水稻灌浆过程中旗叶和倒二叶的蛋白质差异表达分析

 水稻叶片的光合作用在确定最终的水稻产量中发挥着重要作用,其决定了水稻约70%的产量。但是,从蛋白质水平对水稻叶片如何影响产量方面的研究十分有限。为了从分子水平揭示水稻叶片的功能,文章以水稻品种kasalath为材料,利用蛋白质组的差异表达手段,对水稻剑叶和倒二叶进行了研究。通过比较蛋白质组学方法,作者发现一些有趣的现象。处于同一阶段的旗叶与倒二叶相比,蛋白水平上未表现出特别明显的差异,表明二者可能有相同的功能。然而,当比较灌浆过程中处于不同发育阶段的叶子时,他们显示出一些显著不同的蛋白质斑点,尤其在等电范围接近7的地方,这些蛋白点在阶段7大量存在,而在阶段9则消失。质谱分析表明,这些蛋白点均属于核酮糖二磷酸羧化酶大亚基,其功能是光合作用中二氧化碳的同化和光呼吸的碳氧化。这种蛋白质组的动态表达表明水稻在早期的灌浆中主要依赖于该酶进行碳水化合物生产,而在灌浆后期快完成时,该酶则会消失。     

不同土壤对元阳传统水稻品种稻瘟病抗性的影响

为研究不同品种水稻稻瘟病发病情况与土壤理化特性的相关性,本研究以元阳传统水稻品种‘月亮谷’为主要研究对象,分别将‘月亮谷’和‘日本晴’种植于元阳梯田土和温室土中,‘月亮谷’、‘红阳3号’、‘蒙古稻’、‘日本晴’和‘越光’种植于元阳梯田土和东港稻田土中,在水稻生长到三叶一心期时,进行稻瘟病接菌处理,同时对种植土壤理化性质进行测定,分析各理化指标与不同水稻品种稻瘟病病情指数的相关性。结果表明,‘日本晴’在两种土中的稻瘟病病情指数为29.07%和29.63%,是‘月亮谷’的两倍(12.04%,14.81%);元阳梯田土有效磷含量与‘月亮谷’‘日本晴’病情指数相关性指数分别为-0.945,-0.946。东港稻田土有效磷含量是元阳梯田土的2.68倍,呈极显著差异(p<0.01)。‘月亮谷’、‘红阳3号’、‘蒙古稻’病情指数在东港稻田土中分别比在元阳梯田土中增加了10%、25%、15%,‘越光’‘日本晴’分别降低了7%、15%。元阳水稻品种在元阳梯田土中均发病较低,而在东港土中发病程度加剧。说明稻瘟病的发生与水稻的品种,土壤pH值、有机质含量以及碱解氮均有显著的相关性。本试验为进一步研究元阳梯田土壤与当地水稻品种抗稻瘟病之间的关系提供了理论基础、明确了梯田土壤对当地水稻品种抗稻瘟病的促进作用。     

种植方式对玉米不同生长期土壤微生物群落功能多样性的影响

为探讨玉米不同种植方式下土壤微生物群落功能多样性的差异,进行田间定点试验,采用Biolog方法分别研究了4行轮作、4行连作、8行轮作和8行连作的种植方式对玉米种植前、拔节期、抽穗期和收获期土壤微生物功能多样性的影响。结果表明:4种种植方式的土壤微生物均在种植前代谢活性最弱、功能多样性最低,在玉米抽穗期土壤微生物代谢活性最强,功能多样性最高。在种植玉米前,轮作的土壤微生物代谢活性和功能多样性高于连作,8行轮作和4行轮作土壤微生物的物种多样性指数分别比相应的连作高22.93%和11.42%;4行轮作的土壤微生物物种多样性指数比8行轮作低3.17%,而4行连作比8行连作高6.83%。在玉米拔节期、抽穗期及收获期连作土壤微生物功能多样性略高于轮作,且有4行连作大于8行连作的趋势,但差异均未达显著水平。种植前,4种种植模式的土壤微生物对6大类碳源的利用程度整体上都较低,降解碳水化合物类、羧酸类和聚合物类碳源的微生物是种植方式影响的主要土壤微生物类群;随着玉米的生长,土壤微生物对6大类碳源的利用都逐渐增强,玉米拔节期、抽穗期和收获期之间土壤微生物特征碳源没有较大差异,4种种植方式的土壤微生物对聚合物类碳源利用程度差异都不显著。PLS-EDA分析结果表明种植方式对土壤微生物产生较大影响,种植前8行轮作和4行连作的土壤微生物碳源利用模式具有相似性;种植玉米后4种种植方式的土壤微生物对碳源的利用模式存在较大差异,其中4行连作的土壤微生物在玉米拔节期和收获期对碳源的利用模式与其他3种种植方式差异最大。试验说明作物长期连作栽培会影响土壤微生物群落功能,降低土壤微生物物种多样性,引起土壤微生物群落结构与功能的失调。     

