Molecular identification of blast resistance genes in rice landraces from northeastern India

Rice blast disease caused by the fungus Magnaporthe oryzae is one of the most devastating diseases causing huge losses worldwide. In the present study, major blast resistance genes were investigated in landraces originating from northeastern India. Based on phenotypic evaluation, 288 landraces were classified into three distinct groups: resistant (75), moderately resistant (127) and susceptible (86). The genetic frequencies of the 18 major blast resistance genes were between 6.2% and 27.4%, with only two genotypes possessing a maximum of nine blast resistance genes. The cluster and population structure analysis grouped the landraces into two groups. Through principal coordinate analysis, the scatter plots partitioned the resistant and moderately resistant landraces into different groups. Analysis of molecular variance showed maximum (96%) diversity within populations and least (4%) diversity between populations. Association analysis identified six markers, CRG4_2, RM72, tk59-2, pi21_79-3, RM1233 and RM6648, that are significantly associated with blast disease and explained a phenotypic variance of 1.1–6.5%. The associated genes could be used in marker-assisted rice breeding programmes for gene pyramiding to develop rice varietal resistance against blast disease. The present study represents a valuable blast resistance genetic resource that could be used for identification of new R genes, donors for blast resistance, and genomic studies.     

稻瘟病菌F-box蛋白MoFbr7生物学功能分析

F-box蛋白在泛素-蛋白酶体途径(ubiquitin-proteasome pathway,UPP)中参与调控胞内蛋白降解、受体识别、信号传导等生物学过程。本研究从稻瘟病菌中克隆了F-box基因MoFbr7,序列分析表明,该基因编码产物具有1个F-box结构域(N-端)和8个连续的WD40重复序列(C-端),在丝状真菌中高度保守。利用基因敲除方法,获得4个MoFbr7基因敲除突变体,同时构建了回补菌株。表型分析结果显示,MoFbr7基因缺失突变体在产孢量、附着胞形态、原生质体释放、致病性等方面均无异常。突变体在MM、RDC培养基上生长速率下降;对细胞壁胁迫因子CFW(Calcofluor white)、刚果红敏感。以上结果表明MoFbr7参与稻瘟病菌的营养生长与细胞壁完整性,为进一步揭示其生物学功能奠定基础。     

氯虫苯甲酰胺和氟虫腈对黏虫细胞色素P450基因表达的影响

为筛选出黏虫Mythimna separata参与杀虫剂解毒代谢的主效细胞色素P450基因,采用叶片浸渍法测定了用于处理黏虫3龄幼虫的亚致死浓度,通过构建转录组测序文库并结合数字基因表达(digital gene expression,DGE)对不同处理的黏虫进行测序,并运用实时荧光定量PCR(realtime quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)技术验证12个P450基因的表达情况。结果表明,用于处理黏虫的氯虫苯甲酰胺和氟虫腈亚致死浓度LC_(10)分别为0.15、13.66 mg/L;对照样品、氟虫腈处理样品和氯虫苯甲酰胺处理样品分别获得59 521 504、64 838 148和41 722 990个原始序列数据,分别获得57 441 216、62 368 912和40 285 164个过滤后的序列数据;过滤后的序列长度分别为8.62、9.36和6.04 G;碱基错误率均为0.02%;Phred数值大于20、30的碱基占总碱基的百分比均高于90.59%;鸟嘌呤+胞嘧啶(guanine cytosine,GC)含量分别为47.16%、48.94%和47.55%,表明转录组测序质量较高;黏虫受氯虫苯甲酰胺胁迫后,29个P450基因表达量上调,27个P450基因表达量下调;黏虫受氟虫腈胁迫后,23个P450基因表达量上调,26个P450基因表达量下调;12个P450基因表达量的RT-qPCR技术检测结果与DGE测序文库显示的结果基本一致。     

施肥对复垦土壤微生物代谢功能与苗期玉米生长的影响

利用Biolog-ECO技术、WinRHIZO扫描仪及其图像分析技术,研究了对照CK（施肥量为0）、施复合肥F（施肥量为600 kg·hm^-2）、施有机肥O（施肥量为7 500 kg·hm^-2）、有机无机肥配施OF（施肥量为复合肥300 kg·hm^-2+有机肥3 750 kg·hm^-2）处理下煤矸石复垦区土壤微生物群落代谢功能及苗期玉米根系形态等特征,结果表明：不同施肥处理下煤矸石复垦区土壤微生物群落功能多样性差异显著,OF处理下土壤微生物多样性Shannon-wiener指数与Simpson指数最高,分别为3.22和0.96, Eveness指数最低,为0.21,而CK处理与之相反,Shannon-wiener指数与Simpson指数最低,分别为3.07和0.95,Eveness指数最高,为0.23;影响该区域土壤微生物群落代谢功能多样性的关键碳源包括6种氨基酸（L-精氨酸、L-天冬酰胺酸、L-苯基丙氨酸、L-丝氨酸、L-苏氨酸、甘氨酰-L-谷氨酸)、4种酯（D-半乳糖酸γ内酯、丙酮酸甲酯、吐温40、吐温80）、1种胺（腐胺）、5种酸（D-半乳糖醛酸、2-羟苯甲酸、4-羟基苯甲酸、r-羟基丁酸、D-苹果酸）、3种糖（-甲基D-葡萄糖苷、葡萄糖-1-磷酸盐、a-环状糊精）、3种醇（I-赤藻糖醇、D,L-a-甘油、D-甘露醇）;OF处理下玉米根系形态参数如根长、根体积、根系分形维数及玉米生物性状如生物量、茎粗、株高等与CK处理差异最为显著,说明OF处理有利于煤矸石复垦土壤质量的恢复与提高,利于煤矸石复垦区玉米生长。     

