不同抗连作障碍品种草莓根系分泌物化感物质差异分析及其化感效应

以不同抗连作障碍品种‘土特拉’、‘丰香’和‘全明星’为试材,研究了三者根系分泌物中主要酚酸种类和含量的差异、接种镰刀菌后根际微生物的变化、根系分泌物对组培苗和尖孢镰刀菌的化感效应.结果表明:‘全明星’根系分泌物中对羟基苯甲酸和苯甲酸含量分别高达0.0624 mg/g DW和0.0173 mg/g DW,均明显高于‘土特拉’.根系分泌物对‘全明星’株高、根数和鲜重等均表现很强的抑制作用,化感效应指数均在0.50以上;但对‘土特拉’抑制作用最弱,低浓度分泌物能促进根系生长.‘全明星’根系分泌物对尖孢镰刀菌生长的抑制作用最小.接菌后‘全明星’根际细菌和放线菌数量均明显下降,真菌总量和尖孢镰刀菌数量上升;‘土特拉’根际各种微生物数量均呈上升趋势,变化率由高到低依次为尖孢镰刀菌、真菌总量、放线菌和细菌;‘丰香’根际微生物数量变化趋势与‘土特拉’相似,但各变化率均小于‘土特拉’.接菌后各品种根际微生物均由“细菌型”向“真菌型”转化,‘全明星’最明显,‘丰香’和‘土特拉’次之.     

连作对不同抗性芝麻根系分泌物中酚酸类物质含量的影响及其化感作用

通过对芝麻花期根系分泌物中酚酸类物质含量在正茬和连作条件下的变化及其自毒作用的研究,初步探讨了3个不同连作抗性芝麻品种根系分泌物中具有化感作用的酚酸类物质。结果表明:水杨酸、柠檬酸和对羟基苯甲酸在3个芝麻品种根系分泌物中含量均较高;苯丙酸、苯甲酸和香豆酸分别在赣芝9号、金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物中含量也较高。与正茬条件下相比,在连作条件下,赣芝9号根系分泌物新检测到香草酸,金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物均新检测到丁香酸和苯丙酸;赣芝9号根系分泌物中柠檬酸、香豆酸、苯甲酸和丁香酸含量显著上升,金黄麻根系分泌物中水杨酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、香草酸、柠檬酸、苯甲酸和香豆酸含量显著升高,玉山黑芝麻根系分泌物中阿魏酸、苯甲酸、水杨酸和绿原酸含量显著升高。对酚酸类物质的自毒作用进行生物检测,发现绝大多数酚酸对芝麻发芽表现出"低促高抑"现象。结合酚酸类物质在芝麻根系分泌物中的含量,认为香豆酸、柠檬酸和丁香酸是导致赣芝9号连作障碍的化感物质,苯丙酸、苯甲酸、水杨酸和丁香酸是导致金黄麻连作障碍的化感物质,水杨酸、苯丙酸和丁香酸是导致玉山黑芝麻连作障碍的化感物质。     

连作对不同抗性芝麻根系分泌物中酚酸类物质含量的影响及其化感作用

通过对芝麻花期根系分泌物中酚酸类物质含量在正茬和连作条件下的变化及其自毒作用的研究,初步探讨了3个不同连作抗性芝麻品种根系分泌物中具有化感作用的酚酸类物质。结果表明:水杨酸、柠檬酸和对羟基苯甲酸在3个芝麻品种根系分泌物中含量均较高;苯丙酸、苯甲酸和香豆酸分别在赣芝9号、金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物中含量也较高。与正茬条件下相比,在连作条件下,赣芝9号根系分泌物新检测到香草酸,金黄麻和玉山黑芝麻根系分泌物均新检测到丁香酸和苯丙酸;赣芝9号根系分泌物中柠檬酸、香豆酸、苯甲酸和丁香酸含量显著上升,金黄麻根系分泌物中水杨酸、对羟基苯甲酸、绿原酸、香草酸、柠檬酸、苯甲酸和香豆酸含量显著升高,玉山黑芝麻根系分泌物中阿魏酸、苯甲酸、水杨酸和绿原酸含量显著升高。对酚酸类物质的自毒作用进行生物检测,发现绝大多数酚酸对芝麻发芽表现出"低促高抑"现象。结合酚酸类物质在芝麻根系分泌物中的含量,认为香豆酸、柠檬酸和丁香酸是导致赣芝9号连作障碍的化感物质,苯丙酸、苯甲酸、水杨酸和丁香酸是导致金黄麻连作障碍的化感物质,水杨酸、苯丙酸和丁香酸是导致玉山黑芝麻连作障碍的化感物质。     

