甘蔗种茎热水处理脱除宿根矮化病菌及其对再生苗的影响

50℃2 h热水处理黑皮果蔗、黄皮果蔗和粤糖93-159双芽段种茎,结果表明:黑皮果蔗全部丧失出苗能力;黄皮果蔗出苗时间延迟,但最终出苗率与对照无差异;而粤糖93-159出苗率和出苗速度均不受影响。两个品种的热处理再生苗生长早期株高和茎径均显著低于对照,但随着生长时间的增加,这种差异逐渐缩小。采用高灵敏度的巢式PCR技术检测再生植株体内的宿根矮化病菌,在再生苗生长前期的120 d内所有经热处理植株均呈阴性,其后部分植株呈阳性,至播种200 d时,黄皮果蔗阳性率为50%,粤糖93-159阳性率为100%。试验还发现,种茎热水处理能增强再生植株中后期抗旱能力。本研究指出,虽然种茎热水处理能减少生长早期再生苗体内宿根矮化病菌含量但难以实现所有种茎完全脱菌,在进行脱菌效果评价时,要对生长中后期的再生苗进行检验;生产上采用该措施防病,要充分考虑不同品种耐热性能的差异。     

应用PCR技术检测甘蔗各部位宿根矮化病病菌

甘蔗宿根矮化病(ratoon stunting disease,RSD)是中国甘蔗产区一种主要病害。为保证甘蔗健康种苗生产,应用实验室建立的甘蔗宿根矮化病菌PCR检测技术对甘蔗品种粤糖00-236、新台糖22宿根蔗和其健康种苗各部位进行检测。检测结果表明,两品种宿根蔗的老根、新根、老叶、新叶、叶脉、蔗汁都检测到RSD;茎尖和腋芽部位均未检测出RSD。因此,采取腋芽或茎尖部位进行甘蔗组培生产健康种苗,可有效地除去甘蔗RSD病菌。     

于蔗种茎热水处理脱除宿根矮化病菌及其对再生苗的影响

50℃2h热水处理黑皮果蔗、黄皮果蔗和粤糖93-159双芽段种茎，结果表明：黑皮果蔗全部丧失出苗能力；黄皮果蔗出苗时间延迟，但最终出苗率与对照无差异；而粤糖93-159出苗率和出苗速度均不受影响。两个品种的热处理再生苗生长早期株高和茎径均显著低于对照，但随着生长时间的增加，这种差异逐渐缩小。采用高灵敏度的巢式PCR技术检测再生植株体内的宿根矮化病菌，在再生苗生长前期的120d内所有经热处理植株均呈阴性，其后部分植株呈阳性，至播种200d时，黄史果蔗阳性率为50％，粤糖93-159阳性率为100％。试验还发现，种茎热水处理能增强再生植株中后期抗旱能力。本研究指出，虽然种茎热水处理能减少生长早期再生苗体内宿根矮化病菌含量但难以实现所有种茎完全脱菌。在进行脱菌效果评价时，要对生长中后期的再生苗进行检验；生产上采用该措施防病，要充分考虑不同品种耐热性能的差异。     

甘蔗宿根矮化病菌巢式PCR检测

为了探索甘蔗宿根矮化病快速检测技术,以细菌16S-23S rDNA内转录间隔区(ITS)通用引物ITS1/ITS2为第1轮引物,以甘蔗宿根矮化病菌特异引物Lxx1/Lxx2为第2轮引物,建立甘蔗宿根矮化病菌巢式PCR检测技术。巢式PCR能扩增出438 bp的目的条带,其核苷酸序列与巴西、澳大利亚及美国甘蔗宿根矮化病菌分离物核苷酸序列同源率为100%或99.8%;其检测灵敏度为10fg甘蔗宿根矮化病菌基因组DNA,较常规PCR提高100倍;样品检测结果也表明巢式PCR检测灵敏度明显优于常规PCR,可用于+1片嫩叶和心叶等微量病菌样品的检测。     

应用DB-EIA技术快速检测甘蔗宿根矮化病研究

就甘蔗宿根矮化病DB-EIA检测技术、检测灵敏度、样品蔗汁保存方式及保存时间进行研究。结果表明DB-EIA检测甘蔗宿根矮化病具有操作简单、高效、重复性好、灵敏度高、对蔗汁新鲜度要求不高等优点。该方法检测灵敏度为1～1/10(稀释倍数);蔗汁保存于4℃或-20℃条件下3d,对检测结果无显著影响,-20℃条件下保存45d,大部分样品检测结果不受影响,少部分样品出现假阴性。     

