基于MHSA-YOLOv7的小麦赤霉病感染率检测

在抗病育种中小麦赤霉病感染率是衡量籽粒抗性表型鉴定的重要衡量指标,针对目前小麦赤霉病感染率检测存在检测时间长、硬件成本高以及检测方式破坏植株等问题,设计了一种适用于麦穗籽粒此类小目标检测的深度学习网络模型——MHSA-YOLOv7。通过在原YOLOv7主干网络中融合多头自注意力(Muti-Head Self-Attention,MHSA)机制来提高模型对深层语义特征的提取能力,并使用加权双向特征金字塔网络(Bidirectional Feature Pyramid Network,BiFPN)实现模块间的跨层连接,使该模型能够提取和传递更丰富的特征信息。实验结果表明,MHSA-YOLOv7在小麦单穗赤霉病数据集上达到了90.75%的检测精度,相较于原YOLOv7模型,改进后的算法对于麦穗籽粒此类小目标物体具有更强的特征提取能力,检测精度、召回率、F1值、mAP@0.5以及mAP@0.5∶0.95分别提高了0.33%、1.83%、0.011、1.19%以及0.38%,有效满足了小麦赤霉病感染率的精确检测,为实现小麦植株病害走势的长期观测以及小麦籽粒抗性的准确评估提供了技术支持。

果蔗SoSGT1与Gibberella fujikuroi侵染下果蔗叶片蛋白的互作研究

为了解果蔗(Saccharum officenarum L.)在防御Gibberella fujikuroi过程中与So SGT1互作的蛋白,利用GST蛋白标签载体p GEX-6p-1与果蔗So Sgt1基因构建p GEX-6p-1-sgt1表达载体,诱导表达GST-So SGT1融合蛋白,并通过GST pull down技术捕捉到7个与So SGT1互作蛋白。这些蛋白的功能主要归类为信号转导、抗逆与能量代谢相关蛋白,其中一些蛋白可能与果蔗So SGT1直接互作,如HSP90与RAR1蛋白,另外一些蛋白与果蔗So SGT1可能产生次级互作。在G.fujikuroi侵染果蔗‘福农’叶片时,HSP70、14-3-3蛋白、2-半胱氨酸-过氧化物酶与吡哆醇生物合成蛋白的编码基因呈上调表达,初步说明这些蛋白可能与So SGT1蛋白互作共同参与了果蔗防御梢腐病病原G.fujikuroi的病理过程。

Gibberella fujikuroi侵染果蔗叶片病程相关蛋白编码基因的表达分析

利用实时荧光定量RT-PCR,用梢腐病病原菌(Gibberella fujikuroi)侵染不同果蔗品种叶片,对病程相关蛋白编码基因SoSOD、SoCHIT、SoPOD与SoTPS6P的转录水平进行了分析。结果表明,果蔗的SoSOD、SoCHIT、SoPOD与SoTPS6P受到梢腐病病原菌的诱导表达,丰城紫皮、白鳝、福安与拔地拉果蔗叶片中它们的表达量较高,而在温岭、宁德与歪干担叶片中的表达量较低。这说明这些病程相关蛋白编码基因表达水平与不同果蔗品种的梢腐病抗病性存在一定的关联。

产甘油三油酸酯的薏苡内生真菌Gibberella moniliformis AH13发酵培养基的筛选

薏苡（Coix lacryma-jobi Linn.）为禾本科（Poaceae）薏苡属（Coix Linn.）1年生草本植物,其干燥成熟种仁为薏苡仁,药食兼用;薏苡仁中粗蛋白含量13%~14%,脂类含量2%~8%,且富含薏苡仁酯。

