基质中添加西兰花残体对大丽轮枝菌GFP标记菌株在棉花体内扩展的影响

 由大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病是一种难以防治的土传病害,西兰花残体还对其有一定的防治作用,防效为62.82%。为解析西兰花残体对棉花黄萎病的防治机制,本研究通过土壤杆菌转化的方法构建了大丽轮枝菌的绿色荧光标记菌株,采用共聚焦显微镜观察标记菌株在添加西兰花残体营养基质中和空白对照营养基质种植的棉花体内的侵染和扩展情况。结果表明构建的标记菌株gfp-wx-1与野生菌株wx-1的生物学特性无显著性差异。同时发现大丽轮枝菌在添加西兰花残体营养基质中棉花体内扩展较慢,具体表现为:在空白营养基质种植的棉花体内,大丽轮枝菌在接种第2 d时就可侵染根尖表层及根内部,第3 d到达茎部维管束,第5 d叶片可观察到少量病原菌,第7 d第一片子叶呈现大量病原菌,后期迅速扩展,叶片出现黄萎病斑;而在营养基质中添加西兰花残体种植的棉花体内,大丽轮枝菌在接种第2 d时就可侵染根尖表层,第3 d侵染根尖内部,第5 d侵染茎部维管束,直到第7 d第一片子叶才出现少量病原菌,后期扩展慢,叶片病斑较少。本研究通过荧光定量PCR方法检测了大丽轮枝菌在两个处理棉花根部定殖情况,结果表明西兰花残体能够显著降低大丽轮枝菌在棉花根部定殖的量。该研究初步明确了西兰花残体对棉花黄萎病的防治机制,为棉花黄萎病的绿色防治提供了一条新的途径。     

基质中添加西兰花残体对大丽轮枝菌GFP标记菌株在棉花体内扩展的影响

 由大丽轮枝菌引起的棉花黄萎病是一种难以防治的土传病害,西兰花残体还对其有一定的防治作用,防效为62.82%。为解析西兰花残体对棉花黄萎病的防治机制,本研究通过土壤杆菌转化的方法构建了大丽轮枝菌的绿色荧光标记菌株,采用共聚焦显微镜观察标记菌株在添加西兰花残体营养基质中和空白对照营养基质种植的棉花体内的侵染和扩展情况。结果表明构建的标记菌株gfp-wx-1与野生菌株wx-1的生物学特性无显著性差异。同时发现大丽轮枝菌在添加西兰花残体营养基质中棉花体内扩展较慢,具体表现为:在空白营养基质种植的棉花体内,大丽轮枝菌在接种第2 d时就可侵染根尖表层及根内部,第3 d到达茎部维管束,第5 d叶片可观察到少量病原菌,第7 d第一片子叶呈现大量病原菌,后期迅速扩展,叶片出现黄萎病斑;而在营养基质中添加西兰花残体种植的棉花体内,大丽轮枝菌在接种第2 d时就可侵染根尖表层,第3 d侵染根尖内部,第5 d侵染茎部维管束,直到第7 d第一片子叶才出现少量病原菌,后期扩展慢,叶片病斑较少。本研究通过荧光定量PCR方法检测了大丽轮枝菌在两个处理棉花根部定殖情况,结果表明西兰花残体能够显著降低大丽轮枝菌在棉花根部定殖的量。该研究初步明确了西兰花残体对棉花黄萎病的防治机制,为棉花黄萎病的绿色防治提供了一条新的途径。     

