烟草病虫害与寄主互作、致灾机制和发生流行规律研究

了解烟草病虫害与寄主互作的致灾机制及其发生流行规律,对研究烟草病虫害防治策略具有重要意义。系统综述了烟草病虫害与寄主互作的机制,探讨了烟草病虫害的发生规律,并分析其对经济的影响,为烟草病虫害的防治提供了理论基础。通过分析烟草病虫害的发生规律,并结合经济数据,发现烟草病虫害受寄主品种、气候条件、人为因素等多方面影响,其发生具有一定的规律性。烟草病虫害不仅限于影响烟草的数量和质量,还会影响烟草产业的经济效益。因此,采取综合防治措施,对烟草病虫害进行科学防治,对推动我国烟草产业发展和提高烟农收入具有重要意义。

水稻与油菜黄单胞菌菜豆致病变种非寄主互作体系中病原细菌过氧化氢的作用

【目的】探讨互作体系中病原菌来源过氧化氢的作用。【方法】采用组织化学法通过透射电子显微镜技术观察水稻与油菜黄单胞菌菜豆致病变种互作体系中的过氧化氢积累的定位。【结果】突变体菌株细胞中烷基过氧化物还原酶亚基C的缺失导致胞内其余过氧化氢清除酶活性的补偿性显著上升,使胞内内源过氧化氢积累水平显著下降,并引起病原菌与水稻互作体系中的过氧化氢积累水平发生显著变化。【结论】病原细菌很可能是互作体系中过氧化氢的一个重要来源。病原细菌产生的过氧化氢很可能在非寄主互作中造成细菌周围植物细胞的损伤,对植物细胞具有潜在的毒性。

苹果腐烂病病原—寄主互作机制及综合防控研究进展

腐烂病是我国乃至东亚苹果产业的重大真菌病害,其病原菌为黑腐皮壳菌(Valsa mali, Vm)。因其危害的严重性,国内外已在病原-寄主互作机制和综合防控等方面开展了深入系统的研究:鉴定了Vm致病因子如降解酶类物质(果胶酶和根皮苷降解酶等)、毒性次生代谢物(聚酮合成酶,PKS;非核糖体多肽合成酶,NRPS;PKS-NRPS杂合体;异香豆素类物质等)、分泌蛋白、转录因子等;在抗病方面,筛选出'三叶海棠’(Malus. sieboldii)'、德钦海棠’(M. sikkimi-mensis)和'平邑甜茶’(M. hupehesis)等抗病砧木资源和'红玉'’优金’和'小町’等抗性较强的品种,发现了参与抗病的信号分子包括几丁质、激素(如茉莉酸,JA;水杨酸,SA;脱落酸,ABA等)和R基因等;在病害防控方面,提倡将早期诊断与检测、抗病育种、果园管理、病斑处理和生物防治相结合的综合防控措施。笔者围绕以上几个方面的最新进展作一综述,为开展更深入的研究和有效防控提供参考。

蚜虫唾液主要成分及其在寄主和害虫互作中的作用

刺吸式害虫唾液里的某些成分通常是植物诱导反应中一些共有的或特异性诱导信号物质。本文综述了蚜虫取食、唾液的主要成分和取食诱发的植物防御信号传导途径,例如水杨酸途径、茉莉酸/乙烯途径,以及唾液诱导使植物防御因子上调效应的分子检测方法;同时还展望了蚜虫唾液研究的应用前景。

禾谷刺盘孢菌在侵染早期与玉米蛋白的互作预测与分析

【目的】研究禾谷刺盘孢菌与寄主玉米的蛋白互作关系,有助于从分子水平了解病菌致病过程及病菌-寄主互作机制。【方法】采用计算方法预测病菌侵染相关蛋白与寄主玉米蛋白的互作,并结合网络可视化工具和GO注释信息对参与互作的蛋白进行深入分析。【结果】预测结果包含了355对互作蛋白,涉及16个刺盘孢菌蛋白和173个玉米蛋白,其中刺盘孢菌蛋白为蛋白酶、锌羧肽酶、木聚糖酶等潜在的致病蛋白,而病菌靶向的寄主蛋白涉及对真菌防御响应、蛋白折叠、蛋白修饰等多种生物过程。对互作蛋白信息的分析则表明预测方法既识别到已知互作,如病菌木聚糖酶与寄主木聚糖酶抑制蛋白的互作,也发现了不少新互作蛋白。【结论】这些结果为明确禾谷刺盘孢菌在侵染早期与寄主的互作机制提供了有用信息。

