云南地方品种子预44中一个新的抗稻瘟病基因的定位

【目的】子预44是具有广谱持久稻瘟病抗性的云南地方粳稻品种。为了揭示子预44广谱持久抗瘟机制并在抗稻瘟病育种中进行有效利用,【方法】利用江南香糯与子预44杂交构建的遗传群体及分离自云南罗平的稻瘟病菌株LP36进行子预44的抗性遗传分析和抗性基因定位。【结果】子预44对LP36的抗性为单显性基因控制,暂定名为Pi-zy4(t),它位于水稻第4染色体长臂上SSR标记RM5503与RM3276之间约318 kb区间内。【结论】Pi-zy4(t)为新的抗稻瘟病基因。研究结果为子预44的育种利用和Pi-zy4(t)基因的克隆提供了重要信息。

薰衣草精油对斜纹夜蛾的生物活性测定

【目的】明确薰衣草精油对斜纹夜蛾幼虫的生物活性,为薰衣草精油在斜纹夜蛾及其他农业害虫上的生物防治提供理论依据,并为合理利用天然产物开发新型植物源农药提供新方向。【方法】采用水蒸气蒸馏法提取薰衣草精油,运用气相色谱—质谱联用仪(GC-MS)检测提取所得的薰衣草精油,确认其主要化学成分;以50%丙酮作溶剂将薰衣草精油配制成质量浓度为2.5、5.0、10.0、20.0和40.0 mg/mL的溶液,并设50%丙酮作为对照;在室内条件下分别采用浸渍叶碟法和饲喂称重法测定不同浓度薰衣草精油对斜纹夜蛾3龄幼虫的非选择性拒食作用、生长发育抑制作用和胃毒作用。【结果】采用水蒸气蒸馏法提取薰衣草精油的得率为1.16%;运用GC-MS分析检测提取获得的薰衣草精油,确认其主要化学成分约26种,主要成分为桉叶油醇(26.904%)、α-松油醇(14.380%)、芳樟醇(10.188%)、樟脑(8.557%)、β-蒎烯(6.695%)和α-蒎烯(2.296%)等。对斜纹夜蛾3龄幼虫的生物活性测定结果表明,低浓度(2.5和5.0 mg/mL)的薰衣草精油对斜纹夜蛾幼虫具有引诱作用,能促进幼虫取食,处理叶碟被取食的面积明显大于对照叶碟,高浓度(10.0、20.0和40.0 mg/mL)则具有较强的拒食活性;低浓度(2.5和5.0 mg/mL)薰衣草精油可促进斜纹夜蛾幼虫取食,试虫体重均高于对照,高浓度(10.0、20.0和40.0 mg/mL)薰衣草精油对斜纹夜蛾幼虫则具有明显的生长发育抑制作用,且随薰衣草精油浓度的升高和处理时间的延长而增强;不同浓度的薰衣草精油对斜纹夜蛾幼虫均具有较强的胃毒作用,且随着浓度的升高和处理时间的延长,胃毒作用进一步增强。【结论】薰衣草精油对斜纹夜蛾幼虫表现出较好的生物活性,具有进一步研发应用的潜力。

作物多样性种植对农田害虫及天敌的影响

作物多样性种植在中国有着古老而悠久的历史,在现代农业生产中仍发挥着重要作用。近几年,利用多样性种植控制虫害成为全世界农业研究的热点之一。作物多样性种植直接影响农田害虫的发生、危害、行为。许多研究表明,农作物多样性种植,害虫数量和危害程度都有不同程度的减轻。但也有一些研究表明,作物多样性种植不仅不能减轻害虫的危害程度,甚至还会加重其危害程度。多样性种植不仅影响天敌昆虫数量,而且影响其寄生率或捕食率,并通过影响其定向行为、搜索行为、转移行为等影响其活动能力。本文总结了近年来作物多样性种植对农田害虫及天敌的影响方面的研究结果,并讨论了该领域研究的前景及目前存在的问题。本文还介绍了作物多样性种植对昆虫影响机制的7种假说(物理阻隔假说、视动反应假说、寄主植物气味掩盖假说、驱避性化学物质假说、植物气味组成改变假说、天敌假说、资源密度假说)和1种理论(适宜性/非适宜性降落理论),这些假说和理论在一定程度上能够阐明多样性种植对昆虫的影响机理,但是没有一种假说或理论能够全面阐明多样性种植控制害虫的生态机制。

