植物RNA沉默抗病机制与应用研究进展

RNA沉默是真核生物基因表达调控的保守机制,在植物生长发育以及响应生物和非生物胁迫过程中发挥着非常重要的作用。跨界RNA沉默与种间RNA沉默为开发基于RNA沉默的作物病害防控体系提供了理论基础。本文概括了植物RNA沉默保守途径,归纳了RNA沉默在植物-病原互作研究中的代表性研究,阐述了基于RNA沉默开发的宿主诱导基因沉默、喷施诱导基因沉默和微生物诱导基因沉默技术的原理,以及应用研究现状,以期为开发基于RNA沉默的新型作物病害防控技术提供参考。

黏质沙雷氏菌AHPC29对松树萎蔫病的防治效果及其增菌条件

【目的】从松材线虫的媒介天牛蛹室及其气管中获得的黏质沙雷氏菌Serratia marcescens AHPC29对松材线虫具有致病能力,本研究旨在探究黏质沙雷氏菌AHPC29对松材线虫引起的松树萎蔫病的防治效果以及该菌株在实验室的增菌条件。【方法】通过对温室内人工感染松材线虫的松树灌溉菌剂,分析黏质沙雷氏菌AHPC29对松树萎蔫病的作用效果;通过单组分筛选和正交实验确定培养基组分和培养条件对其生长的影响,探究黏质沙雷氏菌AHPC29的最佳增菌条件。【结果】对于感染松材线虫的松树,灌溉黏质沙雷氏菌AHPC29菌液的处理组生长状态优于对照组,并且树内松材线虫含量显著降低;黏质沙雷氏菌AHPC29增菌的最佳培养基配比为0.1%乳糖、0.5%复合氨基酸、0.5%KNO_(3)、1.5%MgSO_(4),其中影响最大的组分为氮源;培养时其菌液最佳接种量为7%,最佳装液量为40%,最佳转速为180 r·min^(-1),最佳温度为30℃,最适培养时长为36 h。【结论】本研究获得了黏质沙雷氏菌AHPC29的最佳增菌条件,并证实该菌具有良好的松树萎蔫病防治应用潜力,为其作为生防菌的应用提供了理论基础。

种壳厚度对鼠类种子扩散行为及种子命运的影响

种子扩散是植物更新和扩大分布区的一种重要途径。鼠类采取不同的种子扩散和贮藏策略,以应对食物短缺,同时也促进了植物种子扩散。为应对鼠类对植物种子的过度取食,种子进化出了一系列物理、化学等防御特征。其中种壳厚度作为一种物理防御策略,是影响鼠类贮藏行为和种子命运的关键因素。本研究拟通过去除天然栓皮栎(Quercus variabilis)种子的外壳,再在种仁外包被1、2、4、6不同层数的聚乙烯薄膜,模拟种壳厚度,准确控制种壳厚度。2020年10月—2021年1月,在四川都江堰森林生境中释放人工种壳包被的种子,研究人工种壳厚度对鼠类介导的种子扩散和命运的影响。结果表明:(1)鼠类优先扩散种壳较薄(1层薄膜包被)的人工种子;随着种壳厚度的增加,扩散速率逐渐降低,种壳最厚(6层薄膜包被)的种子扩散最慢(P<0.001);(2)鼠类喜好分散贮藏1层、2层薄膜包被的种子;当种壳厚度增加至包被4层、6层薄膜时,分散贮藏比例显著降低(P<0.05);(3)鼠类偏好集中贮藏4层薄膜包被的种子(P<0.05);(4)不同种壳厚度的种子扩散距离无显著差异(P>0.05);(5)种壳较薄(1层薄膜包被)的种子分散贮藏率在3 m范围内比例较高。采用聚乙烯薄膜包被是模拟种子外壳的可行方法,并可用于评估种壳厚度对鼠类种子贮藏行为和种子命运的影响等相关研究。

基于三者互作解析的虫媒植物病害前沿防控技术研发策略

虫媒病害是我国农业高产稳产的重大威胁之一,粮食作物、经济作物以及柑橘等多年生木本作物的病毒病害、细菌病害给我国乃至全球农业生产带来了严重的损失。介体昆虫在虫媒病害的流行和传播过程中发挥着重要作用,而虫媒病原的抗性基因研究在主要作物中匮乏,介体昆虫的抗性基因研究尚属空白,所以目前农业生产高度依赖化学杀虫剂对虫媒病害进行防治,导致昆虫耐药性和环境污染等问题,严重影响了我国和世界人民"舌尖上的安全"和生态文明建设。因此,深入探索病原—昆虫—植物三者互惠共生、协同进化的机制,研究农业生态系统中多病原、微生物组、昆虫群落包括天敌等生态因子和环境因子,明确病害流行、爆发、控制过程中的机制和调控关键节点,设计靶向性强、生态安全的新型调控剂和植物保护方案,均将为虫媒病毒的绿色防控提供新的理论基础。本文提出了病原—昆虫—植物三者互作的理论假说体系,包括了三者互作的核心、内层和外围组成;简要总结了三者互作的主要科学问题和目前研究现状;明确了现阶段主要集中于植物挥发物、植物激素以及外界环境在病原—昆虫—植物三者互作中的作用研究;分析了未来在三者互作研究过程中可能存在的瓶颈问题;力求为虫媒病害的绿色防控提供有力的理论基础和技术支持。

植物病毒资源属性和应用基础研究进展

病毒作为地球上最简单的生命形式,通过感染人、动物和植物等寄主产生传染性疾病。与其他微生物相比,病毒具有基因组小、复制量大、遗传操作简单等特点,具有很强的生物资源属性。过去几十年,对植物病毒的研究主要集中于解析其致病机制、植物的抗性机制及如何防控植物病害。但是随着研究的深入及概念的革新,人们发现植物病毒还具有很强的生物资源属性。随着分子生物学以及基因组、转录组、蛋白组学等技术的发展,越来越多的植物病毒被发现、改造和利用。本综述着重围绕植物病毒的资源属性与病毒载体的改造利用及其在生物工程方面的应用等最新研究进展,讨论其广泛的应用前景,挖掘其资源化的潜力。