苏麦3号小麦穗部病毒诱导的基因沉默(VIGS)体系的建立及验证

为了探讨利用病毒诱导的基因沉默(VIGS)体系在小麦穗部进行基因沉默的可行性,用大麦条纹花叶病毒诱导苏麦3号小麦穗部PDS基因的转录后沉默,再接种禾谷镰刀菌进行抗性鉴定。结果表明,与接种空载BSMV∶00的对照相比,接种BSMV∶PDS的小麦穗中PDS基因表达量下调了77%(P0.05)。接种BSMV∶00的小麦穗受到赤霉病菌侵染后,穗部平均病小穗数和DON毒素含量分别为2.75个和4.55μg/g,与接种无菌水对照无显著差异(P0.05)。说明在苏麦3号穗部VIGS系统中,通过接种病毒能使靶标基因沉默;接种赤霉病菌后,苏麦3号病小穗数和DON毒素含量不受接种病毒的影响,对赤霉病菌的抗性保持不变,建立的VIGS体系可以应用于小麦赤霉病抗性候选基因的功能分析。     

小麦抗赤霉病的一些生理生化特性

研究了小麦品种苏麦3号(抗病)和凡_6(感病)穗部受赤霉病菌(Fusariumgraminearum)侵染后,病穗的苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,木质素,和酚类物质含最的变化特点。结果表明,小麦抗、感赤霉病品种受侵染后,PAL酶活均升高,但在受侵染的前中期,抗病品种苏麦3号病穗中的PAL酶活增加速度高于感病品种凡_6。木质素在病穗和健德颖壳内的含量均表现为抗病的苏麦高于感病凡6,其含量随接种后日数增加而增加。酚类物质含量在抗、感品种的颖壳内,均表现为病穗高于健穗,但抗、感病品种之间的差异主要表现在增长速度不同。因此,从侵染的前中期,抗病苏麦病穗中的PAL酶活和酚类含量增加速度稍快于感病的凡6这一特点,可以认为它们在侵染的早期对抗病起着一定作用。而木质素的含量则与小麦品种抗赤霉病呈正相关。     

小麦赤霉病抗性与株高及穗部性状的相关性研究

以苏麦3号、扬麦158、安农8455、扬辐麦4号等对小麦赤霉病抗性不同的20个小麦品种或种质为实验材料,研究了小麦赤霉病抗性与株高(用多效唑控制)及穗部性状(小穗数、病小穗数、退化小穗数、小穗密度等)间的相关性。结果表明:株高明显影响小麦对赤霉病的抗性,植株较高材料的病小穗率较低;麦穗较长、小穗数少、小穗密度低的小麦材料的赤霉病抗性更好。     

小麦赤霉病抗性与株高及穗部性状的相关性研究

以苏麦3号、扬麦158、安农8455、扬辐麦4号等对小麦赤霉病抗性不同的20个小麦品种或种质为实验材料,研究了小麦赤霉病抗性与株高(用多效唑控制)及穗部性状(小穗数、病小穗数、退化小穗数、小穗密度等)间的相关性。结果表明:株高明显影响小麦对赤霉病的抗性,植株较高材料的病小穗率较低;麦穗较长、小穗数少、小穗密度低的小麦材料的赤霉病抗性更好。     

小麦赤霉病新抗源W01的抗性及相关经济性状分析

为鉴定小麦赤霉病新抗源W01的抗性,溯源其抗性基因,综合评价其育种利用价值,以高产、中感赤霉病的扬麦15为母本,分别与W01和苏麦3 号组配杂交组合,以两个组合的F2遗传群体为研究对象,比较分析W01和苏麦3号的赤霉病抗性及其与株高、穗数、籽粒之间的关系.结果表明,W01和苏麦3号均含有抗赤霉病主效基因PFT-1和His-1,抗性均达到抗(R)水平,二者抗性相当.但W01株型紧凑,植株较矮,分蘖力较强,且丰产性和品质均优于苏麦3号.在与扬麦15组配的F2群体中,W01组合的抗性表现突出,中抗(MR)以上单株比例达91％,且整个群体没有感病(S)和高感(HS)单株出现,其抗性的遗传力高于苏麦3号组合,两个遗传群体的赤霉病性状与株高显著正相关,与有效穗数显著负相关.综合结果表明,W01是可以应用于改良小麦赤霉病抗性的优异育种材料.     