恶臭假单胞菌HB3S-20在棉花中的定殖及诱导抗性研究

植物内生菌是防治植物病害的重要生防资源。恶臭假单胞菌Pseudomonas putida HB3S-20是本实验室从棉花内生细菌中所筛选到的一株对棉花黄萎病具有显著防效的潜在生防菌株。本研究采用利福平抗性标记技术和绿色荧光蛋白(GFP)标记技术检测了菌株HB3S-20在棉花组织中的定殖动态和定殖位点,并检测了菌株HB3S-20接种棉花植株后植物防御相关酶SOD、POD和CAT酶活性的变化。利福平标记试验结果表明,菌株HB3S-20主要定殖于根部,棉株接种菌株HB3S-20后第3～30 d检测到棉花根部内的菌量范围为2.2×104～6.7×10⁴ cfu/g,检测到棉花茎部内的菌量为0.04×104～2.7×10⁴ cfu/g,棉花茎部内的菌量低于根部,但在叶片中未被分离到。GFP标记试验结果表明,菌株HB3S-20不仅能附着在棉花根系表面,还能定殖在根部维管组织中。此外,菌株HB3S-20能够提高棉花中植物防御相关酶SOD和POD的活性,说明菌株HB3S-20能够诱导棉花植株的系统抗性,增强棉花抗病性。本研究初步揭示了恶臭假单胞菌HB3S-2...     

棉花黄萎病拮抗细菌H14的筛选鉴定及其拮抗机理分析

为筛选对大丽轮枝菌Verticillium dahliae Kleb.具有拮抗活性的根际细菌,以大丽轮枝菌为靶菌,分离获得棉花根际细菌,利用平板对峙法和琼脂扩散法筛选具有较高拮抗活性的菌株,采用室内盆栽法测定筛选所得菌株对棉花黄萎病的防效,并通过形态特征、生理生化特性和16S r DNA基因序列分析确立其分类地位,采用底物降解法和抗菌肽基因克隆法检测其产生水解酶和抗菌肽的能力。结果显示,试验共分离获得182株棉花根际细菌,筛选得到3株对大丽轮枝菌抑菌率大于50.00%且抑菌圈直径大于15 mm的菌株,其中菌株H14的抑菌率和抑菌圈直径最大,分别为54.25%和18.10 mm。该菌能在0～9%NaCl和pH 4.5～9.0的NB培养基上生长;经形态特征观察、生理生化试验及16S rDNA基因序列分析,最终将其鉴定为莫哈韦芽胞杆菌Bacillus mojavensis;菌株H14对大丽轮枝菌孢子萌发的抑制率和对棉花黄萎病的盆栽防效分别为89.55%和74.57%;菌株H14能合成蛋白酶,含有srfAA、fenD、bacA脂肽类抗生素合成基因。表明莫哈韦芽胞杆菌菌株H14能够合成蛋白酶和脂肽类拮抗物质,具有良好的抑菌和防病能力。     

棉花内生真菌CEF-373菌株对棉花黄萎病的防效及其作用机理

为明确棉花内生真菌CEF-373菌株对棉花黄萎病的防效及其作用机理,利用圆盘滤膜法和平板对扣培养法测定菌株CEF-373对大丽轮枝菌Verticillium dahliae菌丝生长的抑制作用,测定其对棉花黄萎病的温室和田间防效,并通过活性氧含量及防御基因表达情况来分析其作用机理。结果表明,菌株CEF-373的挥发性代谢产物和非挥发性代谢产物对大丽轮枝菌菌丝的生长均有显著抑制作用,抑制率最高分别可达37.75%和100.00%。用1×107CFU/mL的菌株CEF-373分生孢子悬浮液灌根后,对棉花黄萎病的温室防效可达71.12%,用质量比为3%的菌株CEF-373固体菌剂拌土栽培后,对棉花黄萎病的温室防效可达62.74%,防治作用显著。菌株CEF-373的发酵液滴灌和微生物肥料处理40 d后,对棉花黄萎病的田间防效达到最大,分别为36.23%和27.71%,而在后期有所降低。菌株CEF-373可以诱导棉花叶片中细胞活性氧的爆发;且菌株CEF-373成功激活了苯丙氨酸解氨酶、过氧化物酶、多酚氧化酶、几丁质酶和病程相关蛋白基因PR10的表达,对大丽轮枝菌的侵染具有抵御作用。表明棉花内生真菌CEF-373菌株通过抑制大丽轮枝菌生长以及诱导寄主系统抗病性来有效防治棉花黄萎病,具有较好的生物防治应用前景。     