暗黑鳃金龟幼虫生防黄绿绿僵菌Ma130821菌株的室内培养条件的研究

从云南省玉溪市塔甸镇玉米地自然罹病的暗黑鳃金龟幼虫僵虫上分离纯化获得了黄绿绿僵菌Ma130821,为了弄清该菌株培养条件,为蛴螬生物制剂开发应用提供依据,本研究在室内测定了该菌株在PDA和SDAY培养基上的生长繁殖情况及在不同pH、温度、光照条件下培养特征及产孢特性。结果表明:黄绿绿僵菌Ma130821菌株在PDA和SDAY两种培养基上均能生长,但在PDA培养基上产孢时间早于SDAY,其中在PDA和SDAY培养基上分别于第6天和9天开始产孢。在25℃时生长最好,平均直径日增量为0.24 cm/d,第4天时就开始产孢且产孢量最高,为1.091×10~7孢子/cm^2。在16 L∶8 D的光周期条件下菌落生长最快,产孢时间最早,且产孢量最大。pH 6.5最适宜该黄绿绿僵菌菌株的生长及产孢。综合以上结果,PDA培养基可用于黄绿绿僵菌Ma130821菌株的室内培养,最适培养条件为pH 6.5、25℃、16 L∶8 D。该研究结果将为蛴螬生防黄绿绿僵菌Ma130821制剂的开发提供依据。

外源水杨酸诱导桑叶响应紫外线胁迫的转录组变化分析

紫外线胁迫对植物发育具有重要的影响。为进一步揭示外源水杨酸在植物响应紫外线胁迫中的作用,用外源水杨酸处理桑叶,并用含二甲基亚砜(DMSO)的水溶液处理的桑叶为对照,分析桑叶在紫外线胁迫下的转录组表达变化。测序结果得到17.41 Gb clean data,组装得到105622条转录本(transcript)和75034条UniGene,共获得42642条UniGene的注释结果。对605个差异表达基因进行分析,发现桑树中的3个代谢通路(植物激素信号转导途径、苯丙素生物合成途径、类黄酮生物合成途径)对紫外线胁迫有明显的响应。随机选取10个差异表达基因验证转录组数据,实时荧光定量PCR结果显示基因表达量与转录组数据具有较一致的表达趋势。此外,发现参与维生素B6光防护的基因c54220表达量显著上调,与类黄酮合成有关的基因c42518表达量显著下调。上述结果初步揭示了外源水杨酸诱导桑叶响应紫外线胁迫的转录组水平变化。

表面活性素促进枯草芽胞杆菌XF-1在大白菜叶际定殖能力研究

枯草芽胞杆菌XF-1是一株大白菜内生生防菌,通过叶面喷施的方式可有效防控大白菜根肿病,但其叶际定殖的分子机制尚不明确。为了明确表面活性素对XF-1在大白菜叶际定殖的影响,进一步提高其在田间应用效果,本研究通过测定生长曲线、泳动运动、群集运动和24孔细胞培养板静置培养试验,分析表面活性素对XF-1菌株生长速率、运动能力和生物膜形成水平的影响;利用叶片-微生物互作分析和定殖试验,测定XF-1及突变体XF-1-ΔsrfA在大白菜叶表黏附和植株内的定殖能力。结果表明,XF-1-ΔsrfA与XF-1相比生长曲线没有明显差异,泳动能力和群集运动能力分别显著下降了36.8%和43.9%,静置培养24 h后生物膜形成能力显著下降53.9%,48 h后无显著差异。叶片-微生物互作试验中,突变体标记菌XF-1-ΔsrfA-gfp黏附效率较XF-1-gfp约下降80%。喷施接种3~7 d后,XF-1-ΔsrfA-gfp相较于XF-1-gfp在大白菜叶片内和根系中的定殖数量均显著下降。试验结果表明表面活性素对枯草芽胞杆菌XF-1在大白菜叶际定殖具有较为明显的促进作用,srfA基因的缺失显著抑制XF-1的叶际定殖能力。

