甘蔗对螟虫的抗性及其机制研究进展

甘蔗是主要的糖料作物和能源作物,螟虫是甘蔗生产中为害最严重的钻蛀性害虫,使甘蔗的产量和品质显著降低。尽管目前普遍采用化学药剂和生物防治方法,但因甘蔗的特殊性使防治效果甚微。利用品种的抗虫性是最为经济有效的防治方法。从抗性方式来看,甘蔗抗螟虫性机制主要是幼虫的排趋性和抗生性。本文从甘蔗对螟虫的田间抗性鉴定、室内抗性鉴定讨论了抗性鉴定方法,以及茎表皮硬度、纤维素含量、硅含量等物理结构特性和类黄酮、氮素和必需氨基酸等化学因子与抗性的关系,阐述了物理结构和化学因子在甘蔗对螟虫抗性机制中的作用,最后从抗性来源等方面探讨抗性机制的研究,并对今后的研究方向提出展望。     

象耳豆根结线虫初始种群密度对黄瓜生长的影响

通过室内接种方法测定土壤中接种象耳豆根结线虫(Meloidogyne enterolobii)二龄幼虫不同初始密度(0、0.125、0.25、0.5、1、2、4、8和16条/cm3)对黄瓜生长的影响。研究结果表明,黄瓜受损程度与象耳豆根结线虫初始接种密度呈正相关,随着接种密度的增加,形成的根结指数不断提高,而黄瓜植株高度和苗鲜重相比对照均表现为下降,即发病程度逐渐加重。当土壤中象耳豆根结线虫二龄幼虫的初始接种密度为0.25条/cm3,即可对黄瓜的株高和植株鲜重产生显著危害,初始密度为8条/cm3处理,则可导致黄瓜植株死亡。该研究结果可为制定象耳豆根结线虫的防治指标提供理论依据。     

热带果树基因组DNA提取方法的改良及Southern blot分析

以香蕉、番木瓜、龙眼为代表材料,建立一套适合热带果树基因组DNA提取的方法——改良CTAB法。将提取各基因组DNA经限制性内切酶完全消化后,分别以香蕉内源乙烯受体基因（AF113748）、番木瓜八氢番茄红素脱氢酶基因PDS（DQ779922）、龙眼开花相关基因LEAFY（ADQ160214）为探针进行Southern blot杂交,3种植物的基因组DNA适宜上样量的60μg,杂交条带清晰,背景弱,说明采用改良CTAB法,能保证基因组DNA提取的浓度和纯度,符合Southern blot的要求。     

香蕉枯萎病菌4号生理小种β1-微管蛋白基因的功能分析

本研究克隆并鉴定香蕉枯萎病菌4号生理小种(Foc4)β1-微管蛋白(β1-tub)基因,采用Split-marker同源重组技术获得Foc4的β1-tub基因敲除突变体,通过测定突变体菌株的生长速度、产孢量、致病力及对多菌灵敏感性,研究β1-tub基因在香蕉枯萎病菌的生长发育及对多菌灵抗药性中的作用。结果表明：与Foc4野生型菌株相比,敲除突变体生长缓慢、菌丝畸形及产孢量增加,对巴西蕉苗的致病力明显减弱,但对多菌灵的抗性水平无明显变化。由此推测β1-tub基因可能在Foc4的生长发育、产孢及致病力等方面具有重要的作用。     

香蕉枯萎病菌4号生理小种smy1基因的功能分析

Smy1是一种参与调控真菌生长的驱动蛋白。本研究克隆了香蕉枯萎病菌4号生理小种（Foc 4）驱动蛋白基因smy1,并采用同源重组技术获得smy1敲除的野生型Foc 4的smy1敲除突变体。通过测定突变体菌丝形态、生长速度、产生孢子量、对香蕉苗的致病力及对氰烯菌酯的敏感性,用于研究smy1在香蕉枯萎病菌的生长发育及对氰烯菌酯抗药性中的作用。结果表明,与野生型Foc 4相比,smy1敲除突变体生长缓慢、菌丝畸形、产孢量增加,对巴西蕉苗的致病力减弱,但对氰烯菌酯的抗性水平变化不大。由此推断smy1基因可能在Foc 4的生长发育、产孢以及致病力等方面具有重要作用。     

