不同抗性棉花品种根系分泌物及酚酸类物质对黄萎病菌的影响

 对来自新疆的5个抗黄萎病性不同的棉花品种根系分泌物进行收集分析,测定其对黄萎病菌生长的影响。结果表明：抗病品种的根系分泌物能抑制黄萎病菌生长,与对照相比,其处理菌落直径减少2%～40.00%;耐病品种根系分泌物前期促进菌丝生长,后期表现为抑制作用;感病品种根系分泌物能促进病菌生长。HPLC检测棉花根系分泌物的酚酸有没食子酸、绿原酸、香草酸和对-香豆酸,不同品种其含量有一定差异。在PDA培养基中加入外源酚酸测定其对黄萎病菌生长的影响,发现绿原酸和对-香豆酸在各浓度均抑制病菌生长;香草酸在低浓度(<400 mg·L^-1)时前期促进,后期抑制,高浓度时始终抑制病菌生长;浓度小于800 mg·L^-1时没食子酸对菌丝有明显促进作用。     

根癌农杆菌介导转Bt基因苎麻的获得及其抗虫鉴定

采用本研究室建立的根癌农杆菌介导的高效遗传转化体系,转化苎麻优良品种芦竹青,获得了转Bt基因苎麻候选植株。通过PCR和Southern杂交等分子检测,证明Bt基因已经整合到部分候选植株基因组中。选取PCR和Southern杂交均为阳性的部分株系(T₀)种植在大田,对这些植株进行室内抗虫鉴定并考察其主要农艺性状和品质性状,次年对T₁代植株进行PCR和Southern杂交检测。结果表明, 与对照相比,T₀代转Bt基因苎麻植株的抗虫性均强于对照,部分株系的抗虫性显著强于对照植株;且基本保持了亲本的优良性状;T₁代植株中也含有Bt基因,表明Bt基因能稳定遗传,且T₁代植株在大田的抗虫性明显强于非转基因植株。     

农抗120与多菌灵混配对棉花枯萎病菌的增效作用研究

 . 为了开发农抗120与多菌灵混配杀菌剂新品种,在室内用平皿菌落直径法测定了农抗120与多菌灵混配对棉花枯萎病菌的联合毒力与增效作用。结果表明,农抗120和多菌灵对棉花枯萎病菌EC₅₀值分别是407.4 mg·L^-1和574.5 mg·L^-1 ,多菌灵的毒力小于农抗120;农抗120与多菌灵以1：1～2：1混配增效系数（SR）为1.99～2.19,具有显著增效作用。其中,农抗120与多菌灵1∶2混配增效系数最大,达2.19,为最佳混配增效比例。实验结果为混配杀菌剂有效防治棉花枯萎病提供了一定的科学依据。     

外源激素对棉花前期生长发育的影响

 以鲁棉28为材料,在大田条件下设置吲哚乙酸（IAA）5 mg·L^-1、10 mg·L^-1,6-苄基腺嘌呤（6-BA）50 mg·L^-1、100 mg·L^-1,赤霉素（GA）20 mg·L^-1、50 mg·L^-1 6个不同浓度水溶液处理,以清水为对照,在苗期至蕾期叶面喷施3次,研究外源激素对棉花前期生长与发育的影响。结果表明,外源激素处理后,棉花主茎纵向生长速度缓于对照,茎粗大于对照。50 mg·L^-1 GA处理的棉株出叶速度、单株叶面积高于对照。6个处理的棉株主茎功能叶叶绿素SPAD值均高于对照。不同浓度IAA、GA处理均促进棉花现蕾,其中20 mg·L^-1 GA处理棉花单株现蕾数多于对照。本试验条件下,苗期叶面喷施IAA 和GA能协调棉花营养与生殖生长,促进蕾的发育,GA处理效果优于IAA处理,其中20 mg·L^-1GA效果最佳,6-BA处理未能促进棉花现蕾。     

