真菌源蛋白类激发子及其转基因植物研究进展

真菌源蛋白类激发子是广泛存在于植物病原真菌的信号传导分子,不仅在植物与病原菌互作中起重要作用,而且还具有广谱诱导植物抗性和促进植物生长的功能。本文就真菌源蛋白类激发子的种类、功能及蛋白激发子基因转化植物等研究进行了综述。

番茄灰霉生防菌CQ的分子鉴定及其生防效果研究

菌株CQ是一株分离自云南省保山市昌宁县烟草根部的对番茄灰霉病具有较好防治效果的拮抗细菌。通过对该菌株进行形态特征观察、16S r DNA序列分析鉴定,确定菌株CQ为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis。拮抗试验结果表明,菌株CQ能够显著抑制番茄灰霉菌的菌丝生长,使菌丝出现异常分枝和囊泡状畸形。1‰CQ发酵滤液即可显著抑制番茄灰霉菌孢子的形成。室内生测结果表明,相比对照组,48 h无菌发酵滤液原液在离体叶片上对番茄灰霉病的防效可达100%,而其10、100倍稀释滤液则使发病率分别降低28.5%和21.3%,病情指数分别降低44.01和37.86。

棉铃虫HaHR3基因的克隆及其植物RNA干扰载体的构建

采用RT-PCR方法克隆了棉铃虫蜕皮调节转录因子HaHR3基因,该基因含有1671 bp的完整开放阅读框。序列分析表明,HaHR3与多种昆虫蜕皮调节转录因子高度同源。利用生物信息学方法对HaHR3的结构特征进行分析发现,HaHR3具有蜕皮调节转录因子超家族的典型特征,包括两个锌指结构和一个DNA结合结构域,不存在信号肽序列和N糖基化位点。选择HaHR3基因的部分片段构建了RNAi中间载体pRNAi1017-HaHR3sa,再将HaHR3正反向序列亚克隆至植物表达载体pCAMBIA2300-35S-OCS,成功构建了由35s启动子调控的HaHR3基因的正反向RNA干扰载体pCAM-RNAi-HaHR3。这一载体的成功构建为下一步通过植物介导的RNA干扰技术防治棉铃虫打下了坚实的基础。

致病杆菌和发光杆菌抗菌代谢产物研究进展

致病杆菌Xenorhabdus和发光杆菌Photorhabdus是昆虫病原线虫肠道共生细菌,具有对宿主昆虫致病和对寄主线虫共生的双重特性,是一类特殊的生防细菌资源,其代谢产物具有广泛的杀虫和抑菌功能。本文综述了近年来昆虫病原线虫共生细菌产生的抗菌物质、编码抗菌代谢产物的基因及抗菌机制的研究进展。

烯醇化酶在病原生物侵染寄主中的作用

烯醇化酶(enolase)是一种多功能蛋白,广泛存在于各种生物中,除在细胞内参与糖酵解过程外,还在病原生物侵染寄生的过程中发挥重要作用;定位于不同位点的烯醇化酶发挥着不同的功能。近年来对病原生物表面的烯醇化酶参与侵染过程的研究日益受到研究者的重视。本文对烯醇化酶的理化特性、分布特征、在不同病原生物侵染中的作用和参与侵染的机理进行了综述,并分析了烯醇化酶在生物防治中的应用前景,对利用烯醇化酶的方式提出了建议。

链孢粘帚霉寄生核盘菌菌核相关基因的EST生物信息学分析

链孢粘帚霉Gliocladium catenulatum是一种重要的菌寄生真菌,为了明确该菌与寄主核盘菌Sclerotinia sclerotiorum互作中参与菌寄生过程的功能基因,本实验室前期采用抑制消减杂交技术（SSH）构建了消减cD-NA文库。本文从该库里随机挑选420个阳性克隆进行测序分析,结果表明克隆片段大小在200~600bp的序列占81.07%。去除载体和小于100bp的序列,获得391条有效序列,其平均长度为409bp。通过序列拼接得到181个单值基因（unigenes）,其中包括27个重叠群（contigs）和154个单拷贝的ESTs（singletons）。将得到的ESTs与NCBI非冗余蛋白数据库（NR）进行BLASTx分析,结果显示有38个基因的编码蛋白与已知功能的蛋白有较高的相似性,其中包括可能与生物防治功能相关的内切葡聚糖酶、脂滴包被蛋白、MFS转运蛋白、过氧化物酶等;有39条序列在NCBI数据库中未找到相似序列,可能为新基因;其他基因的编码蛋白与数据库中功能未知蛋白相似性高。本研究为明确与重寄生功能相关的基因奠定了基础。