香蕉与枯萎病菌4号小种互作过程中防御酶活性的变化

为探讨香蕉被枯萎病菌4号小种(Fusarium oxysporum f.sp.cubense race 4)侵染后防御酶活性的变化规律,采用伤根浸孢子液接种法,对粉蕉(ABB)和巴西蕉(AAA)的香蕉苗进行人工接种试验,测定香蕉苗与枯萎病菌互作过程中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)5种防御酶的活性变化。结果表明:接种的香蕉苗体内PAL、POD、PPO和SOD酶活性都高于未接种的对照香蕉苗,且各种酶活性变化也比未接种的变化复杂,表明这4种酶在枯萎病菌侵染过程中积极参与了香蕉苗体内的抗病反应;但接种与未接种的香蕉苗体内CAT活性变化大致相似,表明CAT活性的变化与枯萎病菌的侵染无关。

小麦-小麦锈菌互作中相互识别的研究进展

寄主-病原物互作是当今植物病理学研究的热点领域,而两者互作中的识别则是研究的重点。小麦锈病作为植物病理学研究中的经典病害,小麦-锈菌相互识别的研究已达到很深的程度。本文从分子水平、细胞水平、组织水平及识别物质方面论述了小麦-小麦锈菌互作中相互识别的研究进展,并对两者识别的研究方向进行了展望。

葡萄霜霉菌株的收集及侵染12个葡萄品种后症状差异分析

葡萄霜霉病的广泛传播会对我国葡萄的产量及质量造成极大的危害。为了科学地防治葡萄霜霉病的传播,从江苏、浙江和上海等长三角省(市)的葡萄栽培区采集编号为BS的霜霉菌菌株样品进行鉴定,之后以12个葡萄品种为寄主材料进行致病力试验。将霜霉菌株侵染葡萄后的表型划分为5类:易感病(A型)、感病(B型)、较感病(C型)、较抗病(D型)、抗病(E型)。结果表明,17份菌株的致病力程度多在A型到C型之间,具有欧亚种背景的葡萄品种对所有菌株均较感病,其中以紫甜无核和黑比诺最为感病(A型);3种砧木葡萄对其中12份菌株较为抗病,叶片侵染部位有超敏反应的坏死斑点,其中以砧木Kober 5BB最抗病(E型);具有欧美杂交背景的品种抗病性居中,其中以夏黑和阳光玫瑰较为抗病(D型)。为了验证该分级系统的可行性,挑选了E型葡萄品种砧木Kober 5BB和A型葡萄品种紫甜无核进行进一步的致病力测试和霜霉孢子囊形态观察,发现试验结果一致。该研究为不同遗传背景的葡萄抗病杂交育种提供了一定的理论基础。

果胶乙酰酯酶基因AtPae7参与拟南芥对大豆疫霉菌的非寄主抗病性

利用反向遗传学方法,鉴定拟南芥(Arabidopsis thaliana)对大豆疫霉菌(Phytophthora sojae)非寄主抗病性相关的基因。通过分子生物学和生物信息学方法,鉴定和分析T-DNA插入拟南芥突变体离体叶片对大豆疫霉菌的非寄主抗病性。结果表明:4个果胶乙酰酯酶基因AtPae7(pectin acetyl esterase 7)突变体株系中的3个对大豆疫霉菌的抗性减弱,表现为感病;qRT-PCR检测表明突变体中AtPae7的转录水平下降;生物信息学预测PAE7蛋白的N端有23个氨基酸信号肽序列,确定其为胞外分泌蛋白。说明果胶乙酰酯酶基因AtPae7参与拟南芥对大豆疫霉菌的非寄主抗病性。

