马铃薯干腐病病原镰孢菌体内产细胞壁降解酶特性研究

干腐病是马铃薯窖储期的主要病害,病原菌往往通过薯块表面的机械擦伤入侵块茎并破坏块茎的薄壁细胞而进行侵染,其中病菌的进一步扩展需要降解寄主细胞壁,因此,针对干腐病病原镰孢菌产酶特性的研究具有重要意义。以接骨木镰孢菌（Fusarium sambucinum）、燕麦镰孢菌（Fusarium avenaceum）、拟丝孢镰孢菌（Fusarium trichothecioides）、黄色镰孢菌（Fusarium culmorum）、拟枝孢镰孢菌（Fusarium sporotriodides）为试验菌种,以克新1号为寄主材料,对5种镰孢菌体内产细胞壁降解酶特性及温度对这些致病菌的产酶特性的影响进行了研究。结果表明,当5种镰孢菌接种在马铃薯薯块上后,均可以产生羧甲基纤维素酶（Cx）、β-葡萄糖苷酶、多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶甲基半乳糖醛酸酶（PMG）,其中Cx的活性在侵染后期最高,PMG在侵染前期较高,且Cx活性低于PMG。在温度对镰孢菌活体内产细胞壁降解酶的影响试验中发现,相对于不接菌对照,Cx、PMG的活性在25℃时较高,β-葡萄糖苷酶在20℃下活性较高,PG在20℃和25℃的活性都较高。以上结果说明：镰孢菌侵染马铃薯时会产生大量的细胞壁降解酶,Cx活性在侵染后期较高,PMG活性在侵染前期较高,且低温不利于真菌细胞壁降解酶的产生。     

紫花苜蓿在碱胁迫下氨基酸及其衍生物含量的变化

随着土壤盐碱化面积的增加,盐碱胁迫已经成为制约农业发展的重要因素,因为高p H值的因素碱性盐对植物造成的损伤比中性盐更为严重。紫花苜蓿(Medicago Sativa L.)作为豆科植物,可以与根瘤菌互作产生根瘤,进行生物固氮。为了阐明共生固氮提高紫花苜蓿耐碱性的代谢物质基础,本研究利用GC-TOF-MS技术研究了紫花苜蓿碱胁迫下氨基酸含量的变化,以紫花苜蓿龙牧806根部为实验材料,使用200 mmol/L NaHCO_3处理正常型植株(non-nodulized,NI)与接种根瘤菌型植株(rhizobium-nodulized,RI),对丝氨酸、天冬氨酸等23种氨基酸及其衍生物在根中的含量进行测定。数据显示,在未胁迫处理时RI植株中氨基酸及其衍生物的含量大部分都要高于NI,使RI比NI拥有更强的耐碱能力,其在抵抗逆境时拥有更强的抵抗力。所测得的氨基酸及其衍生物被映射到KEGG中,这些物质被富集到生物学通路中。我们的研究表明,RI通过与NI不同的代谢物配置来提高其抗逆能力,本研究也为根瘤共生和耐碱性之间的关系提供了新的信息和重要的理论依据。     

干旱对黑龙江省大豆品种农艺性状的影响

通过控制灌溉法对黑龙江省不同生态区的83个大豆品种在2015年和2016年进行全生育期干旱处理,分析全生育期干旱处理对各品种株高、单株荚数、单株粒数、主茎分枝数和百粒重等农艺性状的影响,并且对丙二醛、叶绿素含量生理指标进行测定。结果表明:干旱处理下57%~95%大豆品种株高、单株荚数、单株粒数、主茎分枝数、百粒重有所下降。与正常供水下相比,大部分材料丙二醛含量上升,叶绿素含量下降。通过对这些农艺性状在在干旱处理后的变化幅度分析,发现这些农艺性状对干旱响应敏感性强弱依次为单株粒数、单株荚数、株高、百粒重、主茎分枝数。单株荚数和单株粒数变异系数变化较大,最易受到干旱影响。绝大多数大豆品种在干旱处理下,部分农艺性状相关性发生改变,但也有少数大豆品种的农艺性状在条件下未发生变化,说明黑龙江省不同生态区大豆品种对干旱的响应存在差异。     

基于比较基因组学分析苏云金芽胞杆菌防治蛴螬的相关功能基因

为挖掘对地下害虫蛴螬高效的苏云金芽胞杆菌（Bacillus thuringiensis,简称Bt）菌株在杀虫及环境适应方面的关键功能基因,本研究对蛴螬高效的菌株261-1、Fcd114、1126-1、HBF-18和78-2以及对鳞翅目害虫高效菌株WBt-2、G03进行了基因组测序,并与对鳞翅目害虫高效菌株HD1、HD12、HD73和对蛴螬高毒力菌株Bt185等基因组进行了比较分析,重点分析比较了杀虫基因、多糖代谢相关基因、与其他微生物竞争和适应性相关的酰基高丝氨酸内酯水解酶（N-Acylhomoserine lactones hydrolase,aiiA）、突破和克服靶标昆虫免疫系统的免疫抑制因子A（Immune Inhibitor A,InhA）、具有抗病并能增效杀虫的双效菌素（Zwittermicin A,ZwA）等五大类基因和基因簇。研究发现,这些菌株按照其所含有的杀虫基因特异性可分为3个类型：对鳞翅目害虫有效的菌株（类型1）、对鞘翅目害虫有效的菌株（类型2）以及同时含有两种害虫有效基因的菌株（类型3）。对地下害虫蛴螬特异（类型2）的Bt菌株除了在杀虫基因上具有特异性之外,所含有的aiiA、InhA基因也有显著特点。相关研究为进一步对地下害虫蛴螬高效Bt菌株的改良提供了新思路。     

