土壤条件对向日葵列当寄生的影响

以高感列当的向日葵品种‘龙食葵2号'为试验材料,采用室内接种列当温室培养的方法,研究土壤条件对向日葵列当寄生与生长的影响。结果表明:(1)土壤质地对向日葵列当的寄生具有显著影响,培养50d时,沙壤土、壤土、粘土中列当的出土数分别为32.2、19.5和4.6个,平均单株寄生列当数量分别为38.8、24.0和8.2个,说明通透性好的沙壤土有利于列当瘤的形成与生长。(2)在沙壤土条件下,随着处理温度的上升,列当的出土数量和寄生数量均呈先升高后降低的趋势;当培养温度为25℃和30℃时,向日葵列当有较高的寄生数量与生长速度,列当出土数和平均单株寄生列当数量分别为30.4、31.6和39.8、39.4个。(3)在沙壤土条件下,随着土壤湿度的增加,列当的出土数量和寄生数量呈先升高后降低的变化趋势,并在土壤湿度为60%和70%达到较高值,列当出土数和平均单株寄生列当数量分别为32.6、30.9和39.9、40.9个,而在高湿条件下列当的寄生数量显著减少。(4)在沙壤土条件下,随着土壤pH值的增加,列当的出土数量和寄生数量也呈先升高后降低的变化趋势,并均在土壤pH值为8时达到最大值,列当出土数和平均单株寄生列当数量分别为47.5和51.1个,即列当在偏碱性的土壤环境中有着较高的寄生数量。研究发现,当土壤类型为沙壤土、土壤温度为25～30℃、土壤湿度为60%～70%、土壤pH为8时有利于向日葵列当的寄生与生长;在实际生产中应选择中性或偏酸性的非沙壤土地种植向日葵,并注意调整播期和控制田间灌水量,以降低向日葵列当的危害。

不同列当抗性的向日葵品种根系分泌物对向日葵列当种子萌发的影响

以对向日葵列当抗性不同的向日葵幼苗为材料,利用水培法收集其根系分泌物,经二氯甲烷萃取后结合硅胶柱色谱分离法,研究不同列当抗性的向日葵品种根系分泌物对向日葵列当种子萌发的影响。结果表明:(1)在一定浓度范围内,向日葵根系分泌物对向日葵列当种子萌发具有低浓度促进、高浓度抑制的作用;二氯甲烷萃取的向日葵根系分泌物浓度为0.1mg/mL时,其向日葵列当萌发率高于其他浓度的作用。(2)‘星火大白边’和‘白葵杂9号’根系分泌物提取物作用下向日葵列当萌发率最高分别为46.92%和43.88%,显著高于免疫品种‘MGS’根系分泌物提取物作用下列当的萌发率(27.81%)。(3)根系分泌物提取物正己烷-乙酸乙酯1∶1洗脱组分的萌发刺激活性显著高于其他组分,‘星火大白边’、‘白葵杂9号’和‘MGS’的该组分作用下向日葵列当最高萌发率分别为49.90%、45.66%和30.00%。(4)‘MGS’的根系分泌物提取物与GR24或脱氢木香内酯共同作用时种子萌发率显著低于GR24或脱氢木香内酯的单独作用,说明‘MGS’根系分泌物中可能含有抑制GR24或脱氢木香内酯刺激向日葵列当种子萌发的物质,使其对向日葵列当表现出免疫特性。

ISSR标记揭示我国向日葵列当群体的遗传多样性

向日葵列当是目前严重危害我国向日葵生产的寄生性种子植物。为了明确我国不同地区向日葵列当的亲缘关系,本试验利用ISSR标记对采自我国不同省份的96份向日葵列当样本进行了群体遗传多样性的研究。结果表明:从100条ISSR引物中筛选出多态性高、重复性好的12条引物用于群体遗传分析;以供试的列当DNA为模板,利用上述筛选到的引物进行PCR扩增,共扩增出147条带,其中90条具有多态性,多态性条带的百分率为61.2%。不同地区采集的列当群体的Shannon信息指数和Nei's多样性指数均随着群体样本数量的增加而增大,其中内蒙古地区和新疆地区向日葵列当的多态性相对较高,Shannon信息指数分别为0.5560和0.5067。遗传聚类结果表明6个不同省区的向日葵列当可被聚成两个亚组,其中山西、河北和陕西聚成一个亚组,吉林、新疆和内蒙古聚成另外一个亚组;河北和陕西来源的列当样本亲缘关系最近,而新疆与河北两地的列当样本亲缘关系最远。

