白叶枯病菌效应子XopN在拥有OsSWEET11同源基因的水稻品种上发挥毒性作用

【目的】黄单胞菌细胞外泌蛋白质(Xanthomonas outer proteins, Xops)是植物病原黄单胞菌高度保守的毒性效应子或毒性辅助组分,通过细菌Ⅲ型分泌系统分泌到细菌细胞外部,然后转入植物细胞而发挥病理作用。水稻黄单胞菌水稻致病变种即水稻白叶枯病菌的标准菌株PXO99^A分泌的XopN是一种毒性效应子,通过影响寄主免疫反应而使水稻发病。但是,XopN对病菌毒性的影响是否因水稻品种的不同而异,还有待研究。【方法】利用同源双交换技术,先敲除了PXO99^A的XopN基因,获得了∆XopN突变体,又经过遗传互补,得到了回补菌株∆XopN/XopN。通过营养肉汤液体培养,测定了XopN对病菌繁殖能力的影响;根据文献选用14个水稻品种,通过接种实验,测定了PXO99^A对这些品种的毒性与XopN敲除或回补的影响;在XopN发挥毒性作用的水稻品种上,测定了隐性抗病基因OsSWEET11/xa13与显性感病基因OsSWEET11/Xa13受病菌侵染而表达的情况,分析了XopN敲除或回补的影响。【结果】在营养肉汤液体培养过程中,病菌突变体菌株∆XopN的繁殖速度明显低于野生型PXO99^A。PXO99^A、∆XopN和∆XopN/XopN接种水稻后,根据其在水稻叶片组织内的繁殖量及随后产生的白叶枯病症状的严重程度,将供试的14个水稻品种分为两种情况。一是感病程度与病菌XopN是否敲除或回补无关,这有10个水稻品种（IRBB1、IRBB3、IRBB8、IRBB10、IRBB14、IR24、IRBB203、IRBB204、IRBB205和IRBB211）,PXO99^A、∆XopN和∆XopN/XopN对它们的毒性无明显差别。二是XopN对病菌毒性发挥作用的水稻品种,包括高度感病的3个品种（IRBB208、Asominori和日本晴）和低感品种IRBB13。与PXO99^A或∆XopN/XopN相比,∆XopN对这4个水稻品种的毒性大为降低。在IRBB13上,病菌侵染对隐性抗病基因OsSWEET11/xa13在叶片内的表达发生抑制作用,这一效应与XopN的毒性功能相关。相反,日本晴显性感病基因OsSWEET11/Xa13却受病菌侵染的诱导,在叶片内的表达水平大幅度提高。IRBB208和Asominori携带OsSWEET11/Xa13同源基因,该同源基因在叶片内的表达水平也因病菌侵染而大幅提高。在这4个水稻品种上,PXO99^A和∆XopN/XopN能够诱导OsSWEET11/Xa13或其同源基因表达,但∆XopN无此作用。另外,XopN对病菌在非寄主植物烟草上诱发过敏反应有量变贡献,相比PXO99^A或∆XopN/XopN,∆XopN引起过敏反应的程度有所降低。【结论】XopN是一个有限广谱性效应子,在拥有OsSWEET11同源基因的水稻品种上发挥毒性作用。XopN也是病菌繁殖所需要的,对病菌在非寄主植物上诱导过敏反应有一定贡献。     

分子标记辅助选择改良水稻恢复系香5的病虫抗性

香5是由湖北省农科院选育的优质两系杂交稻恢复系,所配组合广两优5号(广占63-4S/香5)于2013年通过了湖北省审定.利用回交和分子标记辅助选择技术,将供体亲本MD12086-1351中的抗稻瘟病基因Pi9、抗褐飞虱基因Bph14、Bph15和抗白叶枯病基因Xa23渗入到香5背景中,育成了3个同时携带Pi9、Bph14、Bph15和Xa23基因的新株系.鉴定结果表明,新株系的叶瘟抗性明显提高,穗颈瘟抗性部分提高,苗期抗褐飞虱,分蘖盛期高抗白叶枯病;产量、主要农艺性状、香味和稻米品质主要指标与香5相似.新株系所配的组合在产量、主要农艺性状上与香5所配的组合相似.表明新株系可以作为香5的替代系用于培育抗稻瘟病、抗褐飞虱和抗白叶枯病的两系杂交稻新组合.     

施用多功能生态肥对番茄生长和经济效益的影响

为了解决敦煌市蔬菜品质差、产量低而不稳的疑难问题,为温室蔬菜安全生产提供技术支撑,进行了多功能生态肥对番茄生长和效益的研究。结果表明:多功能生态肥原料间的主次效应(R)是:B(番茄专用肥,R=26.92)A(有机生态肥,R=24.29)C(土壤消毒杀菌剂,R=12.55);最佳配方组合是:m(有机生态肥)∶m(番茄专用肥)∶m(土壤消毒杀菌剂)=0.818 6∶0.177 4∶0.004 0。施用多功能生态肥与施用传统化肥比较,番茄早疫病发病率和可滴定酸分别降低66.67%和28.00%;株高、生长速度、茎粗、地上部分鲜质量和地上部分干质量分别增加4.45%、3.81%、7.61%、8.40%和6.67%;单果质量、单株果质量、产量、可溶性糖和VC含量分别增加6.23%、9.26%、8.82%、27.46%和23.65%;施肥利润和肥料投资效率分别增加1.84×10~4元/hm~2和1.23元/元。在甘肃省敦煌市肃州镇的温室土壤上施用多功能生态肥,改善了番茄品质,提高了番茄的经济效益。     

