棉花对硃砂叶螨抗性的鉴定和机制研究

1988-1991年进行的棉花抗硃砂叶螨试验表明,海岛棉和二倍体栽培棉(中棉和草棉)对硃砂叶螨具有较高水平的抗性,它们的抗螨性已通过远缘杂交技术转移到了感螨的陆地棉栽培品种中。来自四川省和河南省的一些品种以及来自美国的PD种质系对硃砂叶螨的抗性比湖北省当地品种要差。叶片有毛,无腺体和高含淀粉的棉花,硃砂叶螨为害较重;而叶片具有致密茸毛、棉酚、可溶性糖、叶绿素和类黄酮含量高以及叶片鲜重高的品种抗螨性较强。     

棉花抗蚜性与可溶性糖含量的关系

为探讨可溶性糖含量与棉花抗蚜性的关系,在室内人工接蚜为害和田间自然蚜群两种条件下,测定不同抗蚜性棉花品种受棉蚜为害后叶片中可溶性糖含量及其对棉蚜生长发育和繁殖的影响。结果表明:未受棉蚜为害时,抗性品种中可溶性糖含量高于感性品种,棉蚜为害胁迫后,抗蚜棉花品种可溶性糖含量升高,感蚜品种的可溶性糖含量降低。棉蚜的生长发育和繁殖与棉花叶片中可溶性糖含量呈显著的相关,可溶性糖与棉蚜若蚜历期呈正相关,与内禀增长率呈负相关。本研究说明可溶性糖含量对棉花的抗蚜性有一定的影响,转基因棉可溶性糖含量低于常规棉品种可能是导致非目标害虫棉蚜猖獗的原因之一。     

棉花GhRAR1基因调控棉花抗黄萎病机理的研究

棉花黄萎病是一种严重影响棉株生长的土传维管束真菌病害。挖掘抗性基因,解析抗病机制,对创制棉花抗病种质防御棉花黄萎病具有重要意义。本研究从抗病棉花品种‘中植棉2号’中获得GhRAR1基因,采用病毒诱导的基因沉默(VIGS)技术、基因过表达及qRT-PCR技术探究GhRAR1介导的棉花抗黄萎病机制。结果表明,GhRAR1的表达受棉花黄萎病菌诱导。GhRAR1沉默棉株对黄萎病菌敏感性增强,表现为植株病情指数升高、叶片萎蔫、茎部维管束组织褐变加重。GhRAR1沉默棉株中活性氧(ROS)生成基因GhRbohD表达量低,H₂O₂积累量少。过表达GhRAR1基因的拟南芥植株对棉花黄萎病抗性增强,AtRbohD表达量高,H₂O₂积累量多,发生过敏反应(HR),菌丝扩散被抑制。推测GhRAR1可能调控ROS积累和HR,从而介导棉花对黄萎病菌的抗性。     

根际微生物多样性与棉花品种对黄萎病抗性的关系研究 II.不同抗性品种根际真菌区系分析及其对棉花黄萎病菌的抑制作用

对棉花抗黄萎病品种（春矮早和８６－ ６）和感病品种（中棉１７和豫棉１２）的根际真菌区系进行了分析。结果表明每个品种都有自己独特的根际微生物区系,抗病品种根际微生物种数多于感病品种,区系组成更为复杂。抗病品种根际真菌优势种主要是漆斑菌 （Ｍｙｒｏｔｈｅｃｉｕｍ ）、粘帚霉（Ｇｌｉｏｃｌａｄｉｕｍ ）、曲霉（Ａｓｐｅｒｇｉｌｌｕｓ）和青霉（Ｐｅｎｉｃｉｌｌｉｕｍ ）等,感病品种则多为头孢霉（Ｃｅｐ ｈａｌｏｓｐｏｒｉｕｍ ）、镰刀菌（Ｆｕｓａｒｉｕｍ ）、矛束孢（Ｄｏｒａｔｏｍｙｃｅｓ）、粘帚霉（Ｇｌｉｏｃｌａｄｉｕｍ ）和漆斑菌（Ｍｙｒｏｔｈｅｃｉｕｍ ）等。采用平板对峙培养法测定了不同抗性棉花品种根际真菌区系各成员对棉花黄萎病菌的抑制作用,发现抗病品种根际真菌区系中对黄萎病菌具有抑制作用的真菌种数和比率都高于感病品种,而且抗病品种根际真菌的优势种对棉花黄萎病菌的抑制作用较强。这种差异在苗期和现蕾期更为明显,花铃期则显著减小。研究结果表明棉花品种对棉花黄萎病的抗性与根际真菌区系组成及其对黄萎病菌的抑制能力有一定关系。     