草莓根系分泌物和腐解物中的酚酸类物质及其化感作用

采用高效液相色谱(HpLC)检测草莓根系分泌物和腐解物中酚酸类物质,并对这两类物质中对羟基苯甲酸、邻苯二甲酸、丁香酸、香草酸、阿魏酸和苯甲酸的含量进行了检测。在草莓的根系分泌物醇(水)提液中均只检测到了含量相对较高的对羟基苯甲酸;根系腐解物醇提液和水提液中分别检测到6种和5种酚酸,其中邻苯二甲酸含量较高;6种酚酸中对羟基苯甲酸对草莓组培苗生长的抑制作用最强。     

不同品种喷雾干燥草莓粉抗氧化物质及其活性研究

以5种喷雾干燥草莓粉为研究对象,测定其抗氧化物质含量、组成及抗氧化活性。结果表明,不同品种草莓粉的抗氧化成分含量差异较大,总酚含量由大到小为‘美13’‘玫瑰香’‘红颜’‘甜宝’‘丰香’,黄酮含量由大到小为‘玫瑰香’‘美13’‘红颜’‘丰香’‘甜宝’,花青素含量由大到小的顺序同总酚含量,主要非花青素酚类物质为表儿茶素、鞣花酸、儿茶素和绿原酸。采用DPPH·清除率和FRAP反映其抗氧化能力,发现喷雾干燥草莓粉抗氧化能力与总酚和黄酮含量呈显著正相关。     

邻羟基苯甲酸胁迫下杉木叶片游离氨基酸的变化特征

在杉木自毒物质邻羟基苯甲酸胁迫下,对杉木组培苗叶片游离氨基酸质量分数变化及化感效应进行研究。结果表明:随着胁迫时间的延长、胁迫强度的增大,杉木叶片总游离氨基酸的含量逐渐提高,促进效应显著,胁迫质量浓度与氨基酸总量间呈线性关系;在不同胁迫时间及不同胁迫质量浓度下,天冬氨酸含量最高,其次为谷氨酸,化感效应趋势随胁迫时间的延长和胁迫质量浓度增大,表现为促进作用增强;脯氨酸积累量随胁迫时间的延长和胁迫质量浓度增大而逐渐增加,化感效应由抑制转为促进效应;其他氨基酸对胁迫的反应呈现波动性。     

草莓根系自毒物质降解菌的筛选及降解效果研究

对羟基苯甲酸是导致草莓连作障碍的自毒物质,快速降解连作土壤中积累的对羟基苯甲酸,有利于有效控制连作草莓根部病害的发生。本研究筛选出对羟基苯甲酸降解菌菌株B3512,利用盆栽试验研究了其对对羟基苯甲酸的降解效果。结果表明菌株B3512在48 h内的对羟基苯甲酸降解率达95.7%。在含有对羟基苯甲酸的基质中接种B3512,能通过降解对羟基苯甲酸,增强根系活力、降低根系细胞膜渗透性,明显提高组培苗根长、单株叶面积、株高和植株干重等生长指标,说明菌株B3512能有效缓解对羟基苯甲酸的自毒作用。     