玉蜀黍赤霉(Gibberella zeae)对多菌灵的室内抗药突变体的诱导及其抗药性遗传分析

通过紫外线照射和药剂驯化的方法均获得了玉蜀黍赤霉野生敏感菌株对多菌灵 (carbendazim ,MBC)的室内抗药突变体。这些抗药突变体一部分表现低抗 (lowresistance ,LR) ,即能在临界致死剂量 1 4 μg/mL多菌灵浓度下生长 ,但不能在 10 μg/mL浓度以上生长 ,且对二氯苯胺甲酸甲酯 (N 3,5 dichlorophenylcarbamate ,MDPC)不表现负交互抗药性 ;另一部分表现高抗 (highresistance ,HR) ,即能在 10 0 μg/mL多菌灵浓度下生长 ,并与田间高抗菌株一样 ,对MDPC表现负交互抗药性 ;没有获得类似田间的中抗 (moderateresistance ,MR)菌株 ,即能在 10 μg/mL多菌灵浓度下快速生长 ,在 10 0 μg/mL浓度以上被完全抑制的突变体。通过药剂驯化的方法还获得了田间中抗 (MR)菌株的高抗 (HR)突变体 ,但这些突变体与MR一样对MDPC仍然不表现负交互抗药性。抗药性遗传研究表明 ,在所研究的抗药突变体中 ,抗药性在自交和无性繁殖后代中能稳定遗传 ;室内抗药突变体和田间抗药菌株对多菌灵的抗药性由同一个主效基因控制 ,但它们发生突变的位点不同或者同一碱基位点发生了不同的突变 ;对MDPC的敏感性也是由单个基因控制的 ,该基因与控制多菌灵抗性的基因是等位基因 。

Gibberella intermedia CA3-1羟基化去氢表雄酮的工艺

利用Gibberella intermedia CA3-1对甾体化合物去氢表雄酮(DHEA)进行C7α-羟基化反应研究。用单因素实验的方法考察接种量、装液量、转速、有机溶剂助溶、投料浓度以及底物投加时间对产物7α-羟基去氢表雄酮(7α-OH-DHEA)生成的影响。最终确定最适工艺条件:接种量6%,装液量30 m L(250 m L三角瓶),转速220 r/min,体积分数6%丙二醇助溶,接种时即添加底物,底物DHEA质量浓度1 g/L,转化时间36 h。采用优化后的转化条件,7α-OH-DHEA摩尔得率为72.34%。

Gibberella intermedia WX12产特异性糖苷酶的发酵工艺优化

赤霉菌(Gibberella intermedia WX12)糖苷酶能将黄姜薯蓣皂苷转化为薯蓣皂苷元。先后采用单因素实验和正交实验对G.intermedia WX12发酵产糖苷酶的培养基组分和发酵工艺进行了优化。确定最佳发酵工艺条件为:葡萄糖5 g/L,酵母粉25 g/L,NaCl 1.16 g/L,KH_2PO42.72 g/L,MgSO_20.3 g/L,培养基初始pH 6.0,接种量为体积分数8%。G.intermedia WX12在上述条件下,于220 r/min、30℃摇床培养96 h,糖苷酶活性达到28.1 U/m L,较优化前提高4倍。在此基础上利用粗酶液对黄姜薯蓣皂苷进行转化,50℃条件下转化12 h后,薯蓣皂苷元转化率可达到60%。

藤仓赤霉(Gibberella fujikuroi)分子生物学及发酵工程研究进展

赤霉素是最重要的植物生长调节剂之一,工业化生产是由丝状真菌藤仓赤霉发酵产生。近20年来,随着分子生物学技术的发展,对藤仓赤霉赤霉素生物合成途径中相关基因的分子鉴定和表达调控等研究取得了显著的进展,赤霉素生物合成途径的分子生物学基本研究清楚,使得利用基因工程和代谢工程技术进行赤霉菌改良、提高赤霉素发酵水平成为可能。本文对藤仓赤霉中赤霉素合成机理及其表达调控、关键酶基因功能、外源基因转化系统、发酵技术、利用基因工程技术进行改造等方面的研究进展进行综述。

