设施番茄病毒病病原鉴定

【目的】 研究危害中国新疆和田地区洛浦县设施番茄的病毒种类,为该区域番茄病毒病的科学防治提供依据。【方法】 2019年秋季,在洛浦县设施蔬菜产区采集8份番茄疑似感病样品。利用已报道侵染番茄的7种主要病毒的特异性引物对采集的番茄疑似感病样品进行RT-PCR检测,对番茄褪绿病毒阳性样品的CP基因进行克隆和测序,进行同源性、地理来源和系统进化分析。【结果】 从8份样品中检测到南方番茄病毒病(Tomato yellow leaf curl virus,STV)、番茄黄化曲叶病毒病(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)、番茄褪绿病毒(Tomato chlorosis virus,ToCV),其检出率分别为100%、100%、87.5%,未检出烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)、黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic Cucumovirus,CMV)、番茄花叶病毒病(Tobacco mosaic virus,ToMV)、番茄斑驳花叶病毒(Tomato mottle mosaic virus,ToMMV)。对ToCV基因进行克隆与序列分析,中国新疆洛浦县分离物的CP基因的774个核苷酸序列与已报道的51个ToCV CP基因具有较高的同源性,与中国其它地区、日本、韩国、希腊、土耳其、巴西等地分离物一致性均在96%以上,中国新疆洛浦县采集病样分离的ToCV CP基因与中国北京、山东分离物的CP基因聚集在1个分支上,亲缘关系较近。【结论】 新疆洛浦县设施番茄疑似病毒病植株的"黄化"现象,由STV、TYLCV和ToCV中的2种或2种以上病毒复合侵染所致,番茄褪绿病毒已传播至新疆和田地区。     

PVYNTN-NW榆林分离物的全基因组序列测定与分析

【目的】马铃薯Y病毒（Potato virus Y,PVY）是马铃薯病毒科（Potyviridae）马铃薯Y病毒属（Potyvirus）代表成员,是马铃薯和烟草生产中分布最为广泛并造成严重经济损失的病毒之一。研究旨在揭示PVY榆林分离物ShX14的全基因组特征,并准确判断其株系分子类型。【方法】根据已经报道的PVY不同基因保守区设计11对简并引物,采用片段重叠法从感染 PVY的马铃薯病叶中扩增、克隆获得榆林分离物ShX14的全长序列,并对其序列特征、重组位点、系统发育关系等进行分析。同时,应用系统发育与性状关联分析（phylogeny-trait association analysis）评估PVY分离物与株系的关联性。【结果】测序获得的ShX14分离物核苷酸序列全长为9 724 nt（不含3′端的多聚腺苷酸尾）。该病毒基因组含有一个9 186 nt的开放阅读框,编码3 061个氨基酸的多聚蛋白（polyprotein）。在P3顺反子中+2相位上也发现由移码（reading frame shift）产生的PIPO蛋白。全基因组序列比较分析显示,ShX14分离物与HN2、SYR-NB-16分离物（PVY^NTN-NW株系SYR-I型）的核苷酸、氨基酸序列的一致性分别为98%-99%和98%-100%。该分离物的P1、HC-Pro/P3和CP基因的5′端均检测到显著的重组信号,重组位点分别位于2 318、5 674 和8 385 nt,与PVY^NTN-NW株系（SYR-I型）的重组位点相似。系统发育分析结果显示该分离物与HN2、SYR-NB-16分离物相聚成簇,表明其在系统发育关系上,与PVY^NTN-NW株系（SYR-I 型）的亲缘关系最近。系统发育分析与性状关联分析结果显示该分离物与PVY^NTN-NW株系（SYR-I 型）的关联系数（association index, AI）、简约分值（parsimony score, PS）和最大单系分支（maximum monophyletic clade, MC）3个统计检验均显著,表明其与PVY^NTN-NW株系（SYR-I型）存在显著的关联性。同时,应用多重RT-PCR成功扩增出约为1 000、600和400 bp的3个特异性片段,与PVY^NTN-NW株系（SYR-I型）的特异条带大小相一致。这些结果也进一步确定该分离物属于 PVY^NTN-NW株系（SYR-I型）。【结论】ShX14 分离物为N×O重组分离物,属于PVY^NTN-NW株系（SYR-I型）,为后续深入开展该分离物的生物学等研究奠定了基础。     

