5种植物提取物及残体对棉花黄萎病菌的抑制作用

【目的】研究5种植物提取物和残体对大丽轮枝菌的抑制作用,为利用生物熏蒸技术防治棉花黄萎病提供依据。【方法】以棉花黄萎病主要致病菌大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)XJ2008菌株为试材,测定韭菜、葱、薄荷、藿香和薰衣草5种植物的甲醇、水提取物,对大丽轮枝菌菌丝生长和孢子萌发的抑制作用,并将植物残体以质量分数2%添加到600g基质与田园土的混合样中混匀后,测定植物残体对大丽轮枝菌微菌核萌发的影响。【结果】5种植物提取物均对大丽轮枝菌的菌丝生长和孢子萌发有明显的抑制作用,随着植物提取物质量浓度的增加,抑制作用增强,甲醇提取物的抑菌作用略强于水提取物;韭菜提取物的抑制作用最强,藿香次之。植物残体对大丽轮枝菌微菌核的萌发有明显抑制作用,其中藿香残体的抑制作用最强,薄荷、韭菜次之,薰衣草最弱。【结论】韭菜、藿香对大丽轮枝菌的抑制作用十分明显,有作为生物熏蒸材料的潜力和应用前景。

云芝葡聚糖对烟草马铃薯Y病毒的抗性研究

【目的】研究云芝葡聚糖对烟草马铃薯Y病毒(PVY)的抑制作用,为新型杀菌剂云芝葡聚糖水剂的开发应用提供依据。【方法】以PVY枯斑寄主苋色藜(Chenopodium amaranticolor)、系统寄主心叶烟(Nicotiana glutinosa)为材料,采用枯斑法、叶圆片法及室内盆栽试验,测定云芝葡聚糖的抗PVY活性及其诱导抗病性,同时测定其对烟草防御酶POD、PAL活性的影响。【结果】云芝葡聚糖对PVY具有很强的预防作用和诱导抗性,700μg/mL云芝葡聚糖的预防效果达73.98%,诱导抗性达59.84%;对PVY有一定的钝化和抑制增殖作用,其中700μg/mL云芝葡聚糖对PVY的钝化效果为28.79%,对PVY的增殖抑制率达40.25%;云芝葡聚糖处理能提高烟草叶片POD和PAL活性;室内盆栽试验结果表明,云芝葡聚糖对PVY寄主表现出很强的保护活性,保护效果优于治疗效果,接种病毒14d后1.1%云芝葡聚糖水剂300倍液的保护、治疗效果分别为73.33%和38.46%。【结论】云芝葡聚糖是一种很强的免疫增强剂,对PVY的抑制作用显著,提前施用对寄主可起到很好的保护作用。

2006-2010年陕西省小麦条锈菌生理小种变化动态

为了系统监测陕西省小麦条锈菌生理小种变化动态,2006-2010年采用全国通用的19个鉴别寄主对采自陕西省8个市(区)27个县(区)的1 065份条锈菌标样以及甘肃省天水地区的100份标样进行了鉴定。共监测到已知生理小种(致病类型)30个,分别是条中17、20、21、22、23、27、28、29、30、31、32、33号,Hybrid46类群的HY-4、5、6、7、8、9,水源11类群的水11-1、2、3、4、5、6、7、8、10、11、12和13。其中,条中33号和32号分布范围广,出现频率高,致病性强,为陕西省优势流行小种。其次为水11-4、水11-5、水11-7和条中31号。条中31号之前的小种出现频率低,而且年度间不稳定,已成为次要小种或稀有小种。因此,目前陕西省小麦抗条锈病育种应以条中33号和32号为主要对象,兼顾水11-4、水11-5、水11-7和条中31号。

小麦蒜氨酸酶基因TaAly1的克隆及表达特征分析

【目的】克隆小麦蒜氨酸酶基因CDs区,并对其进行序列特征分析和实时定量表达检测。【方法】采用电子延伸结合RT-PCR方法,从小麦叶片分离出蒜氨酸酶基因,网络资源分析其序列特征,实时定量PCR技术检测其在不同条件下的表达情况。【结果】克隆到1个小麦蒜氨酸酶基因TaAly1,其开放阅读框全长1 023bp,编码340个氨基酸,与水稻和玉米蒜氨酸酶基因的同源性为70%,其基因组DNA序列含有3个内含子;TaAly1在小麦幼苗根部几乎不表达,在叶部表达量最高,其次是茎部;植物激素GA、MeJA、SA处理及条锈菌接种和干旱、低温处理,均能诱导该基因的表达量迅速增加。【结论】成功克隆了小麦TaAly1基因的CDs区,该基因可能通过依赖GA、Me-JA和SA的信号通路参与小麦与条锈病的互作。