细胞色素P450诱导剂对Gibberella intermedia CA3-1双羟化去氢表雄酮的影响

3β,7α,15α-三羟基雄甾-5-烯-17-酮(7α,15α-diOH-DHEA)是女用口服避孕药"优思明"主要成分屈螺酮的关键中间体。为了提高目的产物7α,15α-diOH-DHEA的摩尔得率,研究不同细胞色素P450酶(CYP450)诱导剂对Gibberella intermedia CA3-1转化去氢表雄酮(DHEA)生成7α,15α-diOH-DHEA生物转化过程的影响。结果发现:己烷、DHEA和苯可以显著提高7α,15α-diOH-DHEA的摩尔得率,其中苯是最佳诱导剂。在以上工作基础上,建立了如下的诱导过程:将进入对数生长期(接种后24 h)的种子液以10%的接种量接种到新鲜的转化培养基中,转化12 h后添加体积分数0.8%的苯进行诱导,然后在对数生长期结束时(转化24 h)将8 g/L的底物加入转化培养基进行转化。采用以上诱导条件,在5 L发酵罐中进行了生物转化。与不添加苯的工艺相比,CYP450的浓度提高了43%,7α,15α-diOH-DHEA的摩尔产率提高到68.7%±1.37%,同时转化周期缩短了8 h,这为7α,15α-diOH-DHEA的工业化生产奠定基础。

Genetic diversity in Gibberella fujikuroi(Fusarium section Liseola)from rice

Bakanae disease,caused by several species ofFusarium section Liseola is an important dis-ease of rice(Oryza sativa L.).It is unclearwhether the isolates with different morpholog-ical features in anamorphs were genetic differ-ent.Gibberella fujikuroi is the teleomorph ofspecies of Fusarium section Liseola,and en-compasses at least seven mating populations(MPs).Vegetative compatibility group(VCG)has been used to study the relation- ships between the strains within a fungalspecies.We studied the genetic diversity ofpathogenes of rice bakanae disease by usingthe MP and VCG techniques.

汽爆秸秆酶解液补料赤霉素固态发酵工艺

赤霉素是一种重要的植物生长调节剂,广泛应用于农作物、苗圃、园艺等生产。赤霉素主要生产方式是微生物固态和液态发酵。与液态发酵相比,固态发酵有原料易得、生产成本低、环境污染小等优点。采用固态发酵工艺生产赤霉素,并优化工艺条件。通过在固态发酵过程中滴加适量汽爆秸秆酶解物来寻求赤霉素发酵替代原料。实验发现在第三天时滴加4 mL酶解液,赤霉素的产量最大。最佳固态发酵工艺参数为接种量为10%,温度为30℃,pH为8,固液比为1∶1.1,发酵周期为7天。

禾谷镰孢菌β-微管蛋白基因克隆及其与多菌灵抗药性关系的分析

应用 3对引物 ,从禾谷镰孢菌 (Gibberellazeae)对多菌灵 (MBC)的敏感菌株 (MBCS)和田间及室内诱导抗药性菌株 (MBCR)中扩增 β 微管蛋白基因。该基因全长 1 631bp ,包含 3个内含子 ,编码 447aa ,与其他常见植物病原丝状真菌 β 微管蛋白基因的氨基酸同源性达 95 .1 2 %～ 99.30 %。MBCS 和MBCR 菌株核苷酸序列分析表明 ,MBCR 菌株未发生任何位点的突变 ,说明G .zeae对MBC的抗药性机制并非像其他丝状真菌一样由 β 微管蛋白 1 98位氨基酸突变所致。

南阳市玉米穗腐病致病镰刀菌种群结构分析

镰刀菌是玉米穗腐病的主要病原菌.本研究对南阳市5县2009年夏玉米穗腐病致病镰刀菌的种群结构进行调查分析.从病样中按常规组织分离法进行病原菌分离,对分离物经单孢分离纯化后根据柯赫法则进行致病性检测,并根据形态特征和核糖体基因内转录间隔区(rDNA-ITS)序列对病原菌进行鉴定.从采集的80份穗腐病样品中分离获得105株镰刀菌,接种结果表明,所有菌株对玉米均有致病性.形态和分子鉴定结果表明,引起南阳市玉米穗腐病的镰刀菌至少有4种:层出镰刀菌Fusarium proliferatum、串珠赤霉菌Gibberella monoliformis、木贼镰刀菌F.equiseti及玉蜀黍赤霉菌G.zeae.南阳市玉米穗腐病致病镰刀菌以层出镰刀菌为优势种,串珠赤霉菌为次优势种.

