云南铁壳麦的穗发芽抗性鉴定与分析

为了解云南铁壳麦(Triticum aestivum ssp.yunnanense)的穗发芽抗性及其机制、筛选抗性材料,以白粒推广良种云麦53号为对照,采用整穗发芽、整粒发芽及分子功能标记的方法,鉴定了55份云南铁壳麦的穗发芽抗性及种子的休眠特性,分析了发芽指数(germination index,GI)在穗发芽抗性级别不同的材料间、分子功能标记基因等位变异间的差异及籽粒发芽率(germination percent,GP)在不同休眠级别的材料间的差异。结果表明,以整穗发芽率(spikes germination rate,SGR)为鉴定指标,在对照云麦53号的SGR达76.2%的前提下,云南铁壳麦除1份材料SGR为2%外,其他材料的SGR都为0,与对照相比,对穗发芽的抗性都很强。以GI为鉴定指标,供试云南铁壳麦对穗发芽的抗性则较弱,抗性材料较少,GI为15.5%～72.8%(对照的GI为65.7%),GI在抗性级别不同的材料间明显不同。以籽粒发芽率为依据,云南铁壳麦的种子休眠性可分为休眠、中度休眠、浅休眠和无休眠4级,GP在不同休眠级别的材料间也显著不同。用STS功能标记 Vp1B3扩增出A带(652 bp)、C带(无带)的材料,其GI均与扩增出B带(569 bp)材料的GI有明显差异;用标记Vp1A3扩增出B带(170 bp)材料的GI与C带(无带)材料的GI也有明显差异,其他3个功能标记( Tasdr-B1、 Tamyb10D1、 Tamyb10D)扩增到不同带型材料的GI则无明显的不同,用分子标记获得的结果不能解释云南铁壳麦的穗发芽抗性或种子休眠特性的变化。     

长江中下游麦区主要小麦品种穗发芽抗性及鉴定方法比较

为了解长江中下游麦区当前推广小麦品种抗穗发芽的特性,采用整穗发芽法、整粒发芽法和半粒发芽法鉴定了20个小麦品种的穗发芽抗性。结果表明,品种间穗发芽抗性存在显著差异,扬麦16、扬麦18、扬麦20、扬麦22、扬辐麦4号、宁麦16等13个品种穗发芽抗性较好,宁麦17、宁麦19、镇麦6号、镇麦8号、镇麦9号、扬麦13和扬麦14等6个品种穗发芽抗性中等,郑麦9023易穗发芽;20个品种的整穗发芽率和取穗当天整粒发芽率差异不显著,且两种方法的发芽率呈极显著正相关,说明整穗发芽法和整粒发芽法都可用于穗发芽抗性鉴定;整粒发芽法中取穗当天与取穗10d后籽粒发芽率较为一致,且极显著正相关,说明这一时段内都可进行抗穗发芽鉴定;取穗30d后所有红粒品种的发芽率都极显著提高,说明此时种子休眠开始解除。18个红粒小麦品种的半粒发芽率极显著高于整粒发芽率,说明种皮对穗发芽有较强的抑制作用。白粒品种郑麦9023收获30d后发芽率与收获当天穗上发芽率、籽粒发芽率,整粒法与半粒法发芽率差异均不显著,说明该品种几乎无休眠特性,且其种皮对穗发芽的抑制作用较小。     

不同麦区小麦品种穗发芽抗性及其与穗部性状的相关性

为探究不同麦区小麦品种的穗发芽抗性及其与穗部性状的相关性,以黄淮冬麦区(南片和北片)、北部冬麦区及长江中下游麦区的235份小麦品种为试验材料,选用2个能够有效用于穗发芽抗性筛选的分子标记Vp1B3和WMC104,结合整穗发芽试验,对各麦区小麦品种穗发芽抗性进行鉴定,并分析穗发芽抗性与穗部及籽粒性状间的相关性。结果表明,长江中下游麦区小麦穗发芽抗性显著高于其他三个麦区,其供试小麦品种60%以上达到抗性等级,其余三个麦区中达到抗性等级的品种均不超过30%;供试品种中,扬麦10号、荆麦103、川农16等15个品种为高抗穗发芽品种,发芽率均值为4.85%,是穗发芽抗性育种中的重要抗性资源。整穗发芽率与穗部及籽粒性状相关性分析表明,穗发芽率与籽粒颜色极显著正相关,与小穗密度、千粒重、籽粒宽度等显著正相关。在育种过程中,可将籽粒颜色、小穗密度、千粒重及籽粒宽度等作为抗穗发芽小麦品种的重要参考指标。     

