寄主诱导的基因沉默在改良作物抗病虫性方面的应用

根据RNA干扰(RNA interference,RNAi)原理,在生物体内表达双链RNA(ds RNA)可以高效沉默生物体内基因的表达。在寄主中形成病原真菌和昆虫特异基因的小RNA会进入其体内从而产生寄主诱导的基因沉默(Host-induced gene silencing,HIGS)。病虫害对全球粮食安全构成极大的威胁,利用HIGS技术为提高农作物抗病虫性提供了有效的途径。综述了HIGS技术在提高农作物抗病虫性中的应用,总结了沉默信号在寄主与病虫间的可能的传递方式以及提出该技术存在的优缺点。

湖北省冬小麦田杂草种类与群落特征

为明确湖北省冬小麦田杂草的发生危害现状和群落组成特征,运用倒置"W"9点取样法对该省冬小麦主产区麦田杂草群落进行了调查。结果表明,湖北省冬麦田杂草有16科39种,其中禾本科杂草占18%,阔叶杂草占82%。相对多度达15以上的杂草依次为猪殃殃、牛繁缕、日本看麦娘、野老鹳草、野燕麦和大巢菜等6种,其中猪殃殃、牛繁缕和日本看麦娘的相对多度分别为74.19、51.66和30.36,为优势种类。

湖北省花生主产区花生田杂草种类与群落特征

为了明确湖北省花生主产区花生田杂草的发生危害现状和群落组成特征,运用倒置"W"9点取样对田间杂草群落进行了调查。结果表明,该省花生主产区花生田杂草有76种,隶属于24科,其中优势杂草有4种,局部优势杂草有6种,次要杂草有10种,一般性杂草有56种。相对多度较大的杂草有马唐、鳢肠、火柴头和铁苋菜,是构成湖北花生主产区花生田杂草群落的优势种。鄂东北地区花生田主要形成鳢肠+马唐+火柴头为主的杂草群落,鄂北地区花生田主要形成马唐+铁苋菜+火柴头+鳢肠为主的杂草群落。鄂东北地区花生田杂草群落的物种丰富度、Shannon-Wiener指数、Pielou均匀度指数较高,而Simpson优势度指数较低。

湖北省棉田杂草的种类、分布与群落特征

采用七级目测法调查了湖北省3个棉花(Gossypium Spp.)主产区的杂草种类、分布,并分析了杂草的群落特征。结果表明,湖北省棉花主产区有杂草86种隶属32科,优势杂草有10种,分别为千金子(Leptochloa chinensis)、马唐(Digitaria sanguinalis)、旱稗(Echinochloa hispidula)、鳢肠(Eclipta prostrata)、铁苋菜(Acalypha australis)、香附子(Cyperus rotundus)、牛筋草(Eleusine indica)、碎米莎草(Cyperus iria)、马齿苋(Portulaca oleracea)和水花生(Alternanthera philoxeroides)。物种丰富度以江汉平原最高,襄阳-随州地区最低。3个棉花主产区的杂草优势种有一定差异,襄阳-随州地区以旱稗+鳢肠+马唐+碎米莎草为优势种类;江汉平原以千金子+马唐+铁苋菜+旱稗为优势种类;黄冈地区以千金子+马唐+鳢肠+水花生为优势种类。襄阳-随州地区与江汉平原地区杂草群落最为相似,而襄阳-随州地区与黄冈地区杂草群落相似性最低。

湖北省水稻主栽品种对白叶枯病菌的抗性鉴定

采用8个白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv.oryzae）小种接种鉴定72个湖北省主栽水稻品种对白叶枯病菌的抗性。鉴定结果显示,能够同时抗这8个菌株的仅有鄂粳优775;能抗其中7个菌株的仅有广两优476;能抗其中6个菌株的有5个品种;14个品种能抗其中的5个菌株;9个品种能抗其中的4个菌株;还有33个品种只能抗其中的2~3个菌株;甚至有两个品种对所有菌株都感病。8个鉴定菌株表现的致病性差异大,Fu J的致病性最强,仅鄂粳优775一个品种对其有抗性;YN1也有很强的致病力,仅两个品种表现对其有抗性;16个品种表现对Sc Yc-6有抗性;其他菌株都有50%以上的品种表现出抗性。鉴定结果表明,湖北省主栽水稻品种普遍对白叶枯菌病的抗性不好,尤其是对Fu J和YN1菌株缺乏抗性,这种状况导致水稻白叶枯病构成了湖北省水稻生产的潜在威胁,也是近两年湖北部分地区白叶枯病成片发生,造成水稻绝收的主因。

