粉病在大田的发展,相对防效达69.9%～78.8%,且对供试植株安全。

黄瓜白粉病抗性基因定位及候选基因分析

【目的】通过对黄瓜白粉病抗性基因的精细定位,明确抗性基因的候选区段,为进一步克隆基因及解析基因功能奠定基础。【方法】本研究选用高抗白粉病资源(自交系‘74’)和感白粉病资源(自交系‘80’)配制杂交组合,构建F_1、F_2群体,利用单囊壳白粉菌鉴定亲本及群体白粉病抗性并进行遗传分析;采用BSA-seq的方法对黄瓜白粉病抗性基因进行初步定位,在此基础上在候选区段开发分子标记,进一步精细定位白粉病抗性基因。【结果】分离群体单株表型鉴定结果表明,自交系74的抗性是由不完全隐性基因控制的。BSA-seq技术初步将抗性基因定位于5号染色体15—25 Mb位置,命名为PM 74。最终,利用分子标记将抗性基因定位于SSR15321和SSR07531之间,遗传距离为3.06 c M,物理距离为238 444 bp,可解释41.95%的表型变异。生物信息学分析表明在候选区段内包含有17个候选基因,其中Cucsa.275630为TIR-NBS-LRR类基因。【结论】本研究将黄瓜白粉病抗性基因精细定位到约238 kb的候选区段内,区段内包含有一个TIR-NBS-LRR基因,该基因将是今后研究的重点候选基因。

黄瓜白粉病菌对苯醚菌酯敏感基线的建立及室内抗药性风险评价

采用叶碟保湿培养法测定了59株黄瓜白粉病菌对苯醚菌酯的敏感性,并建立了敏感基线。结果表明:苯醚菌酯对59个菌株的平均EC50为(0.0105±0.0028)μg/mL,其敏感性频率分布呈连续性单峰曲线,没有出现敏感性下降的抗药性亚群体。因此,该敏感基线可以作为监测田间病原菌对苯醚菌酯敏感性变化的参考。室内采用药剂驯化得到4株抗药性突变体,其抗性指数均高于150,且抗药性状能够稳定遗传。室内抗药性风险评价显示,4株抗药性突变体在致病力、竞争力上与亲本菌株相比无明显差异或优于亲本菌株。综合分析表明,黄瓜白粉病菌对苯醚菌酯具有较高的室内抗药性风险。因此,在该药的使用过程中应当采取相应的抗性治理措施。

甜瓜白粉病苗期接种方法和接种浓度的研究

将孢子悬浮液接种浓度设为104、105、106个孢子/mL,分别采用摩擦法、刷叶法和喷雾法对甜瓜白粉病进行接种试验,拟为甜瓜抗白粉病育种工作奠定基础。结果表明:当孢子悬浮液接种浓度为106孢子/mL,采用刷叶接种法发病率最高,可达到99%,且操作简单、精确,最适宜进行甜瓜白粉病抗病鉴定研究。

硅对黄瓜苯丙酸类代谢的影响及与抗白粉病的关系

以抗/感白粉病的"津春4号"和"ZJ02-09"为试验材料,研究了硅酸盐和诱导接种白粉菌处理后黄瓜苯丙氨酸解氨酶活性以及阿魏酸、木质素和绿原酸含量的动态变化与抗病性的关系。结果表明:在不接种的情况下,施硅与否对抗/感品种植株叶片的苯丙氨酸解氨酶活性以及阿魏酸、木质素和绿原酸含量均无显著影响。接种白粉病菌后,黄瓜苯丙氨酸解氨酶活性明显升高,抗病品种酶活性明显高于感病品种;伴随酶活性的变化,阿魏酸、木质素和绿原酸含量也明显增加;施硅能显著提高黄瓜感病品种苯丙氨酸解氨酶活性,但对抗病品种的影响不显著。施硅能显著降低感病品种植株的白粉病病情指数,提高其对白粉病的抗病能力,相对防治效果达41.56%。

多功能生物制剂对黄瓜白粉病的防治效应

通过盆栽和田间药效试验,研究了多功能生物制剂多霸2对黄瓜白粉病的防治效应。盆栽试验结果表明,先施用多霸2的100、200倍液后接种病原菌,可显著提高黄瓜的抗病能力,降低发病率,防效达到72.0%和69.2%,差异极显著(P<0.01);先接种后喷药多霸2的100、200倍液,在一定程度上能抑制病原菌的扩展,也具有防治作用,相对防效达到26.5%和23.1%,差异显著(P<0.05)。田间调查表明,在黄瓜苗期开始施用或未发病前施用多功能制剂,能有效预防白粉病的发生,具有很好的防治效应。多霸2的100、200倍液对黄瓜白粉病的防效与清水对照和常用药剂粉锈宁相比,差异都达到显著或极显著水平。其中,多霸2的100倍液使用效果最好,优于200倍液。