苹果砧木幼苗根系分泌物的分离与鉴定

以4种苹果砧木幼苗为试材,利用高效液相色谱法(HPLC)测定根系分泌酚类物质的含量,并比较不同砧木品种间根系分泌物成分的差异。结果表明:采用C18分离柱,波长280 nm,流动相为乙腈和水进行梯度洗脱,流速1 mL/min,分离效果良好。在一定浓度范围内,10种酚类物质的峰面积与浓度间存在显著的线性关系。不同苹果砧木根系分泌物种类和数量不同,主要成分为间苯三酚、根皮素、根皮苷和苯甲酸,分泌物含量从高到低顺序依次为‘怀来海棠’、‘新疆海棠’、‘莱芜难咽’、‘平邑甜茶’。     

济南市设施草莓生产状况调查与发展建议

针对济南市设施草莓种植的主栽品种、种植面积、种植现状、土壤氮磷钾含量等方面进行了调查分析。调查结果表明,济南市草莓品种多为日系品种‘章姬’、‘红颜’和‘丰香’,种植模式以日光温室土培为主。棚栽草莓土壤基础地力不均衡,氮磷钾元素含量有所富集,铁锰铜锌微量元素含量极不平衡,草莓养分供应不均衡、产量差异较大。本调研为济南市草莓产业的健康高效发展提供了科学依据。     

钾高效基因型马铃薯钾素利用效率机制研究

为探索马铃薯钾高效机制,利用营养液沙基盆栽方法,对比研究了不同钾处理下2个钾高效材料(‘HEK-1’和‘HEK-2’)和1个普通品种(‘合作88,)的单株鲜薯产量、植株各部位在不同生长时期的干物质和钾素积累量、根系分泌有机酸种类与含量以及根系分泌物对土壤中钾的活化能力等评价作物钾效率的相关指标.结果表明,与普通品种相比,低钾浓度下,‘HEK-1’保持较高的根系干物重,各生长时期地上茎中均保持较高的钾含量,成熟期植株钾利用效率高;‘HEK-2’低钾胁迫下根系分泌物中草酸含量较多,其根系分泌物活化土壤中钾的能力强.结论:不同基因型的钾高效材料耐低钾机制不同,提高植株钾利用效率或增加根系分泌物中的草酸含量以促进钾吸收都属于马铃薯应答低钾胁迫的有效方式.     

安徽省草莓黄萎病病原的鉴定及主栽草莓品种的抗性评价

在安徽省主要草莓种植区随机采集的18个草莓黄萎病株进行病原菌的分离与鉴定,结果共分离出15个菌株,病原菌的形态特征基本一致。根据病原菌的形态学分析,初步确定分离到的菌株均为镰刀菌(Fusarium);选取真菌通用引物ITS1/ITS4对菌株基因组DNA进行PCR扩增并将扩增出的条带进行克隆、测序和序列比对,同时根据分子鉴定与形态学鉴定结果最终确定该病原菌为尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum);根据序列比对的结果显示该病原菌可能来源于橡胶、木薯、棉花等木本植物。研制出可用于该病原菌的孢子悬浮液大量制备的优化液体培养基配方,解决了该病原菌由于菌丝生长过旺而产孢量很少的难题,同时申请了发明专利。通过人工伤根接种的方法将该病原菌的孢子悬浮液回接到健康草莓幼苗上,2周后植株表现出明显发病的症状。从发病植株中重新分离获得出该病原物。基于形态学、分子生物学鉴定及人工接种鉴定的结果,最终确定安徽省草莓黄萎病的病原菌主要为尖孢镰刀菌。对我国主栽的几个草莓品种进行黄萎病病圃鉴定,结果显示:枥木少女和红颜发病最重,其中红颜病株率最高,为17.79%;章姬、丰香和佐贺清香次之,而欧系和宁玉2个品种的黄萎病抗性较强。     

The effects of cotton root exudates on the growth and development of Verticillium dahliae