小麦抗赤霉病品种筛选

为提高小麦生产水平及抗赤霉病特性,连续3年采用病麦粒表土接种法对不同小麦品种(系)赤霉病抗性、丰产性以及DON毒素含量进行比较分析。结果表明,小麦抽穗至扬花期是赤霉病发生的关键时期,尤其是小麦齐穗后第1个扬花到扬花结束历时天数以及期间的天气情况为赤霉病流行提供了环境条件。华麦7号、扬麦21、宁麦13、农丰88、宁麦资126等品种对赤霉病抗性较高,扬麦15抗性较差。华麦7号、宁麦13、宁麦26等籽粒中DON毒素含量较低。宁麦13、扬麦21、华麦7号、华麦8号、扬麦22、扬麦28丰产性较高。综合而言,华麦7号、宁麦13、扬麦21等是赤霉病抗性较高、产量较高的小麦品种。随着赤霉病流行年份增多,筛选出适宜苏中地区种植的高产、抗赤霉病小麦品种具有重要意义。     

小麦3B短臂染色体抗赤霉病主效QTL区域候选基因的表达

通过研究赤霉病菌接种后的基因表达,筛选小麦赤霉病抗性相关基因。根据前人研究结果,利用FGENESH软件对小麦3B短臂抗赤霉病主效QTL所在的小麦基因组测序获得的重叠群ctg0954核苷酸序列进行基因预测,共预测得到489个基因。以携带该QTL的苏麦3号和未携带该QTL的扬麦15为材料,在小麦花期进行赤霉病菌接种诱导基因表达,接种后0 h、4 h、8 h、12 h、24 h对其中有功能注释的259个预测基因的表达进行半定量分析,获得27个在品种间差异表达的基因。这27个基因的表达分为4类:一直上调表达(Ⅰ型),在接种后的早期上调表达后期下调表达(Ⅱ型),接种后早期下调表达后期上调表达(Ⅲ型),接种后一直下调表达(Ⅳ型)。在差异表达基因中,选择6个基因,进行Real-time PCR分析,结果表明这些基因在接种病原菌后均上调表达,且在苏麦3号和扬麦15号品种间存在基因表达差异,验证了半定量表达结果,可作为与赤霉病抗性相关3B短臂主效QTL的候选基因。     

桑树中拮抗内生细菌的分离筛选及其抑菌机制

以小麦赤霉病菌为指示菌,进行桑树拮抗内生细菌的分离筛选,开展拮抗内生细菌的对峙培养和盆栽控病试验,并采用分光光度法检测SSY26拮抗菌引入小麦穗部,小麦穗组织中的多酚氧化酶(PPO) 、过氧化物酶(POD) 和苯丙氨酸解氨酶(PAL) 的酶活性。结果显示,SSY26菌株对小麦赤霉病菌具有较好的抑制作用,抑菌率达到58.65%,显微观察显示SSY26菌株可引起小麦赤霉病菌菌丝膨大、畸形,影响其正常生长;分子鉴定SSY26菌株为芽孢杆菌属微生物。小麦盆栽试验结果表明,第18 天时SSY26菌悬液对小麦赤霉病的防治效果为27.30% ,与化学药剂处理组没有显著差异,且桑树内生细菌SSY26引入到小麦穗部,可提高穗部组织中PPO、PAL及POD等防御酶活性。     

优良小麦新品种宁麦26的选育及其应用

宁麦26具有高产稳产、中强筋品质、中抗赤霉病和成熟期较早的综合优良特性。在参加江苏省淮南地区历年区域试验中,平均全生育期210 d左右,与对照品种扬麦11号(为目前淮南地区推广品种中最早熟品种)相当或略早;在2012—2014年度江苏省淮南片区试中,2年平均产量482.60 kg/667 m~2,比对照品种扬麦11号增产7.10%,增产点次率94.74%,2014—2015年度参加生产试验,平均产量452.88 kg/667 m~2,比对照扬麦11号增产6.70%,增产点次率100%;国家长江中下游组2013—2015年2年区试结果,平均产量418.80 kg/667 m~2,比对照品种扬麦20增产5.00%,增产点次率75.7%,2015—2016年度生产试验,平均产量438.20 kg/667 m~2,比对照品种扬麦20增产7.44%,增产点次率100%。各地初步试验(种)和小面积示范结果,一般产量450 kg/667 m~2左右,高产田块可达500 kg/667 m~2以上;平均容重824 g/L,粗蛋白质含量14.80%,湿面筋含量31.87%,稳定时间10.2 min,硬度指数64.6;抗-中抗赤霉病。适合江苏淮南及江淮中下游稻麦两熟制地区种植。此外,还阐述了宁麦26相应的栽培技术要点。     

小麦品种对赤霉病的抗性研究

采用孢悬液花期接种的方法，在田间研究了小麦品种对赤霉病抗性与小麦植物形态学的关系，并分析了不同抗性品种的过氧化物酶的酶谱和酶活力。结果表明，小麦品种的抗赤性与品种的株高、穗长、穗形、小穗着生密度无关，与芒长有不明显的相关性，小麦抗性强弱与穗轴病变长度关系密切，病变长度越小抗力越强。不同抗性的小麦品种过氧化物酶的酶谱有所不同，接种后抗病品种苏麦３号在原８条酶带的基础上新增加１条酶带，但感病品种垦大１号没有增加，仍保持６条酶带。接种后抗病品种与感病品种过氧化物酶活性都有所增强，但抗性品种苏麦３号酶比活力增长速率明显高于感病品种垦大１号和东农１２０。     

