烟草根系分泌物趋化微生物的分离鉴定及其对青枯菌的拮抗作用

为研究不同抗性品种烤烟根系分泌物主要趋化微生物与青枯病病原菌的拮抗作用,本研究以青枯病中抗品种K326和高感品种'红花大金元'为烤烟材料,收集并鉴定不同抗性品种的根系分泌物主要物质,分离烟草根系分泌物趋化微生物菌种,通过16S rDNA进行分子鉴定.采用共培养法结合荧光定量PCR检测研究根系分泌物趋化微生物对青枯菌的拮抗作用,明确趋化菌株与青枯菌对根系分泌物物质的利用差异.结果 发现:(1) K326和'红花大金元'根系分泌物中富马酸、棕榈酸、苯甲酸和阿拉伯糖含量显著不同.(2)分别筛选K326和'红花大金元'根际主要趋化微生物2株(K2和K3)和3株(H2,H3和H4),经鉴定,K2、K3分别为中型假食酸菌(Pseudacidovorax intermedius)和高卢根瘤菌Rhizobium gallicum);H2、H3和H4分别为天牛微杆菌(Microbacterium saperdae)、新金色分枝杆菌(Mycobacterium neoaurum)和食芳香族物类诺卡氏菌(Nocardioides aromaticivorans).(3) K2、K3对青枯菌生长具有抑制作用,抑菌率分别为52.97％和46.89％,H2、H3和H4对青枯菌的抑菌率明显低于K2、K3,分别为0～23.82％;Rs对苯甲酸的利用分别是K2和K3的4.24和3.84倍,H2、H3和H4对苯甲酸的利用是K2和K3的3.50～3.05倍,棕榈酸、苯甲酸和阿拉伯糖对H2、H3、H4及青枯菌的生长促进作用高于K2、K3.青枯病中抗品种K326根际微生物对青枯菌具有一定的抑制作用,研究结果为进一步阐明品种对青枯病抗性机制提供了新的理论依据.     

烟草抗青枯病突变体的室内接种鉴定

为探寻更加快速准确的烟草青枯病抗病性室内鉴定方法,为烟草抗青枯病材料的抗病性鉴定、筛选及后续研究提供参考,本研究选用14个经EMS诱变获得的烟草抗青枯病突变体及‘红花大金元’、‘翠碧一号’、‘岩烟97’三个对照品种为研究对象,采用伤根浸泡法接种烟草幼苗,对4种浓度梯度(1×10~6 cfu/m L, 1×10~7cfu/mL, 1×10~8cfu/mL和1×10~9 cfu/mL)的青枯菌菌悬液接种的烟草幼苗的发病情况进行了连续的调查,确定了最适的接种浓度和病情调查时间,并与自然病圃病情调查结果进行相关性分析,系统评价了室内伤根浸泡法在快速评价烟草青枯病抗性中的可行性。结果显示,以浓度为1×10~8 cfu/mL的青枯菌菌悬液进行浸染、接种第12天调查获得的发病情况为主要评价指标,14个供试材料的室内抗病率与田间自然病圃抗病率非常接近,呈极显著正相关,相关系数为0.964。由此可见,室内可控条件下的伤根浸泡法能够真实地反映材料的抗性水平,具有快速、经济、可靠的优点,可以为烟草青枯病抗性鉴定提供科学依据。     

硅和苯并噻二唑诱导烟草抗青枯病机理不同

正为了揭示叶面喷施矿质元素硅和植物诱抗剂苯并噻二唑对烟草抗青枯病的影响机制,西南大学植物保护学院、重庆烟草科学研究所研究人员分析测定了Si和BTH处理后烟株根系青枯病菌及根茎叶的硅含量(质量分数)、叶片防御酶系活性、叶片抗性相关基因的表达量,以及室内、田间烟草青枯病发病情况。结果表明,Si和BTH处理后的烟     