基于机器学习的滴灌玉米光合响应特征

【目的】提出一种优化模型精度的机器学习网格搜索方法,解决滴灌玉米光合响应曲线模型参数确定难、精度低等问题,为滴灌玉米光合生理机制及光合响应特征提供新思路。【方法】2017年和2018年以宁夏玉米主栽品种（TC19）为试验材料,设置6个施钾水平（0（K0）、90 kg·hm ^-2（K1）、180 kg·hm ^-2（K2）、270 kg·hm ^-2（K3）、360 kg·hm ^-2（K4）、450 kg·hm ^-2（K5））,使用Li-6400XT光合仪测定不同钾肥水平下玉米吐丝期光响应曲线。运用机器学习网格搜索法和非线性回归分析法对基于直角双曲线修正模型的光响应曲线进行拟合。选取决定系数（R ²）、均方根误差（RMSE）及平均绝对误差（MAE）对模型精度进行评价。【结果】在玉米吐丝期,叶片光合参数Pn、Tr和Gs随施钾量的增加呈先增大后减小的趋势。拟合评价结果表明,在K0和K1处理下机器学习方法计算效果优于传统方法,R ²均大于0.991,RMSE均小于1.487,MAE均小于1.350。在K2—K5处理下,2种方法拟合效果相当,R ²均大于0.993,RMSE均小于0.952、MAE均小于0.860。最优拟合方法（网格搜索法）对光响应特征参数计算结果表明,α、Pn_max、Rd、LSP和LCP的变化趋势与其光合参数相似。在施钾量为360 kg·hm ^-2（K4）时,各光响应特征参数均达到最大,在450 kg·hm ^-2（K5）时出现光抑制现象。【结论】基于机器学习的网格搜索法可准确地拟合宁夏滴灌玉米光响应特征,且施钾量为360 kg·hm ^-2时玉米光合性能达到最佳。     

辣椒脉斑驳病毒湖南分离物全基因组序列测定及分子特征

【目的】辣椒脉斑驳病毒(Chilli veinal mottle virus,ChiVMV)是东南亚茄科作物主产地主要病毒种类之一,严重危害辣椒等茄科作物的生产。测定ChiVMV的全基因组序列,分析其分子特征,可以明确该病毒的适应性进化以及对我国辣椒等茄科作物的潜在威胁提供科学基础。【方法】以湖南疑似感染ChiVMV辣椒为样本,采用small RNA高通量测序结合RT-PCR测定病毒全基因组序列,利用Mega、RDP及DnaSP等生物学软件分析其分子特征。【结果】ChiVMV湖南分离物全长基因组序列为9 704 nt(不包含3′-A尾),与其他分离物的序列同源性为84%～94%。系统发育分析表明,我国的ChiVMV聚类为一个亚簇,与其他国家和地区分离物不存在重组事件。基因的替换指数R=3.29,替换碱基类型主要是C/T替换。【结论】碱基替换突变可能是ChiVMV湖南分离物适应性进化的主要因素。     

辣椒脉斑驳病毒的多基因联合检测与鉴定

【目的】辣椒脉斑驳病毒（Chilli veinal mottle virus,ChiVMV）是辣椒生产上危害严重的病毒,也是口岸检疫的重要病毒之一。本文旨在建立一种快速检测ChiVMV的多基因联合检测方法,实现ChiVMV的快速、准确鉴定。【方法】利用DAS-ELISA、RT-PCR方法对印度进境辣椒进行检测以确定是否携带有ChiVMV。根据ChiVMV外壳蛋白（coat protein,CP）和圆柱状内含体蛋白（cytoplasmic inclusion protein,CI）保守区域分别设计引物,筛选两个基因（CP和CI）的特异性引物组合,通过设定不同的引物用量组合以及对退火温度等条件进行优化,探索最佳的反应条件,建立多基因联合检测方法。利用建立的多基因联合检测体系对包含ChiVMV在内的辣椒病毒进行检测,以验证该体系特异性。同时对ChiVMV阳性样品的不同浓度cDNA进行扩增,测定其检测灵敏度。此外,对田间辣椒样本进行检测,以验证体系的实际应用效果。【结果】通过对印度进境辣椒的DAS-ELISA检测,发现样品提取液与ChiVMV呈阳性反应;利用CP861-F/CP861-R特异性引物对进行RT-PCR,扩增出与预期大小相一致的特异性片段,确认该批辣椒样品携带有ChiVMV。多基因联合检测体系中,应用引物对CP337-F/CP337-R、CI655-F/CI655-R分别扩增出长度为337、655 bp的特异性目的片段。经优化后的反应体系和程序为cDNA 2 μL、CP337-F/CP337-R各0.625 μL（10 μmol·L^-1）、CI655-F/CI655-R各1.375 μL（10 μmol·L^-1）、2×PCR Master Mix 12.5 μL、ddH₂O 6.5 μL,退火温度50℃,共35个循环。建立的多基因联合检测方法具有良好的特异性和灵敏度,两个基因检测灵敏度均为10^-4数量级。实际应用检测结果表明,该方法可从感染ChiVMV的样品中同时扩增出CP和CI的特异性目的片段。【结论】建立的多基因联合检测方法具有特异性强、灵敏度高、重复性好的特点,可为辣椒脉斑驳病毒的快速检测提供可靠的技术支持。     