向日葵列当的内生细菌分离筛选与初步鉴定

为获得对向日葵菌核病有较强生防效果的拮抗细菌,从向日葵根部一年生全寄生杂草向日葵列当植株内分离纯化得到135株内生细菌菌株。依次采用平板对峙法、生长速率法、离体叶片防效试验、菌核萌发抑制试验筛选得到2株对核盘菌拮抗活性较好的内生细菌LIEH 92和LIEB54,用内生拮抗细菌菌株发酵液无菌滤液进行离体叶片防效试验发现,2个菌株的离体防效分别达68.48%和62.33%;LIEH 92和LIEB 54滤液处理过的菌核均不萌发,在防治向日葵菌核病方面具有良好的生防潜力。除木糖利用和V.P试验(Vopes-prokauer test)外,菌株LIEH 92与粘质沙雷氏菌的生理生化特征一致。16S r DNA序列分析鉴定,与菌株LIEH 92相似性大于99%的菌株归于肠杆菌科的沙雷氏菌属。以16S r DNA序列为基础构建系统发育树,发现菌株LIEH 92与各粘质沙雷氏菌同源性最高,因此认为菌株LIEH 92可能为粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)的新亚种。

向日葵列当内生拮抗细菌LIEB54的鉴定及其对向日葵菌核病的防治效果

LIEB54是分离自向日葵根部全寄生性植物向日葵列当植株的内生拮抗细菌。为利用其对向日葵菌核病进行有效的生物防治,根据菌株LIEB54的形态与培养特征、生理生化特性、16SrDNA序列对其进行鉴定,观察LIEB54对核盘菌菌丝生长的影响,同时评价其在室内盆栽及大田小区试验中对向日葵菌核病的防治效果。菌株LIEB54与Gen Bank数据库中序列相似性大于99%的菌株绝大多数归于肠杆菌科的沙雷氏菌属。以16SrDNA序列为基础构建系统发育树,LIEB54与各粘质沙雷氏菌(Serratia marcescens)同源性最高。鉴于其形态与培养特征、生理生化特性,将菌株LIEB54鉴定为粘质沙雷氏菌。菌株LIEB54与核盘菌平板对峙时,抑菌带宽度达16mm,且致菌丝生长畸形,呈现不同程度膨大、分支增多及扭曲变形。菌株LIEB54发酵液室内盆栽防效达62.37%,对大田根腐型菌核病和盘腐型菌核病防效分别达40.29%和25.04%。菌株LIEB54在向日葵菌核病防治中显示出生防潜能。

抗除草剂新品种防除向日葵列当用药技术研究

对抗咪唑啉酮类除草剂向日葵新品种—新世1号,于向日葵4~6叶期、6~8叶期、8~10叶期,分别喷施5%咪唑乙烟酸水剂、4%甲氧咪草烟水剂750,1 500,2 250,3 000 m L/hm^2,兑水450 L//hm^2,施药后20 d、35 d调查,对向日葵列当均有良好的防除效果。其中在向日葵4~8叶期,最低用药量750 m L/hm^2茎叶喷雾处理,对向日葵列当的防除效果达100%,而且对向日葵安全。