植物源作物诱抗剂对小麦赤霉病的抑制效果

为探讨植物源作物诱导剂对小麦赤霉病的抑制作用 ,运用植物源作物抗病性诱导剂 BZ和 CF,在小麦始花期对穗部进行喷雾处理 ,能显著降低赤霉病危害 ,抑制效果分别达到 5 5 .41%和 48.5 1% ,但不及专用杀菌剂多菌灵的抑制效果 (6 9.77% ) .室内毒力测定结果表明 ,BZ和 CF对赤霉病菌无直接毒杀作用 ,在 12 5～ 5 0 0 m g/ L 浓度下 ,既不影响菌丝生长 。

菊芋叶片提取物抑菌活性与化学成分的研究

为了开发新型植物源杀菌剂和充分利用菊芋(Helianthus tuberosus L.)资源,本文尝试用石油醚、乙醚、乙酸乙酯和水等4种溶剂对菊芋叶片进行平行提取,采用生长速率法测定菊芋叶片提取物对水稻纹枯菌(Rhizoc-tonia solaniKühn)、小麦赤霉菌[Gibberella zeae(Schw.)Petch]、番茄早疫菌[Alternaria solani(Ellis et Martin)Jones et Grour]和番茄灰霉菌(Botrytis cinerea Pers.)生长量的抑制活性;并通过试管法和滤纸法对菊芋叶片内化学成分进行初步预试。抑菌实验结果表明:(1)菊芋叶片各溶剂提取物处理与对照处理相比差异显著;(2)菊芋叶片水提取物处理与各有机溶剂提取物处理差异也基本显著;(3)菊芋叶片各溶剂提取物同浓度处理对水稻纹枯菌、番茄早疫菌和番茄灰霉菌抑制效果较好;(4)菊芋叶片乙酸乙酯提取物抑菌效果最为显著,浓度为20mg/mL时对番茄早疫菌和番茄灰霉菌已达到完全抑制,对水稻纹枯菌抑制率也达到77.91%。初步化学预试结果说明,菊芋叶片中含有蛋白质、氨基酸、还原糖类、有机酸、酚类和鞣质、黄酮类、内酯类、强心甙以及油脂等化学成分。

β_1-和β_2-微管蛋白基因在赤霉病菌抗多菌灵中的作用

【目的】揭示β1-微管蛋白基因(β1-tub)和β2-微管蛋白基因(β2-tub)在赤霉病菌(Gibberella zeae)对多菌灵的抗性过程中所起的作用。【方法】采用PCR克隆测序法测定Js449(EC50=7.911μg·m L-1)、Js462(EC50=6.515μg·m L-1)、Js484(EC50=5.031μg·m L-1)、Js506(EC50=8.455μg·m L-1)和Js519(EC50=6.280μg·m L-1)等5个多菌灵抗性菌株的α-、β1-、β2-、γ-tub序列,并与敏感菌株HG-1(EC50=0.552μg·m L-1)进行比对。采用实时荧光定量PCR(q PCR)测定β1-tub和β2-tub在多菌灵胁迫下的抗性菌株Js506中的相对表达量。构建β1-tub和β2-tub的超量表达载体,分别在HG-1中表达。运用split PCR获得含有潮霉素磷酸转移酶基因和目标基因的融合片段,并对Js506进行原生质体转化,通过同源重组获得β2-tub的敲除体和互补体。对菌株Js506、HG-1及其突变体分别进行多菌灵敏感性测定、菌落生长观察和致病力测定。【结果】基因比对结果表明,5个抗性菌株的α-、β1-、γ-tub基因序列与敏感菌株的一致。对β2-tub序列比对结果表明,Js449、Js462和Js506菌株的第167位氨基酸由苯丙氨酸(Phe)变为酪氨酸(Tyr)。Js484菌株的第200位氨基酸由苯丙氨酸(Phe)变为酪氨酸(Tyr)。Js519菌株的第198位氨基酸由谷氨酸(Glu)变为谷氨酰胺(Gln)。5μg·m L-1多菌灵能诱导Js506菌株的β1-tub表达量显著上调(P<0.05)。10μg·m L-1的多菌灵对Js506菌株的β2-tub表达量影响不显著。β1-tub的超量表达使HG-1突变体的EC50增加至2.839μg·m L-1,抗药性显著增强(P<0.05)。β2-tub超量表达突变体的抗性水平与野生型菌株无显著差异。对Js506菌株的β2-tub进行敲除试验,分别获得了2个转化体(△β2tub-Js506-1、△β2tubJs506-2),经潮霉素抗性筛选、PCR和Southern杂交验证,确认2个转化体均不含有β2-tub。与野生型菌株Js506相比,敲除体△β2tub-Js506-1(EC50=0.078μg·m L-1)和△β2tub-Js506-2(EC50=0.072μg·m L-1)对多菌灵均表现为超级敏感,且菌落生长变慢,致病力显著下降(P<0.05)。对△β2tub-Js506-1进行互补转化获得了2个互补体,β2tub-Js506-C1(EC50=7.521μg·m L-1)和β2tub-Js506-C2(EC50=7.243μg·m L-1),2个互补转化体均使敲除体△β2tubJs506-1基本恢复了抗性、菌落生长速率和致病力。【结论】5个赤霉病菌菌株对多菌灵的抗性与β2-tub的第167、198、200位密码子突变有关,与α-、β1-和γ-tub序列的突变无关。β1-tub在多菌灵胁迫下诱导表达,且β1-tub的超量表达能增强赤霉病菌对多菌灵的抗性。β2-tub是小麦赤霉病菌对多菌灵抗性所必需的,β1-tub和β2tub均能影响赤霉病菌对多菌灵的抗性。