寄主对大豆孢囊线虫抗性相关基因功能研究进展

大豆在我国国民经济中扮演着重要角色,目前我国是全球最大的大豆消费国、进口国,且进口大豆数量逐年递增。大豆孢囊线虫病是威胁全球主要大豆产地的重要病害,每年全球范围内造成超过数十亿美元经济损失,防控形势严峻。抗性品种的种植是防控大豆孢囊线虫病最经济有效的措施。然而,单一抗性品种的过度使用及大豆孢囊线虫生理小种不断演化,导致抗性降低,威胁大豆产业安全。随着生物技术的发展,大豆孢囊线虫抗性机制研究不断深入,在遗传学、转录组学、蛋白功能等相关方面的研究取得了长足进展。本文综述了已知的大豆主要抗性位点(Rhg1和Rhg4)的抗性机制及囊泡运输、植物激素通路与大豆孢囊线虫抗性产生的关系,讨论了相关功能蛋白对大豆抗性的意义以及研究方向上可能存在的问题,最后展望了该领域的后续研究。相关的研究将有利于充分发掘大豆优良抗性基因,为抗大豆孢囊线虫转基因大豆新种质创制奠定理论基础,服务于我国大豆产业的长久安全发展。

RSV-寄主-介体三者间相互作用研究进展

为了解国内外关于水稻条纹病毒(Rice stripe virus, RSV)-寄主-介体三者间互作关系的研究现状,采用文献检索的方法,对研究结果进行总结和比较分析。结果表明:1)RSV自身编码蛋白间存在着较为复杂的直接互作,从而保证了病毒生命过程的有序衔接。2)RSV与寄主水稻及介体灰飞虱间的间接互作,大多与病毒造成的在植物上症状,病毒经介体卵传播等特点相吻合。3)RSV编码蛋白与介体因子间的直接互作,参与了病毒在介体中的复制,传播及抵御介体免疫等生命过程。4) RSV-寄主-介体三者间互作关系的研究已成为领域内的研究热点,国内每年高水平研究论文不断涌现。针对RSV-介体互作研究中病毒与介体遗传体系均不成熟的现状,提出以下的解决方案:加快RSV全长侵染性cDNA克隆的构建或者RSV微小复制子的构建;另外可以对现有的CRISPR/Cas9技术进行优化,尽快实现对灰飞虱进行高通量的基因敲除。

植原体基因组学研究进展

植原体(phytoplasma)是一类重要的植物病原细菌,可经叶蝉、飞虱等昆虫介体传播,感染1 000多种植物,产生丛枝、黄化、韧皮部黑斑坏死等症状,给农业、林业生产带来巨大的损失。本文对植原体基因组学研究的历史、现状及当前植原体效应蛋白等方面的研究进展进行了综述。

小麦壳针孢叶枯菌侵染与致病机理研究进展

小麦壳针孢叶枯菌(Mycosphaerella graminicola)是经济上最重要的小麦病原菌之一,它在研究中通常被用作Dothideales科的模式真菌。该菌的活体和死体营养双重特点决定了其侵染和致病机理的复杂性。至今,国外尤其是欧洲对该病菌的致病机理已做了较深入的研究,但国内的相关研究和报道很少。本研究从侵染过程观察、与病菌侵染有关的主要因子、毒素在侵染过程中的作用、致病相关基因的鉴定与功能分析、基因组及功能基因组学和侵染过程中植物的抗性反应六个方面归纳了该菌侵染和致病机制的最新研究进展,根据已有研究提出了相应的假想结构图,并指出了该领域未来的研究方向,为中国将来开展该菌致病机理及其与寄主互作机制研究提供参考和借鉴。