湖北省南方水稻黑条矮缩病发生特点及防治对策

南方水稻黑条矮缩病(Southern Rice Black Streaked Dwarf Virus,SRBSDV)在2009年和2010年在湖北大面积爆发,而后逐渐下降,以至于2013年、2014年和2015年几乎没有发生。2016年湖北省多个地方又有发生,是否意味着SRBSDV会卷土重来?这是值得重视的问题。本文介绍了SRBSDV发生的特点、发生的症状以及防治的对策。

性信息素防控梨小食心虫的田间防效及效益评估

为明确性信息素在南方梨园中防治梨小食心虫的应用效果,采用悬挂迷向丝和涂抹迷向膏剂在田间开展梨小食心虫的防治效果和效益评估试验。结果表明,悬挂迷向丝对梨小食心虫的防治效果显著高于涂抹迷向膏剂和对照处理,悬挂迷向丝处理后梨小食心虫的全年迷向率和蛀果率分别为71.52%和5.5%;涂抹迷向膏剂对梨小食心虫的防治效果不显著。悬挂迷向丝的不同密度处理对梨小食心虫成虫的发生规律影响不明显,但随着悬挂密度的增加,蛀果率降低。梨小食心虫农药防治成本及效益评估结果显示,以每667 m~2悬挂迷向丝50根收益最高,减少梨果损失金额883元,每年减少3次化学农药的使用。本文明晰了性信息素处理下梨小食心虫成虫发生规律,筛选出经济有效的性信息素使用方法,减少化学农药的使用,为梨小食心虫生物防控提供技术支撑。

白术主要病害防控技术

针对白术(Atractylodes macrocephala Koidz)近年来主要病害进行调查,介绍了病害的症状和发生规律,对选种、土壤类型、田园清洁、田间管理、土肥施用和药剂防治等防控措施进行了总结,旨在提供有效的防控技术,确保白术产量和品质安全,为白术产业的可持续发展保驾护航。

播种后直接覆盖29目防虫网防控叶菜害虫

为寻找安全有效的防治叶菜害虫的方法,在大田晾地播种后直接覆盖29目防虫网,研究防治甘蓝和小白菜害虫的效果。结果表明,犁地后晾地7 d、播种后直接覆盖29目防虫网,能够显著降低甘蓝和小白菜主要害虫数量和危害株率,提高甘蓝和小白菜的产量,优化其品质。甘蓝和小白菜的危害株率可降低90.0%,产量最高可增加327.9%。该方法降低了人工和成本,具有较强的可行性,在湖北省具有应用前景和推广价值。

白术叶斑病菌草茎点霉的生物学特性、药剂筛选及田间防效研究

目的:测定白术叶斑病菌草茎点霉的生物学特性,筛选室内化学杀菌剂,同时进行田间防效研究。方法:用十字交叉法分别测定了不同碳、氮源和pH值的菌落生长直径,用菌丝生长速率法测定了白术草茎点霉对10种杀菌剂的敏感性,开展田间试验测定了防治效果。结果:各碳源对菌丝生长无显著性差异,以牛肉浸膏、硝酸钾作为氮源的菌丝生长较快,且菌丝生长的最适pH值为6~7。500 g/L异菌脲悬浮剂、50%咯菌腈可湿性粉剂、10%苯醚甲环唑水分散粒剂3种杀菌剂对草茎点霉的毒力最强,EC;均小于1 mg/L。同时,田间试验末次施药20 d后,3种杀菌剂的防治效果较好,均高于90%,且各杀菌剂对白术的生长无显著性影响。结论:该病原菌生长的最适氮源为牛肉浸膏,最适pH值为6~7,500 g/L异菌脲悬浮剂、50%咯菌腈可湿性粉剂、10%苯醚甲环唑水分散粒剂3种杀菌剂的抑菌效果和田间防效较好,可作为白术叶斑病的主推药剂试用。