坡柳种子中坡柳皂苷A的分离鉴定及其对小菜蛾的拒食活性

采用小孔树脂、凝胶Sephadex LH-20、反相色谱ODS及制备型高效液相色谱（PreHPLC）等分离技术,从坡柳Dodonaea viscosa（Linn.）Jacq.Enum.种子乙醇提取物中分离获得1个活性化合物。通过质谱及核磁共振等波谱技术,鉴定其为新的齐墩果烷型三萜皂苷类化合物21-epoxyangeloyl-15,16,28-tirhydroxy-22-（2-methylbutanoyl）-Olean-12-en-3-（O-α-Larabinofuranosyl-（1→3）-O-[β-D-glucopyranosyl-（1→2）]-β-D-glucuronide,命名为坡柳皂苷A,英文名dodoneaviscoside A。生物活性测定结果表明,其对小菜蛾Plutella xylostella（L.）3龄幼虫具有较好的非选择性拒食活性,24 h拒食中浓度（AFC50）为207.4μg/m L。值得进一步研究。

水杨酸抑制生长素运输而调节Acuce水稻根的生长

【目的】根系作为植物生长发育必不可少的器官,直接影响地上部分的产量、品质、抗性等诸多优良的农艺性状。该项研究主要探究水杨酸(SA)影响月亮谷水稻根系发育与生长素之间的关系。【方法】用含有不同浓度SA的培养基培养水稻材料,观察根表型;重力刺激实验以及用生长素运输抑制剂Naphthyl phthalamic acid (NPA)处理水稻材料,分析SA影响水稻根系发育与生长素的关系;利用细胞生物学实验观察水稻根系的胞吞作用。【结果】在含不同浓度SA的培养基中生长的水稻材料,其胚根、侧根、不定根的生长发育都会受到影响。重力刺激实验以及用生长素运输抑制剂NPA处理水稻材料,结果显示SA影响水稻根系发育与生长素的运输有关。SA还抑制膜蛋白的胞吞。【结论】水杨酸可通过抑制膜蛋白的胞吞从而改变生长素极性运输,进而影响水稻根系的生长发育。

水杨酸受体NPR1负调控枝顶孢霉Acremonium sp. D212与宿主植物共生

[目的]主要探究内生真菌Acremoniumsp.D212(枝顶孢霉D212)与植物激素水杨酸相互作用调控植物发育的机制。[方法]用枝顶孢霉D212与三七共培养后,通过转录组测序及PCR方法,检测基因表达;将枝顶孢霉D212接种水稻培养后,进行免疫反应,观察枝顶孢霉D212在水稻根中的定殖及水稻根系的发育情况;利用免疫组化及细胞学的方法观察生长素输出蛋白的细胞定位。[结果]枝顶孢霉D212与三七共生时,引起了水杨酸途径及病程防御相关基因的大量表达,但没诱导病程防御反应基因表达水平的提高。但是,降低了独脚金内酯中PnDAD2d,PnD14c及PnD27基因的表达。枝顶孢霉D212可以同水稻共生,并可大量定殖于水杨酸受体突变体OsNPR1-RNAi植株中,促进根系的生长。枝顶孢霉D212与水稻OsNPR1-RNAi突变体的共生降低了生长素输出蛋白OsPIN1与OsPIN2在根表皮细胞中的细胞膜定位。[结论]枝顶孢霉D212与宿主植物共生需要水杨酸受体NPR1,并改变生长素的运输而影响根系生长。

钙离子响应蛋白GCaMP6s在稻瘟菌中的异源表达

稻瘟病严重威胁全球水稻的产量,钙离子信号通路参与了稻瘟菌生长、发育和致病,了解这些过程中菌株细胞质中钙离子浓度的变化对稻瘟病的防治具有重要意义。GCaMP6s作为一种细胞质钙离子感受蛋白在动物和植物中已有大量应用。本研究利用不同稻瘟菌菌株构建了GCaMP6s基因的异源表达菌株,在0.01 g/mL钙离子处理下,GCaMP6s在稻瘟菌菌丝和分生孢子中稳定表达。此外,GCaMP6s异源表达菌株与野生型菌株的菌落直径和产孢量没有差异,表明GCaMP6s基因的异源表达不影响稻瘟菌的菌丝生长和产孢。本研究获得了GCaMP6s异源表达的稻瘟菌菌株,为后续研究稻瘟菌细胞质中钙离子浓度变化与菌株生长发育和胁迫响应提供研究材料。