匐柄霉对大丽轮枝菌生长及微菌核形成的影响

在离体条件下及棉花植株内测试了匐柄霉对大丽轮枝菌的抑制作用。结果表明,在离体条件下,匐柄霉菌的菌丝体或其培养滤液,对大丽轮枝菌的生长和微菌核形成均有影响。将形态发生变异,不能形成微菌核的大丽轮枝菌菌株转移至ＰＤＡ培养基后,其微菌核形成能力不再恢复。匐柄霉培养滤液的抑菌物质受热不稳定,１００℃处理１０分钟后活性丧失。抑菌物质经硫酸铵、乙醇沉淀初步测定,属非蛋白次生代谢产物。匐柄霉经接种可进入棉株体内,定殖率为７５％～１００％,分布于棉苗根、茎的维管束组织中。与轮枝菌先后或同时混合接种,匐柄霉可减轻棉花黄萎病的症状,以棉苗栽种前用匐柄霉菌分生孢子悬浮液沾根处理效果最明显。     

甲基营养型芽胞杆菌AL7对棉花黄萎病的盆栽防治效果及定殖能力

为了探明甲基营养型芽胞杆菌AL7对棉花黄萎病的防治效果及其定殖能力,本文利用盆栽接种试验研究了菌株AL7对棉花黄萎病的防治效果;将带四环素抗性的pGFP78质粒转入到菌株AL7中,分析了菌株AL7在棉花根围土壤中、根部组织内的定殖情况。结果表明,菌株AL7对棉花黄萎病的盆栽防治效果为77.1%。pGFP78质粒转入后对菌株AL7的生长没有明显影响,仍具有游动性和产生物膜。定殖检测结果表明,菌株AL7能够在棉花根围土壤中及根系组织内长期定殖,接种5 d时定殖数量最高,达6×10~6cfu/g土,接种80 d后根围土壤中的定殖数量仍维持在2×10~6 cfu/g,根系组织内的定殖量为6×10~4 cfu/g。利用激光共聚焦显微镜观察验证,接种7 d后菌株AL7已经进入到棉花根部的中柱鞘细胞,能够在棉花根内大量定殖。     

茄子黄萎病生防内生细菌的筛选、鉴定及胞外抗菌物质的特性

对分离筛选获得的6株对茄子黄萎病菌Verticillium dahliae具有强拮抗活性的内生细菌进行盆钵防效测定,其中3个菌株29-122、2-5和0-21对茄子黄萎病防治效果均在80%以上。对菌株29-12和22-5进行内生定殖能力检测,发现菌株29-12在茄子体内定殖时间更长。经鉴定,菌株29-12为枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis。菌株29-12能产生抗茄子黄萎病菌的胞外活性物质。该活性物质对热较稳定;pH6.0~9.0时活性稳定,pH<4.0时没有活性;对蛋白酶K和胰蛋白酶都不敏感。抑菌谱测定表明,该物质对10种病原真菌均有较强的抑制作用。     

4株拮抗细菌对棉花黄萎病的防治效果及机制

棉花黄萎病严重制约新疆棉花持续高产和稳产,拮抗细菌在棉花黄萎病生物防治中潜力巨大。本研究旨在明确4株拮抗细菌对棉花黄萎病的防治效果及其机制,为棉花黄萎病的生物防治提供理论依据。本文采用共培养法,研究4株拮抗细菌对黄萎病菌分生孢子浓度、菌丝和孢子形态、膜透性和产毒素能力的影响,采用滤液接种法进行盆栽试验验证其对棉花黄萎病的防治效果,采用愈创木酚法和氮蓝四唑光化还原法测定棉株体内防御酶系的活性。结果表明,4株拮抗细菌能够减少黄萎病菌分生孢子浓度,破坏其细胞形态,导致其细胞膜破裂,降低其毒蛋白浓度。接种4株拮抗细菌,能够诱导棉株体内POD酶和SOD酶等防御酶系的积累,提高了棉花的抗病能力,由菌株SHZ-24、SHT-15、SMT-24和BHZ-29处理的棉花,其对棉花黄萎病的最高防治效果分别为73.82%、80.48%、84.91%和84.18%。4株拮抗细菌通过抑制黄萎病菌的生长和诱导植物产生防御反应来提高对棉花黄萎病的抗性,其对棉花黄萎病具有良好的防治效果。     