植物诱抗剂-IR-18对向日葵列当的抑制效果及应用

针对生产中JK601、SH363等商品性好的主栽食用向日葵品种,没有理想的配套防控向日葵列当措施。2017年对引进的植物诱抗剂-IR-18进行了田间施药技术研究。结果表明:该药剂对向日葵列当具有明显的控制效果,但不同品种间防效差异较大,其中具有一定抗性的品种JK601优于易感品种SH363;而且防效与药剂浓度呈正比,400倍液处理防效优于600倍液和800倍液处理;田间最佳施药期应选择在6～10叶期,400倍液施药1次处理,600倍液和800倍液需要施药2～3次,在第一次施药后32 d的防效均可达100%。

诱抗剂对向日葵抗性诱导的研究

【目的】探究诱抗剂对向日葵列当的防治效果及对向日葵抗性诱导产生的生理生化影响,为解决向日葵田恶性寄生杂草难防除的问题开辟新途径。【方法】采用诱抗剂600倍液、800倍液组合成不同的二次施药方案进行防效试验,并测定向日葵叶片叶绿素、谷胱甘肽含量及谷胱甘肽S转移酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性。【结果】诱抗剂600倍液、800倍液对向日葵列当有明显的防治效果,且防效随药剂浓度增加而显著增加,施药后18 d防效为19.8%~92.4%;最佳施用时间为向日葵8~10叶期、12~14叶期两次施药。施用诱抗剂不仅对向日葵植株安全,而且600倍液处理与清水对照相比株高增加12.41%、鲜重增加22.56%;同时诱抗剂明显增加向日葵叶片叶绿素与谷胱甘肽含量,600倍液时分别增加9.62%和23.15%;诱抗剂600倍液时谷胱甘肽S转移酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活性均显著增加,达到最高值时与清水对照相比分别增加5.09%、59.45%、23.72%。【结论】该诱抗剂对向日葵安全性高且能有效防除向日葵列当。

我国向日葵列当发生危害现状调查

向日葵列当是危害我国向日葵最严重的杂草。为明确我国向日葵田列当的发生危害情况及防治现状,采用对角线5点取样法对新疆、内蒙古、吉林和河北等主要向日葵种植区进行调查,对向日葵列当的寄生率和寄生强度等数据进行分析。结果表明,向日葵列当在向日葵产区广泛分布,严重危害向日葵的生产,其对食葵的寄生率高于油葵,对抗性品种的寄生率较低。在所有调查地区中内蒙古地区向日葵列当发生最严重,寄生率高达100%,寄生强度达到38.5,单株寄生数量最高,达118株;新疆地区的向日葵列当寄生率居中,吉林、河北向日葵列当发生相对较轻。通过实地调研结合文献报道,对目前国内外向日葵列当的研究进展进行了综述,研究结果为指导向日葵列当防治提供参考。

向日葵抗列当品种(系)筛选及其应用评价

为了全面评价不同向日葵品种(系)对列当的抗寄生性和其在生产中的应用价值,对‘TP3313’等50个食葵品种(系)、‘内蒙杂4号’等6个油葵品种(系)进行了田间自然寄生试验,结果表明:食葵‘TP3313’为对列当免疫的品种,且病虫害发生较轻,产量相对较高(261.11kg/667m^2),因而具有极高的推广应用价值;‘TP3314’为高抗列当品种,但是受向日葵菌核病危害较重,产量为219.64kg/667m^2;‘SH361-L’、‘SH338-M’等8个品种表现为中感,属耐列当品种(系),并且产量相对较高,在生产中具有一定的应用价值。