小麦过氧化氢酶基因家族的鉴定及其在逆境胁迫下的表达模式分析

植物过氧化氢酶(catalase)基因(CAT)在分解过氧化氢以及应对各种环境胁迫中发挥着重要作用。为了进一步了解过氧化氢酶基因家族成员的功能,利用生物信息学方法从普通六倍体小麦(Triticum aestivum L.)中鉴定到10个过氧化氢酶基因(TaCATs),对其系统发育关系、蛋白质特征、染色体分布、基因结构、顺式元件和转录组进行了初步分析。采用qRT-PCR技术分析了小麦CAT基因在激素类胁迫、干旱胁迫和盐胁迫等胁迫下的的表达模式,并采用马铃薯晚疫病致病疫霉(Phytophthora infestans)对瞬时过表达的TaCAT3和TaCAT4烟草叶片进行抗疫霉侵染能力分析。结果表明,激素类顺式元件中数量最多的是参与脱落酸反应的顺式元件,其中TaCAT4所包含的顺式作用元件中参与激素类反应的元件最多。转录组数据表明,在小麦的不同生长发育时期、生物胁迫和非生物胁迫中,TaCATs在生物胁迫下的表达水平要高于其他2类,其中TaCAT4在白粉菌和禾谷镰刀菌胁迫下的表达量均高于对照。qRT-PCR结果表明,TaCATs在激素类胁迫中的表达量最高,其次是PEG胁迫。其中TaCAT8在ABA胁迫下2 h的表达量为0 h的250倍以上,TaCAT6在PEG胁迫下72 h的表达量接近0 h的40倍。疫霉侵染结果表明,经过瞬时过表达的TaCAT3和TaCAT4的叶片病变面积明显小于对照组。这些结果表明外界胁迫可以提高小麦CAT基因的表达,通过减少过氧化氢的过度积累来减少逆境胁迫对植物造成的危害,从而提高植物的抗逆境胁迫能力,进一步充分证明了TaCATs在小麦抵御非生物和生物胁迫中起着重要作用。

2023年湖北省小麦条锈菌生理小种与毒性结构分析

为明确小麦条锈菌生理小种的构成及其多态性分布,以2023年从湖北省10个市采集分离的113份条锈菌标样为材料,采用19个鉴别寄主进行了生理小种鉴定和群体毒性结构分析,共鉴定出Hybrid 46、水源11、贵农22三致病类群的20个已知生理小种。其中,Hybrid 46类群为2023年湖北省小麦条锈菌的优势致病类群;CYR32和CYR33为优势生理小种,发生频率分别为33.63%和16.81%。群体毒性多态性分析表明,在物种水平上,湖北省小麦条锈菌毒性多样性较为丰富,Nei’s基因多样性指数为0.198,Shannon’s信息指数为0.316;在群体水平上,不同区域间毒性多样性存在一定差异,其中黄石和十堰的条锈菌毒性多样性水平最高,武汉的最低,但地理距离并不是导致条锈菌群体毒性多样性的主要原因。UPGMA聚类显示,10个采集地小麦条锈菌群体的毒性遗传相似系数为0.92~0.99,不同群体间毒性结构较相似,交流广泛。本研究结果可为湖北省小麦抗锈育种和通过抗病品种合理布局防控条锈病提供科学依据。