EMS诱变三七种子获得抗衰老植株

三七是我国传统名贵中药材,但三七的生产易受到各种生物胁迫及非生物胁迫的影响。该项研究在于通过化学诱变的方法获得具有抗衰老的三七株系。我们使用化学诱变剂甲基磺酸乙酯(ethyl methylsulfone,EMS)以0. 3%、0. 4%和0. 5%三个浓度来诱变三七种子,筛选到一批具有表型发生明显改变的三七植株,表现为花型小、矮株、畸形叶等。同时,筛选到具有抗衰老特征的三七植株,其内源激素水杨酸、脱落酸、生长素、茉莉酸和茉莉酸-异亮氨酸的含量发生明显改变。利用EMS化学诱变的方法,为生产上获得具有抗衰老特性的三七种质资源提供了新的途径。

生长素输出载体蛋白PIN1在作物根和胚中的亚细胞定位

生长素输出载体在植物发育中起非常重要的作用。然而,生长素输出载体蛋白PIN1在农作物水稻、小麦、玉米和大豆的根和胚中的亚细胞定位尚不清楚。该研究首先分析了OsPIN1b和它的同源物的氨基酸序列特征,发现小麦(TaPIN1)、玉米(ZmPIN1b)和大豆(GmPIN1b)中的PIN1序列与水稻的OsPIN1b序列分别具有61.5%、62.5%、61.9%的相似性。然后根据水稻‘日本晴’(‘Nipponbare’)的OsPIN1b的氨基酸序列,人工合成OsPIN1b多肽并注射健康的新西兰白兔获得了抗兔的OsPIN1b多克隆抗体,在通过免疫印迹方法检测抗兔的OsPIN1b多克隆抗体的有效性后,发现可以利用该抗体有效检测到水稻叶片及根中OsPIN1b的表达。为检测OsPIN1及其同源物在不同作物胚根和胚中子叶细胞的定位,利用制备的抗兔的OsPIN1b多克隆抗体并通过免疫组化实验,发现水稻的OsPIN1b、小麦的TaPIN1和玉米的ZmPIN1b非极性定位在早期的胚根和胚中子叶表皮细胞的细胞质膜上,大豆中的GmPIN1b非极性定位在胚根表皮细胞的质膜上,而在胚的子叶细胞中是胞质定位。为进一步检测水稻中OsPIN1b的亚细胞定位,对水稻根分生区表皮细胞用蛋白质转运抑制剂BFA(Brefeldin A)及抗兔的OsPIN1b多克隆抗体处理后,进行免疫组化实验,结果发现水稻中的OsPIN1b可以通过胞吞转运途径从水稻根表皮细胞膜进入细胞质中。该研究利用抗兔的OsPIN1b多克隆抗体有效检测了OsPIN1b及其同源物在水稻、小麦、玉米和大豆的胚根表皮细胞及胚中子叶表皮细胞的亚细胞定位,这将有助于进一步揭示生长素输出载体OsPIN1b及其同源物通过调控生长素极性运输而参与作物发育的作用机制。

桃蚜对报警信息素和烟草挥发物的电生理和行为反应

【目的】探究烟草挥发物和蚜虫报警信息素对桃蚜Myzus persicae行为的影响,以期为桃蚜的化学生态防治提供理论依据。【方法】采用触角电位技术(EAG)测定了有翅蚜与无翅蚜对蚜虫报警信息素(E)-β-法尼烯与4种烟草挥发物(6-甲基-5-庚烯-2-酮、壬醛、反-β-罗勒烯、乙酸正丁酯)的电生理反应,并利用Y型嗅觉仪测定了桃蚜对这些化合物的行为反应。【结果】蚜虫报警信息素和4种烟草挥发物均能引起有翅蚜和无翅蚜的触角电位反应,有翅蚜的嗅觉感器对报警信息素更为敏感,而无翅蚜对烟草挥发物乙酸正丁酯和反-β-罗勒烯更为敏感。在1、10和100 ng 3个测试剂量范围内,报警信息素在剂量为10 ng和100 ng时对有翅蚜和无翅蚜的驱避作用显著,而1 ng时仅对无翅蚜有驱避作用。烟草挥发物乙酸正丁酯、6-甲基-5-庚烯-2-酮和反-β-罗勒烯在剂量为100 ng时,对无翅蚜和有翅蚜具有引诱作用;当剂量10 ng时,乙酸正丁酯对有翅蚜和无翅蚜均有引诱作用,6-甲基-5-庚烯-2-酮仅对无翅蚜有引诱作用。【结论】报警信息素对无翅蚜的驱避作用强于有翅蚜,烟草挥发物组分6-甲基-5-庚烯-2-酮、乙酸正丁酯、反-β-罗勒烯对桃蚜的无翅蚜和有翅蚜均具有引诱作用。