青枯菌侵染后花生体内保护酶活性及白藜芦醇含量的变化研究

以来自花生重组自交系群体的青枯病抗感家系J109和J112为材料,研究了青枯菌接种后在花生叶片和茎中CAT、POD、SOD活性和可溶性蛋白含量等指标以及白藜芦醇含量的变化情况。结果表明,青枯菌侵染后,在接种叶片中,感病家系J112的CAT和POD活性低于对照或与对照一致,而抗病家系J109分别在第3天起和第1天后CAT和POD活性显著高于对照;在茎中,抗病家系J109的CAT和POD活性显著高于感病家系J112和对照;抗感家系在叶片和茎中的SOD活性与对照相比无明显差异;抗感家系茎中可溶性蛋白含量的变化与CAT和POD活性的变化趋势基本一致。因此,CAT和POD活性可以作为花生青枯菌抗性的一个生理指标。接菌后抗感家系白藜芦醇含量与对照相比均有显著提高,且感病家系J112提高程度更大,说明青枯菌侵染可以促进花生中Res含量的提高,但Res含量的高低与花生对青枯菌的抗性反应无关。     

非标记定量蛋白质组学在烟草青枯菌致病性研究中的应用

烟草青枯病是由茄科劳尔氏菌(Ralstonia solanacearum)引起的一种毁灭性的烟草种植灾害,可造成烟草的巨大减产。本实验室应用蛋白质组学中的Shotgun技术、非标记质谱定量方法和MA plot等对致病和非致病青枯菌蛋白质进行了生物信息学分析,从蛋白质组水平研究烟草青枯菌的蛋白质结构和功能,为了解其致病机理和防治提供新的方向。本文采用Shotgun技术在非致病性和致病性菌株中分别找到1628和1346个蛋白质,其中287个为非致病性菌株中特有,15个为致病性菌株中特有。对于两种菌株共有的1341个蛋白质用MA plot方法分析得到了163个显著性量变差异,并采用GO富集分析,显示它们主要定位于细胞外(intracellular part)或与糖代谢相关,为进一步揭示青枯菌侵染烟草的生物学机制提供了有力的支持。     

烟草青枯病抗性突变体‘486-K’的鉴定

为探究快速评价烟草青枯病抗性的室内鉴定体系,并为烟草青枯病抗性突变体遗传规律的研究和选育优质抗性品种奠定试验基础。本研究选用EMS诱变烤烟品种‘翠碧一号’获得的烟草青枯病抗性突变体‘486-K’为研究对象,以野生型品种‘翠碧一号’、感病品种‘红花大金元’和抗病品种‘岩烟97’作为3个对照品种。在安徽和福建病圃开展病情调查,室内接种鉴定采用伤根浸泡法接种烟草幼苗,探究5种青枯菌液接种浓度(OD600=0.1,0.2,0.3,0.4,0.5)的烟草幼苗的发病情况,确定最适的青枯菌液接种浓度。结合田间病情调查结果进行相关性分析,明确室内伤根浸泡法在研究烟草青枯病抗性中的可行性。结果表明,田间与室内病情鉴定发现突变体‘486-K’的病情指数均显著低于‘岩烟97’(P<0.05),认为抗性高于抗病品种‘岩烟97’,室内接种鉴定的最适青枯菌液浓度为3.8×10⁸ cfu/m L(OD600=0.3)。安徽和福建病圃的发病率与室内接种鉴定结果相比,均呈显著正相关(P<0.05),相关系数分别为0.915和0.933,说明室内鉴定采用伤根浸泡法能够准确判定材料的抗性水平。研究结果为其他烟草青枯病抗性材料的鉴定提供理论依据。     