The effects of upland cotton root exudates on the growth and development of Verticillium dahliae were studied, through the compared analysis of the root exudates components between the resistant and susceptive cotton materials, using a pair of resistant and susceptive isogenic lines to Verticillium wilt, Z5629 and Z421, as well as 4 other upland cotton cultivars with different resistant levels of Verticillium wilt. The results showed that the amino acids in the root exudates of the resistant cultivars were much less than that of the susceptible ones. Compared with the susceptible ones, there were a lack of aspartic acid, threonine, glutamic acid, alanine, isoleucine, leucine, phenylalanine, lysine and proline in the root exudates from the resistant cultivars. On the contrary, arginine was lacking in the susceptive cultivars. The saccharide types in the root exudates were no different between the two kinds of cultivars, but the contents of glucose, fructose and sucrose in the root exudates of the susceptible varieties were much higher than those in the resistant ones. The experiment of Verticillium dahliae culture showed that the cotton root exudates from resistant cultivars can effectively restrain the spore germination and mycelium growth of Verticillium dahliae, and the arginine was the leading amino acid in this inhibitory action, besides the nutrition of the root exudates. However, the cotton root exudates from the susceptive cotton cultivars can improve the growth and development of Verticillium dahliae effectively; among the amino acid in the exudates, alanine was the most active one in this stimulating function. __________ Translated from Cotton Science, 2007, 19(4): 286–290 [译自: 棉花学报]     

西瓜和水稻根系分泌物中糖和氨基酸对西瓜枯萎病病原菌生长的影响

以不同抗性西瓜品种以及化感水稻品种为试验对象,对其根系分泌物中可溶性糖和游离氨基酸的含量和组成进行分析,并研究了氨基酸对西瓜专化型尖孢镰刀菌(Fusarium oxysporum f.sp.niveum)生长的影响。结果表明:西瓜根系分泌物中的可溶性糖含量及游离氨基酸的含量和种类显著多于水稻根系分泌物中的,而感病西瓜品种根系分泌物中的又显著多于抗病品种根系分泌物中的。与感病西瓜品种相比,抗病西瓜品种根系分泌物中不含酪氨酸,水稻根系分泌物中不含天冬氨酸、丝氨酸、谷氨酸、缬氨酸、甲硫氨酸、异亮氨酸、酪氨酸、苯丙氨酸和精氨酸这9种氨基酸。综合西瓜专化型尖孢镰刀菌孢子萌发和产孢能力两项测定结果,供试的8种外源氨基酸中丙氨酸、谷氨酸、天冬氨酸、精氨酸为主要促菌氨基酸;甲硫氨酸、甘氨酸、苯丙氨酸均促进西瓜专化型尖孢镰刀菌孢子萌发却抑制其孢子产生,而丝氨酸为抑菌氨基酸。因此,水稻、西瓜根系分泌物在糖和氨基酸含量及组成方面存在的显著差异,可以使连作条件下西瓜单作和西瓜/旱作水稻间作对根际微生物的养分供应不同,对其生长的影响也随之改变,这为阐释连作条件下西瓜单作发病严重而间作发病减轻的机制提供了科学依据。     

大豆根系分泌物中氨基酸组分与抗大豆胞囊线虫的相关性研究

以5种对大豆胞囊线虫(soybean cyst nematode,SCN)不同抗性的大豆品种为试材.对其根系分泌物中的氨基酸组分进行测定,并对氨基酸组分与抗大豆胞囊线虫之间的相关性进行了分析.研究结果表明:感病品种根系分泌物能够刺激胞囊的孵化,而抗病品种根系分泌物对胞囊的孵化未表现明显刺激作用.同时,在研究不同抗性品种根系分泌物对SCN二龄幼虫趋化性的影响时还发现,感病品种根系分泌物对SCN二龄幼虫表现了明显的吸引性.在供试的5种大豆品种根系分泌物中共检测到了14种氨基酸,只有精氨酸和脯氨酸在抗感品种中均未检测到.根系分泌物中,氨基酸的总含量在感病品种中的平均表达量为87.90mg·L-1,显著高于在抗病品种中的平均表达量(26.77 mg·L-1),其中谷氨酸、甘氨酸、丙氨酸、亮氨酸、赖氨酸和苯丙氨酸等的表达量与抗病性呈一定负相关.而酪氨酸和半胱氨酸的表达量与抗病性呈一定正相关.     