赤霉菌粗毒素对小麦幼苗活性氧代谢的影响

比较赤霉菌粗毒素液或外源SA预处理抗病和感病小麦幼苗不同时间,叶片活性氧代谢变化。结果表明：赤霉菌粗毒素液处理小麦幼苗根部2—48h后．O2^-产率先增加后降低,感病品种（川麦28）H2O2含量逐渐增加;用外源SA预处理小麦幼苗叶片2h后再用赤霉菌粗毒素液处理小麦幼苗根部2—48h,抗、感病品种的O2^-产率和H2O2含量均明显提高,且抗病品种（89107）先于感病品种达到其峰值,粗毒素液处理24h后抗性品种保护酶（SOD,CAT和POD）活性比感病品种的高。抗病品种PAL活性变化对SA预处理响应强烈。SA可能作为信号分子之一,诱发小麦幼苗对赤霉菌粗毒素液产生一定的系统抗性。     

甘蔗受黑穗病菌侵染后苯丙烷类代谢变化及与其抗性的关系

检测了不同抗病类型甘蔗品种受黑穗病菌（ＵｓｔｉｌａｇｏｓｃｉｔａｍｉｎｅａＳｙｄ．）侵染后苯丙氨酸解氨酶（ＰＡＬ）、酪氨酸解氨酶（ＴＡＬ）、４—香豆酸辅醇Ａ连接酶（ＣｏＡｌｉｇａｓｅ）活性以及绿原酸和黄酮类化合物含量的动态变化．结果表明：受病菌侵染后各品种的ＰＡＬ、ＴＡＬ、ＣｏＡｌｉｇａｓｅ比活性均有一个明显的消长过程，但高抗品种ＮＣｏ３７６、“ＲＯＣ”１０酶活性上升的幅度和持续时间显著大于高感品种Ｆ１３４、ＦＮ８３—０７０６；同时，与高感品种相比．高抗品种绿原酸与黄酮类化合物的累积时间早，累积量也明显增加．因此，我们认为甘蔗黑穗病菌诱导ＰＡＬ、ＴＡＬ、ＣｏＡｌｉｇａｓｅ活性提高，增强了合成绿原酸、黄酮类化合物等多种抗病次生物质的苯丙烷类代谢，这可能是甘蔗对黑穗病侵染后抗性（Ｐｏｓｔ－ｉｎｆｅｃｔｉｏｎａｌｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ）机制的一个重要方面．     

马铃薯黑痣病菌毒素诱导马铃薯幼苗丙二醛含量、细胞膜透性及PAL活性的变化

本试验选取对黑痣病菌抗性不同的马铃薯材料,研究黑痣病菌毒素对马铃薯幼苗体内丙二醛( MDA)含量、细胞膜透性及苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的变化及其与抗病性的关系.结果显示,经毒素处理后,马铃薯幼苗体内MDA含量大幅增加,96 h以前感病品种大西洋的累积量大于抗病品种底西芮的,96h以后抗病品种的累积量大于感病品种的;马铃薯幼苗细胞膜透性增加,感病品种增加的较早且幅度较大;黑痣病菌毒素可诱导马铃薯幼苗体内PAL活性升高,抗病品种升高较早且幅度较大,抗病品种和感病品种的PAL活性分别在12 h和36 h达到最大,增幅分别为48.8％和38.7％,24h以后,二者的增幅没有差异.     

桃树体内生化代谢与其对流胶病抗性的关系

试验以对流胶病表现为高抗、中抗、感病 3种类型的桃品种 (系 )为材料 ,接种流胶病病原菌后 ,定期测定苯丙氨酸解氨酶 (PAL)、过氧化物酶 (PO)、多酚氧化酶 (PPO)活性和绿原酸、木质素的含量 ,并进行PO和PPO同工酶分析。结果表明 :桃对流胶病的抗性与苯丙氨酸代谢的PAL有密切关系 ,并通过代谢产物绿原酸、木质素的增加得到表现 ;同时与PO和PPO的活性也有密切关系 ;但PO、PPO同工酶与桃对流胶病的抗性并无显著相关关系     