大田棉花真叶叶柄组织培养特性研究

 利用已建立的叶柄组织培养体系,对大田棉株不同发育时期、不同部位的叶柄进行组织培养研究。叶柄和无菌苗下胚轴愈伤组织诱导培养基为MSB+IAA 0.1 mg·L^-1+KT 0.1  mg·L^-1+2,4-D 0.1 mg·L^-1+Glucose 30 g·L^-1+Gel 2 g·L^-1(pH 5.8);叶柄愈伤组织分化培养基为MSB+IAA 0.05 mg·L^-1+KT 0.05 mg·L^-1+Glucose 30 g·L^-1+Gel 2 g·L^-1(pH 6.5);无菌苗愈伤组织分化培养基为MSB+IAA 0.02 mg·L^-1+KT 0.04 mg·L^-1+Glucose 30 g·L^-1+Gel 2 g·L^-1(pH 6.5)。研究发现棉花主茎叶叶柄、果枝叶叶柄、营养枝叶叶柄在愈伤组织生长速度方面有一定差异,在愈伤组织诱导和分化方面,除严重衰老叶片的叶柄外,其它部位差异不显著。不同来源的胚性愈伤组织在MSB+6-BA 0.05 mg·L^-1+KT 0.02 mg·L^-1+Sucrose 30 g·L^-1+Gel 2 g·L^-1（pH 6.5）培养基上,均能得到胚状体,并获得再生植株。可见棉花叶柄是优良的组织培养外植体。     

新疆海岛棉的丛生芽诱导和茎尖遗传转化的研究

 以新疆海岛棉新海17号、新海14号、85H为材料,对海岛棉器官发生再生体系和遗传转化进行研究。结果表明：茎尖系统再生能力强,茎尖组培成苗率可达90.5%。在MSB5培养基中,6-BA浓度为0.5 mg ·L^-1时,芽诱导率最高;但每个外植体的出芽数所需的最佳浓度是1.5 mg·L^-1;当浓度为2.0 mg ·L^-1时,开始有抑制出芽的现象;每个外植体最多能诱导4个芽。用农杆菌介导法转化棉花的茎尖,对侵染的损伤和Kan的耐受能力强,对Kan棉花的茎尖选择压达100 mg· L^-1;抗性绿苗率可达88.9%。     

转phyA基因棉花纯合株系筛选及其对土壤有机磷的利用能力

 为了获得转植酸酶基因（phyA）棉花高代纯合株系并验证其利用土壤中有机态磷的能力,对实验室获得的转phyA基因T₄代材料进行了PCR筛选,在水培条件下研究了纯合株系植株根际分泌的植酸酶活性,并在田间进行了植株磷含量和棉花产量性状分析。结果表明,在PCR筛选的4个株系中,有2个株系为纯合株系,其后代均为PCR阳性植株。在以植酸盐为唯一磷源条件下,高表达phyA的转基因株系的植酸酶活性较野生型增加了1.5倍,不同生育时期转基因株系植株叶片磷含量中L6株系增加最多,苗期、现蕾期、花铃期和吐絮期分别增加了4.5%,5.95%,5.45%和8.73%。     

抗纹枯病、赤霉病的转TaPIEP1基因小麦的分子鉴定与选育

小麦纹枯病(主要病原为禾谷丝核菌)和赤霉病(主要病原为禾谷镰刀菌)已成为我国小麦生产的重要病害。TaPIEP1是从小麦中分离到的1个病原诱导的基因,其编码蛋白是可与GCC-box顺式元件结合、转录激活型的ERF转录因子。本研究以8个转TaPIEP1基因小麦株系的T₄和T₅代植株为试材,进行了外源转TaPIEP1基因的PCR检测、Southern杂交、RT-PCR与Q-RT-PCR的分析以及纹枯病菌、赤霉病菌接种与抗性鉴定。结果表明,外源TaPIEP1基因在转基因小麦中能够稳定遗传,以单拷贝或双拷贝整合到7个转基因小麦株系基因组的不同位点;外源TaPIEP1基因在转基因小麦中能超量表达;与受体扬麦12相比,TaPIEP1表达水平高的8个转基因小麦株系对纹枯病抗性显著提高,4个株系中一些材料对赤霉病抗性显著提高,3个株系中一些材料兼抗纹枯病和赤霉病,说明TaPIEP1正向参与了小麦对纹枯病和赤霉病抗性反应,利用该基因通过基因工程可创制抗纹枯病、赤霉病的小麦新种质。     

