甘蔗种茎热水处理脱除宿根矮化病菌及其对再生苗的影响

50℃2 h热水处理黑皮果蔗、黄皮果蔗和粤糖93-159双芽段种茎,结果表明:黑皮果蔗全部丧失出苗能力;黄皮果蔗出苗时间延迟,但最终出苗率与对照无差异;而粤糖93-159出苗率和出苗速度均不受影响。两个品种的热处理再生苗生长早期株高和茎径均显著低于对照,但随着生长时间的增加,这种差异逐渐缩小。采用高灵敏度的巢式PCR技术检测再生植株体内的宿根矮化病菌,在再生苗生长前期的120 d内所有经热处理植株均呈阴性,其后部分植株呈阳性,至播种200 d时,黄皮果蔗阳性率为50%,粤糖93-159阳性率为100%。试验还发现,种茎热水处理能增强再生植株中后期抗旱能力。本研究指出,虽然种茎热水处理能减少生长早期再生苗体内宿根矮化病菌含量但难以实现所有种茎完全脱菌,在进行脱菌效果评价时,要对生长中后期的再生苗进行检验;生产上采用该措施防病,要充分考虑不同品种耐热性能的差异。     

应用PCR技术检测甘蔗各部位宿根矮化病病菌

甘蔗宿根矮化病(ratoon stunting disease,RSD)是中国甘蔗产区一种主要病害。为保证甘蔗健康种苗生产,应用实验室建立的甘蔗宿根矮化病菌PCR检测技术对甘蔗品种粤糖00-236、新台糖22宿根蔗和其健康种苗各部位进行检测。检测结果表明,两品种宿根蔗的老根、新根、老叶、新叶、叶脉、蔗汁都检测到RSD;茎尖和腋芽部位均未检测出RSD。因此,采取腋芽或茎尖部位进行甘蔗组培生产健康种苗,可有效地除去甘蔗RSD病菌。     

于蔗种茎热水处理脱除宿根矮化病菌及其对再生苗的影响

50℃2h热水处理黑皮果蔗、黄皮果蔗和粤糖93-159双芽段种茎,结果表明：黑皮果蔗全部丧失出苗能力;黄皮果蔗出苗时间延迟,但最终出苗率与对照无差异;而粤糖93-159出苗率和出苗速度均不受影响。两个品种的热处理再生苗生长早期株高和茎径均显著低于对照,但随着生长时间的增加,这种差异逐渐缩小。采用高灵敏度的巢式PCR技术检测再生植株体内的宿根矮化病菌,在再生苗生长前期的120d内所有经热处理植株均呈阴性,其后部分植株呈阳性,至播种200d时,黄史果蔗阳性率为50％,粤糖93-159阳性率为100％。试验还发现,种茎热水处理能增强再生植株中后期抗旱能力。本研究指出,虽然种茎热水处理能减少生长早期再生苗体内宿根矮化病菌含量但难以实现所有种茎完全脱菌。在进行脱菌效果评价时,要对生长中后期的再生苗进行检验;生产上采用该措施防病,要充分考虑不同品种耐热性能的差异。     

甘蔗宿根矮化病菌巢式PCR检测

为了探索甘蔗宿根矮化病快速检测技术,以细菌16S-23S rDNA内转录间隔区(ITS)通用引物ITS1/ITS2为第1轮引物,以甘蔗宿根矮化病菌特异引物Lxx1/Lxx2为第2轮引物,建立甘蔗宿根矮化病菌巢式PCR检测技术。巢式PCR能扩增出438 bp的目的条带,其核苷酸序列与巴西、澳大利亚及美国甘蔗宿根矮化病菌分离物核苷酸序列同源率为100%或99.8%;其检测灵敏度为10fg甘蔗宿根矮化病菌基因组DNA,较常规PCR提高100倍;样品检测结果也表明巢式PCR检测灵敏度明显优于常规PCR,可用于+1片嫩叶和心叶等微量病菌样品的检测。     