番茄青枯菌遗传多样性及砧木品种抗性评价

番茄青枯病是贵州番茄生产最严重病害之一。为了明确贵州省番茄青枯菌遗传多样性,对分离自贵州省的8株番茄青枯菌的碳水化合物利用、致病性、16S rDNA序列、演化型及序列变种等进行了分析,并评价贵州省番茄青枯菌对17个番茄砧木品种的抗性。结果表明,8株番茄青枯菌属于茄科雷尔氏菌1号生理小种和生化变种3;分子生物学分析结果进一步显示,8株番茄青枯病菌属茄科雷尔氏菌演化型Ⅰ,存在序列变种17和54。对17个番茄砧木品种进行人工接种鉴定,结果显示,17个砧木品种病株率在13.66%～100%之间,其中6个砧木品种对番茄青枯病表现为高抗,4个砧木品种对番茄青枯病表现为抗病,2个砧木品种对番茄青枯病表现为耐病,5个砧木品种对番茄青枯病表现为感病。     

青枯菌诱导下花生基因组DNA表观遗传变化的MSAP分析

以高感青枯病品种中花12号和高抗青枯病品种远杂9102为材料,调查青枯菌接种12 h后花生基因组DNA的甲基化水平和变化模式。甲基化敏感扩增多态性(Methylation-sensitive amplification polymorphism,MSAP)分析表明,正常生长的中花12号和远杂9102的基因组DNA甲基化比率均为35.1%,经青枯菌接种12 h后,中花12号降低到31.3%,而远杂9102的基因组DNA甲基化比率则升高至37.2%。与对照相比,青枯菌接种12 h胁迫下中花12号和远杂9102基因组DNA的甲基化和去甲基化分别为5.9%,12.4%,18.3%,11.9%。由此推测,高抗青枯菌的花生经青枯菌侵染后基因组DNA某些位点的甲基化状态发生变化而使基因表达发生了改变,产生或启动对青枯菌胁迫的能动应激机制。     

烟草青枯病抗性分子标记的研究进展

近年来分子标记逐渐应用到了烟草青枯病抗性研究方面。本文论述了烟草青枯病的症状、病原菌及致病机理,总结分析烟草青枯病抗性遗传机理,比较了常见的几种应用于烟草的分子标记类型,并对烟草青枯病抗性分子标记、烟草遗传连锁图谱、烟草青枯病抗性QTL定位方面的研究进展进行了综述,最后分析和讨论了烟草青枯病抗性分子标记研究与开发中存在的问题以及今后的发展方向。     

外源诱抗剂对烟草青枯病的诱抗效果研究

为研究外源诱抗剂对烟草青枯病的诱抗效果,利用外源水杨酸、核黄素和草酸等诱抗物质处理烟苗,研究3 种物质处理后接种青枯病对相关酶活性、可溶性蛋白含量、病情指数和相对防效的影响。结果表明,3 种诱抗物质均能提高叶片内的苯丙氨酸酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)的活性及可溶性蛋白含量,但却降低了过氧化氢酶(CAT)活性。3 种物质均可诱导烟草对青枯病的抗性,前期以核黄素的诱抗效果较好,平均防效达55.71%（5 天）,且与水杨酸差异不显著;中期（8 天）以水杨酸防效较好,防效为42.20%,显著高于其他2种物质;后期水杨酸的诱抗效果好,平均防效达33.67%（11天）。     

棉花幼苗根系响应NaCl胁迫的差异蛋白组学分析

为了探讨盐胁迫对棉花幼苗根系蛋白表达谱的影响,丰富棉花在分子水平上应对盐胁迫的机理,本研究对盐胁迫下棉花幼苗根系进行差异蛋白组学分析。试验利用1%NaCl模拟盐胁迫,对陆地棉品种‘中棉69’进行72 h处理,利用磷酸盐缓冲液研磨后再用月桂酸辅助三氯醋酸沉淀的方法获得棉花幼苗根系蛋白样品,并进行双向电泳分离,获得了分辨率较高、背景清晰的差异蛋白表达图谱。图谱分析显示,共有36个棉花幼苗根系蛋白点响应盐胁迫,其中16个表达量显著上调,20个表达量显著下调。对其中的10个表达差异的蛋白进行了质谱分析和同源蛋白鉴定,结果显示它们分别为抗坏血酸过氧化物酶、烯醇化酶、谷胱甘肽-S-转移酶、醌氧化还原酶、膜联蛋白AnxGb3、叶绿体Rubiso大亚基蛋白结合α亚基、P23蛋白、果糖激酶、乙醇脱氢酶、腺嘌呤磷酸转移酶1亚型1。本研究结果显示盐胁迫下有部分棉花幼苗根系蛋白显示显著差异表达,表明这些蛋白可能参与棉花抗（耐）盐的信号、代谢途径中。     

