玉米内州萎蔫病在中国的适生性分析

玉米内州萎蔫病是北美玉米生产中的严重病害,为预防其传入我国,本文采用GARP模型对该病害在中国潜在的适生区域进行预测,以期为检疫策略的制定提供参考。预测结果表明,该病害在我国全境均有不同程度的适生性,其高风险区主要是从我国东北部到西南部,包括黑龙江、吉林、辽宁、内蒙古、新疆、北京、河北、山西、陕西、宁夏、甘肃、青海、四川和西藏等省市的全部或部分地区。加强该病害入侵危害我国重要作物玉米的风险管理极为重要。

基于高光谱遥感估测条锈病下的混种小麦产量分析

为利用高光谱遥感监测小麦条锈病,并对条锈病胁迫下的产量进行估测,通过4个对小麦条锈病具有不同抗病性的品种进行混合种植,从中找出产量最高的品种组合,利用高光谱遥感研究不同发病程度的混合种植小麦的冠层光谱,并用光谱数据提取植被指数,研究病情指数和产量与植被指数之间的关系,建立反演模型。结果表明:A(农大195):C(0045):D(农大211)=1:1:1组合的产量最高。在乳熟期时,归一化植被指数与产量相关性高。利用NDVI对各个生育时期的产量及产量构成因素进行模拟,产量在灌浆期时的模拟效果最好。条锈病发生后利用多时相组合的植被指数NDVI对产量进行模拟精度高。

假单胞菌产生的抗生素

假单胞菌属Pseudomonas群体庞大,广泛分布于土壤、水体和动植物中,并产生大量的次生代谢产物以适应环境的变化。抗生素为假单胞菌在自然生态条件下的生存提供了重要的竞争手段,同时也是生防假单胞菌防治植物病害的主要机制之一。本文介绍假单胞菌产生的抗生素种类、作用机制、不同浓度下抗生素的生物学功能,以及假单胞菌抗生素在医学和农业病害防治中的应用。

不同来源番茄溃疡病菌致病力差异研究

采用打顶法接种、半选择性培养基再分离发病植株中的病原菌，以及特异性PCR验证方法，对来自3个国家9个不同地区的46株番茄溃疡病菌进行了致病性测定，以病情指数评价不同菌株的致病力。结果显示，分离自我国河北滦平县、内蒙古包头市等地的24株菌株的病情指数达到75以上，属于强致病力水平；11株菌株的病情指数为50-75，属于中等致病力；而9株菌株的病情指数为50以下，属于弱致病力；检测同时证实，有2株属于无致病力菌株。强致病力、中等致病力、弱致病力和无致病力菌株占供试菌株总数的比例分别为52．2％、23．9％、19．6％和4．3％，表明供试的46株番茄溃疡病菌存在不同程度的致病力差异。

生防假单胞菌2P24中mvaT和mvaV基因对PcoI/PcoR群体感应系统的调控作用

【目的】自小麦全蚀病自然衰退土壤分离得到的荧光假单胞菌(Pseudomonas fluorescens)2P24,可防治多种由植物病原菌引起的土传病害。菌株2P24具有群体感应(quorum-sensing,QS)系统PcoI/PcoR,该系统影响生防菌2P24生物膜的形成以及其在小麦根围的定殖能力,从而影响2P24的生防能力。本文利用遗传学方法进一步研究了2P24中QS系统的调控途径。【方法】将QS系统信号合成基因pcoI的转录报告质粒p970Gm-pcoIp转入gacA基因突变菌株PM201中,再利用Tn5转座子对该菌株进行随机突变,筛选影响pcoI基因表达的调控因子。【结果】根据菌落颜色的变化筛选到2株突变菌株。Tn5插入位点和基因序列分析表明这2个突变体中Tn5破坏了同一个基因mvaT;设计引物利用PCR方法从2P24基因组中获得mvaT基因及其同源基因mvaV。转录融合报告实验表明:与野生菌株2P24相比,mvaT及mvaV突变体中pcoI基因的表达和N-乙酰高丝氨酸内酯的产量显著提高;HPLC试验表明mvaT和mvaV基因影响抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚的合成。细菌双杂交试验证实,MvaT蛋白和MvaV蛋白在体内发生自身互作,这两个蛋白也可相互作用。【结论】以上结果表明mvaT和mvaV参与调控生防假单胞菌2P24的PcoI/PcoR群体感应系统,并可能影响其生防功能基因的表达。

小麦条锈病卫星与近地光谱反射率的比较

通过人工接种诱发小麦条锈病,在病害大面积发生后,利用ASD手持式野外光谱仪(325～1 075 nm)测定小麦条锈病近地冠层高光谱数据,并获取该试验田同一时相SPOT-2卫星遥感数据,进而对卫星及近地小麦条锈病光谱反射率进行比较分析。结果显示,两者在SPOT-2卫星的3个波段上表现一致;1、2波段发病区的冠层光谱反射率分别为19.02%和15.40%,比对照区的18.61%和14.90%高,而在3波段中,发病区和对照区的反射率分别为34.65%和35.90%。由此可见,3波段发病区与对照区的光谱反射率差异更大,可用3波段进行小麦条锈病卫星遥感监测。