瓜类褪绿黄化病毒及其系统进化分析

【目的】检测新疆南疆7个县/市瓜类褪绿黄化病毒(Cucurbit chlorotic yellows virus, CCYV),进行系统发育分析,为新疆南疆CCYV预警和防控提供参考。【方法】于2019年,从中国新疆南疆7个县/市采集带有黄化特征的51份甜瓜叶片样品,RT-PCR进行CCYV的检测,进行特异性片段的克隆、测序和系统发育分析。【结果】中国新疆巴楚县、阿克苏市、莎车县、伽师县、疏勒县、疏附县均未检测到CCYV,而洛浦县的13份样本中,8份检出为CCYV阳性,检出率为61.53%,洛浦县CCYV特异性片段克隆测序获得了685 bp的核酸序列,与GenBank中的CCYV分离物外壳蛋白(Coat protein, CP)的一致性达到100%。所得序列与中国新疆(吐鲁番)、中国其他省、苏丹、日本、塞浦路斯、黎巴嫩的CP基因聚在I组(Group),沙特阿拉伯的分离物聚在Ⅱ组,伊朗的分离物聚在Ⅲ组。【结论】CCYV在中国新疆南疆洛浦县甜瓜产区发生,与中国新疆吐鲁番、中国其他省及周围国家的CCYV分离物亲缘关系很近,且群体遗传变异很小。     

不同根系分泌物对土壤N2O排放及同位素特征值的影响

【目的】探究植物根系分泌的主要组分（有机酸、氨基酸、糖类）对土壤N₂O排放及其微生物过程的影响,为选择适宜的植物进而控制土壤N₂O排放提供支撑。【方法】通过室内试验分别添加草酸、丝氨酸、葡萄糖于土壤中模拟根系的3种主要分泌物,每种分泌物设置两个浓度水平：低浓度（150 μg C·d ^-1）和高浓度（300 μg C·d ^-1）,另设置添加蒸馏水的对照组,共7个处理。将土壤置于120 mL玻璃瓶中进行培养,24 h内采集气体样品7次,每次培养2 h,获取N₂O排放速率、日累积排放量和同位素特征值（δ ¹⁵N ^bulk、δ ¹⁸O和SP（site preference,SP=δ ¹⁵N ^α-δ ¹⁵N ^β））。【结果】添加3种根系分泌物组分后,土壤N₂O排放速率均逐渐升高,且均高于对照。高浓度处理组N₂O累积排放量为：葡萄糖（（3.2±1.3）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>丝氨酸（（2.6±0.5）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>草酸（（1.4±0.2）mg·kg ^-1·d ^-1）处理,低浓度处理组为：草酸（（2.7±1.3）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>丝氨酸（（1.8±0.4）mg·kg ^-1·d ^-1）处理>葡萄糖（（1.6±0.8）mg·kg ^-1·d ^-1）处理;添加根系分泌物的不同处理间土壤N₂O的δ ¹⁸O值无明显差异,并稳定在24.1‰—25.6‰,且均显著高于对照（（20.1±1.5）‰）;土壤N₂O的δ ¹⁵N ^bulk值与添加根系分泌物的种类有关,其中草酸处理组为（-20.06±2.22）‰、丝氨酸处理组为（-22.33±1.10）‰、葡萄糖处理组为（-13.86±1.11）‰、对照组为（-23.14±3.72）‰。各处理土壤N₂O的SP值的变化范围为13.13‰—15.03‰,根系分泌物浓度越高,SP值越低。综合分析不同处理4个指标（N₂O排放速率、N₂O的δ ¹⁵N ^bulk、δ ¹⁸O和SP值）的不同时刻的检测值与日均值的校正系数,添加根系分泌物后第16小时各处理4个指标的校正系数最接近于1。【结论】在NH+ 4-300 mg N·kg ^-1的土壤环境下根系分泌物促进N₂O的排放,且在培养期间（24 h）土壤N₂O排放速率逐渐升高。高浓度处理组葡萄糖对土壤N₂O排放速率促进效果最强,低浓度处理组草酸对土壤N₂O排放速率促进效果最强。与对照组相比,根系分泌物的添加使N₂O的δ ¹⁸O值显著升高;与对照组相比,葡萄糖的添加使δ ¹⁵N ^bulk值显著升高。根系分泌物浓度越高,反硝化作用对N₂O的贡献越大。     