应用DB-EIA技术快速检测甘蔗宿根矮化病研究

就甘蔗宿根矮化病DB-EIA检测技术、检测灵敏度、样品蔗汁保存方式及保存时间进行研究。结果表明DB-EIA检测甘蔗宿根矮化病具有操作简单、高效、重复性好、灵敏度高、对蔗汁新鲜度要求不高等优点。该方法检测灵敏度为1～1/10(稀释倍数);蔗汁保存于4℃或-20℃条件下3d,对检测结果无显著影响,-20℃条件下保存45d,大部分样品检测结果不受影响,少部分样品出现假阴性。     

甘蔗宿根矮化病菌实时荧光定量PCR检测方法的建立

 甘蔗宿根矮化病是由Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx)引起的一种世界性甘蔗细菌病害。根据Lxx的Pat1基因保守序列,设计并合成了一对特异性引物Pat1F (5′-GGTTCCATTGCTTACCGATT-3′)/Pat1R(5′-CAAGTTTCGACAGGAACAGC-3′),和一条TaqMan探针(FAM-5′-CCACGGCTACGTCAATTCGGG-3′-TAMRA),建立了一种特异性强、灵敏度高的甘蔗宿根矮化病菌实时荧光定量PCR检测方法。结果表明,本研究建立的实时荧光定量PCR方法,对Lxx的检测最低下限为10² copies·μL^-1。应用实时荧光定量PCR与常规PCR方法对14个甘蔗品种进行Lxx检测,阳性检出率分别为86%和43%,表明实时荧光定量PCR比常规PCR检测方法具有更高的灵敏度。研究结果为甘蔗宿根矮化病的诊断、田间发生动态监测、脱毒健康种苗检测及品种/材料交换检疫检测提供了新技术支撑。     

果蔗脱毒种苗甘蔗花叶病、黄叶病和宿根矮化病分子检测

为监测2016-2017年种植的果蔗脱毒种苗脱毒效果,分别采集广州市南沙区和增城区、湛江市麻章区及华南农业大学甘蔗育种基地共83份果蔗脱毒种苗样本,进行甘蔗花叶病毒(SCMV)、高粱花叶病毒(SrMV)和甘蔗黄叶病毒(SCYLV)RT-PCR检测。结果表明SCMV的阳性样本数为3个,阳性检出率3.61%;SrMV的阳性样本数为0;SCYLV的阳性样本数为78个,阳性检出率93.98%。采用常规PCR和巢式PCR技术对采集于广州市增城区和华南农业大学甘蔗育种基地的30份果蔗脱毒种苗样本进行宿根矮化病菌(Lxx)检测,常规PCR检测阳性样本数为0,巢式PCR检测疑似阳性样本数为8,疑似阳性检出率26.67%。本研究采用茎尖组织培养脱毒技术培育的果蔗脱毒种苗能有效脱除果蔗种苗内的SCMV、SrMV和Lxx,但SCYLV的脱除效果有待进一步研究。     

广东果蔗宿根矮化病菌检测

为探明广东果蔗宿根矮化病发生情况,为果蔗健康种苗生产及推广应用提供科学依据,本研究采用常规PCR与巢式PCR技术分别对广东韶关和广州南沙果蔗产区的主栽品种‘黑皮果蔗’(‘Badila’)及华南农业大学甘蔗育种基地新引进的果蔗品种‘内江蜜蔗’、‘甜城21号’、‘甜城22号’和‘甜城99号’等进行宿根矮化病菌的检测。结果表明,巢式PCR检测的阳性检出率达88.6%,明显高于常规PCR检测(40.4%);广东韶关果蔗产区‘黑皮果蔗’宿根矮化病阳性率为86.8%;广州南沙果蔗产区‘黑皮果蔗’宿根矮化病阳性率为92.7%;华南农业大学甘蔗育种基地新引进的果蔗品种除‘甜城22号’外,其他3个品种‘内江蜜蔗’、‘甜城21号’和‘甜城99号’均感染宿根矮化病菌。甘蔗宿根矮化病已在广东主要果蔗产区普遍发生,健康种苗研究与应用十分必要。     