河西走廊戈壁温室番茄无土栽培基质筛选

为提高番茄无土栽培质量,以番茄品种"金福莱"为试材,研究了6种不同配比基质对河西走廊温室无土栽培番茄生长的影响。结果表明:采用处理Ⅳ(沙∶玉米秸秆∶食用菌下脚料∶商品基质∶鸡粪=4∶5∶5∶6∶3)的基质配比(体积比),番茄光合速率、蒸腾速率、胞间CO_2和气孔导度数值最大,植株保持较强的生长势与结果能力,番茄株高、茎粗、单株结果数、单株产量和折合667 m~2产量等性状均显著优于其他处理,分别为178.60 cm、1.13 cm、16.36个、3.12 kg和7 531.68 kg;其果实的可溶性糖、可滴定酸、可溶性固形物、VC和番茄红素含量最高,分别为4.15%、0.58%、7.30%、302.2 mg/kg和152.4 mg/kg,明显优于其他处理;因此,在河西走廊戈壁温室番茄无土栽培中推荐使用此配比基质。     

球等鞭金藻三级培养过程中细菌群落多样性分析

球等鞭金藻三级培养过程中生长差异明显,在完全灭菌的一级培养中生长最佳,在未灭菌的三级培养中生长最差。为揭示培养过程中藻际细菌群落多样性与其生长差异的相关性,以球等鞭金藻(Isochrysis galbana)为研究对象,利用Illumina HiSeq平台通过高通量测序的方法对球等鞭金藻三级培养过程中细菌群落多样性进行研究。结果表明,一、二、三级培养组之间的藻际细菌群落组成差异明显。Shannon和Simpson指数分析说明,一级培养组中细菌群落多样性显著低于二级和三级培养组。MetaStat分析发现,一级和三级培养组之间存在两株丰度显著差异的细菌,其中麦氏交替单胞菌(Alteromonas macleodii)在三级培养下丰度显著高于一级,而红球菌(Rhodococcus erythropolis)相反。进一步通过2216E平板涂布法分离并鉴定了麦氏交替单胞菌等17株球等鞭金藻藻际环境细菌;系统进化树构建结果显示,整个进化树分成13个分支,分别对应13个属,包括交替单胞属(Alteromonas)、假交替单胞属(Pseudoalteromonas)、海杆菌属(Marinobacter)等。本研究结果为探索藻菌互作机理奠定了基础,有助于提高水产养殖过程中球等鞭金藻的产量和质量。     

博斯腾湖沉积物氨氧化细菌的筛选与鉴定

为了解干旱区淡水湖泊沉积物微生物在氨氧化中的功能,利用铵盐培养基对博斯腾湖不同深度沉积物进行驯化培养,结合水环境因子分析混合菌株产亚硝酸盐能力,从中分离纯化氨氧化细菌并对其氨转化能力进行试验。结果表明,6个采样位点12个样品中,11号位点深层沉积物(20～40 cm)混合菌株能有效利用铵盐产生亚硝酸盐,且连续6 d稳定维持其质量浓度高达20 mg/L以上。进而,从该混合菌液中分离得到30株单菌,其中有2株呈现出明显的氨氧化细菌特性。通过16S rRNA基因序列比对及形态学分析分别鉴定其为弯曲芽孢杆菌(Bacillus flexus)和赤红球菌(Rhodococcus ruber)。     

抗逆樱桃番茄新品种‘红樱1号’

 樱桃番茄新品种‘红樱1号’是以自交系‘SH-0-2-0-1’为母本，‘TC-0-1-3-1’为父本杂交而成的一代杂种。无限生长类型，生长势强。成熟果深红色，椭圆形，单果质量约20 g，耐裂果，品质优。耐热，耐寒，耐旱性强，适应性广，适宜于华南地区春、秋季栽培。     

日光温室基质袋培番茄灌溉监控系统设计

为了解决日光温室基质袋培番茄精准灌溉的问题,设计了日光温室基质袋培番茄灌溉监控系统。系统利用数据采集器获取日光温室相关的环境因子,结合番茄生长和水分吸收模型计算灌溉量,并通过灌溉控制器控制电磁阀开闭时间的长短进行灌溉。实验结果表明系统稳定可靠,与传统的人工灌溉模式相比,使番茄增产17.9%,节水35.4%,因此适合用于日光温室基质袋培番茄的精准灌溉。     

大蒜素对番茄叶霉菌不同生理小种的抑制作用

研究大蒜素对番茄生产上叶霉菌主流生理小种1.2.3.4以及2014年新发现生理小种2.5、2.4.5和1.2.3.4.9的抑制作用,为开发安全、高效的植物源农药奠定基础。首先制备大蒜素抽提母液,采用定硫法对其中的大蒜素进行定量测定,发现当溶液中滴加4 m L浓硝酸、溶液p H值为2.0时能够更为准确地测得大蒜素的含量,试验测得大蒜素含量为0.52%。在此基础上,进行了大蒜素对4个叶霉菌生理小种菌丝生长、孢子萌发的抑制试验,离体叶片上的病害预防试验以及苗期药效试验。结果表明,当大蒜素剂量25μL/m L时,其对叶霉菌生理小种菌丝生长的抑制活性较高,其中对1.2.3.4的抑制率最高,对1.2.3.4.9的抑制率最低,对其他2个生理小种的抑制率差异不显著。当大蒜素剂量7.5μL/m L时,其对4个生理小种孢子萌发的抑制效应存在差异,其中对1.2.3.4.9的孢子萌发抑制率最低,对1.2.3.4的孢子萌发抑制率最高。当大蒜素剂量为125μL/m L时,其对叶霉菌4个生理小种在离体叶片上的预防效果均超过95%。苗期药效试验表明,在相等剂量下,大蒜素对叶霉菌的防治效果高于多菌灵和甲基托布津,说明大蒜素是一种可以替代化学药剂防治叶霉病的有效抑菌物质。