山西省小麦苗期根系性状及抗旱特性分析

小麦苗期根系形态是成株期根系分布的基础,与抗逆和产量密切相关,全面认识苗期根系及抗旱特性,对于抗旱优异种质的利用和早期筛选具有重要意义。采用239份山西省小麦品种(系)在土培条件下,研究了苗期根系性状及对水分胁迫的响应。结果表明,正常生长下山西小麦苗期根系性状多样性丰富,地方种变异最大;不同年代品种中,除最大根长随年代略下降外,其他性状均呈先升后降的趋势;不同根系性状对水分胁迫响应存在差异,总根长对水分最敏感,其次为根表面积、根体积和根生物量,最大根长和平均根数不敏感。苗期根系综合抗旱能力随年代呈先降后升的趋势,地方种和20世纪70年代品种多为中抗,80和90年代的品种抗旱性较低,2000年以后审定品种的抗性较高,其中旱地品种抗性最好。苗期根系抗旱特性与产量性状相关分析发现,最大根长、总根长、根体积和根生物量与雨养条件下的千粒重和产量显著正相关,最大根长和根生物量与成株期抗旱性也显著正相关。因此苗期最大根长和根生物量可作为半干旱地区旱地育种过程中抗旱性和产量的早期筛选指标。     

假禾谷镰孢侵染小麦后3种植物激素相关基因的差异表达分析

假禾谷镰孢(Fusarium pseudograminearum)是我国近年新发现的小麦病原真菌,本研究目的是揭示植物激素信号传导途径中相关基因表达对假禾谷镰孢侵染的响应。利用假禾谷镰孢野生菌株WZ2-8A侵染小麦品种周麦24,对接种后5 d和15 d样品进行转录组测序,分析差异表达基因,并对候选基因进行q RT-PCR验证。假禾谷镰孢侵染后,小麦幼苗生长受到明显抑制,根长、株高、根重和地上部分鲜重均显著降低。转录组分析结果表明,植物激素信号传导途径中有29个基因差异表达,涉及到生长素、细胞分裂素和脱落酸3种植物激素。在接种后5 d有11个差异表达基因,其中2个上调,9个下调;在接种后15 d共有25个差异表达基因,其中8个上调,17个下调。在生长素信号传导途径中,生长素输入载体AUX1差异表达,影响生长素的极性运输,从而影响小麦根部的细胞伸长。在细胞分裂素信号传导途径中,起正调控作用的B-ARR上调表达,推测其促进细胞分裂素的信号传导,从而抑制细胞分裂,与生长素协同作用,造成小麦的长势减弱。在脱落酸途径中,脱落酸受体PYR/PYL下调表达;起到负调控作用的PP2C相关基因均上调表达。脱落酸使植物对真菌和细菌的抗性起到负调控作用,其信号传导途径与茉莉酸/乙烯途径相互拮抗,脱落酸信号传导途径的阻遏可能会使茉莉酸/乙烯途径信号通路打开。q RT-PCR结果基本能够和转录组测序结果相拟合,说明在假禾谷镰孢侵染胁迫下,脱落酸的信号传导被抑制可能是中抗品种周麦24对假禾谷镰孢产生一定的抗性的生理基础。     