新陆早42号体细胞胚发生和植株再生

 以新陆早33号为对照研究新疆主栽品种新陆早42号的体细胞胚胎发生。研究表明,所用4种激素组合均能有效诱导愈伤组织,但二者仅在经过IBA 1.0 mg·L^-1+KT 0.5 mg·L^-1和2,4-D 0.1 mg·L^-1+KT 0.1 mg·L^-1两种激素组合诱导初生愈伤后,才能胚胎发生。新陆早42号在IBA 1.0 mg·L^-1+KT 0.5 mg·L^-1培养基上46 d就开始胚胎发生;新陆早33号则不能直接胚胎发生,需继代到MSBP培养基上培养48 d才有胚胎发生。经2,4-D 0.1 mg·L^-1+KT 0.1 mg·L^-1组合培养的愈伤均需要继代到MSBP培养基上培养才能胚胎发生,新陆早42号和新陆早33号胚胎发生的最早时间分别是71 d和81 d。胚性愈伤在铺有滤纸的MSBF培养基上分化成胚并发育成再生植株。新陆早42号在140 d有根系发育良好的能嫁接植株（株高 7～8 cm）,而新陆早33需180 d。即成功建立了新陆早42号的再生体系,且其胚胎发生能力和再生能力均优于对照。     

陇绿棉3号胚性愈伤组织的诱导及植株再生

 以陇绿棉3号为试验材料,针对从外植体培养到胚状体发生及分化成苗整个组织培养过程的不同阶段,研究探索绿色棉—陇绿棉3号的再生条件,获得再生植株,为拓宽彩色棉再生基因型和转基因研究奠定了基础。研究结果表明：陇绿棉3号外植体的最适培养条件为暗4 d/光2 d处理;愈伤组织诱导最佳激素组合为0.1 mg·L^-1 2,4-D+0.05～0.3 mg·L^-1 KT或0.1 mg·L^-1 2,4-D+0.1 mg·L^-1 KT+0.1 mg·L^-1 IAA的MSB培养基（MS培养基无机盐+B5培养基有机成分）;愈伤分化的最适条件为MSB中添加1.9 g·L^-1 KNO3和2.0 g·L^-1凝固剂gelrite;胚性愈伤增殖培养基为MSB（NH4NO3减半）中添加1.9 g·L^-1 KNO3并添加1.8 g·L^-1凝固剂gelrite、0.1 g·L^-1天冬酰胺和0.1 g·L^-1谷氨酰胺。在去除NH4NO3,添加0.1 mg·L^-1 KT和0.4 mg·L^-1 IBA的MSB培养基上,胚胎发生率和子叶胚萌发率均达到峰值,且子叶胚在1/2 MSB培养基上可成功分化成苗。     

农杆菌介导转化大丽轮枝茵的体系优化

为了揭示大丽轮枝菌的遗传变异和致病机理,以含潮霉素为抗性筛选标记、绿色荧光蛋白GFP为报告基因载体,优化了农杆菌介导转化大丽轮枝菌的遗传转化体系,获得了大丽轮枝菌菌株V991和BP2含绿色荧光蛋白GFP的转化子,转化率达到100×10-6～550×10-6.优化的转化条件为:农杆菌以IM液体培养基调节浓度至OD600=...     

大丽轮枝菌致萎毒力指示菌的筛选及拮抗作用初探

为了筛选可指示Verticillium dahliae致萎毒素毒力大小的指示菌,并对致萎毒素抑制指示菌生长的机理进行初步探讨,采用指示菌平板打孔法,对黑曲霉(Aspergillus niger)BF-3758、枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis)、金黄色葡萄球菌(Staphylococcus aureus)、啤酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)等12种具有微生物种属代表性的菌株进行筛选;采用拮抗试验、致萎试验结合显微观察的方法,初步探索了Verticillium dahliae致萎毒素对指示菌生长的抑制作用。结果表明,Verticillium dahliae粗毒素对Aspergillus niger BF-3758的生长具有较强的抑制作用,且该抑制作用和粗毒素对离体叶片的致萎作用具有一致性,并存在一定的量效关系,Aspergillusniger BF-3758菌株可以作为Verticillium dahliae致萎毒素的毒力指示菌;Verticillium dahliae粗毒素可抑制Aspergillus niger BF-3758的孢子萌发和菌丝生长,对成熟菌丝也有破坏作用。上述研究可为评价Verticillium dahliae的致病力提供一种操作简便、耗时短、费用低的生物学方法。     