生防菌FJAT-346-PA的内生定殖特性及对香蕉枯萎病的防治效果

内生生防菌FJAT-346-PA是一株从香蕉植株体内分离的对香蕉枯萎病病原菌具有良好抑制作用的铜绿假单胞菌。为研究该生防菌在植株体内的定殖动态,采用逐步提高诱导浓度的方法,筛选获得稳定的双抗(抗利福平和卡那霉素,浓度均为300μg/mL)菌株FJAT-346-PA-K,跟踪分析了该菌株在香蕉组培苗、盆栽苗及大田植株体内的定殖情况,并调查该菌株对香蕉生长特性的影响和对香蕉枯萎病的防治效果。结果显示:香蕉植株根部和茎部均有该菌定殖,在盆栽苗和大田苗根部的最大定殖量分别为2.15×105CFU/g和8.00×103CFU/g;该生防菌对香蕉有明显的促长作用,显著提高香蕉的株高和叶片数量;对香蕉枯萎病具有较好的防治效果,盆栽防效和田间防效分别为83.67%和82.00%。     

海岛棉与陆地棉干物质积累与氮素吸收分配的特点

以新陆中75号、新陆中54号、新海35号和新海48号为材料,研究陆地棉与海岛棉在相同管理条件下干物质积累与氮素吸收分配的特点。结果表明:陆地棉干物质积累总量在全生育期内均高于海岛棉,生殖器官干物质所占比例在生育前期小于海岛棉,后期逐渐大于海岛棉;氮素积累总量在全生育期内陆地棉均大于海岛棉,生殖器官氮素积累比例在生育前期为陆地棉小于海岛棉,后期逐渐大于海岛棉。与陆地棉相比海岛棉营养器官干物质以及氮素积累比例较大,不利于生育后期生殖器官干物质的积累与分配,从而影响棉花产量。因此,在大田管理中应注意在生育后期加强对海岛棉的水肥管理。     

抗虫棉对棉花主要害虫的抗性调查

通过对抗虫棉中棉29、中棉40和非抗虫棉湘杂棉2号田间棉铃虫、斜纹夜蛾、棉叶螨、棉蚜等棉花主要害虫发生量及为害情况调查，证明中棉29、中棉40对第2～5代棉铃虫、第1～3代红铃虫有良好的抗性，对斜纹夜蛾、棉叶螨、棉蚜抗性不明显。     

加入WTO与我国新疆棉区棉花生产应对措施

通过对WTO有关棉花条款的分析,探讨了在中国加入WTO后新疆棉区棉花生产所面临的问题,提出了新疆棉区棉花生产的应对措施。     

新疆南部棉区转Bt基因棉花对棉铃虫抗性的季节性变化规律

采用ELISA检测和室内生物测定方法,测定6个转Bt基因棉花品种(系)不同生育期叶片中的Bt毒蛋白含量及其对各世代棉铃虫的抗性水平。转Bt基因棉花叶片中的Bt毒蛋白含量总体上随着棉花生育期的推进而逐渐下降,6个品种(系)叶片的Bt毒蛋白含量子叶期最高,达1 210.03～1 733.15 ng/g,与子叶期相比,三叶期、七叶期、盛蕾期、花铃期、吐絮期Bt毒蛋白含量减少幅度为2.5%～96.0%。6个品种(系)对第4代棉铃虫幼虫抗虫性较低,毒杀效果仅为19.0%～41.3%。幼虫的校正死亡率逐代下降,各棉花品种对第4代幼虫的校正死亡率仅为12.0%～36.2%。     