陕西省苹果树腐烂病周年消长及分生孢子传播规律研究

【目的】探索苹果树腐烂病流行规律及生产实践中有针对性的防治该病害。【方法】采用果园定点定期调查与分生孢子捕捉的方法,调查苹果树腐烂病周年消长动态及病斑周年扩展规律、分生孢子周年传播规律。【结果】苹果树腐烂病一年四季均可发病,每月调查都有新生病斑出现和老病斑的扩展,发病高峰期为11月、12月和翌年2月、3月,病斑扩展高峰期为3-5月。分生孢子在树冠高度以内周年均可传播扩散,传播高峰期为2-6月。【结论】根据调查结果,确定苹果树腐烂病的防治应该以预防为主,防治的关键时期应为6-9月。

不同药剂对苹果霉心病和心腐病菌室内抑菌效果评价

【目的】筛选防治苹果果实主要病害的苹果霉心病和心腐病的有效药剂。【方法】选择3%多抗霉素、1.5%噻霉酮、4%农抗120和25%氰烯菊酯4种药剂,采用菌丝生长速率法,对引起苹果果实霉心病和心腐病的主要病原菌进行室内抑菌活性测定。【结果】120μg/mL 3%多抗霉素对链格孢、树状链格孢、细极链格孢、枝状枝孢和粉红聚端孢的抑制效果较好,抑制率均达到90%以上,而对复合侵染致病的细极枝孢、层出镰刀菌和团聚茎点霉的抑制效果不佳。300μg/mL 1.5%噻霉酮对链格孢、树状链格孢、枝状枝孢和粉红聚端孢的抑制效果较明显,抑制率均可达90%以上,而对细极链格孢、细极枝孢、层出镰刀菌和团聚茎点霉的抑制效果不佳。400μg/mL 4%农抗120仅对粉红聚端孢表现出较高的抑制活性,抑制率为94.2%。多抗霉素在推荐使用质量浓度30μg/mL时对链格孢、树状链格孢、细极链格孢、枝状枝孢和粉红聚端孢的抑制率可达80%以上,对层出镰刀菌几乎无抑制效果。在推荐使用质量浓度37.5μg/mL时,噻霉酮对枝状枝孢和粉红聚端孢菌丝生长的抑制率在70%以上。在田间推荐使用质量浓度200μg/mL时,农抗120仅对粉红聚端孢表现较好的抑制效果,抑制率为88.2%。氰烯菊酯对木贼镰刀菌、层出镰刀菌、禾谷镰刀菌和三线镰刀菌均有良好的抑制效果,对前3种病原菌的EC50均小于0.1μg/mL,对三线镰刀菌的EC50为0.227 7μg/mL。【结论】多抗霉素、农抗120、噻霉酮及氰烯菊酯对苹果霉心病与心腐病的主要病原菌分别有不同的抑制效果,可通过混合或间隔施用对该类病害进行有效防治。

不同地理种群麦长管蚜3种次级共生菌检测与系统发育分析

【目的】次级共生菌Serratic symbiotica(PASS)、Hamiltonella defensa(PABS)、Regiella insecticola(PAUS)广泛存在于蚜虫体内。研究其在我国麦长管蚜(Sitobion avenae(Fabricius))体内的感染情况及遗传多样性,为进一步研究感染次级共生菌对麦长管蚜的生态学和生物学影响奠定基础。【方法】利用16SrDNA特异引物,对陕西杨凌、安徽滁州、陕西五丁关、河南郑州、山西太谷和新疆石河子6个地理种群麦长管蚜体内PASS、PABS和PAUS共生菌进行了Long-PCR检测、测序和系统发育分析。【结果】(1)所有6个地理种群均感染PASS和PAUS(感染率均为100%),而陕西杨凌、安徽滁州、新疆石河子3个地理种群感染PABS(感染率15%~70%),其余3个地理种群均未感染PABS。(2)16SrDNA序列的比对分析表明,感染PASS、PABS和PAUS的6个地理种群的株系均具有高度一致的序列。(3)基于16SrDNA序列构建的系统发育树表明,我国麦长管蚜体内感染的这3种次级共生菌中,PASS和PABS共生菌的亲缘关系较近。【结论】PASS和PAUS广泛存在于中国不同地理种群麦长管蚜体内,且具有较低的遗传多样性。