烯酰吗啉对葡萄叶部代谢的影响

【目的】探究羧酸酰胺类杀卵菌剂烯酰吗啉对葡萄叶片代谢物质及代谢通路的影响,为进一步阐释羧酸酰胺类杀菌剂对葡萄叶片代谢的影响提供科学依据。【方法】以避雨栽培未施用过杀菌剂的健康红地球葡萄为研究对象,在葡萄树生长发育期间喷施烯酰吗啉农药处理（DI）,以等量无菌水为对照（CK）,采用超高效液相色谱—串联质谱（UPLC-MS）技术研究2种不同处理下葡萄叶片的代谢差异。【结果】偏最小二乘回归判别分析及置换检验结果显示2种处理葡萄样品的代谢物存在显著差异（P<0.05,下同）,进一步采用正交偏最小二乘判别分析结合置换检验发现2种处理下葡萄叶片有差异代谢物,并筛选出造成2种处理葡萄叶片代谢显著差异的39种主要代谢物质,其中,烯酰吗啉处理后显著改变的差异代谢物质主要分为7大类,脂质和类脂分子物质、苯丙烷和聚酮、有机酸及其衍生物、有机氧化合物、生物碱及其衍生物、有机氮化合物及其他化合物。对植物抗性关键激素水杨酸和茉莉酸,以及与抗性有关的物质蛇葡萄素、白藜芦醇的相对丰度进行分析发现,施用烯酰吗啉后,其含量均受到影响。通过KEGG通路富集分析发现差异代谢物质主要富集在类黄酮生物合成通路、黄酮和黄酮醇的生物合成通路、烟酸盐和烟酰胺代谢通路、类固醇生物合成通路4条代谢通路中。【结论】施用烯酰吗啉后,葡萄叶片代谢受到直接和间接影响。农业生产中合理按照推荐浓度施用烯酰吗啉能对葡萄产生一定的正面效应,从而促进其品质及质量的提升。     

MB-EMBA和ASCA方法在玉米/马铃薯生长期根际微生物多样性动态数据分析中的运用

在农作系统中,深入分析环境、栽培模式对根际微生物多样性的数据结构及其规律的影响,对解释间作效应有科学意义。研究中,运用时间序列模型MB-EMBA和ASCA可以解析玉米/马铃薯生长期根际微生物多样性动态数据。结果表明,MB-EMBA、ASCA可以很好地解释环境与间作对根际微生物代谢群落及细菌物种多样性的影响。MB-EMBA方法分析表明,对Biolog动态数据,玉米单间作根际微生物在不同生育时期对碳源利用的差异明显,可在不同的试验点筛选出碳源标记,马铃薯间作根际微生物利用的碳源种类多于玉米间作根际微生物利用的碳源种类。ASCA结果表明,高杆作物玉米单间作每个时期差异都在0.05水平显著,在玉米生长期1、2、3时间节点间作玉米根际微生物的活力、物种多样性高于单作,在不同环境条件下玉米单作与间作根际微生物代谢活力大于细菌群落多样性;马铃薯单间作根际微生物代谢群落及细菌多样性比较复杂,矮杆作物马铃薯更易受玉米、环境的影响。因此,MB-EMBA和ASCA分析可为解析生物动态数据分析提供新思路。     