硬粒小麦-节节麦人工合成小麦的穗发芽抗性研究

为了发掘来自节节麦的抗穗发芽基因资源,利用具有染色体自然加倍特性的硬粒小麦栽培种(Triticum durum L cv. Langdon,2n=4x=28,AABB)与节节麦(Aegilops tauschii Cosson.,2n=2x=14,DD)杂交,经染色体天然加倍合成了4份新六倍体小麦SHW-Z1、 SHW-Z2、 SHW-Z3和SHW-Z4 (Triticum aestivum L.,2n=6x=42,AABBDD).通过对这4份材料不同灌浆期的不同发芽处理研究表明,节节麦抗穗发芽特性得到表达,4份材料平均穗发芽率分别仅为1.75%,0.31%,1.09%和0.17%.与穗发芽抗性极强的合成六倍体小麦RSP相比,亲本为节节麦As65的合成小麦SHW-Z2和SHW-Z4具有更强的穗发芽抗性.4份合成六倍体小麦抗穗发芽的因素主要来自穗部与种子的抑制,颖壳内含物的化学抑制作用较弱.     

穗发芽率和发芽指数及STS标记Vp1B3在小麦抗穗发芽基因型鉴定中的应用

为了筛选抗穗发芽品种(系)并了解其抗性机制,应用整穗发芽法和发芽指数鉴定了33份小麦新品系的穗发芽抗性,以红粒品种京冬8号和京9428作为抗穗发芽对照,以白粒品种京411和中优9507作为感穗发芽对照,并结合共显性STS标记Vp1B3对其基因型进行检测.结果表明,穗发芽率(SGR)低于抗性对照京冬8号和京9428平均值(12.7%)的品系有7份,其中2份为白粒,5份为红粒.只有一份红粒品系CA0489的发芽指数(GI)低于抗性对照平均值(13.2%).应用STS标记Vp1B3共扩增出849 bp、569 bp和652 bp三种片段,分别属于抗穗发芽基因型Vp1Bb和Vp1Bc及感穗发芽基因型Vp1Ba,其频率分别为3%、18%和79%.红粒抗穗发芽品系CA0489属于Vp1Bb基因型和红色种皮休眠型,CA0481属于Vp1Bc抗穗发芽基因型,另外三份红粒抗穗发芽品系的抗性机理还需要进一步研究;白粒抗穗发芽品系CA0509和CA0459的抗性为非Vp1B3类型,其抗性可能与穗部性状和颖壳抑制物有关.     

云南铁壳麦籽粒硬度及其单粒硬度的频率分布

为了明确云南铁壳麦亚种在小麦品质改良中的作用,用单籽粒谷糖硬度测定仪对36份云南铁壳麦的籽粒硬度及其单籽粒硬度的频率分布进行了分析.结果表明,云南铁壳麦籽粒硬度变幅为7.3±15.9～70.9±19.6,其中硬质麦31份(1级17份、2级14份)、混合麦2份(2级1份,3级1份)、软质麦3份(均为5级),硬质、混合和软质麦类型比例分别为86.1%、5.6%和8.3%;硬质类型云南铁壳麦的平均硬度为62.0,没有极硬的类型;有2份临沧铁壳麦(A14,A21)属极软类型.籽粒硬度的分类与不同硬度范围单籽粒频率分布及硬度均值有关,硬质云南铁壳麦硬度低于46的籽粒占5%～20%,高于47的籽粒比例为74%～95%,硬度均值55.7±14.0～70.9±19.6,绝大部分一致性较好;2份混合型云南铁壳麦(云0005、云0007)硬度指数低于46的籽粒分别占29%和30%,高于47的籽粒分别占70%和71%,硬度值为53.7±17.2和55.7±17.8,一致性最差;软质麦硬度指数低于46的籽粒占98%～100%,高于47的籽粒占0～2%,硬度均值为7.3±15.9～16.6±13.5,一致性最好.籽粒硬度分析表明,云南铁壳麦中既具有加工优质面条、馒头等所需的硬度等级,又具有软质小麦改良的亲本材料.     