肉用绵羊生长期甲烷排放特点与预测模型的建立

【目的】通过探索生长期肉用绵羊的甲烷（CH₄）排放规律,旨在建立相关的CH₄预测模型。【方法】采用单因素试验设计,以饲粮NFC/NDF（非纤维性碳水化合物/中性洗涤纤维）为0.78自由采食组的平均日增重作为饲粮NFC/NDF为1.03组和2.17组的限饲标准,在此基础下测定肉用绵羊的生长性能、营养物质消化率和甲烷产量,并分析肉用绵羊不同体重阶段的甲烷产量与饲粮干物质基础下的营养物质含量、营养物质摄入量、可消化营养物质摄入量及营养物质消化率间的回归关系。【结果】预测肉用绵羊生长早期（25—35 kg）CH₄产量的最佳一元和多元回归模型分别为：CH₄（L·d ^-1）= -26.58×NFC/NDF + 92.7（R ² = 0.772,P <0.001）;CH₄ (L·d ^-1)=2.71×NDFD-2.45×DMD-0.97 CPD+124.46（R ²=0.846,P=0.001）。预测肉用绵羊生长后期（48-55 kg）CH₄产量的最佳一元和多元回归模型分别为：CH₄ (L/d)=-57.00×GE (MJ·kg ^-1)+1076.0（R ²=0.581,P=0.002）;CH₄/BW ^0.75(L/kg ^0.75)=-0.013×NDF intake (g/d)-0.13×CP intake (g/d)+0.02×DM intake (g/d)+0.84（R ²=0.652,P=0.019）。而肉用绵羊生长期整体CH₄产量的最佳一元和多元预测模型分别为：CH₄(L/d)=-26.94×NFC/NDF+90.71（R ²=0.655,P <0.001）;CH₄/BW ^0.75(L/kg ^0.75)=0.005×Digestible NDF intake (g·d ^-1)+0.011×Digestible DM intake (g·d ^-1) - 0.097×Digestible CP intake (g·d ^-1)-4.78 （R ²=0.722,P <0.001）。 【结论】建立了肉用绵羊独立生长阶段（25—35 kg、48—55 kg）和整体生长阶段（25—55 kg）的CH₄预测模型。研究表明,处于不同体重阶段的肉用绵羊的最佳甲烷预测因子不尽相同,且甲烷产量受饲粮NFC/NDF影响较大。这可为今后评估我国饲养模式下的甲烷产量提供理论依据,也可为肉用绵羊饲粮的合理配制提供技术参考。     

虾青素对牛子宫内膜细胞炎症损伤的保护作用

【目的】利用虾青素较强的抗氧化特性,通过探讨黏膜屏障重塑对脂多糖（LPS）诱导的牛子宫内膜细胞炎症的影响,为牛子宫内膜细胞炎的预防和治疗提供理论基础。【方法】培养液中添加1 μg·mL ^-1 LPS,培养子宫内膜细胞6 h,检测培养液中炎症因子TNF-α和IL-6含量,建立细胞的体外炎症模型。在此基础上去掉培养液,重新加入含1×10 ^-6 mol·L ^-1 虾青素的新鲜培养液,继续培养细胞24 h。对照组为不添加LPS或AST,LPS组为仅添加LPS,AST组为添加LPS和AST。采用ELISA法检测培养液中TNF-α和IL-6炎症因子分泌量以及细胞SOD和CAT酶活性,利用流式细胞仪检测细胞内活性氧簇（ROS）水平,利用免疫荧光染色检测细胞紧密连接蛋白Claudin、CDH1、TJP1的分布情况,利用荧光定量RT-PCR法和Western Blot法分别检测Claudin、CDH1、TJP1基因的mRNA表达水平和蛋白表达水平。【结果】利用1 μg·mL ^-1 LPS培养子宫内膜细胞6 h,检测发现培养液中炎症因子IL-6和TNF-α分泌水平显著高于对照组（P小于0.05）,说明LPS诱导子宫内膜细胞产生炎症反应。与对照组相比,细胞内ROS水平显著增加（P小于0.05）,SOD和CAT酶活性都显著降低（P小于0.05）,说明LPS诱导的子宫内膜细胞炎症造成了氧化损伤。加入1×10 ^-6 mol·L ^-1 虾青素培养细胞24 h后,发现培养液中IL-6和TNF-α因子的分泌水平显著低于LPS组（P小于0.05）,同时ROS阳性细胞比率显著下降（P小于0.05）,SOD和CAT酶活性都显著升高（P小于0.05）。LPS组与对照组相比,细胞膜处Claudin、CDH1、TJP1蛋白的荧光信号减弱,这3种紧密连接蛋白的mRNA和蛋白表达水平也都显著降低（P小于0.05）。加入1×10 ^-6 mol·L ^-1虾青素培养24 h后,与LPS组相比,在细胞边缘和细胞核内可以检测到荧光信号很强的Claudin、CDH1、TJP1蛋白,而且这3种紧密连接蛋白的mRNA和蛋白表达水平也都显著升高（P小于0.05）。【结论】虾青素通过降低子宫内膜细胞因炎症反应产生的氧化损伤,减轻炎症导致的子宫内膜细胞紧密连接结构损伤,对子宫内膜的物理免疫屏障起保护作用,为牛子宫内膜炎的预防和治疗提供理论借鉴意义。     