铲除田埂杂草带对棉蚜防治效果的影响

通过对新和县1999、2002两年冬季铲除田埂杂草带棉田棉花卷叶率变化情况的观测,研究铲除田埂杂草对棉砾的防治效果。结果表明:苗期、蕾期防治效果可以达到70%～90%,棉花卷叶率下降3.35～16.83倍(P<0.05)。棉蚜越冬和早春迁飞与田埂上的杂草有关可能是这项技术有效的原因。     

棉蚜在不同棉花品种上的着落量和种群数量的研究

通过田间调查棉蚜种群数量和网罩棉苗测定其不选择性,采用Duncan’s多重极差检验的数据分析方法,对棉蚜在不同棉花品种上的着落量和种群数量进行了研究。结果表明:棉蚜对8个棉花品种具有不同的选择性。对徐州142、鄂棉6号表现为明显的不选择性,对33B、SGK抗虫棉、新高抗5号的选择性较强;棉蚜在8个供试品种上的种群数量差别明显,徐州142和鄂棉6号上的蚜量远远低于33B、新高抗5号和SGK抗虫棉;同一季节不同棉花品种上的蚜量增长速率不同,33B、新高抗5号和SGK抗虫棉上蚜量增长速率明显较快。在相同的棉花生长阶段,33B、新高抗5号和SGK抗虫棉的蚜害指数明显高于其它供试棉花品种。     

Bt棉对主要棉虫发生的影响及防治对策

对河南新乡棉区种植的转Ｂｔ基因棉和常规棉棉田虫情进行了定点系统调查和大田普查,结果表明：棉铃虫在两种棉田棉花上的落卵量无明显差别,而幼虫存量差异显著,Ｂｔ棉棉花上幼虫存量显著降低;Ｂｔ棉对棉蚜的发生无明显的影响,而Ｂｔ棉上棉红蜘蛛的发生比常规棉略重,同时初步研究制定出种植Ｂｔ棉后的棉虫综防对策     

成团泛菌引起的棉花烂铃病对棉花产量因子和品质的影响

成团泛菌(Pantoea agglomerans)引起的棉花烂铃病主要造成棉铃吐絮不畅,棉纤维变色,籽粒干瘪。本试验对感染该病害的不同棉花品种的发病率、绒长、单铃重、衣分以及色泽等指标进行测定,用SAS软件分析,结果显示:所有棉花品种都有烂铃病的发生,平均发病率为20.6%,不同品种间发病有明显的差别。病害对单铃重、衣分、瘪籽率、绒长及色泽的影响主要体现在单铃重平均减轻27.6%、衣分平均降低5.3%和瘪籽率平均增加1.6倍、绒长平均缩短1.6mm及平均颜色加深2.0%。由成团泛菌引起的这种细菌病害可引起棉花减产高达10%～20%。     

Impacts of transgenic Bt cotton and integrated pest management education on smallholder cotton farmers

Abstract

Comparative field research on transgenic Bt cotton and conventional cotton under different conditions (fields without pesticide inputs, fields managed by farmers with IPM education, fields managed by farmers lacking IPM education) were carried out in Hubei province of China in 2002. The amount of pesticide used on Bt cotton by non-IPM farmers was found to be around three times that used by IPM farmers. IPM farmers made significantly higher net profits from cultivating transgenic Bt cotton in comparison with non-IPM farmers. Other pest management practices had more significant influences on the population dynamics of predatory natural enemies and major insect pests than did the adoption of transgenic Bt cotton in the cotton ecosystem. Our study showed that IPM education, by increasing farmer capacity to critically evaluate inputs and their effects, monitor their fields and make informed decisions on pest management, enabled farmers to reduce pesticide use significantly, so resulting in improved production and profit margin. IPM farmer education thus, contributed to maximising the value of planting transgenic Bt cotton.