小麦穗发芽抗性分析及相关分子标记检测

小麦成熟期遭遇穗发芽会严重影响小麦的产量和品质。为了解徐州主要栽培品种的穗发芽抗性及其分子机制,用整穗发芽法、籽粒发芽法考察了5个徐州地区主要推广小麦品种的籽粒休眠和发芽特性,并用10个分子标记对其穗发芽性状进行解析。结果表明,供试品种间整穗发芽率、发芽率和萌发指数均存在不显著、显著或极显著差异。徐农029的整穗发芽率最低,为3.02%,烟农19的整穗发芽率最高,达68.80%。徐农029的发芽率和萌发指数分别为41.00%和21.43%,均极显著低于其父本矮抗58(71.67%、53.10%)和母本淮麦20(89.67%、61.00%),周麦18和烟农19的发芽率均为99.33%,而烟农19的萌发指数(83.95%)高于周麦18的萌发指数(81.43%)。分子标记检测发现,徐农029和淮麦20属于Vp1Bc型抗穗发芽; Xgwm282标记在5个品种中呈2种带型,与穗发芽抗性关系密切。另外,8个抗穗发芽相关分子标记不能很好区分上述5个品种的抗穗发芽特性。     

白粒小麦品种(系)穗发芽抗性机制分析

为了解小麦穗发芽抗性机制,应用与抗穗发芽有关的功能标记 Vp1B3、 Vp1b2和 Dorm1并结合整穗发芽、籽粒发芽、籽粒+芒、籽粒+穗轴、籽粒+颖壳和籽粒+芒+穗轴+颖壳共6种发芽试验处理,分析了11个小麦品种（系）的穗发芽抗性机制。结果表明,红粒抗穗发芽对照京9428和京冬8号的抗性受粒色、Vp1Bc、颖壳或颖壳抑制物控制;9个白粒品种(系)穗发芽抗性均不同程度的受芒和颖壳或它们的抑制物控制;强抗穗发芽品系CA0431的抗性与 Vp1B3、 Dorm1和粒色无关,而与其他遗传因素有关;强抗穗发芽品系山东046432属于由Vp1Bc和Dorm1控制的基因型;中抗穗发芽品种矮抗58的抗性与穗轴有关;Vp1Bb基因对CA95502的穗发芽作用有待进一步证实;芒和颖壳或它们的抑制物对白粒中感穗发芽品系CA9640、CA0459、CA0493和白粒高感穗发芽品系山东928802和CA0306的穗发芽均有一定的抑制作用,但 Vp1Bb基因型与山东928802和Vp1Bc基因型与CA0306的穗发芽并无相关。     

小麦穗发芽抗性鉴定及相关分子标记的有效性验证

为筛选出抗穗发芽小麦种质及可用于种质评价和分子标记辅助育种的高效分子标记,以41份黄淮南片区试品系和309份中外小麦品种为材料,选用4个与穗发芽抗性相关的标记,即STS标记Vp1B3和MST101、STMS标记wmc104及SSR标记Xgwm155,结合整穗发芽鉴定试验,评价筛选抗穗发芽小麦种质,同时对上述4个分子标记进行有效性验证。结果表明,标记Vp1B3和wmc104可有效用于小麦穗发芽抗性筛选,而标记Xgwm155和MST101与穗发芽抗性不相关;350份供试材料中41份国家区试材料的整穗发芽率普遍偏高,均值达到43.94%;而另外309份材料中,淮麦20、轮选987、长旱58等18份材料为高抗穗发芽品种,平均整穗发芽率为2.56%,是穗发芽抗性育种中的重要抗性资源。     