禾谷镰孢菌对氟唑菌酰羟胺敏感性基线的建立及药剂田间防效

为明确琥珀酸脱氢酶抑制剂类新型吡啶酰胺杀菌剂氟唑菌酰羟胺在中国小麦赤霉病防治中的应用潜力,分别采用菌丝生长速率法和孢子萌发法,测定了氟唑菌酰羟胺对湖北省6个地区106株禾谷镰孢菌的室内毒力、田间防效及其与多菌灵和氰烯菌酯的交互抗性。结果显示：氟唑菌酰羟胺对106株禾谷镰孢菌菌丝生长的EC_（50）值为（0.018 0±0.209 0）mg/L,平均值为（0.072 8±0.025 9）mg/L;对分生孢子萌发的EC_（50）值为（0.052 7±0.473 2）mg/L,平均值为（0.176 0±0.059 6）mg/mL;且其EC_（50）值频率分布均呈单峰曲线,因此可分别将菌丝生长和孢子萌发的平均EC_（50）值作为禾谷镰孢菌对氟唑菌酰羟胺的敏感性基线。初步的交互抗性测定结果表明,抗多菌灵或氰烯菌酯的菌株对氟唑菌酰羟胺均未表现出抗性。田间试验显示,氟唑菌酰羟胺有效剂量200 g/hm^2处理的防效（超过90.0%）显著高于对照药剂氰烯菌酯600 g/hm^2的防效（78.0%）,与空白对照相比增产效果在127%～135%之间。经氟唑菌酰羟胺处理后,小麦籽粒中由禾谷镰孢菌产生的毒素脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）的含量比空白对照降低了55.09%。研究表明,氟唑菌酰羟胺对禾谷镰孢菌呈现出较高的室内活性且田间防效优越,同时还能降低小麦籽粒中DON毒素的含量及提高小麦产量,因此可作为生产中防治小麦赤霉病的替代或后备药剂,同时也可考虑用作为禾谷镰孢菌对多菌灵抗性治理的替代药剂。

25种中草药提取物对棉花黄萎病菌的抑制作用

以棉花黄萎病菌Verticillium dahliae为供试菌种,采用菌丝生长速率法测定了25种中草药乙醇提取物的抑菌作用。结果表明,25种中草药乙醇提取物中,花椒、黄柏和木香的抑菌作用最好,抑制率分别为59.30%、48.29%和45.54%。同时,这3种中草药的乙醇提取物抑菌活性均显著高于石油醚提取物的抑菌活性。在室内毒力测定中,花椒、黄柏和木香的乙醇提取物对供试菌株的EC_(50)分别为3.74,13.98和17.02 mg/mL。

斜纹夜蛾对不同寄主植物的取食和产卵选择研究

为明确斜纹夜蛾的转主为害规律、建立区域监测预警及综合防控体系提供理论依据,选取棉花、大豆、红薯、芝麻和花生共5种大面积种植作物,采用培养皿叶盘法和养虫笼产卵法,分析斜纹夜蛾对不同寄主植物的取食偏好及成虫产卵选择性。结果表明,在非选择性取食试验中,斜纹夜蛾一龄幼虫对棉花、大豆、红薯、芝麻、花生叶片均保持较高的取食率,未表现明显的忌避行为。在选择性取食试验中,斜纹夜蛾一龄幼虫对棉花、大豆、红薯、芝麻叶片的取食率随时间呈先上升后下降趋势,对花生叶片的选择取食率呈逐渐下降趋势;从取食叶片面积可以看出,斜纹夜蛾一龄幼虫对红薯叶片的取食量显著高于其他4种寄主植物,对花生叶片的取食量最少,表明斜纹夜蛾幼虫对不同寄主植物的取食具有选择性,取食喜好顺序为红薯>芝麻>棉花、大豆>花生。斜纹夜蛾雌成虫对5种寄主植物亦表现出显著的产卵选择性,单雌成虫在大豆上的产卵量和卵块数最多,分别为574.9粒和2.2块,花生上最少,分别为36.7粒和0.6块,产卵喜好顺序为大豆>红薯>芝麻>棉花>花生。可见,斜纹夜蛾对5种寄主植物具有不同的选择性,表现出不同的行为节律,幼虫取食和成虫产卵的选择性并不一致。

温度对红铃虫甲腹茧蜂生长发育与繁殖的影响

在实验室条件下,以红铃虫甲腹茧蜂Chelonu spectinophorae Cushman为研究对象,研究了不同温度条件对其生长发育的影响,明确了各虫态的发育起点温度和有效积温。结果表明:红铃虫甲腹茧蜂从卵至幼虫期的发育起点温度为11.8℃,有效积温为276.1日·度;蛹期的发育起点温度为13.8℃,有效积温为119.9日·度。在20～36℃范围内,红铃虫甲腹茧蜂卵-幼虫历期、蛹重、化蛹率、羽化率等各生命参数均是随温度的变化表现为先升后降,其在28℃时的历期最短、蛹重最重,化蛹率、羽化率及繁殖力等最高,由此可以推断出其最适温度为28℃。本文为红铃虫甲腹茧蜂的大规模工厂化繁育和田间生物防治应用提供了科学依据。