向日葵新品种抗列当水平的田间鉴定

向日葵列当是一种寄生性杂草,严重危害向日葵产业的发展。为有效鉴定向日葵登记品种列当抗性、加快优良品种推广应用,本研究选取国内具有代表性的36个食用向日葵登记品种,在内蒙古向日葵主产区乌拉特前旗芦管壕村和四子王旗高油房村进行了品种列当抗性田间鉴定。结果表明,乌拉特前旗芦管壕村试验点列当生理小种为F小种,‘同欣2号’‘诚牌C93’等20份品种在该点表现为免疫水平;‘三瑞3号’‘天葵16’等11份品种呈现出高抗水平;其余5份品种田间表现为易感或者高感水平。四子王旗高油房村试验点列当生理小种为G小种,‘同欣2号’‘圣地壹号’等14份品种在该点表现为免疫;‘诚牌C93’‘三瑞3号’等16份品种表现为高抗;‘龙食葵5号’表现为中抗;其余5份品种表现为易感或者高感。其中,在两个地区均表现为免疫的品种共有13份,分别是‘同欣2号’‘圣地壹号’‘龙葵27’‘圣地777’‘启源6号’‘JR5511’‘益民931’‘益民303’‘益民966’‘益民969’‘金谷葵33’‘S2009’‘新农101’;呈现高抗列当的品种有9份,分别是‘三瑞3号’‘天葵16’‘正博鼎盛’‘双星6号’‘中食葵90’‘益民968’‘诚牌K7’‘诚牌K9’‘三瑞11号’。这些品种对列当抗性好,在我国向日葵主产区具有较好的市场推广前景。

吉林省向日葵列当生理小种鉴定

使用５份由西班牙提供的向日葵列当国际鉴别寄主，通过人工接种方法，对吉林省向日葵主产区３个点的向日葵列当群体进行了生理小种鉴定。结果表明．３个列当群体接种在向日葵列当国际鉴别寄主上反应完全一致，根据已知向日葵列当生理小种在鉴别寄主上的寄生性，该向日葵产区向日葵列当的生理小种定名为Ａ小种．

我国新疆焉耆垦区作物轮作种植模式防除列当的有效性研究

本研究以新疆地区危害最严重的向日葵列当和瓜列当为研究对象,通过室内水培试验和室外盆栽模拟轮作试验来探究焉耆垦区轮作模式对两种列当的防除效果。结果表明,室内水培试验中各轮作作物的根系分泌物及萃取相刺激瓜列当种子的萌发率均在20.0%以下,但刺激向日葵列当种子产生的萌发率达到了50.0%以上;室外盆栽模拟轮作试验中,甜菜、小麦、辣椒与加工番茄轮作后,瓜列当的寄生数量未显著降低;但与向日葵轮作后,向日葵列当的寄生数量显著减少了60.0%以上。不同品种甜菜、辣椒和小麦地上部甲醇提取液刺激瓜列当种子的萌发率均低于10.0%,但是刺激向日葵列当种子的萌发率均达70.0%以上。本研究表明新疆焉耆垦区轮作种植模式不能有效防除瓜列当,但模式中的轮作作物均能够有效防除向日葵列当。本研究结果为防除新疆焉耆垦区向日葵列当和瓜列当提供理论依据。

向日葵列当对向日葵主要经济性状的影响及防治方法研究

本研究重点调查了向日葵列当不同寄生严重度对向日葵主要经济性状的影响和二者间的相关性;同时进行了田间防治的药剂筛选试验及抗性品种筛选。研究表明,向日葵列当寄生严重度与向日葵的花盘直径、千粒重、盘粒重均呈现极显著的负相关;草甘膦是防治向日葵列当较好的一种药剂,品种抗病性筛选结果认为油用葵花对列当表现为高抗,食用葵经品种食葵3号对列当也有较高的抗性。这项研究为解决冀西北地区向日葵列当对向日葵的严重危害的原因提供了可靠数据,为今后病害的防治打下了基础。