中国东北和华北地区紫花苜蓿根瘤菌遗传多样性研究

【目的】紫花苜蓿（Medicago sativa L.）被誉为牧草之王,近年来,中国东北和华北地区种植面积不断扩大,但紫花苜蓿质量与产量仍不足以满足中国畜牧业发展的需求。本研究旨在分析中国东北和华北地区紫花苜蓿根瘤菌遗传多样性,为紫花苜蓿高效固氮根瘤菌的筛选与应用提供参考。【方法】采用表面消毒和平板划线法从根瘤中分离纯化根瘤菌单菌落;使用BOX-PCR方法对供试菌株进行基因型划分;选取代表菌株进行持家基因（atpD、glnII和rpoB）和共生基因（nifH和nodC）的系统发育分析。【结果】从中国东北和华北19个采样地共分离纯化了499株根瘤菌,BOX-PCR可将供试菌株分为37种BOX型,BOX型存在显著的地理分布现象,同时寄主品种对根瘤菌基因型具有一定的选择作用。97.60%（487/499）的根瘤菌为Sinorhizobium meliloti。其余12株分别为S. adhaerens、Mesorhizobium huakuii、Rhizobium loessense、R. mesosinicum、R. vignae、Mesorhizobium sp.和Phyllobacterium sp.,这12株根瘤菌仅在中国东北地区发现,华北地区根瘤菌均为S. meliloti。3个持家基因在紫花苜蓿根瘤菌种间系统发育分析结果一致,但其揭示优势种S. meliloti的种内多样性存在差异。共生基因系统发育结果显示,在根瘤菌属间和属内发生了共生基因的水平转移现象。nifH在S.meliloti种内显示出比nodC更丰富多样性。【结论】中国东北和华北地区紫花苜蓿根瘤菌具有较丰富的遗传多样性,且根瘤菌存在显著的地理分布特征和寄主选择现象。     

石河子市区大花金鸡菊白粉病病原鉴定及发病规律

【目的】 研究新疆石河子地区大花金鸡菊白粉病的病原种类,逐步摸清其发病规律。【方法】 采用显微形态观察结合分子生物学方法对其病原进行鉴定,并系统调查病害的季节流行动态。【结果】 金鸡菊白粉病菌分生孢子大小为24.4~34.2 μm×14.6~22.0 μm,以2~4个分生孢子串生在分生孢子梗上,闭囊壳球形,直径平均为115.1 μm,闭囊壳内单子囊,子囊椭圆形、无色且有柄,大小为68.3~131.7 μm×56.1~80.5 μm,子囊内8个子囊孢子,大小为14.6~26.8 μm×12.2~21.7 μm,附属丝菌丝状。根据病原菌的rDNA-ITS序列(563 bp)建立发育树,其与Podosphaera fusca (登录号KM225763、 JX546297、 KR049083和 MF476989)聚在1个进化支上,且序列同源性99.0%以上。【结论】 棕丝单囊壳(Podosphaera fusca)为石河子市区大花金鸡菊白粉病的病原菌,且该病害在石河子地区4月中上旬始发,6月中下旬达到发病高峰期,7月初开始进入衰退期。     