不同生理状态的番石榴实蝇对寄主气味的行为反应

【目的】探究番石榴果实气味对番石榴实蝇Bactrocera correcta行为的影响,为番石榴实蝇的化学生态防治提供理论依据。【方法】利用风洞观察箱观察性未成熟、性成熟未交配和交配3种不同生理状态的番石榴实蝇雌、雄成虫对单个番石榴果实气味的定向反应,对不同生理状态的雌、雄虫的飞行速度进行了分析。【结果】番石榴果实气味对不同生理状态的番石榴实蝇雌雄成虫均能产生显著的引诱效果,交配雌虫降落到气味源的数量最多,其次是性成熟未交配的雄虫,性未成熟的雄虫降落数最少。不同生理状态下的番石榴实蝇雌雄成虫逆风飞行的速度均显著高于空白对照,性成熟的番石榴实蝇雌成虫的逆风飞行速度均高于雄成虫。【结论】不同生理状态的番石榴实蝇雌雄虫对寄主番石榴气味具有不同的敏感性和选择性,已交配雌虫反应最强,其次是性成熟未交配的雄虫,性未成熟的雄虫的反应最弱。

Pi-ta在不同单倍型水稻品种与稻瘟病菌互作中的表达量分析

本研究利用q RT-PCR分析Pi-ta基因在受侵染的不同单倍型云南水稻地方品种中的表达量,初步分析Pi-ta基因在受侵染的不同单倍型地方水稻品种中的表达差异。将含有无毒基因AVR-Pita的稻瘟病菌株O-137喷雾接种不同单倍型的云南水稻地方品种,分别于接种0 h、48 h取样,提取接种水稻叶片总RNA,逆转录成c DNA,q RT-PCR检测O-137接种不同云南水稻地方品种后不同时间点Pi-ta基因的表达量,结合Pi-ta基因单倍型分型进行分析。q RT-PCR结果表明,Pi-ta在受侵染的不同单倍型云南水稻地方品种中的表达量均有不同程度的下调,且在感病品种单倍型中的下调幅度大于抗病品种单倍型;但Pi-ta在不同3'-UTR单倍型感病品种中的表达量,差异不显著。结果表明,抗性基因Pi-ta在受侵染的抗病品种单倍型中的表达量下调幅度小于感病品种单倍型,但其在所选的两种不同3'-UTR单倍型感病品种间的表达量没有显著差异。

稻瘟病菌两个效应蛋白基因原核表达和瞬时表达载体构建

为了研究稻瘟病菌效应蛋白基因功能,本研究构建了稻瘟病菌效应蛋白基因BAS1和BAS4与3×FLAG标签融合的原核表达载体及其与GFP融合的瞬时表达载体。以持有BAS1和BAS4基因的稻瘟病菌株的cDNA为模板,RT-PCR扩增目的基因BAS1和BAS4编码区,选用p3×FLAG-CMV-10为模板扩增3×FLAG基因,分别将BAS1和BAS4与3×FLAG连接到原核表达载体p GEX-4T-1中,获得原核表达载体p GEX-BAS1-3×FLAG和p GEX-BAS4-3×FLAG,测序结果表明克隆到的BAS1、BAS4和3×FLAG序列及连接方向正确。将构建好的原核表达载体转化到表达感受态细胞Transetta(DE3)中得到转化子,利用IPTG诱导表达原核表达产物,SDS-PAGE电泳结果表明,目的蛋白约为40 kD,与理论值相符。为了进一步研究BAS1和BAS4的亚细胞定位,利用同源重组方法构建了pBWA(V)HS-BAS1-GLosgfph和pBWA(V)HS-BAS4-GLosgfp瞬时表达载体。本研究所构建的BAS1和BAS4与3×FLAG融合的原核表达载体及瞬时表达载体将为进一步研究BAS1和BAS4功能及定位提供一定的实验基础。