白条黄单胞菌侵染对蔗叶和蔗茎组织超微结构的影响

本研究利用普通光学显微镜、透射电镜和扫描电镜观察白条黄单胞菌[Xanthomonas albilineans(Ashby) Dowson]侵染后菌体定殖及对甘蔗叶片和蔗茎组织超微结构的影响。结果表明,白条黄单胞菌侵染后叶片的薄壁组织细胞膜裂解,木质部生长受到抑制。叶绿体形状多近圆形,基质片层解体,被膜破坏呈松弛状态,出现大量的原生质膜。扫描电镜可见白条黄单胞菌存在于各个叶肉细胞中,同时在维管束中也发现菌体定殖,特别是木质部导管。蔗茎的维管束被白条黄单胞菌堵塞,使得蔗茎木质化、木栓化严重。本研究有助于理解白条黄单胞菌对甘蔗叶片和蔗茎细胞内细胞器损伤的形态破坏,为白条病防治提供超微形态学依据。     

玉米茎腐病菌毒素对寄主幼苗胚根超微结构的影响

 玉米茎腐病属世界性分布的土传病害,在我国各玉米产区均有发生,目前关于该病的病原学及发生规律研究比较多,但对该病菌毒力因子的作用方式研究较少。     

甘蔗宿根矮化病菌多克隆抗体的制备

 甘蔗宿根矮化病（Ratoon stunting disase,RSD）是甘蔗生产中最为严重的细菌病害之一,常导致感病品种新植蔗减产10%～15%,宿根蔗减产20%～25%,在干旱的情况下感病品种的宿根蔗产量损失可达60%^［1］。RSD病原菌为 Leifsonia xyli subsp.xyli（Lxx）,寄生于甘蔗木质部导管内,革兰氏阳性^［2］,体外分离培养非常困难。该病害自从1944 年首次在澳大利亚昆士兰州的甘蔗品种Q28 上发现以来,在世界各产区普遍发生,现已广泛分布于各甘蔗种植区。该菌主要通过带菌种茎和砍收工具传播^［3］,已感病的蔗株又无明显的外部症状,从而导致该病害无意识地传播,造成病害蔓延,对甘蔗生产危害极大。甘蔗宿根矮化病的检测方法主要有形态学、血清学、分子生物学等方法,血清学由于具有操作简便、准确性高、灵敏度好,同时能够处理大量样品而在国外被广泛采用。目前国内所用的RSD血清全部依赖于国外进口,检测成本高,使得血清学方法无法在国内普及。为此我们分离纯化了RSD的病原菌并制备了RSD的多克隆抗体,为甘蔗宿根矮化病敏感、稳定和快捷的检测提供了必要的保证。     

水稻条纹叶枯病细胞病理变化的观察

 利用透射电子显微镜和免疫胶体金标记技术,观察水稻条纹叶枯病病叶细胞病理变化,病毒粒体、病毒外壳蛋白和病害特异蛋白在寄主细胞中的分布。结果表明,病叶叶肉细胞中线粒体增多,细胞核变大,几乎每个细胞中都有蛋白体,叶绿体基粒片层变稀疏和变粗,或被挤压和变细,或叶绿体解体,基粒片层残留于细胞质中。在叶肉细胞和维管束筛管细胞中发现一些内含体和电子密度较高的物体,在高放大倍数下,可以清楚的看出为点状和丝状结构,其直径约为8nm。免疫胶体金标记显示,病毒外壳蛋白和病害特异蛋白存在于叶绿体、细胞质和细胞核以及细胞壁上,但线粒体中没有发现。     

A stable Leifsonia xyli subsp. xyli GFP‐tagged strain reveals a new colonization niche in sugarcane tissues

Ratoon stunting disease (RSD), caused by the bacterium Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), is one of the most economically important diseases of sugarcane worldwide. Because knowledge on the interaction of Lxx with its host at the microscopic level is limited, the development of tools to monitor Lxx during the colonization process could shed new light on the processes that control disease development. In this investigation, a transformation protocol was optimized and a mutant Lxx strain engineered that stably expressed the gfp gene in sugarcane tissues. In vitro, the growth of the mutant did not differ from that of the wild type. Also, plants inoculated with both strains showed comparable growth and development when analysed 180 days after inoculation (dai). Fluorescence microscopy of roots, stalks, meristems and leaf tissues of Lxx‐GFP‐inoculated plants was performed at 180 dai. In the leaves, Lxx‐tagged cells were observed within the xylem vessels as has been described before but, in addition, they were found in a new niche within the host tissues, in the mesophyll and in the bundle sheath cells surrounding the vascular system. This finding indicates that Lxx is able to move from the xylem to the parenchyma of the leaf cells. This first report of an Lxx mutant expressing a heterologous gene revealed that colonization of sugarcane by this pathogen is not limited to the xylem vessels as commonly reported.     