邻烯丙基苯酚对番茄灰霉病菌全细胞呼吸的影响

利用Oxygraphy液相氧电极研究了植物源杀菌剂邻烯丙基苯酚对番茄灰霉病菌(Botrytis cinerea)全细胞呼吸的影响。结果显示,邻烯丙基苯酚处理浓度为5、10 mg/L,菌丝细胞的呼吸速率较对照分别增加了19.58%和24.56%;处理浓度为150 mg/L,可显著抑制菌丝细胞的呼吸,抑制率达到77.49%,表明邻烯丙基苯酚具有低浓度刺激而高浓度抑制灰霉病菌细胞呼吸的双重影响。用药剂处理萌芽期、非萌芽期的分生孢子,测定呼吸的结果表明,药剂对孢子的呼吸作用效果与对菌丝的相似,但以萌芽期分生孢子最为敏感。以0.01 mol/L琥珀酸钠作为病菌细胞呼吸底物时,10 mg/L邻烯丙基苯酚对病菌细胞的呼吸速率具有抑制作用,而添加0.1 mol/L葡萄糖和0.01 mol/L丙酮酸钠两种底物时却表现出刺激病菌细胞呼吸的作用,表明邻烯丙基苯酚对细胞呼吸的影响和氧化底物密切相关。反应液中单独添加呼吸电子传递链特异性位点抑制剂鱼藤酮20μmol/L、嘧菌酯10 mg/L和叠氮化钠0.01 mol/L后,病菌菌丝细胞呼吸均受到显著抑制,抑制率分别为48.94%、33.08%和39.18%。随后再添加10 mg/L邻烯丙基苯酚,不改变这种抑制效果。单独添加旁路氧化酶抑制剂水杨肟酸2 mM不影响病菌菌丝的呼吸,随后再添加10 mg/L邻烯丙基苯酚后,两者协同作用则可显著抑制菌丝的呼吸。

荧光假单胞菌2P24中retS对抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚合成的影响

假单胞菌中RetS是一个位于膜上的感应激酶,对多种基因的表达都有调控作用。在铜绿假单胞菌中,RetS可以与另一个感应激酶GacS直接互作,并抑制GacS的磷酸化。【目的】本文利用遗传学方法研究了荧光假单胞菌2P24中RetS对抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-DAPG)合成的影响,并对其可能的调控机制进行了初步探索。【方法】利用高压液相色谱法(HPLC)检测2P24及其衍生菌株中2,4-DAPG的产量。将Gac/Rsm信号途径中小RNA及调控蛋白的转录报告质粒转入到菌株2P24及其retS突变菌株中,检查RetS对以上基因转录表达的影响。【结果】菌株2P24中缺失retS后未知红色素和抗生素2,4-DAPG的产量较野生型均明显升高。进一步试验表明,RetS转录水平负调控小RNA RsmX和RsmZ的表达,这说明RetS可在转录后水平影响2,4-DAPG的合成。然而,同时缺失retS和gacS或同时缺失retS和gacA之后,由retS单基因缺失所造成的未知红色素和2,4-DAPG合成量升高、小RNA转录表达增强等性状消失,而与gacS或gacA单基因缺失突变体的表型一致。【结论】以上结果说明菌株2P24中RetS是2,4-DAPG及未知红色素合成的负调控因子,并且RetS对2,4-DAPG及未知红色素合成的调控依赖于Gac/Rsm信号传递路径。

不同碳源对生防荧光假单胞菌2P24产抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚的影响

【目的】包括碳源代谢等不同环境因子可调控生防菌株生防相关因子表达,进而影响其防病效果。荧光假单胞菌2P24可防治多种植物病原真菌、细菌引起的土传病害,抗生素2,4-二乙酰基间苯三酚(2,4-diacetylphoroglucinol,2,4-DAPG)是其主要生防因子之一。本文利用平板对峙法及遗传学方法研究不同碳源对菌株2P24产生2,4-DAPG的影响及相关的调控途径。【方法】利用平板对峙法检测了菌株2P24在添加葡萄糖、果糖和蔗糖等碳源的土豆浸液培养基中对棉花立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)的拮抗能力及菌株2P24中影响2,4-DAPG产生的相关基因的表达。另外,利用Tn5转座子对含有2,4-DAPG合成基因phl A报告质粒p970Gm-phl Ap的野生型菌株2P24进行随机突变,在果糖土豆浸液培养基中筛选提高phl A基因表达的突变菌株。【结果】平板对峙实验表明,菌株2P24以葡萄糖为碳源时其抑菌活性最强,蔗糖次之,而以果糖等为碳源时菌株2P24无抑菌活性;转录融合实验进一步表明葡萄糖可促进phl A基因的表达,果糖则不影响phl A基因的表达。在果糖土豆浸液培养基中,转座子随机突变实验获得了5株可明显提高phl A基因表达的突变菌株。Tn5插入位点和序列分析显示其中一个突变体是Tn5破坏了che B基因。转录检测表明与野生菌株相比,che B突变体中phl A基因的表达和2,4-DAPG的前体物质间苯三酚(phloroglucinol,PG)产量都显著提高。游动性实验发现突变che B基因可显著降低该菌株的游动性。【结论】上述结果表明菌株2P24中不同碳源在转录水平上可影响phl A基因的表达,进而影响2,4-DAPG产生。遗传学结果也显示,che B基因参与调控2,4-DAPG生物合成过程。