春小麦颖壳中水溶性物质对成熟籽粒发芽的影响

利用８个穗发芽不同敏感程度的春小麦品种,研究了成熟小麦颖壳中水溶性物质对籽粒发芽的影响,结果表明,颖壳中存在着某种发芽抑制物质,品种间存在着的差异,颖壳中的发芽抑制物质对发芽后,４８ｈ的胚芽生长有普遍抑制作用,能胚根生长影响不大,但明显降低３－５条胚根的化值,因品种而异,颖壳中的发芽了制物质对穗发芽的抑制程度最多可达４０％。     

杜鹃红山茶离体快速繁殖

以杜鹃红山茶实生小苗为试验材料,探讨离体快速繁殖的方法。结果表明:茎段外植体在MS+BA 1 mg/L+IBA 0.01 mg/L+GA3 10 mg/L的培养基上培养60 d,侧芽萌发率高达68%;将这些萌发的侧芽连同原来的茎段外植体移至添加BA 0.2～0.4 mg/L的培养基培养1个月,74%的侧芽能够继续生长并形成丛生芽;再将丛生芽移至1/2 MS+IBA 4 mg/L+0.1%活性炭的培养基上培养1个月,得到大量伸长的芽条;将芽条切离母体后插植于1/2 MS+IBA 8 mg/L的培养基,60 d后生根率达到90%。通过以上过程繁殖得到的小苗质量良好,移栽1个月后的成活率可达90%。     

山蒟对椰心叶甲的生物活性研究

研究了山蒟对椰心叶甲不同虫态的杀虫活性,旨在丰富防治椰心叶甲的植物源农药。采用胃毒法测定山蒟石油醚提取物对椰心叶甲5龄幼虫及成虫的生物活性。结果表明,山蒟对椰心叶甲5龄幼虫LC50为3.871 0 mg/mL;对成虫为11.496 5 mg/mL;采用触杀法测定山蒟对椰心叶甲卵的毒杀活性,对卵孵化抑制LC50为4.768 5 mg/mL,山蒟抑制卵发育到1龄末幼虫的LC50为3.766 7 mg/mL。     

Prior weakening of Macrophomina phaseolina and Fusarium propagules for enhancing efficiency of Brassica amendments

In a two year field study, the effect of varying intensities of sub-lethal heating on the efficiency of Brassica amendments in controlling viable populations of Macrophomina phaseolina and Fusarium oxysporum f sp. cumini was determined in an arid region of India. After 30 d of dry summer exposure of pathogen infested soil, incorporation of mustard residues and oil cake (0.18% and 0.04% w/w) and then applying one irrigation caused significant reduction by 75.3–81.3% in viable counts of M. phaseolina that causes dry root rot of legumes and by 93.9% in counts of F.o. f. sp. cumini causing wilt of cumin (Cuminum cyminum L.) at 0–15 and 16–30 cm depths. Increasing duration of summer exposure to 60 d improved the reductions in viable propagules of M. phaseolina by 83.6–90.4% and in F.o. f. sp. cumini by 78.2–94.8% at same soil depths. At certain heat levels, reduction in viable population of Fusarium due to amendments and irrigation was greater than that recorded in Macrophomina. Significantly low levels of reduction in pathogenic propagules of Macrophomina (63.9–71.4%) and Fusarium (48.0–57.2%) under shade compared to unshaded conditions indicated that mild heating did not cause discernible weakening effect. In second season also, 89.2–91.5% and 78.5–95.8% reduction in counts of Macrophomina and Fusarium, respectively was achieved by the application of amendments after 60 d of summer exposure at 0–30 cm soil depth. These results suggested a new approach to improve the control of soil-borne plant pathogens in hot arid regions by combining prolonged sub-lethal heating, effective naturally available on-farm wastes as soil amendments and one summer irrigation.     