蔬菜土传病原菌三重PCR检测体系的建立与应用

【目的】 针对生产中危害严重的3种蔬菜土传病原菌瓜果腐霉（Pythium aphanidermatum）、尖镰孢（Fusarium oxysporum）、大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）,建立三重PCR（triplex PCR）检测体系,为蔬菜土传真菌病害的早期诊断和鉴定提供技术与方法。【方法】 筛选3种病原菌特异性引物组合,通过设定不同的PCR退火温度、引物浓度、循环次数以及延伸时间,探索影响三重PCR扩增的因素,建立蔬菜土传病原菌三重PCR检测体系,并对体系灵敏度进行检测。为了验证建立体系的稳定性,选择2×Taq Master PCR Mix（北京博迈德生物技术有限公司）和TaKaRa Taq酶（大连宝生物工程有限公司）2个不同公司的试剂,分别利用C1000 Touch ^TM型（赛默飞世尔科技有限公司）与Aeris ^TM型（新加坡艺思高科技有限公司）热循环仪进行三重PCR反应,比较检测结果的可重复性。对田间采集的35份病害样本和149份土壤样本,分别进行三重PCR和病原菌分离检测,以确定所建立得三重PCR检测体系的适用性。 【结果】 三重PCR反应体系中引物对AsAPH2B/AsPyF、FOF1/FOR1、VActF/VActR可分别扩增出瓜果腐霉、尖镰孢、大丽轮枝菌长度为163、328和530 bp的特异性目的片段。反应体系（25 μL）：0.12 μmol·L ^-1 AsAPH2B/AsPyF,0.16 μmol·L ^-1 FOF1/FOR1,0.24 μmol·L ^-1 VActF/VActR,2×Taq Master PCR Mix 12.5 μL,退火温度为60.8℃,35个循环。该体系对病原菌纯培养物的检测灵敏度为10 ^-1ng·μL ^-1,对土壤中大丽轮枝菌、尖镰孢和瓜果腐霉的检测灵敏度分别为10 ⁵、10 ⁶个孢子/g土壤和10 ^-2mg菌丝/g土壤。分别采用2×Taq Master PCR Mix和TaKaRa Taq酶,利用C1000 Touch ^TM型和Aeris ^TM型热循环仪进行三重PCR,扩增结果一致,说明三重PCR体系检测稳定性好。对田间采集的病害和土壤样本进行检测,25份病害样本和71份土壤样本中检测出带菌,三重PCR检测与病原菌分离培养结果一致。 【结论】 本研究建立的瓜果腐霉、尖镰孢、大丽轮枝菌三重PCR检测体系具有灵敏度高、稳定性和重复性好的特点,能够快速、准确地检测田间病株及其根围土壤中的瓜果腐霉、尖镰孢、大丽轮枝菌,为蔬菜土传病害的早期预防和流行监测提供了有效的技术手段。     

山东省多主棒孢对三种常用杀菌剂的敏感性监测及对氟吡菌酰胺的抗性

[目的]由多主棒孢(Corynespora cassiicola)引起的黄瓜靶斑病是世界公认的黄瓜三大病害之一,严重影响着黄瓜的产量和品质.随着防治药剂的连续使用,其抗药性问题日益突出.本研究旨在明确山东省多主棒孢对常用杀菌剂的抗性情况,为黄瓜靶斑病的药剂防治提供理论依据,同时筛选高效混配药剂为多主棒孢的抗药性治理提供...     