四川稻瘟病菌分子指纹聚类分析及与病菌致病型比较研究

应用rep-PCR(repetitive element-based pcdymerase chain reaction)分子指纹技术，对75个四川稻瘟病菌菌株进行了DNA分子指纹扩增和聚类分析。结果表明．供试菌株基因组用Pot 2-1和Pot 2-2引物共扩增出29条DNA谱带，其中14条为多态性DNA带，各菌株分别扩增出4到17条不等的带谱；经聚类分析，在0．19连锁距离点，所有供试菌株分为7个遗传宗亲群组，其中第5宗亲群和7宗亲群分别为优势宗亲群。供试菌株传统小种划分的致病型与遗传宗亲群之间没有明显的相关性。     

利用抗病基因多样性持续控制水稻病害

 利用抗病基因多样性持续控制水稻病害,已经成为近年来国内外的研究热点之一。由于该技术可大幅度减少农药的施用量,具有明显的增产增收效果,并为实现农业的可持续发展提供了一个崭新的思路,因此得到了国内外科学家和广大农民的普遍认可。作者对这一领域的研究现状、存在的问题及今后的发展前景作一评述。     

不同温度处理对三七生理生化特性的影响及黑斑病敏感性测定

三七是中国名贵中药材之一,温度对三七生长的影响十分重要。本研究采用光照培养箱对三七进行不同温度(24℃,26℃,28℃,30℃,32℃,34℃)处理后,对三七生理生化特性的影响及黑斑病敏感性进行研究。结果表明,与24℃处理相比,随着温度提高,三七植株死亡率、叶片枯黄率、相对电导率、MDA含量、PRO含量、SOD活性、CAT活性、POD活性均受到影响,其中34℃对的三七植株的影响最为严重,叶片枯黄率和死亡率达到最高,分别为18.96%和2.65%,三七叶片的相对电导率、MDA含量、PRO含量、SOD活性、POD活性也显著增加,依次为25.70%、69.69 nmol/g、103.42 ug/g、160.42 U/g、2162.78 U/g,CAT活性显著降低,为591.60 U/g;34℃处理在接种病原菌5 d后,叶片发病面积与24℃处理比较,增加了5.5倍。综上所述,随着温度的升高,三七的正常生理生化反应受到影响,接种三七黑斑菌后,对病菌的敏感性增加,因此,在三七生长期,掌握三七生长与温度之间的关系,有利于防控三七病害的发生,保障三七的生态种植。     

胶孢炭疽菌及两种疫霉菌对苯酰菌胺的敏感性与β-微管蛋白氨基酸突变的相关性分析

选择对多菌灵、乙霉威和苯酰菌胺具有不同敏感性的胶孢炭疽菌 Colletotrichum gloeosporioides、辣椒疫霉菌 Phytophthora capsici 及恶疫霉菌 P.cactorum,采用菌丝生长速率抑制法及氨基酸序列比对法分析了其 β-微管蛋白氨基酸突变与敏感性的关系。结果表明,胶孢炭疽菌对苯酰菌胺、多菌灵和乙霉威的敏感性与 β-微管蛋白198位或200位氨基酸突变有关:对多菌灵敏感、对苯酰菌胺和乙霉威不敏感的胶孢炭疽菌 β-微管蛋白氨基酸198位为谷氨酸(E),200位为苯丙氨酸(F);对多菌灵已产生抗性而对苯酰菌胺和乙霉威不敏感的菌株,其 β-微管蛋白氨基酸200位由苯丙氨酸(F)突变为了酪氨酸(Y);对多菌灵高抗、对苯酰菌胺和乙霉威敏感的菌株其 β-微管蛋白氨基酸198位由谷氨酸(E)突变为了丙氨酸(A)。辣椒疫霉菌和恶疫霉菌对苯酰菌胺敏感,对多菌灵和乙霉威均不敏感。检测疫霉菌菌株 β-微管蛋白未发现氨基酸突变,但发现其 β-微管蛋白氨基酸在196~200位与胶孢炭疽菌差异较大,这可能是导致苯酰菌胺仅对疫霉菌有抑制效果的原因。