根际微生物多样性与棉花品种对黄萎病抗性的关系研究Ⅱ.不同抗性品种根际真菌区系分析及其对棉花黄萎病菌的抑制作用

 对棉花抗黄萎病品种(春矮早和86-6)和感病品种(中棉17和豫棉12)的根际真菌区系进行了分析。结果表明每个品种都有自己独特的根际微生物区系,抗病品种根际微生物种数多于感病品种,区系组成更为复杂。抗病品种根际真菌优势种主要是漆斑菌(Myrothecium)、粘帚霉(Gliocladium)、曲霉(Aspergillus)和青霉(Penicillium)等,感病品种则多为头孢霉(Cephalosporium)、镰刀菌(Fusarium)、矛束孢(Doratomyces)、粘帚霉(Gliocladium)和漆斑菌(Myrothecium)等。采用平板对峙培养法测定了不同抗性棉花品种根际真菌区系各成员对棉花黄萎病菌的抑制作用,发现抗病品种根际真菌区系中对黄萎病菌具有抑制作用的真菌种数和比率都高于感病品种,而且抗病品种根际真菌的优势种对棉花黄萎病菌的抑制作用较强。这种差异在苗期和现蕾期更为明显,花铃期则显著减小。研究结果表明棉花品种对棉花黄萎病的抗性与根际真菌区系组成及其对黄萎病菌的抑制能力有一定关系。     

棉株体内几种生化物质与抗枯萎病之间关系的初步研究

 棉花抗枯萎病品种86-1、陕1155,感病品种岱15、徐州142。在棉幼苗三叶期用采自河南王屯的棉枯萎菌7号小种接种,接种后12小时,各抗病品种的葡萄糖、核糖含量显著增加,而感病品种则相反。接种后抗病品种的苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性峰出现早于感病品种,相对酶活值也高于感病品种。接种后抗病品种蛋白质含量出现先低后高趋势,感病品种则始终保持较高水平。木质素含量的增加与棉花品种抗病性存在正相关性。伴随着PAL活性的增加,木质素含量也迅速增加。结果表明,棉花品种对枯萎病的抗性与PAL活性有密切关系,并通过代谢最终产物之一的木质素的增加得到表达。     

三大棉种对棉花主要病害抗性研究

1633个陆地棉、海岛棉、中棉三大棉种的品种资源和42个生产上推广应用的陆地棉品种,在田间病圃和温室接菌,进行对枯萎病、黄萎病、苗病、铃病的抗病性鉴定。结果表明,中棉对枯萎病、苗病,铃病均有较高的抗病能力,但对黄萎病抗性较差;海岛棉对黄萎病有很高的抗病能力,但对枯萎病、苗病、铃病抗性均较差;陆地棉对棉花4种主要病害的抗病性能高于海岛棉,但低于中棉。经生物统计分析,仅发现陆地棉抗枯萎病与抗苗病之间存在显著的正相关关系。推荐中棉12、陕1155、86-2、86-3、冀合3016五个兼抗枯、黄萎病,并对苗病、铃病也有一定耐病性的品种,供各地多抗育种选用。     

几种辣椒品种次生物质与抗侧多食跗线螨的关系

为探讨辣椒品种次生物质与抗侧多食跗线螨Polyphagotarsonemus latus(Banks)的关系,以叶片危害指数为抗性评价指标,利用分光光度法检测了6个辣椒品种在侧多食跗线螨取食前后辣椒碱、多酚和单宁含量的变化。结果显示,在接螨前和接螨后7 d,未在辣椒叶片中检测到辣椒碱;接螨后14 d和21 d,叶片辣椒碱含量上升,但与叶片危害指数之间无显著相关性。接螨前辣椒叶片多酚和单宁含量与接螨后叶片危害指数之间存在显著负相关性,相关系数分别为-0.8410和-0.8714。与接螨前相比,接螨后7 d,抗性品种叶片多酚和单宁含量显著上升,而非抗性品种则显著下降;接螨后14 d和21 d,酚类含量开始下降;接螨后7、14和21 d叶片多酚和单宁含量平均上升率与叶片危害指数之间均存在极显著负相关性,相关系数分别为-0.9826和-0.9133。表明辣椒品种对侧多食跗线螨的抗性表现出组成和诱导抗性2种机制,辣椒品种多酚和单宁含量与抗性大小呈正相关。     