农业生产上几种重要的赤霉属真菌研究进展

赤霉属真菌大多是农业生产上具有破坏性的植物病原真菌。选取几种在农业生产上重要的赤霉属真菌来阐述该属在系统发生,生物学和化学上的多样性,并且比较了它们在分类学、遗传学、植物病理学和真菌毒理学方面的差异。虽然它们是非常近缘的赤霉属各种,但在繁殖方式、地理分布、寄主范围、植物致病机理、毒素和其他生物活性代谢物的产生方面都有所不同。

小麦赤霉病菌对多菌灵和不同杀菌剂敏感性的相关分析

为探明江苏省小麦赤霉病菌[Gibberella zeae(Schwein.)Petch]对多菌灵的抗药性和该药剂与其他杀菌剂的交互抗性,采用区分剂量法检测了采自江苏省26个县(市)的520株小麦赤霉病菌对多菌灵的抗药性,并采用菌丝生长速率法分别检测了对多菌灵不同敏感性的10个菌株对嘧菌酯、吡唑醚菌酯、肟菌酯、唑胺菌酯、氟环唑、己唑醇、灭菌唑和咯菌腈等杀菌剂的敏感性。结果表明:江苏省各县(市)菌株对多菌灵的抗性频率差异较大,总抗性频率为50.58%;通过EC_(50)值相关性分析,小麦赤霉病菌对多菌灵和上述杀菌剂之间不存在交互抗性。江苏省小麦赤霉病菌对多菌灵的抗性频率较高,迫切需要筛选新的杀菌剂防治小麦赤霉病。

咪鲜胺与氟环唑及其混配对小麦赤霉病菌的抑制作用

采用菌丝生长速率法测定了咪鲜胺与氟环唑及其5种配比混剂对小麦赤霉病菌的毒力。结果表明:咪鲜胺与氟环唑及其1:1、2:1、3:1、4:1、5:1混配组合对小麦赤霉病菌的EC50分别为0.1167、0.6126、0.1412、0.1040、0.0758、0.0661、0.0775μg/mL;这5种混配组合对小麦赤霉病菌的增效系数分别是1.39、1.54、1.93、2.11、1.74,其中以4:1混配组合的增效作用最大。

红豆杉细胞与赤霉菌交互诱导对红豆杉细胞紫杉醇含量的影响

在赤霉菌培养过程中加入红豆杉细胞诱导物，再用此赤霉菌诱导悬浮培养的红豆杉细胞。与未受植物来源物质作用的单向诱导相比，该交互诱导使红豆杉细胞的紫杉醇含量提高5倍，交互诱导的效果受诱导物的各类的影响，其中，诱导物是红豆杉细胞壁和赤霉菌细胞壁时，交互诱导效果最好。