小麦高世代品系中再选择的方法探讨

 两个小麦高世代品系中进行再选择。单株选择，随机区组设计，分系比较。采用方差分析法估计了该二群体中几个主要性状的遗传变异度和遗传进度，从而探讨了再选择的方法和效果。应用多元正态分布的近似计算，估测了多个性状综合选择时，所需的基础群体规模，为作物育种中的多性状遗传进度研究和群体规模估计提出了新的设想。 通过本文对两个小麦高世代品系的具体分析计算得出，南农82-4品系的产量三因素可在有700-1500株供选基础群体下，通过纯系选择，在保持原有单株穗数水平上，每穗粒数和千粒重获得2.5%-5%左右的相对遗传进度。南农2101品系在有2000-3000株左右的供选基础群体下，通过纯系选择，在保持该品系原有产量水平上，使赤霉病抗性、开花期和穗上发芽率获2.5%-5%、2.5%-5%和7.5%-15%的相对遗传进度。     

硅对黄瓜苯丙酸类代谢的影响及与抗白粉病的关系

以抗/感白粉病的"津春4号"和"ZJ02-09"为试验材料,研究了硅酸盐和诱导接种白粉菌处理后黄瓜苯丙氨酸解氨酶活性以及阿魏酸、木质素和绿原酸含量的动态变化与抗病性的关系.结果表明:在不接种的情况下,施硅与否对抗/感品种植株叶片的苯丙氨酸解氨酶活性以及阿魏酸、木质素和绿原酸含量均无显著影响.接种白粉病菌后,黄瓜苯丙氨酸解氨酶活性明显升高,抗病品种酶活性明显高于感病品种;伴随酶活性的变化,阿魏酸、木质素和绿原酸含量也明显增加;施硅能显著提高黄瓜感病品种苯丙氨酸解氨酶活性,但对抗病品种的影响不显著.施硅能显著降低感病品种植株的白粉病病情指数,提高其对白粉病的抗病能力,相对防治效果达41.56%.     

花生体内几种酶的活性与抗锈病性的关系

在锈菌侵染前和侵染后的若干阶段测定了具有不同程度抗性的5个花生品种中的苯丙氨酸解氢酶(PAL),过氧化物酶(PO),多酚氧化酶(PPO)活性,并分析其与抗性的关系。结果表明,PAL是一种诱导酶,在测定的大多数时间内,呈现酶活性越大,抗性越强的趋势;在侵染后的12,24和48h,大多数品种病叶的PO活性高于健叶,基本上是品种愈感病酶活性变化愈大;在健康叶片中,PPO的活性变化与抗锈病性显著相关,但在受锈菌侵染的叶片组织中,PPO的活性变化似与抗性无明显相关。     

不同氮素形态及比例对烤烟多酚及相关酶活性动态的影响

以烤烟品种吉烟9号(Nicotianatobacum L.)为试验材料,通过盆栽试验,研究不同氮素形态对烤烟多酚及相关酶活性动态的影响。结果表明,氮素形态对烤烟多酚及酶活性有明显影响,移栽30d后,50%硝态氮+50%铵态氮处理多酚类物质含量明显提高。在移栽后30～75d,50%硝态氮+50%铵态氮处理POD和PAL一直保持相对较高水平,且PAL活性随着硝态氮比例的增加而增强,栽后75d达到高峰后迅速降低;在移栽后60d,75%铵态氮+25%硝态氮处理PPO活性达到峰值;生长前期APX活性随着铵态氮比例的增加而增强,移栽后75d达到峰值而后迅速降低且以50%硝态氮+50%铵态氮处理活性最强。     

小麦体内次生物质对麦蚜的抗性作用研究

 采用蚜量比值法评价了 7个小麦品种 (系 )对麦长管蚜的抗性 ,并用紫外分光光度法测定了各品种 (系 )旗叶和穗部总酚和吲哚生物碱含量 ,并通过酶标仪法测定了来自不同抗级小麦穗部麦长管蚜体内的羧酸酯酶活性的差异 ,以此研究小麦体内次生物质含量的差异及其抗麦长管蚜的关系和抗性生化机制。结果表明 ,旗叶和穗部总酚和吲哚生物碱含量不同 ,表现出对麦长管蚜种群影响的差异。穗部吲哚生物碱含量与麦长管蚜蚜量比值之间呈极显著的负相关 ,相关指数R =- 0 .9896。而旗叶吲哚生物碱、旗叶总酚和穗部总酚含量与麦长管蚜蚜量比值的相关系数分别为 - 0 .6 82 6、- 0 .4 2 0 8和 - 0 .5 6 2 3,相关性均不显著。取食不同抗蚜品种 (系 )穗部的蚜虫羧酸酯酶活性与穗部吲哚生物碱含量呈显著相关性 (R =0 .96 4 6 ) ,而与穗部总酚含量相关性不显著 (R =0 .4 95 3)。与总酚含量相比 ,小麦穗部吲哚生物碱含量高低与小麦对麦长管蚜抗性关系更密切。