新疆主要棉区棉花黄萎病发生概况

为了解目前新疆棉花黄萎病的发生现状,对新疆主要植棉地区棉花黄萎病发生程度、落叶型菌系分布以及代表棉区主栽品种黄萎病抗性类型、棉花黄萎病发生规律进行了调查研究。结果表明:在调查的新疆棉田中棉花黄萎病发病田占58.2%,其中病情指数达5.0以上的棉田占28.1%;新疆棉花黄萎病菌系中37.3%为落叶型菌系;阿克苏棉区主栽的棉花品种(系)‘中棉49号’、‘中棉414号’、‘2905’棉花黄萎病抗性表现为耐病,生产上缺乏抗病品种。阿克苏棉区棉花黄萎病发生始期较往年趋早,发病程度趋于严重,6月下旬至7月下旬为棉黄萎病快速发展期,后期由于高温抑制作用,发病趋缓。     

棉花抗蚜的生理生化机制及其与棉蚜种群数量消长关系的研究

在分析棉花品种抗蚜性的生化机制的基础上,根据棉蚜与棉花的种间互作关系,研究了不同品种类型的棉苗因棉蚜为害而引起的生理应激反应及由此对抗蚜性表现及棉蚜种群数量消长所产生的影响。研究发现棉株在棉蚜为害条件下,体内抗蚜物质如单宁,脯氨酸和可溶性糖含量较大幅度上升,且其增长幅度,扰蚜品种明显高于感蚜品种,同时叶片颜色明显加深。讨论分析了这种生理反应即诱导抗蚜性对棉蚜种群动态可能产生的调节作用。     

不同生育阶段棉铃分泌物对棉铃疫菌和炭疽菌的影响

 本研究对棉花早熟品种TX-5、TX-8及中早熟品种中-12,以4个播种期进行试验,对各品种不同生育阶段棉铃分泌物中的糖,单宁、棉酚的含量及其对棉铃疫霉菌(Phytophthora boehmeriae)和炭疽菌(Collectotrichum gossyptii)生长的影响作了分析。结果表明:当棉铃增大期、充实期铃表分泌的棉酚、单宁含量较高,在这一阶段,单宁、棉酚对棉铃疫霉菌(P.boehmeriae)和炭疽菌(C.gossypii)起着重要的抑制作用;钾对次生物质代谢起着促进作用。研究认为:选用早熟品种适期晚播,使疫菌和炭疽菌侵染高峰期,正值铃表单宁、棉酚含量最高阶段,能有效的减轻棉铃病害的发生,从而提高棉花的产量与品质。     

转Bt基因抗虫棉对根际土壤Bt蛋白 残留和速效养分含量的影响

以4个品种转Bt基因抗虫棉及其对照常规棉为研究对象，采用ELISA试剂盒法检测其在不同生育期根际土壤Bt蛋白残留，同时比较速效养分含量的变化。结果表明：（1）棉花根际土壤中Bt蛋白的残留量在蕾期达到最大；在整个生育期4个品种转基因抗虫棉根际土壤中Bt蛋白的含量均显著高于对照常规棉（P＜0.05），其中鲁棉研28号在蕾期显著高于对照常规棉1 029.66%，鲁棉研36号在蕾期显著高于对照常规棉2 573.45%，山农棉8号在苗期显著高于对照常规棉1 208.89%，鑫秋4号在花铃期显著高于对照常规棉793.18%。（2）棉花根际土壤中硝态氮含量在苗期最高，吐絮期最低，且在部分生育期转基因抗虫棉与对照常规棉差异显著；铵态氮含量在苗期最高，吐絮期最低，4个品种转基因抗虫棉在蕾期、花铃期均与对照常规棉差异显著；速效磷含量在苗期最低，吐絮期最高，其中鲁棉研28号在蕾期显著高于对照常规棉10.29%，鲁棉研36号在苗期显著高于对照常规棉6.77%。研究表明，转基因抗虫棉的种植和生育期是影响棉花根际Bt蛋白残留量、速效养分含量的主要因子。     