甘蔗宿根矮化病菌实时荧光定量PCR检测方法的建立

 甘蔗宿根矮化病是由Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx)引起的一种世界性甘蔗细菌病害。根据Lxx的Pat1基因保守序列,设计并合成了一对特异性引物Pat1F (5′-GGTTCCATTGCTTACCGATT-3′)/Pat1R(5′-CAAGTTTCGACAGGAACAGC-3′),和一条TaqMan探针(FAM-5′-CCACGGCTACGTCAATTCGGG-3′-TAMRA),建立了一种特异性强、灵敏度高的甘蔗宿根矮化病菌实时荧光定量PCR检测方法。结果表明,本研究建立的实时荧光定量PCR方法,对Lxx的检测最低下限为10² copies·μL^-1。应用实时荧光定量PCR与常规PCR方法对14个甘蔗品种进行Lxx检测,阳性检出率分别为86%和43%,表明实时荧光定量PCR比常规PCR检测方法具有更高的灵敏度。研究结果为甘蔗宿根矮化病的诊断、田间发生动态监测、脱毒健康种苗检测及品种/材料交换检疫检测提供了新技术支撑。     

果蔗脱毒种苗甘蔗花叶病、黄叶病和宿根矮化病分子检测

为监测2016-2017年种植的果蔗脱毒种苗脱毒效果,分别采集广州市南沙区和增城区、湛江市麻章区及华南农业大学甘蔗育种基地共83份果蔗脱毒种苗样本,进行甘蔗花叶病毒(SCMV)、高粱花叶病毒(SrMV)和甘蔗黄叶病毒(SCYLV)RT-PCR检测。结果表明SCMV的阳性样本数为3个,阳性检出率3.61%;SrMV的阳性样本数为0;SCYLV的阳性样本数为78个,阳性检出率93.98%。采用常规PCR和巢式PCR技术对采集于广州市增城区和华南农业大学甘蔗育种基地的30份果蔗脱毒种苗样本进行宿根矮化病菌(Lxx)检测,常规PCR检测阳性样本数为0,巢式PCR检测疑似阳性样本数为8,疑似阳性检出率26.67%。本研究采用茎尖组织培养脱毒技术培育的果蔗脱毒种苗能有效脱除果蔗种苗内的SCMV、SrMV和Lxx,但SCYLV的脱除效果有待进一步研究。     

广东果蔗宿根矮化病菌检测

为探明广东果蔗宿根矮化病发生情况,为果蔗健康种苗生产及推广应用提供科学依据,本研究采用常规PCR与巢式PCR技术分别对广东韶关和广州南沙果蔗产区的主栽品种‘黑皮果蔗’(‘Badila’)及华南农业大学甘蔗育种基地新引进的果蔗品种‘内江蜜蔗’、‘甜城21号’、‘甜城22号’和‘甜城99号’等进行宿根矮化病菌的检测。结果表明,巢式PCR检测的阳性检出率达88.6%,明显高于常规PCR检测(40.4%);广东韶关果蔗产区‘黑皮果蔗’宿根矮化病阳性率为86.8%;广州南沙果蔗产区‘黑皮果蔗’宿根矮化病阳性率为92.7%;华南农业大学甘蔗育种基地新引进的果蔗品种除‘甜城22号’外,其他3个品种‘内江蜜蔗’、‘甜城21号’和‘甜城99号’均感染宿根矮化病菌。甘蔗宿根矮化病已在广东主要果蔗产区普遍发生,健康种苗研究与应用十分必要。     

白条黄单胞菌侵染对蔗叶和蔗茎组织超微结构的影响

本研究利用普通光学显微镜、透射电镜和扫描电镜观察白条黄单胞菌[Xanthomonas albilineans(Ashby) Dowson]侵染后菌体定殖及对甘蔗叶片和蔗茎组织超微结构的影响。结果表明,白条黄单胞菌侵染后叶片的薄壁组织细胞膜裂解,木质部生长受到抑制。叶绿体形状多近圆形,基质片层解体,被膜破坏呈松弛状态,出现大量的原生质膜。扫描电镜可见白条黄单胞菌存在于各个叶肉细胞中,同时在维管束中也发现菌体定殖,特别是木质部导管。蔗茎的维管束被白条黄单胞菌堵塞,使得蔗茎木质化、木栓化严重。本研究有助于理解白条黄单胞菌对甘蔗叶片和蔗茎细胞内细胞器损伤的形态破坏,为白条病防治提供超微形态学依据。     

玉米茎腐病菌毒素对寄主幼苗胚根超微结构的影响

 玉米茎腐病属世界性分布的土传病害,在我国各玉米产区均有发生,目前关于该病的病原学及发生规律研究比较多,但对该病菌毒力因子的作用方式研究较少。     

A stable Leifsonia xyli subsp. xyli GFP‐tagged strain reveals a new colonization niche in sugarcane tissues

Ratoon stunting disease (RSD), caused by the bacterium Leifsonia xyli subsp. xyli (Lxx), is one of the most economically important diseases of sugarcane worldwide. Because knowledge on the interaction of Lxx with its host at the microscopic level is limited, the development of tools to monitor Lxx during the colonization process could shed new light on the processes that control disease development. In this investigation, a transformation protocol was optimized and a mutant Lxx strain engineered that stably expressed the gfp gene in sugarcane tissues. In vitro, the growth of the mutant did not differ from that of the wild type. Also, plants inoculated with both strains showed comparable growth and development when analysed 180 days after inoculation (dai). Fluorescence microscopy of roots, stalks, meristems and leaf tissues of Lxx‐GFP‐inoculated plants was performed at 180 dai. In the leaves, Lxx‐tagged cells were observed within the xylem vessels as has been described before but, in addition, they were found in a new niche within the host tissues, in the mesophyll and in the bundle sheath cells surrounding the vascular system. This finding indicates that Lxx is able to move from the xylem to the parenchyma of the leaf cells. This first report of an Lxx mutant expressing a heterologous gene revealed that colonization of sugarcane by this pathogen is not limited to the xylem vessels as commonly reported.     