Screening of Natural Plant Volatiles to Control the Potato ( Solanum tuberosum ) Pathogens Helminthosporium solani , Fusarium solani , Phoma foveata and Rhizoctonia solani

The potential utility of natural volatiles in various essential oils (EOs) from plants as fumigants to control potato tuber (Solanum tuberosum L.) pathogens was assessed. The antifungal effects of the volatiles at various concentrations were studied at 10 °C both in vitro using conidial suspensions of Helminthosporium solani, Fusarium solani var. coeruleum and Phoma foveata plated on agar, and in vivo by inoculating potato tubers. The effects of the volatiles on the mycelial growth of Rhizoctonia solani were also studied, but only in vitro. Vapours of many of the EOs tested exhibited some fungicidal activity but volatiles of garlic, Allium sativum, were, with few exceptions, most effective on all four pathogens in all experiments. An exposure time of at least 2 weeks was usually required for good control of disease development in vivo. Vapours of A. sativum never stimulated conidial germination, as was observed with some other oils, or damaged tubers, but those of Armoracia rusticana caused tuber collapse. Volatiles from thyme (Thymus vulgaris) EO showed antifungal activity in vitro on all four pathogens, but did not control F. solani, P. foveata or H. solani in vivo. In contrast, sage (Salvia officinalis) EO was ineffective against P. foveata and H. solani in the in vitro system, but controlled disease development in vivo at similar doses. The sometimes conflicting results obtained in the two test systems show that screening in vitro only is insufficient for evaluation of potent antifungal substances to be used in practice.     

引发小麦赤霉病和茎基腐病禾谷镰孢菌的生物防治初探

禾谷镰孢菌(Fusarium graminearum)是小麦上的重要病原真菌。通过致病性测定从江苏小麦茎基腐病病害样本分离菌中筛选到了对小麦赤霉病和茎基腐病都有强致病力的F.graminearum菌株GF1117。为了对F.graminearum进行生物防治,利用稀释涂布平板法和平板对峙法从小麦不同生境中分离筛选到35株对GF1117具有明显拮抗效果的细菌菌株,分别在田间和温室进行了小麦赤霉病和茎基腐病的生物防治试验。结果表明,35株拮抗细菌对小麦赤霉病均有一定的防治效果,且在小麦感病品种和中抗品种上对茎基腐病的防效不同;菌株1-8对两种病害的防效都在45%以上。     

新疆杂草黑麦染色体核型分析

为了对新疆杂草黑麦的种质鉴定、起源分析、良种培育和遗传多样性研究提供依据,采用常规压片法制片结合显微摄影技术,分析了3个新疆杂草黑麦居群和1个栽培黑麦品种的核型并比较他们的异同点.结果表明,四种黑麦材料的染色体均为二倍体,染色体数目为14,不同材料之间染色体形态具有丰富的多态性.新疆杂草黑麦居群89R4的染色体核型公式为2n=2x=14=12m+ 2sm,除第7对为近中着丝粒染色体外,其余染色体均为中间着丝粒染色体,核型不对称系数为61.70％,核型类型为1A型,属于基本对称型.新疆杂草黑麦居群89R14的核型公式为2n=2x=14=8m+ 6sm(2sat),除第5、6、7对为近中着丝粒染色体外,其余染色体均为中间着丝粒染色体,其第7对染色体具有随体,核型不对称系数为60.88％,核型类型为2A型,属于基本对称型.新疆杂草黑麦居群89R60的核型公式为2n=2x=14=14m(2sat),其全部染色体均为中间着丝粒染色体,第3对染色体具有随体,核型不对称系数为60.47％,核型类型为1A型,属于基本对称型.栽培黑麦材料H36的染色体核型公式为2n=2x=14=10m+ 4sm,除第5、6对为近中着丝粒染色体外,其余染色体均为中间着丝粒染色体,核型不对称系数为61.20％,核型类型为1A型,属于基本对称型.     