不同抗、感枯萎病香蕉种质根际土壤的微生物数量

采用平板稀释计数法,对22份抗、感枯萎病香蕉种质抽蕾期根际微生物数量进行测定,以探讨根际微生物与香蕉种质抗性的相关性。结果表明,在相同外界环境条件下,抗性不同的香蕉种质抽蕾期的根际细菌、放线菌、真菌、尖孢镰刀菌古巴专化型(Foc)数量有一定差异,抗病种质根际细菌、放线菌数量明显高于感病种质,而根际真菌、Foc数量明显低于感病种质;根际可培养细菌、放线菌数量及微生物总量与香蕉种质抗性呈极显著正相关(P0.01),而真菌、Foc数量与香蕉种质抗性呈极显著负相关(P0.01)。     

枯萎病菌胁迫下10个香蕉防御相关基因的表达分析

利用实时荧光定量PCR对香蕉枯萎病抗感品种受枯萎病菌浸染后不同时间内的10个防卫或潜在防御相关基因进行表达分析。结果表明,接种Foc4后,10个基因在抗病品种宝岛蕉和感病品种巴西蕉中均有表达,但相对表达量有差异。接菌后1~192h,漆酶4B、谷胱甘肽硫转移酶(9h和120h除外)、ClassⅢ型过氧化物酶、类几丁质酶(putative chitinase)和纤维素合成酶催化亚基等5个基因在抗病品种宝岛蕉中的相对表达量均高于感病品种巴西蕉。此外,接菌后除个别时间点外,漆酶4A、周质空间β-葡萄糖苷酶前体合成酶、过氧化物酶、类似烟草叶片表面抗性蛋白和抗菌肽等5个基因在宝岛蕉中的相对表达量均低于巴西蕉。     

基于RNA-seq 的香蕉枯萎病菌转录因子FoSwi6敲除突变体的转录组分析

 丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated Protein Kinase,MAPK)信号通路转录因子 FoSwi6 在调控香蕉枯萎病菌4号生理小种(Fusarium oxysporum f. sp. cubense race 4, Foc4)的生理特性和致病性方面发挥着重要作用。为解析转录因子 FoSwi6 的转录调控机制,本研究利用RNA-seq技术对该病菌野生型菌株和突变体ΔFoSwi6的转录组进行了比较分析,结果表明差异表达基因共有 5 728 个,其中上调表达基因有 2 682 个,下调表达基因有 3 046 个。Gene Ontology功能分析表明,差异表达基因主要富集在生物学过程(biological process)中的代谢过程(metabolic process)、细胞过程(cellular process)和单细胞过程(single-organism process),分子功能(molecular function)组分中的催化活性(catalytic activity)和结合(binding)区域。KEGG 显著性富集分析表明,差异表达基因主要富集在核糖体、乙醛酸和二羧酸代谢、氨基酸合成和 2-氧代环戊烷羧酸甲酯代谢通路。差异表达基因的in silico 分析,揭示其中12个基因可能参与调控Foc4的产孢、生长发育、氧化应激反应、细胞壁合成、甾醇合成、氮素吸收、毒素合成和致病性。该研究为阐明香蕉枯萎病菌的致病机理奠定了理论基础。     

象耳豆根结线虫果胶酸裂解酶新基因Me-pel2的鉴定及发育表达分析

利用EST结合RACE方法从象耳豆根结线虫(Meloidogyne enterolobii)中克隆一个新的果胶酸裂解酶基因Me-pel2(Gen Bank登录号KP987180)。Me-pel2 c DNA开放阅读框全长834 bp,推导编码277个氨基酸残基的蛋白,属于多糖裂解酶第III家族新成员。Me-PEL2与南方根结线虫果胶酸裂解酶Mi-PEL3氨基酸具有较高的一致性,为54%。发育表达结果显示,Me-pel2在2龄幼虫和雄虫期高丰度表达,而在固着期寄生阶段转录水平急剧下降,推测Me-pel2主要在象耳豆根结线虫迁移性阶段起重要作用,通过降解寄主细胞壁果胶质成分,协助幼虫侵入寄主以及在寄主体内迁移。     

尖孢镰刀菌与寄主互作机理研究进展

综述了枯萎病病原菌致病机理及植物的抗病机理,内容包括信号传导系统、细胞壁裂解酶、参与克服植物防御响应系统的一些酶、代谢途径的致病相关基因及枯萎病抗病相关基因的研究,并对病原菌与寄主植物之间的互作机理研究的前景进行了简单评析。