苹果树腐烂病菌T-DNA插入突变体表型及致病突变体研究

【目的】筛选苹果树腐烂病菌T-DNA插入表型或致病突变体,为研究该病菌的表型及致病相关基因提供起始材料。【方法】从建立的T-DNA插入突变体库中,随机挑选230株突变体菌株进行表型观察及致病性测定,并对部分致病突变体进行TAIL-PCR侧翼扩增。【结果】大部分的突变体与野生型菌株03-8在表型及致病性方面无明显差异,仅30.87%的突变体表现出了明显的变化;其中16株突变体(占突变体总数的6.95%)致病性发生了明显的增强,而表型与03-8相比无明显的变化;20株突变体(占突变体总数的8.69%)致病性与03-8无显著性差异,但是表型发生了明显的变化;16.1%的突变体则同时表现出表型及致病性的显著差异,其中28株表现为致病性显著降低,7株致病性丧失。通过对15株致病突变体侧翼序列的扩增,获得了7条T-DNA侧翼序列,其中突变体X912的侧翼序列被注释为黄曲霉(Aspergillus flavus)阿魏酸酯酶B前体。【结论】获得了多个不同的苹果树腐烂病菌表型或致病突变体,为研究该病菌的生长发育及致病相关基因奠定了良好的基础。

苹果短链脱氢酶基因MdSDR响应腐烂病菌侵染的功能研究

短链脱氢/还原酶(SDR)是一类NAD(P)(H)依赖的氧化还原酶,负责催化生物体内各种代谢活动的氧化还原步骤。为了探究苹果(Malus domestica)SDR(MdSDR)蛋白的功能,利用农杆菌介导的苹果组培苗瞬时转化技术在苹果叶片中瞬时表达MdSDR,然后通过刺伤接种法研究过表达MdSDR对叶片抗病性的影响;利用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)技术检测瞬时表达MdSDR后苹果中脂肪酸生物合成相关基因的表达水平;利用气相色谱分析技术检测瞬时表达MdSDR苹果叶片中的脂肪酸含量;利用尼罗红染色检测苹果叶片中的脂滴(LDs)积累情况。结果表明,瞬时表达MdSDR显著增强了苹果叶片对腐烂病菌(Valsa mali)的抗病性,试验组叶片病斑直径相比对照组减小约14.46%(P<0.001);瞬时表达MdSDR后苹果叶片中脂肪酸生物合成相关基因的表达显著上调(P<0.001),其中MdACCase上调48.41倍,MdKAR上调129.79倍,MdENR上调168.20倍,MdHAD上调8.67倍,MdβCT、MdKASⅠ和MdKASⅡ均上调约5倍;然而过表达MdSDR后苹果叶片中脂肪酸的积累水平无显著变化(P>0.05);进一步研究发现,过表达MdSDR后苹果叶片中调控脂滴合成的基因MdSEIPIN显著上调表达(P<0.05),脂滴数量大量增加。本研究初步证明MdSDR能够通过促进脂肪酸的合成,间接提高脂滴的数量,从而提高苹果的抗病性,为苹果抗性品种的研究提供了一定的理论基础。

禾谷镰刀菌组蛋白乙酰转移酶FgHat1在DON毒素生物合成中的功能

由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病是小麦最主要的真菌病害之一。禾谷镰刀菌侵染小麦时分泌脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)真菌毒素,威胁人畜健康。本研究通过对组蛋白乙酰转移酶基因FgHAT1的功能研究,发现该基因编码的蛋白定位于细胞核并调控组蛋白H4的乙酰化。Fghat1敲除突变体在生长发育和致病过程中表现正常,但毒素合成存在显著缺陷。敲除FgHATI导致参与DON毒素合成的TRI基因转录水平降低,突变体产毒相关的细胞分化也表现异常。外源添加cAMP可以有效回复突变体的产毒缺陷,表明FgHat1对毒素的调控与cAMP信号通路有关。研究结果表明组蛋白表观修饰和胞内信号通路之间存在联系,这两者的交叉互作对DON毒素合成的精确调控至关重要。