TMV侵染烟草的早期响应蛋白分析

为了完善烟草花叶病的预警防控体系,分析烟草感染烟草普通花叶病毒后的蛋白质组早期变化,筛选烟草的早期响应蛋白。[方法]采用iTRAQ技术分析了蛋白质组变化,采用qPCR技术检测基因的表达。[结果]蛋白质组分析发现160个差异表达蛋白质,包括有64个上调表达蛋白和96个下调表达蛋白,这些差异表达蛋白质主要与氧化还原平衡调节、RNA降解、叶绿体组成及光合作用、逆境胁迫响应有关;qPCR结果显示这些差异蛋白质的mRNA表达变化趋势与iTRAQ数据基本一致;及时施用抗病毒药剂(氨基寡糖素和吗胍.乙酸铜)和植物诱抗剂(盐酸吗啉胍和氮苷吗啉胍)能够预防和控制烟草花叶病的发生,但同时发现PR10、LHCB、POD、HSP90、14-3-3和AGO1等蛋白的表达也受到了影响。[结论]试验筛选出一些TMV感染相关的烟草早期响应蛋白,不仅有助于阐述烟草花叶病发生的机制,也可用于筛选新的抗病毒药剂和植物诱抗剂。     

烤烟苗期发育特性的基因型差异

以生产中常用的6个烤烟基因型为材料,进行了室内培养和漂浮育苗试验,研究比较烤烟苗期主根发育、侧根发育、生物量、根系活力及叶绿素含量的基因型差异。结果表明,不同基因型的烤烟品种播种后96h、144h主根发育差异显著,192h、240h主根发育差异不显著。不同基因型烤烟的一、二、三、四级侧根发育数量及总长度随苗龄的增加而增多,二级侧根是烟苗吸收养分的主要根群,总长度二级侧根>一级侧根>三级侧根>四级侧根。不同苗龄的烟苗生物量基因型差异不一致。根系活力基因型差异显著,50d苗龄均大于40d苗龄。50d苗龄第5位叶绿素含量的基因型差异不显著,以红花大金元品种的叶绿素含量最高,NC82品种的叶绿素含量最低。     

玉米籽粒早期发育相关蛋白的差异表达特性

玉米籽粒发育早期,代谢活动旺盛,细胞分裂与增大活跃,为后续贮藏物质的合成形成充足库容。为阐明籽粒早期发育的蛋白合成、积累与调控过程,本研究以夏玉米品种登海661为试验材料,在开花期人工饱和授粉后第3、第5、第10天取果穗中部籽粒,利用同位素标记相对定量(iTRAQ)技术分析其蛋白差异表达特性。玉米籽粒早期发育阶段总计鉴定及定量2639种蛋白,这些蛋白涉及多种生物过程与分子功能,其中代谢过程和分子过程是最主要的2个生物过程;催化活性和绑定功能是最主要的2个分子功能,这些生物过程与分子功能对籽粒早期发育具有重要作用。定量分析结果表明137种蛋白在籽粒发育早期显著差异表达,其功能涉及蛋白代谢、胁迫响应、细胞生长与分裂、碳水化合物与能量代谢、转运、次生物质代谢、淀粉合成、转录、油脂代谢、信号转导、氨基酸代谢等。其中,表达差异较大的是与蛋白代谢、胁迫响应、细胞生长与分裂以及碳水化合物与能量代谢相关的蛋白。表达模式聚类结果显示这些不同功能类别的蛋白协同表达,共同调控玉米籽粒的早期发育。     

不同规格育苗盘对烟苗素质及主要生理特性的影响

为进一步提高井窖式移栽烟苗的素质，研究不同规格育苗盘(T1～T5处理)对烟苗素质及主要生理特性的影响。结果表明，与T1处理相比，有气孔的育苗盘(T2～T4处理)可使基质温度早晨升温快、日变幅减小，促进根系的生长发育，提高烟苗素质，根系总长、根体积、整株干重和根冠比分别提高58.05cm、0.05cm³、0.21g和0.04；过氧化氢酶和超氧化物歧化酶活性分别提高3.12和22.29U/mg，可溶性蛋白和叶绿素含量没有显著性差异，过氧化物酶活性略低，烟苗抗逆能力增强；出苗整齐，成苗率达90.83%。不同规格新型育苗盘中，T2处理整体植株表现矮小，T4与T5处理育苗孔较少，育苗成本高。综合来看，T3处理培育烟苗素质较好，适于生产应用。     