水稻广谱抗稻瘟病基因PigmR功能标记的开发及应用

【目的】稻瘟病是世界上最严重的水稻病害之一。通过功能标记的开发,为加快广谱持久抗稻瘟病基因PigmR在水稻育种中的应用提供依据。【方法】利用Snapgene 2.3.2软件分析PigmR的碱基变异特征,用Oligo 7设计特异功能标记。为了避免因PCR扩增失败引起的假阴性,设计扩增内参基因Actin1的引物作为参照,对功能标记进行优化。用功能标记对水稻亲本材料、丽江新团黑谷的单基因系材料、育种中间材料和南粳53045/谷梅4号BC₁F₃群体株系进行鉴定。稻瘟病鉴定的供试菌株为江苏省稻瘟病代表菌株（2018-4、2018-65、2018-102、2018-222和2018-241）的混合菌。将供试菌株移植RCA培养基上,25℃培养7 d,用黑光灯照射72 h,待稻瘟病菌产生孢子后,再用无菌水洗下,配成10×10倍显微镜下每视野30—40个孢子的悬浮液。于水稻抽穗前3—4 d注射混合菌株,每穗注射1 mL菌液,做好标记。在水稻灌浆饱满后进行抗性调查。【结果】根据PigmR与PigmS、Pigm-R4序列比对及差异分析,设计了8对分子标记引物。通过分子检测,筛选获得的PigmR功能标记GMR-3,能特异扩增来源于谷梅4号的PigmR,获得98 bp产物,而不携带PigmR扩增不出产物。以不同浓度配比优化GMR-3与内参基因Actin1检测引物Actin1-1,发现以0.4 μmol·L ^-1 GMR-3与0.1 μmol·L ^-1 Actin1-1组合浓度扩增出PigmR和Actin1特征条带的效率相当,效果最优,将该标记命名为GMRA。用该标记扩增水稻样品,携带PigmR的样品能扩增出146和98 bp条带,不携带PigmR的样品仅能扩增出146 bp条带。利用GMRA标记检测229份水稻材料,只有谷梅4号能扩增出146和98 bp条带,其他籼稻和粳稻均只能扩增出146 bp条带。进一步对29份丽江新团黑谷的单基因系材料进行检测发现,GMRA标记能有效区分PigmR与Pi9、Piz、Piz-t等同源性较高的基因,有很好的特异性。利用GMRA标记,从240份育种中间材料中筛选到3份携带PigmR的材料,可作为该基因的供体材料。利用该标记进行分子标记辅助选择,将PigmR通过回交转育到优质食味粳稻南粳53045。对南粳53045/谷梅4号BC₁F₃群体单株进行分子标记检测及稻瘟病人工接种鉴定,发现携带PigmR的单株均表现为抗或中抗,不携带PigmR的单株均表现为高感,表明导入PigmR能显著改良南粳53045的穗颈瘟抗性。【结论】PigmR的功能标记能有效用于抗稻瘟病遗传改良和资源筛选。     

整合微生物组菌剂的提出、研发与应用

【目的】利用微生物发酵床作为发酵槽,猪粪氮素连续流加中温好氧发酵,将通过宏基因检测鉴定到的微生物组称为整合微生物组,生产高含菌量整合微生物组菌剂,作为植物病害生防菌剂。【方法】生产工艺:原料配制→发酵床发酵→猪粪氮素连续流加→好氧发酵控制→产品加工→产品包装等。生产技术:利用养猪使用1年以上的微生物发酵床,添加一层10 cm厚的30%豆饼粉+70%杏鲍菇菌糠垫料,每平方米1头猪作为猪粪氮素连续流加营养来源,每天翻耕1次,连续好氧发酵20 d后,取出上层20 cm的垫料,进入晾晒、粉碎、分筛、包装,加工成整合微生物组菌剂。【结果】整合微生物组菌剂产品技术指标:含水量29.74%,pH 7.56,有机质含量44.46%,全氮含量2.23%,腐殖酸含量11.20%,粗纤维含量14.06%,含菌量145×10 ⁸cfu/g。宏基因组测定结果表明,菌剂样品序列（reads）条数平均值为99 701.75,每克菌剂含有细菌39门、96纲、189目、383科、786属、1 281种;其中,芽孢杆菌46种,9种为中国新记录种,即:①嗜气芽孢杆菌（Bacillus aerophilus）、②蚯蚓芽孢杆菌（Bacillus eiseniae）、③丝状芽孢杆菌（Bacillus filamentosus）、④柯赫芽孢杆菌（Bacillus kochii）、⑤根际芽孢杆菌（Bacillus rhizosphaerae）、⑥长型赖氨酸芽孢杆菌（Lysinibacillus macroides）、⑦淤泥大洋芽孢杆菌（Oceanobacillus caeni）、⑧拾蛤鸟氨酸芽孢杆菌（Ornithinibacillus scapharcae）、⑨海洋枝芽孢杆菌（Virgibacillus oceani）;未发现猪细菌病原。可培养法分离的芽孢杆菌活菌数2.062×10 ⁸cfu/g,宏基因组测定结果中,芽孢杆菌的总丰度为1.42%,以此推算菌剂有效细菌总含量145×10 ⁸cfu/g。整合微生物组菌剂浸出液处理组的绿豆发芽率为96.67%,与清水对照组无显著差异（P>0.05）,但胚根长比对照增加了58.08%。用5%—10%的菌剂配制成育苗基质,番茄出苗率提高了3.0%,株高增加了25.1%,对番茄青枯病的校正防治效果可达79.41%。整合微生物组菌剂的产品质量标准参考农业农村部生物有机肥标准（NY884-2012）,初步确定为:有机质≥40%,含水量≤30%,pH 5.5—7.5,粪大肠菌群数≤100个/g,蛔虫卵死亡率>95%,有效期>6个月;重金属含量满足标准要求:砷<15 mg·kg ^-1,镉≤15 mg·kg ^-1,铅≤15 mg·kg ^-1,铬≤15 mg·kg ^-1,汞≤15 mg·kg ^-1;有效活菌数调整为:总细菌数≥30×10 ⁸cfu/g,其中芽孢杆菌≥2×10 ⁸cfu/g。 【结论】提出了整合微生物组菌剂的概念和产品技术标准。研发的整合微生物菌剂可促进种子根部生长,并对番茄青枯病有良好的防治效果。     