马铃薯Y病毒侵染对叶绿体超微结构、光合和荧光参数的影响

 马铃薯Y病毒(PVY)侵染导致马铃薯叶片叶绿体个体变小,部分叶绿体的结构遭到破坏,淀粉粒的体积变小而粒数密度提高。随着病毒侵染,叶片中的叶绿素含量逐步减少,光合系统电子传递速率和净光合速率显著下降,而光系统Ⅱ的最大光化学效率则没有显著变化。PVY导致叶绿体结构破坏和碳同化酶活性下降,可能是造成光合作用下降的主要原因。     

Modulation of carbohydrate metabolism and chloroplast structure in sugarcane leaves which were infected by Sugarcane Yellow Leaf Virus (SCYLV)

Non-symptomatic sugarcane plants infected with Sugarcane Yellow Leaf Virus showed starch in mesophyll and bundle sheath cells. In situ-hybridization of mRNAs of sucrose-phosphate phosphatase and ADP-glucose pyrophosphorylase revealed that infected leaves contained SPPase and AGPase in mesophyll cells, Kranz cells and bundle sheath cells. In contrast virus-free leaves contained SPPase only in Kranz cells and AGPase only in bundle sheath cells. Infected leaves exhibited ultrastructural changes in Kranz cell chloroplasts and a shift of the chlorophyll a/b ratio. No obstruction of plasmodesmata was observed. The results indicate that SCYLV-infected plants, even when visually non-symptomatic, underwent strong metabolic and ultrastructural changes.     

水稻基腐病菌毒素对烟草活性氧代谢及细胞超微结构的影响

 用水稻基腐病菌毒素注射烟草叶片后,烟草细胞中O₂^-_·和NO大量增加,H₂O₂含量明显降低,SOD、CAT和POD等酶的活性发生变化。毒素引起烟草细胞死亡,但没有细胞程序性死亡(PCD)的DNA梯特征。病菌毒素处理烟草叶片后,电导率增大,细胞膜透性增加。电镜观察烟草细胞的超微结构表明,毒素处理8h后,叶绿体变形,叶绿体基质片层大部分消解,基粒结构消失,叶绿体外膜和内膜剥离,质壁分离和细胞膜内陷,细胞器消解;处理48h后,细胞内含物完全消解,细胞膜消失,细胞壁皱缩变形。本研究表明,毒素引起烟草细胞死亡与植物抗病反应HR中细胞坏死的生理生化机制不同,但可能存在相似的信号传导途径。     

乙烯利浸种对甘蔗根系多胺含量和叶片水势的影响

采用3种浓度乙烯利溶液(0、100、200 mg/L)分别对甘蔗新台糖22号(ROC22)、桂糖17号(GT17)和新台糖10号(ROC10)在下种前进行10 min浸种处理,测定根系中的多胺含量、多胺氧化酶活性、叶片水势及土壤含水量的变化。结果发现,在水分胁迫条件下蔗根精胺(Spm)、亚精胺(Spd)、腐胺(Put)大量积累,100、200 mg/L乙烯利浸种处理的ROC22和ROC10蔗根有较高的多胺含量(Spm、Spd、Put),而GT17则有较低的值,并且都有较低的多胺氧化酶活性;同时100、200 mg/L乙烯利浸种处理减缓水分胁迫时蔗叶组织水势的下降程度,尤以200mg/L乙烯利处理效果最好。试验表明乙烯利浸种可提高甘蔗品种的抗旱性。     

聚乙二醇胁迫对甘蔗生长前期叶片水势及脯氨酸代谢的影响

以3个甘蔗品种‘桂糖119’(‘GT119’)、‘新台糖16号’(‘ROC16’)、‘新台糖22号’(‘ROC22’)为材料,利用PEG6000淋灌于甘蔗幼苗根部模拟土壤水分胁迫,研究其对植株叶片水势、脯氨酸含量、P5CS、δ-OAT、ProDH酶活性等的影响。结果表明,3个品种经胁迫处理,其叶片水势都较对照有所下降;对于游离脯氨酸含量的变化,‘ROC16’在处理后第1天含量就明显上升,‘GT119’在处理2 d后也开始上升,而‘ROC22’在处理后12 d内其含量仍增加不明显;吡咯啉-5-羧酸合成酶活性经胁迫处理都较未处理表现活跃,‘GT119’与‘ROC16’在胁迫处理后酶活性表现上升趋势,而‘ROC22’变化不明显;鸟氨酸转氨酶活性变化不明显;脯氨酸脱氢酶活性,‘GT119’与‘ROC16’在处理1 d后稍有上升但在7天后都有下降,而‘ROC22’在第7天酶活性就开始提高。