棉花黄萎病菌与抗黄萎病遗传育种研究进展

简要综述了棉花黄萎病菌及抗黄萎病遗传育种的研究进展。研究表明 ,各地的棉花黄萎病菌均存在致病力的分化 ,其致病机理是病菌侵入棉花后菌丝及孢子在导管内大量繁殖 ,同时刺激邻近的薄壁细胞产生胶状物质及侵填体而堵塞导管 ,使水分和养分运输发生困难 ,更重要的是病菌在棉株体内产生的糖蛋白毒素作用的结果。棉花抗黄萎病的遗传方式争论较大 ,但一般在温室由单一菌系接种鉴定时棉花黄萎病抗性表现为单基因遗传 ,而在田间病圃或用多菌系混合鉴定时 ,棉花黄萎病抗性表现为多基因遗传。由于陆地棉内缺乏高抗黄萎病资源 ,给棉花抗黄萎病育种带来一定困难 ,但 90年代以来 ,已育成 86 - 6、川 73 7、川 2 80 2、豫棉 1 9号、豫棉 2 1号等一些抗黄萎病的新品种。上述抗黄萎病品种在棉花黄萎病综合防治中起了重要作用     

荧光标记基因转化棉花黄萎病菌及标记菌系选育

为了研究黄萎病菌的侵染机制,通过农杆菌介导的转化方法,将绿色荧光蛋白基因sGFP导入落叶型黄萎病菌VD07038,将红色荧光蛋白基因mCherryRFP导入非落叶型黄萎病菌Bp2中,分别获得了具有绿色、红色荧光信号的阳性转化子。经过分子验证和连续继代培养,证明了这些转化子具有遗传稳定的对潮霉素的抗性。通过对转化子的菌落形态、生长速度和致病力进行检测,发现大部分转化子与野生型基本一致,少量转化子发生变异,其中转化子Bp2R-30不能产生微菌核,致病力显著下降。利用荧光显微镜观察了转化子VD07038G-10在感病棉花品种苏棉22幼苗根部的侵染情况。结果表明,在接菌12 h后VD07038G-10的孢子可吸附在根表面;接种7~9 d后,菌丝入侵到棉花根部的维管组织。本研究获得的荧光蛋白标记的棉花黄萎病菌VD07038G-10可用于实时观测黄萎病菌侵染棉花根系的过程,并且可以定量鉴定不同棉花品种对该菌系的抗性,为棉花黄萎病菌抗性鉴定提供一种新方法。     

高毒力大丽轮枝菌VDG1特异分泌蛋白HSSP致病相关功能分析

以棉花高毒力大丽轮枝菌(Verticillium dahliae Kleb.)菌株VDG1和低毒力大丽轮枝菌菌株VDG2基因组测序数据为基础,通过比较基因组学和分泌蛋白预测发现VDG1中1个特异分泌蛋白,将其命名为HSSP。通过PEG介导的原生质体转化方法获得了该基因的敲除突变株ΔHSSP,并以木糖、淀粉、纤维素、果胶、木聚糖和半乳糖为底物模拟分析了其降解细胞壁组分的能力,发现该突变体的果胶酶、木聚糖酶和半乳糖酶活力较野生型显著降低;通过测定菌丝产量和孢子产量,发现HSSP基因对菌丝和孢子的形成均有重要作用;通过定量蘸根接种法在感病棉种军棉1号上测定致病力,发现HSSP基因敲除突变体的致病力与野生型相比明显减弱。上述结果说明HSSP作为高毒力大丽轮枝菌菌株VDG1中1个特异的分泌蛋白在对寄主棉花的致病过程中发挥了重要作用。     

棉花黄萎病菌菌体蛋白与其致病类型的关系

经液休培养获得５个棉花黄萎病菌不同致病类型的菌体培养物，并进行了菌体蛋白的十二烷基硫酸钠－聚丙烯酰胺凝胶电泳（ＳＤＳ－ＰＡＧＥ）分析和氨基酸组成分分析。结果表明，美国落叶型Ｔ－９茵系的菌体蛋白电泳谱带数明显多于我国落叶型菌系ＶＤ－８菌系和３个不同致病类型的代表菌系，除安阳菌系外，其它４个菌系分别具有其蛋白特征带。我国落叶型ＶＤ－８菌系和强致病力类型泾阳菌系的菌体氨基酸含量明显高于中等致病力和弱致病力类型，落叶型和非落叶型菌系在某些氨基酸含量上具有明显差异。     