0.01%芸苔素内酯水剂对水稻生长、产量和品质的影响

以0.01%芸苔素内酯乳油为对照药剂,进行水稻(Oryza sativa L.)生长调节试验,测定0.01%芸苔素内酯水剂对水稻生长和品质的影响。结果表明,从整体上而言,0.01%芸苔素内酯水剂对水稻株高、穗长、每穴穗数和每穗总粒数影响不显著,但可显著提高水稻实粒数、结实率和千粒重,从而显著提高水稻产量。0.01%芸苔素内酯水剂对水稻的直链淀粉含量及垩白粒率影响不显著,但可提高蛋白质含量,降低水稻的垩白度,从而提高水稻品质。

25%噻虫嗪·咯菌腈·精甲霜灵悬浮种衣剂对棉花立枯病和猝倒病防效评价

对25%噻虫嗪·咯菌腈·精甲霜灵悬浮种衣剂172.5、345、517.5 g/100 kg种子3个处理浓度,对照药剂25 g/L咯菌腈悬浮种衣剂及350 g/L精甲霜灵种子处理乳剂防治棉花立枯病和猝倒病防治效果进行评价。结果表明,25%噻虫嗪·咯菌腈·精甲霜灵悬浮种衣剂517.5 g/100 kg种子对立枯病和猝倒病防效分别为93.3%和92.7%,与对照药剂25 g/L咯菌腈悬浮种衣剂有效成分用药量20 g/100 kg种子的防效相当,具有较好的推广应用前景。

麦田恶性杂草猪殃殃与冬小麦的竞争临界期研究

建立小麦苗后有或无猪殃殃（Galium aparine var．tenerum）天数与小麦产量损失率之间的函数关系．探讨湖北省小麦田恶性杂草猪殃殃与冬小麦的竞争临界期。结果表明，湖北省小麦田猪殃殃与冬小麦的竞争临界期为小麦苗后16—97d，即此时为防除猪殃殃的最佳时期，小麦处于3叶期至8-9叶期，为田间猪殃殃密度及生物量的快速增长期。在此竞争临界期内保持田间无草，能保证猪殃殃造成的小麦产量损失率低于3％。

基于文献计量学的小麦条锈病研究态势分析

采用文献计量学方法,基于Web of Science(WOS)平台的SCI-E和CNKI数据库中小麦(Triticum aestivum L.)条锈病相关研究的文献数据,从文献年代分布、文献学科分布、主要刊文期刊、核心作者、主要研究机构和高引论文等方面着手分析,并结合信息可视化软件CitespaceⅢ绘制小麦条锈病研究领域的知识图谱,分析和总结其发展趋势与研究热点。WOS数据库中,小麦条锈病研究文献近年来呈现快速上升趋势,其中,发文量前5位的国家为中国、美国、澳大利亚、墨西哥和加拿大,发文量占比均超过5%,中美两国发文量则分别超过30%,远高于其他国家和地区;在发文量前5位的机构中,华盛顿州立大学发文量位居榜首,其次为西北农林科技大学、悉尼大学、中国农业科学院和墨西哥国际玉米与小麦改良中心。发文学科主要分布在植物科学、农学、遗传、生物技术与应用微生物学,以及生化与分子生物学等领域。发文量前10位的期刊累计发文量高达47.809%,其中植物病理学(11.264%)、理论与应用遗传学(9.286%)和荷兰植物育种杂志(7.653%)发文量遥遥领先。从CNKI数据库看,西北农林科技大学和中国农业科学院发文数量居绝对主导地位,分别占24.786%和13.579%,而发文量前10名的期刊则囊括了47.659%的发文量,发文量最高的为《麦类作物学报》,占总发文量的9.031%。在小麦条锈病领域研究中,无论发表论文绝对数量,还是排名靠前的核心作者占比、核心机构占比和近期高突现度论文占比等方面,中国和美国都居于主导地位。小麦条锈病研究在分子标记和品种IR34两大聚类发表论文最多,研究持续时间最长;最近的热点则体现在尖端坏死、序列分析和生物防控3个方面。