70份国外小麦品种(系)的苗期和成株期抗叶锈病鉴定

小麦叶锈病是小麦生产中的重要病害之一,培育持久抗病品种是最经济、有效和环保的方法。本研究用19个不同毒力的叶锈菌小种苗期接种70份国外引进小麦品种(系)及36个已知抗叶锈病基因的载体品种进行抗性鉴定,同时在2016—2017年度分别于河北保定和河南周口对70份国外引进品种进行田间抗叶锈性鉴定。为进一步检测材料中所携带的苗期和成株抗叶锈病基因,利用12个与已知基因紧密连锁的分子标记进行检测,综合基因推导、系谱分析和分子标记检测的结果,在33份材料中鉴定出15个抗叶锈病基因,包括Lr1、Lr2a、Lr26、Lr3ka、Lr11、Lr17、Lr30、Lr10、Lr14a、Lr2b、Lr13、Lr15、Lr21、Lr44和Lr45,田间鉴定筛选出39份品种表现慢锈性。苗期和田间表现表明,国外品种中含有丰富的对我国叶锈菌小种有效的苗期和成株期抗叶锈病基因,可作为小麦抗叶锈病抗源在抗病育种中加以利用。     

药食同源莲子的应用研究进展

莲子营养价值丰富,既可药用又可食用,为"药食同源"产品之一。自古以来,莲子都是人们喜爱的滋补品,不仅补益效果佳、来源方便,还可以根据不同的搭配制作出多种类型的莲子保健产品。随着研究的深入,莲子的应用范围日益广泛,已渗透到中医药、保健食品开发、日化用品研发中,且市场开发前景巨大。     

层出镰刀菌处理对食用百合保护酶相关基因表达的影响

以4种食用百合为试材,利用实时荧光定量PCR(RT-qPCR)方法,研究了层出镰刀菌处理对食用百合保护酶相关基因(POD、CAT)相对表达量的影响,以期为研究食用百合抵抗逆境的分子机制提供参考依据。结果表明:POD在“龙牙×兰州”(R6-2、6)杂交百合、“铁炮×兰州”杂交百合、“兰州”百合被处理后的第1天相对表达量达到峰值且显著高于处理后的其它时间段,分别约为对照组的18.57、63.81、51.41、37.42倍,然而“铁炮”百合则是被处理后的第3天相对表达量达到峰值且显著高于处理后的其它时间段,约为对照组的113.19倍;CAT在“龙牙×兰州”(6)杂交百合、“铁炮×兰州”杂交百合均是被处理后的第1天相对表达量达到峰值且其显著高于处理后的其它时间段,分别约为对照组的68.02、19.77倍,在“龙牙×兰州”(R6-2)杂交百合、“兰州”百合则是被处理后的第3天相对表达量达到峰值,且显著高于处理后的其它时间段,分别约为对照组的30.69、25.19倍,铁炮百合是被处理后的第5天基因相对表达量达到峰值且显著高于其它时间段,约为对照组的71.83倍。     

腰带长体茧蜂对亚洲玉米螟幼虫的寄生功能反应

为评估腰带长体茧蜂Macrocentrus cingulum对亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis的控害潜能,在实验室条件下（湿度60%~80%,光周期16L：8D）研究了20、24、28、32℃下腰带长体茧蜂对亚洲玉米螟幼虫的寄生功能反应和20、24、28℃下腰带长体茧蜂的自身密度干扰效应。结果表明：在20~32℃内,腰带长体茧蜂对亚洲玉米螟的寄生功能反应均符合Holling Ⅱ型;相同温度下,随着寄主亚洲玉米螟密度的增加,腰带长体茧蜂寄生量增加,但当寄主密度增加到一定数量后,寄生量趋于稳定。24℃的寄生效能最大,20℃最小。随着寄主亚洲玉米螟密度和腰带长体茧蜂密度的增加,搜寻效应逐渐降低。采用Hessell干扰模型,发现28℃时的搜寻常数Q和干扰效应m均为最大,腰带长体茧蜂个体间的干扰效应降低了其寄生效能。