一种新的棉花黄、枯萎病快速接种方法的研究

 3种不伤根的棉花黄、枯萎病接种方法,即全生育期的田间病圃鉴定法、液体培养棉花苗期孢子悬浮液浸根法和土壤种植棉花苗期孢子悬浮液灌根法进行对比,结果表明,液体培养棉花苗期孢子悬浮液浸根法（接种浓度为10⁷个分生孢子·mL^-1）全周期只需要30 d。通过这种方法,不仅可以鉴定出棉花品种对黄、枯萎病菌的抗、感病性,还可以鉴定不同黄、枯萎病菌菌株的致病力。对比不同浸根接种时间（10 min、20 min、30 min、40 min、50 min、60 min）对结果的影响,发现浸根接种40 min可加快发病,鉴定结果和田间病圃鉴定的比较一致。     

陕西关中地区棉花黄萎菌营养亲和性研究

 由于陕西关中地区的泾阳菌系被定为致病性最强的生理Ⅰ型,本试验采用营养亲和性的方法对陕西关中地区采集的18个菌株以及陕西省植保所提供的新疆和田菌系、陕西泾阳菌系和河南安阳菌系进行了研究。经不同氮源利用的鉴定,结果为：21个菌株共获得364个nit突变株,其中nit1 289个,占总量的79.40%;nitM 72个,占总量的19.78%; nit3仅有3个。经营养体亲和性配对测试,21个菌株可分为3个营养亲合群(VCGs)。 新疆和田菌系属于亲合群2(VCG₂),河南安阳菌系属于亲合群3（VCG₃）。其余的18个菌株属于亲和群1(VCG₁)。B18没有产生突变体。且发现不同菌株营养体亲和产生的亲和带形态有差异,且具一定稳定性。由此可见, 造成陕西关中地区棉花黄萎病发生严重并造成经济损失的主要原因是由于主要致病菌属于VCG₁。     

Effect of Pathogen Synergistic Pathogenicity on Severity of Verticillium Wilt of Cotton

Verticillium dahliae is a soil-borne and vascular pathogen causing Verticillium wilt of cotton, which is one of the most severe diseases affecting cotton production in China. Recently, a soil-inhabiting opportunistic pathogen was isolated and identified as Scopulariopsis gossypii; it could infect the host through wounds and increase disease severity in combination with V. dahliae. S. gossypii was able to form conidia in a nutritionally poor substrate and had similar biological characteristics to other vascular pathogens, while ultrastructure observation also confirmed that it was present in vascular tissue of cotton plants and produced conidia. Nematode activity in soil could cause wounds on the surface of cotton roots resulting in infection by the pathogens. On the basis of our analysis of the biological characteristics and infection process of S. gossypii and its interactions with other pathogens in cotton plants, we propose establishing a research program for multipathogen-host interactions in the cotton rhizosphere, which will enable detailed investigation of the synergistic pathogenesis of S. gossypii and V. dahliae.     

重病田和无病田棉花根组织中细菌群落结构的差异

为了研究黄萎病菌侵染条件下内生细菌群落结构多样性变化,以不同时期健康棉株和感染黄萎病菌(Verticillium dahliae)的棉株根部组织为材料,提取样品总DNA,扩增内生细菌16S r DNA的V3可变区,将扩增产物进行变性梯度凝胶电泳分析,并对21个优势条带进行切胶回收、克隆测序,构建系统发育树。结果表明:不同时期发病棉株和健康棉株样品可以聚成2大类,一是苗期和蕾期的根部样品,二是初花期和结铃期的根部样品;感染黄萎病棉株内生细菌种类多样性下降;BLAST比对结果发现21个克隆序列与Gen Bank数据库中已知16S r DNA基因序列同源性很高(99%~100%),绝大多数属于变形菌门(Proteobacteria),占总克隆序列的80.95%,其他不可培养细菌占19.05%。说明黄萎病菌的侵染能明显影响内生细菌群落结构多样性。