DNA微阵列技术在病原细菌基因转录谱分析中的应用

DNA微阵列技术是近年来发展起来的一种功能基因组学研究技术。随着这项新技术的建立和日趋完善及其在植物病理学研究中的应用,为病原细菌致病机理的研究带来了新思路并开辟了新途径。利用DNA微阵列技术,检测病原细菌在不同生长条件下和在侵染植物过程中的基因转录谱,可以从基因组水平上鉴定出新的与毒性和适应性相关的基因及其表达调控网络,有助于阐明这些基因的生物学功能及其机理。本文结合本实验室近几年来的相关研究结果,综述DNA微阵列技术在病原细菌转录谱研究中应用的最新进展。

马铃薯块茎坏死环斑病研究进展

马铃薯块茎坏死环斑病(potato tuber necrotic ringspot disease,PTNRD)是新发现的一种马铃薯病毒病,可引致马铃薯块茎坏死环斑,不但降低马铃薯产量,而且影响马铃薯品质,造成严重的经济损失。近年来该病害在中国虽有报道,但相关研究仍处于起步阶段。对PTNRD的症状、分布、病原及其分子特征、鉴定方法、病毒与寄主互作关系及病害防治等方面的新进展进行了综述,以期为我国深入开展相关研究提供理论依据。

小麦秆锈病细胞间隙液的提取及注射技术研究

通过真空渗入离心法提取小麦秆锈病病组织的细胞间隙液,并采用注入法将细胞间隙液注入到健康的小麦细胞,研究了小麦秆锈病细胞间隙液对小麦叶片细胞HR的诱导作用,明确了细胞间隙液的提取和注射技术在小麦秆锈病细胞间隙液研究中利用的可行性。

寄生植物锁阳种子萌发方法及愈伤组织、初生吸器诱导研究

专性寄生植物锁阳以干燥肉质茎入药,为常用中药材。在锁阳的生活史中,需要经历种子萌发、芽管状器管伸长、初生吸器形成、次生吸器形成等过程,其中种子萌发和初生吸器形成是锁阳完成生活史的最基本条件。目前,触发锁阳种子萌发、初生吸器形成的植物生长调节物质的阈值和种类并不清楚,导致人工调控锁阳生活史困难及栽培收益不高。本论文运用组织培养方法,研究赤霉素、生长素和细胞分类素等多种激素交互作用对锁阳种子萌发和吸器形成的影响。研究结果显示:(1)多种激素的共同作用促进锁阳球形原胚的发育。(2)B5培养基添加1.0 mg·L^-12,4-D,0.5 mg·L^-1 KT,1.0 mg·L^-1 GA3可以高效诱导锁阳种子愈伤组织形成,愈伤诱导率达13.7%±3.1%。(3)B5培养基添加0.5 mg·L^-12,4-D,0.25 mg·L^-1 KT可以高效诱导锁阳愈伤组织分化初生吸器,一些初生吸器继续分化成芽管状气管,延伸3~4 cm后,顶端膨大,形成新的初生吸器。本论文研究结果可为进一步研究锁阳种子萌发、初生吸器形成的内源激素变化规律及发生机制研究奠定基础。

植保专业“分子植物病理学”课程教学的改革

"分子植物病理学"课程是沈阳农业大学植保专业于本科三年级春季学期开设的专业必修课。分子植物病理学科近年发展十分迅速,知识不断在更新,传统的教学内容和方式已经不能适应时代要求。本文对我校植物保护专业主干课"分子植物病理学"在教学大纲、内容及教学方法和手段上进行了改革,以培养合格的植物病理学方面的专业人才,适应时代的发展。

植物寄生线虫效应蛋白调控寄主防卫反应分子机制研究进展

在植物寄生线虫与寄主互作过程中,线虫分泌器官如食道腺细胞分泌的效应蛋白在寄主细胞壁修饰和调控寄主免疫反应以及取食位点形成和维护中发挥着关键作用。解析植物寄生线虫关键效应蛋白的功能及其与寄主互作机制将为探索植物寄生线虫防控新策略提供重要的理论基础。本文从效应蛋白降解寄主细胞壁、调控寄主基础免疫反应、诱导免疫反应机制和介导翻译后修饰调控寄主免疫反应以及植物激素代谢途径的调控机制等方面进行了概述。