‘锦苗标靶’诱抗剂抑制列当寄生向日葵的机制研究

该研究通过对2个向日葵品种(LD5009和JK103)根系浇灌‘锦苗标靶’诱抗剂,于浇灌处理后0、24、48和72 h分别对根系取样进行组织化学分析,测定根系H_(2)O_(2)含量、ROS清除酶活性以及抗性相关基因表达,并于浇灌处理后20 d检测向日葵生长指标和根瘤结数量,以明确‘锦苗标靶’对向日葵抑制列当寄生的诱抗机制。结果显示:(1)与对照(施用清水)相比,LD5009在‘锦苗标靶’处理后,列当瘤结数减少了95.5个,寄生率降低了98.20%;瘤结的鲜质量和干质量分别降低了94.60%和81.63%,而向日葵株高和茎粗分别相应增加了2.09 cm和0.52 mm,增长率分别为14.92%和15.29%;JK103在‘锦苗标靶’处理后,列当瘤结数较对照减少了37.5个,寄生率降低了98.04%,瘤结的鲜质量和干质量也分别降低了97.06%和82.69%,而向日葵的株高和茎粗分别增加了2.07 cm和0.39 mm,增长率分别为12.26%和9.70%。(2)‘锦苗标靶’诱抗剂浇灌处理后,2个向日葵品种根系中胼胝质的沉积量均有增加,但以JK103在处理48 h后增加幅度最为明显;JK103和LD5009中H_(2)O_(2)含量在处理24 h后均达到最大值,分别为3.53和2.68μmol·g^(-1),与对照相比,LD5009的H_(2)O_(2)含量增幅较大,为208.05%。(3)2个品种的ROS清除酶活性在处理后均呈先升高后降低的趋势,且均在处理48 h后达到最大值;JK103+锦苗标靶处理较清水对照的SOD、POD、CAT、PPO活性分别增加了69.77 U·g^(-1)、5.44 U·g^(-1)·min^(-1)、1.88 U·g^(-1)·min^(-1)和527 U·g^(-1)·min^(-1),而LD5009+锦苗标靶处理后,上述4种酶的活性分别增加了25.91 U·g^(-1)、13.16 U·g^(-1)·min^(-1)、0.50 U·g^(-1)·min^(-1)和313 U·g^(-1)·min^(-1)。(4)抗性相关基因转录水平的检测结果显示,施用诱抗剂后2个品种抗性基因的转录水平都不同程度地被诱导,但以LD5009+锦苗标靶样本中被诱导的幅度最为明显,特别是CAT、Mn-SOD和XTH 6基因,其转录水平比对照均上调了50倍之多。研究表明,诱抗剂‘锦苗标靶’对向日葵列当的寄生有显著的抑制效果,且在向日葵列当寄生前(瘤结未形成)施用效果更佳;‘锦苗标靶’可促进向日葵根系细胞中胼胝质的沉积量增加,在结构水平上抵御列当对向日葵根系的侵染,并能够诱导向日葵根系ROS清除酶活性以及CAT、PAL、Mn-SOD和XTH 6等基因表达的提高,从而建立向日葵对列当寄生的获得性抗性,但诱导的程度由于品种不同而存在一定的差异。

巴彦淖尔市向日葵列当诱捕作物的筛选

【目的】筛选内蒙古巴彦淖尔市向日葵列当的诱捕作物。【方法】选取10种当地作物茼蒿、亚麻、青椒、洋葱、芹菜、胡萝卜、豌豆、蚕豆、西葫芦和甜瓜进行试验,采用营养钵培养法确定向日葵列当的寄主,然后用培养皿滤纸法明确各种作物根系分泌物对向日葵列当种子的刺激萌发作用。【结果】茼蒿和芹菜有向日葵列当的寄生,寄生率分别为12.821%和0.385%。10种供试作物均可以刺激向日葵列当种子的萌发,亚麻、胡萝卜、茼蒿向日葵列当种子发芽率在60.38%~67.50%;芹菜、青椒、豌豆、甜瓜在23.92%~32.60%;蚕豆为17.13%;西葫芦和洋葱的发芽率较低,分别仅为0.86%和5.33%。【结论】亚麻和胡萝卜不是向日葵列当的寄主,而且刺激向日葵列当种子的萌发,有作为向日葵列当诱捕作物的可能性。