番茄抗病品种吉美08 SlDFR基因的克隆与表达

【目的】克隆番茄（Solanum lycopersicum）抗病品种吉美08二氢黄酮醇4-还原酶（dihydroflavonol 4-reductase,DFR）基因,并分析枯萎病菌尖孢镰刀菌番茄专化型（Fol4287）诱导下其在番茄不同组织中的表达模式,为深入研究SlDFR基因在番茄抗病过程中的调控机制提供理论依据。【方法】采用同源克隆技术从番茄中克隆SlDFR基因cDNA全长序列,并进行生物信息学分析,采用实时荧光定量PCR（qRT-PCR）检测番茄根、茎、叶中SlDFR基因在枯萎病菌诱导下的表达模式。【结果】从番茄抗病栽培品种吉美08中克隆得到SlDFR基因,cDNA序列全长1659 bp,包含1个1149 bp的开放阅读框（ORF）,编码379个氨基酸。SlDFR蛋白的相对分子质量为42.43 kD,等电点（pI）为6.08,是一个亲水的、稳定的酸性蛋白,亚细胞定位在高尔基体上,无信号肽和跨膜结构域,有38个磷酸化位点,其中,丝氨酸18个,苏氨酸15个,酪氨酸5个。SlDFR蛋白的二级结构中α-螺旋占37.73%,延伸链占13.98%,无规则卷曲占40.69%。系统发育进化树分析结果表明,SlDFR蛋白序列与同属茄科马铃薯（Solanum pennellii）亲缘关系较近,其次为黑果枸杞（Lycium ruthenicum）。qRT-PCR分析结果显示,SlDFR基因在番茄叶中表达量最高,在根中表达量最低。SlDFR基因在番茄根、茎、叶中表达量受番茄枯萎病菌诱导,均呈现不同程度上调,其中,在根中表达量变化最大,在叶中表达量变化较小,推测SlDFR基因的表达量与番茄枯萎病菌胁迫响应有关,且番茄根部类黄酮的合成为重要胁迫响应途径。【结论】SlDFR基因表达量受Fol4287的诱导,可能参与番茄枯萎病胁迫响应过程,且对番茄枯萎病菌的响应在番茄根部更强烈,并通过调控番茄根部黄酮类物质的合成提高根系分泌物的抑菌活性从而增强番茄对枯萎病的抗性。     

根系分泌物影响黄瓜枯萎病抗性的机理研究

以黄瓜品种津研4号(感枯萎病)、津春4号(抗枯萎病)和云南黑籽南瓜为试验对象,探讨根系分泌物影响黄瓜枯萎病发生的生理机制。结果表明:经感病品种根系分泌物处理的植株根系活跃吸收面积低于其他处理,而伤害度高于其他处理。未经根系分泌物处理的对照植株接菌后10 d内根系可溶性糖含量明显高于根系分泌物处理植株。接菌后,以抗病品种根系分泌物处理的过氧化物酶和多酚氧化酶活性上升较明显。对照植株的苯丙氨酸解氨酶活性于接菌后48~60h出现一较明显的活性峰。对照植株、经抗病品种根系分泌物处理的植株超氧化物歧化酶活性于接菌后12 h出现一小的活性峰,比感病品种根系分泌物处理早12 h。试验结果与不同处理枯萎病发生轻重存在相关性,说明不同抗性品种的根系分泌物是影响黄瓜抗病性的原因之一。     