棉籽壳对黄萎病菌的抑菌作用和抑菌物质的分析

根据过去观察,棉籽壳有明显抑制黄萎病菌的作用。本试验初步证明这一抑菌物质具有丹宁类物质的某些特性。不同铃龄各部位的抑菌强度总趋势,与用高锰酸钾滴定法测得的丹宁类物质含量趋势一致,即不论大、中、小铃,感病及抗病品种,种壳的抑菌作用均大于胎座。初步认为种壳中较高浓度的丹宁类物质是种子内部带菌率极低的主要原因之一。纯丹宁在棉籽饼粉酒精洋莱培养基中的抑菌作用较供试的其它培养基小,说明此培养基用于种子带菌分离的优越性。棉花枯萎病菌对丹宁的耐受力显著高于黄萎病菌。     

棉花品种次生代谢物质含量差异对棉铃虫生长的影响

用不同棉花品种的嫩叶饲养棉铃虫幼虫，其相对生长率、相对取食量、近似消化率、食物转化率、食物利用率均不相同。感虫品种与高抗品种间的差异显著。运用逐步回归分析，建立了棉叶中６个影响因子（棉酚、单宁、油腺、总蛋白、总糖、单糖）与幼虫相对生长率之间关系的数学模型，并明确了各因子所起的作用。通过主成分分析，明确第１主成分为棉酚、单宁和油腺的作用，第２主成分为总糖、总蛋白的作用     

定向筛选提高棉花抗枯萎病的病理学机制

以病圃定向筛选抗枯萎病大幅度提高的棉花材料和原感病品种为对象,研究接种枯萎病菌Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum后抗、感材料的病理学变化。结果表明,二者在宏观病理学方面存在差异,感病品种接种7天开始显症,25天严重发病,整株维管束变色;抗病材料生长健康或只有轻微症状,维管束变色部位仅局限在子叶节以下。在细胞和组织病理学方面二者也存在差异,侵入前期,抗病材料被侵入细胞中有细胞壁加厚现象;侵入中期,病菌可通过表皮层侵入感病品种的薄壁组织,但只能到达抗病材料的皮层组织中;侵入后期,抗病材料中出现大量寄主细胞的降解物质或分泌物将菌丝包围,阻止病菌进一步扩展。抗病材料的抗侵入和抗扩展能力均较感病品种大幅度增强。     

小麦的种和品种对白粉病抗性的初步研究

 在对白粉病具不同抗性的11个小麦的种和品种上进行的按种试验表明,在接种后8小时内,分生孢子达到最高萌发率(约为60%),并形成附着孢。在抗病的和感病的小麦叶片上,分生孢子的萌发率和萌发速度没有差异。接种后12小时,在感病的材料上,发现真菌侵入寄主,但在抗病的材料上,发现最早侵入时间,至少要比在感病材料上约晚4小时。接种后36小时,在高感的材料上,萌发的分生孢子有83%已侵入寄主,其中约有70~80%已形成吸胞。在感病、抗病和高抗材料上的侵入率,分别为70,45,27%。形成或开始形成吸胞的分别为55~61,14~27,4~8%。在抗病材料的表皮细胞内,真菌形成的吸胞较小,并有点畸形。在抗病材料的叶面上,真菌的菌丛稀薄,产孢也很少。     

油菜对毒素草酸的吸收代谢与抗性机理

 放射自显影实验发现¹⁴C-放射性物质在抗、感菌核病油菜品种中的分布不同,抗病品种表现限制放射性物质转运。油菜叶对所吸收草酸的转化率在57%以上,而且抗病品种大于感病品种。在放射性物质中未转化的可溶性草酸盐仅占1.2%,而不溶性的草酸盐占28%以上。在草酸转化物糖、有机酸和氨基酸中糖所占比例最大。草酸诱导油菜苗过氧化物酶活性增加,其增加幅度是抗病品种大于感病品种。草酸抑制多酚氧化酶的活性。发现草酸在较高浓度下也抑制苯丙氨酸解氨酶活性。     

棉花凝集素的形成与抗枯萎病性关系的研究

 试验表明:棉花凝集素广泛存在于陆地棉、中棉、海岛棉中,种子内凝集素活性程度与品种的抗性呈正相关。棉花生长过程中,1-6片真叶期抗病种的根、茎、叶凝集素活性比感病种强,花铃期以后差异逐渐缩小;抗病种花粉凝集素的含量比感病种花粉高4倍以上,未受精胚珠差异不显著;种子形成的30天前抗、感品种的凝集素活性无差异,30天后抗病种凝集素活性逐渐增强,感病种逐渐减弱;棉株中部内围棉铃种子凝集素活性强且稳定。抗病吕种凝集素的粗提物对棉枯萎病菌孢子萌发有明显的抑制作用,该粗提物的血凝活性可被半乳糖解除。