拒食蛋白XnAFP2三个结构域片段的表达及其生物活性分析

嗜线虫致病杆菌北京变种Xenorhabdus nematophila var. pekingensis CB6菌株产生的蛋白XnAFP2对多种昆虫有拒食活性。生物信息学分析表明,XnAFP2包含DomainⅠ、DomainⅡ和DomainⅢ3个功能结构域。为确定其主效活性区域,分别对3个结构域进行了克隆、表达和生物活性测定。结果表明,3个蛋白片段对棉铃虫Helicoverpa armigera3龄幼虫的生长抑制率分别为17.4%、39.8%和20.2%,对玉米螟Ostrinia furnacalis3龄幼虫的生长抑制率分别为20.2%3、8.6%和21.7%,对小菜蛾Plutella xylostella3龄幼虫的非选择性拒食率分别为25.7%、44.1%和26.8%。研究结果表明,DomainⅡ是拒食蛋白XnAFP2的主效活性区域。

植绥螨性比及性别决定机制与影响因素研究进展

植绥螨被广泛应用于控制多种农作物上的螨类和其它害虫,是一类很有利用价值的天敌资源。种群性比及性别决定机制是植绥螨生殖生理研究上的一个重要领域,与生物的遗传、个体发育、进化等密切相关。本文对植绥螨的性别决定机制、影响植绥螨性比的因素以及性比调控在捕食螨规模化生产及实践应用中的意义进行了分析。

四斑小毛瓢虫生物学特性初探

本文观察了四斑小毛瓢虫Scymnus frontalis各虫态的形态特征和生活习性,比较了其在不同温度下的发育历期,取食桃蚜Myzus persicae、大豆蚜Aphis glycines、麦长管蚜Macrosiphum avenae和刺槐蚜A.robiniae对其捕食量和幼虫发育历期的影响。在182、02、32、62、9℃条件下,四斑小毛瓢虫卵到成虫的发育时间分别为32.91、27.18、22.23、17.25、14.93d。四斑小毛瓢虫幼虫对桃蚜、大豆蚜、麦长管蚜、刺槐蚜的捕食量分别为82.97、64.70、58.57、76.11头;相应发育历期分别为9.80、10.901、0.86、9.86d。在26℃、RH70%的条件下,用桃蚜饲养四斑小毛瓢虫效果最好,成虫获得率达88%。四斑小毛瓢虫的卵期、幼虫期、蛹期及产卵前期的发育起点温度和有效积温分别为12.875、.45、11.72、14.41℃和40.94、210.915、8.54、54.42日度。

绿僵菌菌株遗传多态性与地理来源及寄主种群分化的关联性

采用RAPD-PCR分子标记技术分析了51株不同地理来源、寄主来源的绿僵菌Metarhizium anisopliae菌株的遗传多态性。从94条RAPD引物中筛选出18条引物,对所有试验菌株进行RAPD-PCR扩增,共获得96条扩增片段,其中81条片段表现多态性,占84.1%。聚类分析表明,供试的51株菌株间的相似性系数范围为0.52~0.98,表明菌株间存在丰富的遗传多态性。供试菌株在相似性系数0.7的水平可分为4个组群。按菌株DNA多态性与地理及寄主来源的聚类分析表明,大多数菌株的DNA多态性与地理或寄主有一定的相关性,即长期的地理环境和寄主适应性可能形成了种群的分化。

栗真绥螨和黄瓜新小绥螨对西方花蓟马初孵若虫功能反应的比较

于人工气候箱(23±1℃、RH70%±5%、光照(D∶L=16h∶8h)条件下,在菜豆叶片制作的叶碟上,比较了栗真绥螨与黄瓜新小绥螨对西方花蓟马初孵若虫的功能反应。结果表明:黄瓜新小绥螨和栗真绥螨对西方花蓟马初孵若虫的功能反应均符合HollingⅡ型模型,分别为Na=0.763×Nt/(1+0.152Nt)和Na=0.257×Nt/(1+0.032Nt),对西方花蓟马初孵若虫的攻击率分别为0.763和0.257,处理时间分别为0.199d和0.125d,日最大捕食量分别为5.0头和8.0头。

武夷菌素产生菌阻断突变株的筛选及分析

以不吸水链霉菌武夷变种Streptomyces ahygroscopicus var.wuyiensis为出发菌株,分别用亚硝基胍、氯化锂、微波为单一诱变剂,亚硝基胍和氯化锂为复合诱变剂进行处理,从亚硝基胍处理的菌株中筛选到1株丧失抑菌活性且性状稳定的突变株N1。突变株孢子丝为长螺旋形,孢子呈椭圆形,与出发菌株相比,在形态上没有显著变化且产孢量无变化。突变株的抑菌活性发生了显著变化,对所有8种供试菌株均无抑制作用。HPLC结果显示与出发菌株不同,突变株中抗生素的特征峰消失。本研究为今后开展武夷菌素合成途径和生物合成基因研究奠定基础。