向日葵列当萌发机理的研究

向日葵列当是向日葵专性寄生植物,其种子必须在向日葵根系分泌物的诱导下才能萌发,其最早出土期基本上是在向日葵的现蕾期,大量出土是在向日葵普遍开花期,而在向日葵幼苗期未见出土。为探索向日葵列当萌发机理,找出其未能在向日葵幼苗期萌发的原因。以幼苗期和现蕾期向日葵为供试材料,采用水培收集法收集向日葵幼苗期和现蕾期植株根系分泌物,以向日葵列当种子萌发生测试验来指导萌发刺激物的分离、纯化,最终利用气相色谱—质谱(GC-MS)分析、鉴定出向日葵列当种子萌发刺激物种类及结构。实验结果表明:向日葵根系分泌物中含有去氢木香内酯,该物质能够诱导向日葵列当种子萌发,且向日葵在幼苗期和现蕾期均能分泌去氢木香内酯。在向日葵根际周围的去氢木香内酯浓度及土壤温、湿度等环境条件适宜的情况下,向日葵列当在向日葵的整个生育期内都可以萌发。

向日葵抗F-生理小种列当资源筛选

向日葵列当是一种寄生在向日葵根部的恶性杂草,对向日葵的生长造成极大的影响,开展向日葵抗列当资源筛选和抗列当育种对向日葵产业具有重要意义。本试验采用室外盆栽鉴定的方法,利用高致病力的列当F-生理小种,对42份向日葵资源进行抗性鉴定,鉴定出2份免疫资源、2份高抗资源、3份抗性资源、18份易感资源和17份高感资源。从国外引进的油用向日葵材料整体对列当的抗性较好,而食用向日葵材料包括食用自交系材料和食用型向日葵品种整体对列当的抗性较差,除了ZJ105和GSK18,其余都是易感和高感列当材料。利用本试验筛选出来的抗性材料,为今后选育抗列当向日葵品种奠定基础。

Streptomyces rochei D74菌剂对向日葵、列当及其根际微生物的影响

【目的】研究娄彻氏链霉菌(Streptomyces rochei)D74菌剂促进向日葵生长和抑制列当寄生的作用,及其对根际微生物的影响。【方法】通过构建向日葵-列当-S.rochei D74共培养体系,观察D74菌株对列当寄生的影响;采用田间小区试验,测定D74菌剂接种对向日葵植物生理指标和列当出土数的影响;测定向日葵产量指标,研究D74菌剂对向日葵籽粒品质及产量的影响;利用16S rRNA基因高通量测序技术和传统微生物培养方法,分析添加D74菌剂对向日葵根际微生物群落结构的影响。【结果】D74菌剂能够促进向日葵生长[茎秆重和花盘重分别显著增加(P<0.05)37%-40%和21%-37%],同时抑制28%-46%(P<0.05)的列当出土;还可以提高向日葵籽粒中粗蛋白含量5%-9%、大粒占比约66%(P<0.05)和百粒重8%-18%,并且通过产量测定表明,D74菌剂可增产约30%(P<0.05),这对提高农民经济收益具有深远意义。D74菌剂对向日葵根际微生物群落具有显著影响,调节了群落有益微生物数量。【结论】D74菌剂可以显著降低向日葵根部列当寄生病害的发生,促进花盘生长,使籽粒饱满,具有实际应用价值和推广意义。

基于WGCNA挖掘向日葵抗列当关键基因

全寄生植物向日葵列当(Orobanche cumana)是威胁向日葵(Helianthus annuus)生产的重要因素。为挖掘向日葵抵抗列当的关键基因,本研究以两个列当抗性差异明显的向日葵材料与列当互作后6个时间点的根部转录组数据为基础,运用权重基因共表达网络分析(weighted gene co-expression network analysis,WGCNA)得到26个共表达模块,从中找到9个与样品显著关联的模块,经过功能富集分析和模块内基因表达模式分析最终确定Pink和Blue模块为与向日葵列当抗性产生相关的特异性模块,经过基因调控网络图的绘制找到15个核心基因,功能注释结果表明这些基因大部分与植物抗逆相关。本研究结果为进一步揭示向日葵抵御列当寄生的分子机制研究提供了重要线索。