禾谷镰刀菌蔗糖转运蛋白FgSut1和FgSut2的鉴定及功能研究

小麦赤霉病是以禾谷镰刀菌为优势种的镰刀菌复合种群引起的一种影响小麦产量和粮食安全的重大真菌病害。蔗糖转运蛋白在禾谷镰刀菌中的功能尚不明确。本研究通过与裂殖酵母蔗糖转运蛋白Sut1的氨基酸序列同源比对鉴定到禾谷镰刀菌蔗糖转运蛋白FgSut1和FgSut2,通过基因敲除获得禾谷镰刀菌的Fgsut1、Fgsut2突变体和Fgsut1Fgsut2双敲突变体。研究表明:Fgsut1、Fgsut2突变体和Fgsut1Fgsut2双敲突变体的营养生长、产孢、有性生殖和产毒过程均没有出现缺陷。在葡萄糖为单一碳源的培养基上Fgsut1突变体的生长速率减缓,Fgsut1Fgsut2双敲突变体生长速率下降更显著。Fgsut1Fgsut2双敲突变体在果糖和麦芽糖为碳源的平板上生长速率减缓,说明FgSut1和FgSut2对碳源的利用存在功能的分化和冗余。在小麦穗和小麦胚芽鞘接种实验中,Fgsut2突变体和Fgsut1Fgsut2双敲突变体的致病力降低,说明FgSut2可能在禾谷镰刀菌侵染过程中发挥主要作用,FgSut1和FgSut2在侵染过程存在功能冗余。本研究将禾谷镰刀菌在生长发育过程中对碳源吸收、毒素合成及致病建立联系,丰富了禾谷镰刀菌对碳源利用机制的研究。

小麦品种贵农22抗条锈基因的遗传分析及分子标记

贵农22是由簇毛麦、硬粒小麦以及普通小麦杂交选育而成的普通小麦品种,其对我国目前所有已知条锈菌生理小种均表现高度抗病。为了明确其抗条锈性遗传基础,并对抗条锈基因进行分子作图,本研究选用条锈菌重要小种CYR29、CYR30、CYR32、CYR33和Su11-11,对贵农22与条锈病感病品种辉县红或铭贤169杂交F2代、BC1F1代、BC1F2代进行抗锈性遗传分析,并对贵农22控制Su11-11抗病性的1对隐性基因进行SSR标记。结果表明,贵农22至少含有3对抗条锈病基因。利用272株贵农22/铭贤169 BC1 F2群体筛选到2个与贵农22控制Su11-11抗性的隐性基因连锁的SSR标记Xwmc44和Xcfa2147,遗传距离分别为5.1和7.3 cM,并将抗病基因定位于小麦1BL上,暂命名为YrGn22。基因来源、抗病性分析以及分子检测结果表明,YrGn22不同于1BL上的已知小麦抗条锈病基因Yr3、Yr9、Yr21和Yr29,可能是1个新基因。

条锈菌诱导的小麦EF手钙离子绑定蛋白基因TaCab1的功能初步分析

根据小麦EF手钙离子绑定蛋白(TaCab1)基因序列,利用WMD3软件设计特异的人工miRNA(amiRNA),构建VIGS沉默载体。利用amiRNA-VIGS体系,对小麦的TaCab1基因的功能进行了初步分析。利用Northern blot和实时定量PCR技术分别检测了amiRNA的积累及TaCab1的沉默效率,并利用显微观察技术统计条锈菌侵染小麦后的组织学差异。结果表明,amiRNA可以得到有效的积累,其靶标基因TaCab1可以得到有效的沉默。从表型上看,小麦叶片上条锈菌夏孢子的产孢量也在一定程度上有所降低。组织学观察发现当TaCab1被沉默后,寄主细胞的坏死面积在侵染后期明显增大,条锈菌的菌丝分枝数也明显增多,但菌丝长度明显变短。