蚓粪基质育苗对田间烟草长势和代谢酶活性的影响

以‘K326’烤烟为研究对象,采用漂浮育苗的方式,研究最佳配比的蚓粪基质育苗（30%蚓粪+30%泥炭+20%珍珠岩+20%蛭石）和常规基质育苗对田间烟草幼苗期、团棵期和旺长期长势及代谢酶活性的影响,以期为蚓粪基质育苗的应用提供技术参考。结果表明,在幼苗期,蚓粪基质烟草的叶鲜重、总根长、根体积、根平均直径和根系活力均显著高于常规基质烟苗;在团棵期和旺长期,蚓粪基质烟草的根系生长情况整体优于常规基质,其中根系活力均显著高于常规基质,分别增加23.50%和24.98%。但2种烟草漂浮育苗基质处理方式对成苗团棵期和旺长期的叶片氮代谢酶活性无显著差异。综上,蚓粪基质整体上促进了烟草幼苗期、团棵期、旺长期的长势,尤其对烟草根系生长指标的影响更为明显,适合作为育苗基质应用于田间烟草育苗。     

黍稷芽、苗期抗旱性评价及抗旱资源鉴定

为了全面了解中国现存黍稷种质资源的抗旱性,研究黍稷在PEG6000模拟干旱胁迫下的抗旱表现,挖掘优异抗旱种质并筛选抗旱鉴定指标,本研究以前期构建的包含230份资源的黍稷微核心种质为试验对象,开展室内PEG6000模拟干旱胁迫处理下的芽、苗期抗旱性研究。通过对芽期和苗期抗旱性指标的测定发现:干旱胁迫下,芽期和苗期各指标较对照组均有下降趋势;芽期指标变异系数较苗期偏大,苗期根鲜重变异系数最大,根干重、苗鲜重、苗干重其次(变化范围在0.35~0.50之间)。相关性分析显示多数指标间相关性都达到了显著或极显著水平,其中相对根鲜重与相对根干重的相关性最高,而相对叶绿素含量与相对根长、相对苗长、相对根鲜重及相对苗干重的相关性均较低。采用平均值-标准差逐级分级法和分层聚类分析综合鉴定参试黍稷芽期和苗期抗旱性,发现芽期极强抗旱、强抗旱材料分别为3份和10份,苗期极强抗旱、强抗旱材料分别为24份和23份;其中紫秆黍(00003289)、乌克兰黍(00006438)和白糜子(00000101)三个品种在芽期和苗期均有很好的抗旱性,可作为后续全生育期抗旱研究和抗旱品种选育的优良资源。对芽期及苗期各抗旱鉴定指标进行相关性分析,结果表明芽期与苗期抗旱性没有显著相关性;主成分分析表明,相对苗长、相对苗鲜重以及相对叶绿素含量可作为评价黍稷苗期抗旱性鉴定的主要指标。     

利用斑茅cDNA芯片研究甘蔗受黑穗病菌侵染后基因差异表达

为了解甘蔗抗黑穗病的分子机制,利用斑茅干旱胁迫cDNA芯片检测了甘蔗受黑穗病菌胁迫后的基因差异表达。经杂交,在cDNA芯片的3 860个模板中,有效差异表达(Ratio值≥2.0或≤0.5)的基因为101个,其中上调55个,下调46个。部分基因的定量PCR验证表明,芯片杂交结果可靠。上调表达基因经测序、冗余序列剔除,一共获得36个unique ESTs。已知功能的22个上调表达基因,涉及多条生理代谢途径,如光合作用、离子转运和核酸代谢途径;以及多种分子水平的进程,如基因转录、蛋白质合成与修饰以及细胞信号转导等。另外,还检测到14个未知功能基因。结果表明,甘蔗对黑穗病的抗性具有复杂的机制。本研究为解释甘蔗受黑穗病菌胁迫后的基因差异表达及其网络构建奠定了基础,还可以为今后系统研究甘蔗对生物与非生物胁迫的响应机制提供技术支持。