转小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥植株的主要抗旱性研究

核氧还蛋白（nucleoredoxin,NRX）可通过还原目标蛋白的二硫键来调控其生物活性,在植物的生长发育和抗逆境胁迫中发挥着重要作用。蛋白质二硫键异构酶（protein disulfide isomerase,PDI）、h型硫氧还蛋白（h-type thioredoxin,TRXh）和蛋白磷酸酶2A催化亚基（protein phosphatase 2A catalytic subunit,PP2Ac）是小麦核氧还蛋白TaNRX1的互作蛋白。为了明确TaNRX1互作蛋白的抗旱性功能,本研究在拟南芥中过表达了小麦 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因,对野生型和转基因拟南芥的表型和抗旱相关生理指标进行了鉴定。结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的根长、存活率、脯氨酸含量均大于野生型,离体叶片失水率、丙二醛（MAD）含量均小于野生型。二氨基联苯胺（diaminobenzidine,DAB）对H₂O₂组织定位染色结果表明,干旱胁迫处理后,转 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D基因拟南芥的H₂O₂含量均低于野生型。上述结果说明,TaNRX1的互作蛋白基因 TaPDI-A、 TaTRXh-A和 TaPP2Ac-D增强了拟南芥对于干旱胁迫的抵抗能力。本研究可为小麦抗旱育种提供候选基因和理论基础。     

拮抗香蕉枯萎病镰刀菌木霉菌株的分离筛选

香蕉枯萎病是由尖孢镰刀菌古巴专化型引起的,目前尚缺乏有效的防治方法,木霉菌是重要的植物病害防治菌,广泛分布于自然界。木霉菌具有广泛的适应性,能杀伤多种重要的植物病原菌且作用机制多种多样。笔者从广东湛江、海南儋州等地152份土样中分离出330株木霉,通过对峙法对木霉菌进行体外拮抗作用测定及评价,选出10株对尖孢镰刀菌有较好拮抗效果的木霉菌;并测定无菌土中木霉与病原菌的种群动态变化,结果表明木霉在土壤中对病原菌有一定的抑制作用。     

玉蜀黍尾孢菌CzVelB基因功能分析

以获得的野生型和CzVelB敲除突变体菌株为供试菌株,分别对其进行生物学及致病力测定,在此基础上分析毒素和细胞壁降解酶的活性。结果表明,与野生型相比,敲除CzVelB后菌丝生长速率及颜色无明显差异,但产孢量下降56.6%,且孢子萌发率下降,萌发过程滞后1 h。致病性分析发现,敲除CzVelB后菌株致病性明显下降,病情指数、病斑大小,突变体均低于野生型。分析毒素对叶片的致病性发现,突变体所产生的毒素低于野生型产生的毒素。敲除突变体菌株ΔCzVelB及野生型菌株在活体内外均能产生5种细胞壁降解酶,其中敲除CzVelB后,5种离体病原菌细胞壁降解酶活性明显下降。分析侵染过程中5种细胞壁降解酶发现,CzVelB主要通过影响CX和PMG在接种前期12 h内起重要作用;在接种后期(72～96 h),CzVelB主要通过影响PGTE的活性调控玉蜀黍尾孢菌致病力。     

巴西橡胶树AnnHb1基因的克隆及表达分析

根据一个从巴西橡树胶乳cDNA文库中获得的EST片段的序列设计引物,通过RACE的方法获得了橡胶树编码annexin的cDNA,命名为AnnHb1。序列分析表明,AnnHb1长为1 198 bp,含有945 bp的阅读框,62 bp的5'-UTR和191 bp的3'-UTR,编码314个氨基酸,分子量为35.99 ku,等电点为8.18。该氨基酸序列与蓖麻、麻疯树、棉花、苜蓿、烟草和拟南芥中的annexin的同源性分别为82%、72%、72%、64%、60%和60%。半定量RT-PCR分析结果表明AnnHb1基因在愈伤、花、树皮、叶、胶乳中均有表达,其中在愈伤组织中表达量最低,树皮中表达量最高。