大黄中防治黄瓜白粉病活性物质的提取及组分分析

大黄提取液对黄瓜白粉病菌有很强的抑制作用,对其活性物质进行提取及分析研究。结果表明,振荡提取2 d活性明显增强,但随时间延长,其防效与振荡2 d的无显著差异,说明振荡2 d基本将活性物质提取完全,且防病效果达88.97%;通过HPLC分析与标准品对照比较及生物测定,初步验证大黄酚为大黄提取液的活性成分之一,而大黄酸为其非活性成分。

寡聚糖诱抗剂诱导黄瓜抗白粉病的研究

以寡聚糖为诱抗剂，研究了其对黄瓜抗白粉病抗病性的诱导作用。结果显示，用寡聚糖诱抗剂在接种前处理黄瓜叶片，可以减轻黄瓜白粉病的发生，表现为菌落稀疏、变小，产孢期延迟、以及潜育期延K。寡聚糖诱抗剂最佳处理时间为接种前5～7d，持效期在10d以上。诱抗剂处理第一片真叶后可减轻上部叶片发病，上部叶片呈现较明显的抗病性反应特征。表明寡聚糖可诱导黄瓜幼苗产生对白粉病的系统获得抗病性。

用于黄瓜白粉病抗性鉴定的InDel标记

根据黄瓜白粉病抗性主效基因/QTL的插入/缺失突变,将其设计成共显性的In Del分子标记。通过群体连锁分析,发现In Del-MLO1标记与黄瓜白粉病抗性主效基因共分离。应用该标记对24份来自世界各地且白粉病抗性已知的黄瓜材料进行抗性验证,21份材料的抗性表型与标记的带型一致,说明在黄瓜进化和驯化过程中,造成抗病表型的该插入/缺失突变发生普遍。因此,该In Del标记适合于大多数黄瓜材料的白粉病抗性鉴定和分子标记辅助育种,从而加快黄瓜白粉病抗病育种的进程。

黄瓜白粉病生测技术的改进

就黄瓜白粉病的接种方法进行了比较,以孢子悬浮液喷雾法较抖粉法重复性好,结果更趋稳定;几种不同的生测方法比较腈菌唑、烯唑醇对黄瓜白粉病的毒力测定,以叶盘沾药法、子叶琼脂培养法和叶盘沾药漂浮法好于其它方法,其EC50的敏感性分别高于常规的苗期喷雾法。

黄瓜白粉病菌生防菌筛选及生防机制初步研究

通过土壤微生物的分离筛选获得有效控制黄瓜白粉病的生防菌株,再通过孢子萌发抑制试验、温室盆栽苗药效试验,田间防病试验共筛选到4株编号为H2、H1、H3和H7的菌株对黄瓜白粉病防效显著。结果表明:其防治效果分别为91.25%、87.77%、82.7%和75.29%。对该4株生防细菌的防病机理初步研究证明,它们的胞外代谢产物具有防病作用。

植物油乳油对黄瓜白粉病的防治作用

[目的]探讨植物油乳油对黄瓜白粉病的室内活性和田间防治作用。[方法]以长春密刺黄瓜苗为材料,接种田间自然发生黄瓜白粉病菌,进行室内保护试验和田间试验,观察不同植物油乳油对黄瓜白粉病菌的防治效果。[结果]棉籽油、豆油、花生油、玉米油、芝麻油和葵花油6种植物油乳油稀释至10、5ml/L对黄瓜白粉病具有较好的防治作用;室内的保护效果,植物油乳油与对照药剂三唑酮乳油相当,田间防治效果植物油乳油防效多数都在60%～75%,与对照药剂三唑酮乳油稀释1ml/L的防治效果69%～70%也相当。[结论]试验结果表明,所有植物油乳油对黄瓜白粉病的防治效果都很显著。

用于黄瓜白粉病抗病性鉴定的SCAR标记

将黄瓜白粉病抗性相关基因的一个共显性AFLP标记成功地转换为简单、实用的SCAR标记。根据AFLP标记片段序列信息设计了两对特异性引物SCPM166和SCPM66。PCR扩增结果显示,SCPM166在抗病亲本、抗病单株和杂合类型单株中均扩增出了大小为166 bp的特异片段,感病亲本与感病单株均无此特异片段,表明该SCAR标记可以鉴定纯合感病个体;SCPM66在感病亲本、感病单株和杂合类型单株中均扩增出了大小为66 bp的特异片段,抗病亲本与抗病单株均无此特异片段,表明该SCAR标记可以鉴定纯合抗病个体。若将两个显性SCAR标记结合起来,相当于一个共显性的SCAR标记。

感染白粉病菌初期黄瓜叶片生理指标的变化

以"新津研4号"黄瓜为试材,研究了黄瓜在感染白粉病菌初期黄瓜叶片生理指标的变化情况。结果表明:在黄瓜感染白粉病菌初期,黄瓜叶片的呼吸强度呈现增强趋势,而光合速率受到抑制,呈现出减弱的趋势,叶绿素含量与光合作用有一定的相关性,所以也呈现出明显的降低趋势,可溶性糖可能因为其含量与诸多因素都相关,变化较为复杂,不能确切地描述其变化趋势,可溶性蛋白的含量明显呈增加趋势。