用于土壤中生防芽孢杆菌B006和BH1检测的SCAR标记及其特异性

生防芽孢杆菌Bacillus spp.菌株B006和BH1对引发多种根腐病的真菌具有拮抗作用,研发特异性标记是研究该菌株在土壤中生态行为的关键。本研究采用16个RAPD随机引物对B006和BH1以及包括芽孢杆菌、鞘氨醇杆菌Sphingosine spp.和假单胞菌Pseudomonas spp.在内的25株参试菌株的基因组DNA多态性进行了分析,其中利用单引物B19和C01可分别扩增到仅出现于B006和BH1基因图谱中的特异性条带(大小分别为730bp和658bp)。为提高扩增的特异性和稳定性,根据B006和BH1的RAPD标记中核苷酸序列分别设计了6对和12对引物并用于菌株特异性条带的筛选,从中挑选出2对特异性最好的引物转化为SCAR引物,命名为SCAR-B006和SCAR-BH1,扩增产物大小分别为523bp和658bp。在自然土中进一步验证SCAR标记的特异性,结果表明仅在加有菌株B006或BH1的土壤样品中可扩增到相应的SCAR条带,说明了这种以PCR为基础的方法可用于土壤中菌株B006和BH1的快速鉴别。

以茎尖分生组织为受体用农杆菌介导法转化激发子基因pemG1棉花植株的获得

为了解决棉花常规遗传育种周期长,农杆菌介导的转化下胚轴再生难,转化率低,胚变异率高等难题。通过改善茎尖的遗传转化,利用农杆菌介导法转化棉花茎尖,试图缩短转化周期,获得转化苗。构建了稻瘟菌激发子基因pemG1的植物表达载体pCAMBIA2300-pemG1,分别以‘珂字312’、‘中棉24’棉花茎尖分生组织作为外植体,摸索无菌苗的最佳培养方案,确定最佳共培养温度、共培养时间及卡那霉素筛选浓度。经过共培养,茎尖在诱导芽培养基上诱导生芽,从不同浓度的BAP和NAA生长激素的组合中,最终确定0.1mg/L的BAP和NAA最适合芽的诱导;经过2个月的继代培养,在含有GA3的茎增殖培养基上完成茎的增殖和延伸;切取幼芽并使其在含有0.1mg/L的IBA生根培养基中生根;生根的抗性植株移栽到温室中成苗,获得了T0代转基因株系4株。进行了转pemG1阳性植株的初步验证。

西花蓟马、二斑叶螨与黄瓜新小绥螨的相互关系研究

西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)和二斑叶螨Tetranychus urticae Koch是温室花卉与蔬菜上的重要害虫(螨)。植物常被两者同时危害。黄瓜新小绥螨Amblyseius cucumeris(Oudemans)是世界上广泛应用的温室蓟马的生物防治物,有时也被用来防治二斑叶螨。本研究中,在人工气候室盆栽条件下利用黄瓜新小绥螨防治西花蓟马和/或二斑叶螨。结果显示,当每豆株上接入10或20头二斑叶螨时,按照1∶4的益害比释放黄瓜新小绥螨可有效控制二斑叶螨。同样密度比的情况下,5和10头黄瓜新小绥螨的释放量可显著控制西花蓟马的接入量。二斑叶螨密度的增加没有显著影响到黄瓜新小绥螨对西花蓟马的控制作用。西花蓟马可捕食黄瓜新小绥螨的卵,日捕食量达1.2粒。本文对利用黄瓜新小绥螨防治温室中西花蓟马进行了讨论。

东亚小花蝽对西花蓟马和/或二斑叶螨危害豆株的定位反应

多食性天敌对其猎物植物系统的选择是其重要生物学特性之一,决定了对不同猎物控制的有效性。东亚小花蝽Orius sauteri是西花蓟马Frankliniella occidentalis(Pergande)及二斑叶螨Tetranychus urticae的重要捕食性天敌。本文在温室笼罩条件下通过释放东亚小花蝽,而后在不同时间调查其在西花蓟马和/或二斑叶螨危害2d后的豆株及健株上的数量,研究了其定位反应。结果表明:东亚小花蝽显著趋向西花蓟马及由西花蓟马与二斑叶螨同时危害的豆株,而较少趋向二斑叶螨单独危害的豆株及健株。在各处理豆株上,东亚小花蝽的日活动规律中,傍晚时分有离开植株的趋势。