节水灌溉条件下饲料稻不同施氮水平碳代谢关键酶活性及产量表现

节水条件下,采用田间小区试验研究\"氮中量施肥法\"(N,P2O5,K2O施用量分另4为190,90,100kg/hm2)、\"氮高量施肥法\"(N,P2O5,K2O为210,90,100 kg/hm2)、\"氮低量施肥法\"(N,P2O5,K2O为170,90,100kg/hm2)对饲料稻威优198蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SUS)、腺苷二磷酸葡萄糖焦磷酸化酶(ADPase)活性、光合特性以及产量的影响.结果表明,氮中量施肥法处理水稻旗叶和粒籽中的SPS、SUS、ADPase活性较高;旗叶净光合作用速率较快;叶和籽粒中蔗糖含量较高,蔗糖转化成淀粉的能力较强.氪中量施肥法处理能显著增加水稻的有效德和籽粒产量,有效穗分别比氮高量栽培法和氪低量施肥法提高了7.70%和10.32%,籽粒产量分别比氮高量栽培法和氮低量施肥法提高了12.02%和8.47%.     

甘蔗绵蚜为害损失研究

甘蔗绵蚜Ceratovacuna lanigera Zehntner是现今广泛分布于我国各甘蔗种植区,严重影响甘蔗产量和品质的叶部害虫。为探明现有生产水平条件下甘蔗绵蚜对甘蔗实测产量及糖分的为害损失和对新植宿根出苗的影响情况,给甘蔗绵蚜的科学有效防控提供理论依据和翔实的实测数据。本研究于2014—2016年,选择主栽品种,同田设立为害区和未为害区,调查评估绵蚜为害对新植宿根出苗的影响,甘蔗成熟期分别收砍称量和测定分析甘蔗产量及糖分含量,并计算甘蔗实测产量及糖分损失。研究结果显示,甘蔗实测产量减少2 503~4 123kg/667m~2,平均3 079kg/667m~2;产量损失率为28.5%~45.7%,平均35.9%;出汁率减少2.4%~4.13%,平均3.01%;甘蔗糖分降低5.48%~8.16%,平均6.38%;蔗汁锤度降低6.95~9.05°BX,平均7.66°BX;蔗汁重力纯度降低8.43%~19.97%,平均12.35%;而蔗汁还原糖分则增加1.01%~1.3%,平均1.21%;新植出苗率降低24.7%~27.3%,平均26.0%;宿根出苗数减少3 829~5 083株/667m~2,平均4 456株/667m~2,相对出苗损失率为57.6%~58.0%,平均57.8%。可见,目前云南蔗区甘蔗绵蚜为害造成的甘蔗产量及糖分损失十分严重,甘蔗绵蚜为害已成为现阶段严重影响甘蔗产量和品质的主要挑战之一。研究结果对加强甘蔗绵蚜的科学有效防控和支持中国蔗糖产业的可持续发展具有重要意义。     

菜豆锈病菌侵染对寄主超微结构的作用及菜豆抗锈病的细胞学表现

 在电镜下观察发现,菜豆锈病菌侵染菜豆后,逐步对其超微结构产生影响:寄主细胞发生质壁分离;叶绿体变形;叶绿体的片层结构排列零乱;线粒体脊模糊不清,直至叶绿体解体;线粒体空泡化;少数细胞的细胞壁分解;不同细胞的细胞器堆积在一起。同时,病原菌的侵染激发了寄主抗病性的细胞学表现:供试的抗感菜豆品种都表现为在病原菌侵入位点的寄主细胞壁内侧有高电子致密物质沉积;与吸器母细胞接触的寄主细胞壁加厚以及在吸器颈周围有电子不透明物质形成。只是这3种反应在抗病品种中表现得更加强烈。此外,抗病品种中还有一些特有的抗性特征,如被侵染细胞及其相邻细胞的快速坏死,吸器母细胞侵入位点的寄主细胞壁外侧也有一种高电子致密物质沉积,抗病品种中真菌吸器周围聚集含大量线粒体的寄主细胞的细胞质,且吸器外基质比感病品种中的宽。