寄主和非寄主种子分泌物中游离氨基酸和可溶性糖含量及其对大豆疫霉的作用

采用HPLC技术分析大豆疫霉抗病品种Williams 82、感病品种Sloan及非寄主菜豆紫花油豆、玉米绥玉23种子分泌物中游离氨基酸和可溶性糖种类和含量,测定相对原位浓度氨基酸混合液和糖混合液对大豆疫霉菌丝生长、卵孢子形成及游动孢子趋化性的影响。结果表明,不同作物品种种子分泌物中氨基酸和糖的种类及含量差异显著。其中,大豆抗病品种种子分泌物中氨基酸和可溶性糖含量显著高于感病品种Sloan和其他两种非寄主作物。对于菌丝生长,除Williams 82氨基酸处理表现为抑制外,其他处理均有促进。对于卵孢子形成,氨基酸处理表现为紫花油豆=Williams 82>Sloan=绥玉23,可溶性糖处理表现为紫花油豆>Sloan>Williams 82>绥玉23。对于游动孢子趋化性,表现为Sloan>紫花油豆>Williams 82>绥玉23。4个品种种子分泌物差异主要表现在对游动孢子差异性趋化作用上,表明种子分泌物中游离氨基酸和可溶性糖在一定程度上作为信号分子参与大豆疫霉寄主选择性和寄主抗病性,研究为防治大豆疫霉根腐病提供理论依据。     

Physiological response and phenolic metabolism in tomato (Solanum lycopersicum) mediated by silicon under Ralstonia solanacearum infection

Bacterial wilt, caused by Ralstonia solanacearum(Rs) is a serious soil-borne disease and silicon can enhance tomato resistance against this disease. However, few studies have focused on the mechanisms of Si-mediated pathogen resistance from the rhizosphere perspective. In this study, two tomato genotypes, HYT(susceptible) and H7996(resistant), were used to investigate the effects of silicon application on disease inhibition, root growth, and organic acid content in both roots and root exudates under R. solanacearum infection. The results showed that Si application significantly suppressed bacterial wilt in HYT, but had no effect in H7996. Silicon concentrations in roots, stems and leaves of tomato were significantly increased by Si treatment under R. solanacearum inoculation. In HYT, Si application increased root dry weight by 22.8–51.6% and leaf photosynthesis by 30.6–208.0%, and reduced the concentrations of citric acid in root exudates by 71.4% and in roots by 83.5%. However, organic acids did not influence R. solanacearum growth. Results also demonstrated that salicylic acid(SA) content in roots was significantly increased by silicon addition for H7996 and exogenous SA application could reduce bacterial wilt disease index. Collectively, these results suggest that Si-modulated phenolic compound metabolism in roots or root exudates, especially citric acid and SA, may be a potential mechanism in the amelioration of bacterial wilt disease by Si.     

西瓜专化型尖孢镰刀菌的分离鉴定及水稻根系分泌物对其生长的影响

利用尖孢镰刀菌选择性培养基从西瓜枯萎病发病部位分离出病原菌,通过Booth＇s镰刀菌分类鉴定标准和专化型试验,确定该菌株为西瓜专化型尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum f．sp．niveum）。以该菌株为材料,研究水稻根系分泌物对其生长的影响。结果表明,2个水稻品种ELIO和4007的根系分泌物均能显著抑制其孢子萌发和孢子产生。当根系分泌物的加入量为1．5mL时,ELIO和4007对孢子萌发的抑制率分别为37．8％和41．0％;当加入20mL水稻根系分泌物时,ELIO和4007对孢子产生的抑制率达到96．3％和76．4％。水稻根系分泌物对西瓜尖孢镰刀菌孢子产生过程的抑制作用主要发生在孢子萌发阶段和孢子在尖孢镰刀菌瓶状小梗上的生成阶段,而对菌丝营养生长没有影响。西瓜与旱作水稻间作的盆栽试验表明,间作系统中西瓜苗的鲜重和株高分别提高了186．0％和80．5％。单作西瓜枯萎病发病率为66．7％,死亡率为44．4％,而间作处理中西瓜均生长正常。间作条件下,西瓜根际土壤中的尖孢镰刀菌数量显著降低,与单作根际土壤相比减少了91％。表明：水稻根系分泌物能显著抑制西瓜专化型尖孢镰刀菌生长,采用旱作水稻与西瓜间作能有效缓解西瓜枯萎病的发生。