近30年我国谷子生产时空变化与区域优势研究

目的 谷子营养丰富、生育期短、抗旱耐瘠,谷子种植对优化干旱半干旱地区农业种植结构和促进农民增收具有重要作用。分析我国谷子生产时空变化特征与区域优势,以期为优化谷子布局和促进谷子生产发展提供建议与理论依据。方法 基于1985—2015年谷子各省、县域生产统计数据,采用产量贡献率、重心迁移、比较优势指数等指标,分析了我国谷子生产时空变化规律。结果 30年间全国谷子播种面积由3.318×10 ⁶hm ²减少至7.88×10 ⁵hm ²后回升至8.39×10 ⁵hm ²,单产由1 801.2 kg·hm ^-2提高至2 342.9 kg·hm ^-2,总产量变化中面积贡献率为80.3%,单产贡献率为18.4%,且单产贡献率逐渐增加。全国谷子生产重心年际间变化较小,优势产区稳定在东北地区中西部、黄淮海平原中北部和北部中低高原区东南部,具体集中在内蒙东部、东北三省与内蒙接壤的县域、河北大部、河南西北部、山东中部、山西大部、陕西北部、甘肃东部及宁夏中部。30年间黄淮海平原区、东北地区与西北部分县域单产增加但播种面积大量减少,使该区域表现为单产优势与面积劣势,2000年后北部中低高原区的吉林通榆、内蒙敖汉旗与山西部分县域的播种面积回升。播种面积较大而单产劣势的县域集中在黄土高原地区的陕西和山西中北部部分县域。结论 30年来全国谷子播种面积先减后增,生产集中程度不断增大,优势产区趋于稳定,单产逐步提升。黄淮海地区被夏玉米替代的夏谷较难恢复,东北地区中西部、北方农牧交错区及太行山沿线区谷子生产具有恢复潜力。谷子育种、栽培技术与生产加工机械的进步,对谷子生产提质增效与实现产业化发展至关重要。     

不同生态条件对小米黄色素含量的影响

目的 谷子籽粒脱壳后为小米,小米黄色素含量是反映小米商品性的重要指标,对于小米的商品品质和营养品质都有重要的影响。解析不同生态条件下小米黄色素含量变化规律,为优质特色谷子品种选育及生产利用提供科学依据。 方法 选用华北夏谷区选育的8个优质、特色谷子新品种,于2016—2017在不同生态条件下的5个试点种植,成熟收获后,测定小米的黄色素含量,采用多因素方差分析差异显著性,并对黄色素含量和生育期气温、降水量、日照时数等因素进行相关性分析。 结果 年份、品种、地点×年份、品种×年份、地点×品种×年份对黄色素含量影响极显著（P<0.01）,地点、地点×品种对黄色素含量影响显著（P<0.05）;其中,品种、地点、品种×地点互作对黄色素含量变异贡献率较大,分别为57.12%、27.57%和6.12%。黄色素平均含量2017年显著高于2016年。济南、德州、济宁试点小米黄色素含量2年的结果均显著高于泰安和临沂黄色素含量。5个试点8个谷子品种2年的黄色素平均含量为23.42 mg·kg ^-1,变幅为18.56—26.14 mg·kg ^-1,中谷2号最高,济绿谷1号最低;中谷2号、济糯谷2号、济谷21、济谷19黄色素含量差异不显著,但显著高于豫谷18、济谷22、济谷20、济绿谷1号的黄色素含量。黄色素含量和6月苗期气温、9月灌浆中后期平均气温、生育期平均气温极显著正相关（r=0.908,P<0.01;r=0.798,P<0.01;r=0.808,P<0.01）;和9月灌浆中后期的日照时数、生育期日照总时数极显著正相关（r=0.771,P<0.01;r=0.769,P<0.01）。 结论 不同年份、地点、品种及因素互作对谷子黄色素含量有显著影响,其中,品种因素影响最大;谷子生育期平均气温、降雨量、光照时数等天气因素的变化及时空分布的差异是小米黄色素含量变化的重要原因;谷子灌浆中后期平均气温较高、光照充足有利于黄色素的积累。品种基因型是决定小米黄色素含量的最重要因素。