草地早熟禾NADH-GOGAT基因的克隆及表达分析

氮素是制约草坪草生长发育的重要因素之一,GS/GOGAT循环是植物氮同化的主要途径,谷氨酸合酶（glutamine：2-oxoglutarate amidotransferase,glutamate synthase,GOGAT）在植物氮素转化过程中发挥着重要的催化作用。本研究以草地早熟禾（Poa pratensis）为试材,基于二代测序RNA-seq相关数据,克隆得到草地早熟禾NADH-GOGAT基因,并进行生物信息学分析。结果表明：草地早熟禾NADH-GOGAT基因序列为3 236 bp,完整的开放阅读框（Open Reading Frame Finder,ORF）为1 338 bp,编码445个氨基酸残基组成的蛋白;预测NADH-GOGAT蛋白的分子量为49.89KD,等电点（isoelectric point,pI）为6.11,无信号肽,含有1个Glu_syn_central结构域,属于Glu_syn_central超级家族;二级结构以无规则卷曲、α-螺旋、延伸链和β-转角为主;同源进化分析结果表明草地早熟禾NADH-GOGAT与硬粒黑小麦氨基酸序列相似度为97%。草地早熟禾NADH-GOGAT基因在叶部的相对表达量高于根与茎,低氮浓度更有利于该基因的表达。NADH-GOGAT在干旱胁迫和水氮互作中表达差异显著（P<0.05）。草地早熟禾NADH-GOGAT基因的克隆,及相关序列分析和基因表达,对进一步研究该基因的功能和草地早熟禾GS/GOGAT循环的调控过程具有一定意义。     

苏云金芽胞杆菌——开放的基因组与多种功能

苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis(Bt)作为微生物杀虫剂,被广泛应用于农业、林业和卫生害虫的防治;而利用Bt杀虫基因研制的转基因植物,也在全球植物害虫防治中发挥了重要作用。近年来,随着科学技术的发展与社会需求的拓展,Bt新的功能被不断发掘出来。这些新的功能包括抗线虫、抗病杀菌、促进植物生长、环境修复等。本文从Bt的泛基因组结构及其遗传学特性分析入手,在详细介绍了近来Bt杀虫基因发掘进展的同时,分析了泛基因组与Bt新的功能之间可能存在的关系,旨在为我国Bt资源的研究与应用提供参考。     

草地早熟禾的石蜡切片制作技术的优化

以草地早熟禾为材料,在传统石蜡切片方法的基础上,结合草地早熟禾组织结构特点,对脱水、透明、染色等重要制片环节进行改良。结果显示:脱水过程中,将乙醇逐级梯度脱水时间增加,有利于后续浸蜡,避免石蜡切片上的植物材料脱落;透明过程中,将纯二甲苯增加更换频率,同时减少每次处理时间,其透明更彻底;有效的番红固绿染色时间组合处理,使草地早熟禾解剖形态更为清晰。一系列针对草地早熟禾石蜡切片的优化,使得解剖图像染色均匀、图像清晰,不易出现植物材料脱落及组织结构不完整的情况,是观察草地早熟禾形态结构的有效方法。     

不同光质对矮生黄瓜幼苗内源激素的影响

为研究不同光质对矮生黄瓜幼苗内源激素的影响,进而对矮生黄瓜的矮化机理进行初步探讨。通过对蔓生黄瓜129和矮生黄瓜D0462覆盖白、蓝、红色滤膜获得不同光质,利用高效液相色谱法测定不同光质处理后的叶片和下胚轴中赤霉素(GA3)、吲哚乙酸(IAA)和脱落酸(ABA)的含量。结果表明,蓝光处理后,D0462叶片和下胚轴中GA3、IAA含量显著或极显著低于白光和红光,而ABA含量极显著增高;D0462的GA3、IAA含量极显著低于129,ABA含量极显著高于129;D0462下胚轴中GA3/ABA、IAA/ABA、(GA3+IAA)/ABA的比值极显著低于白光,同时也极显著低于129。综合结果可知,蓝光可能是导致矮生黄瓜D0462矮化的原因。     

农杆菌介导BADH耐盐基因转化马铃薯的研究

以马铃薯品种费乌瑞它微型薯为外植体,采用农杆菌介导法将BADH耐盐基因导入马铃薯中,优化了影响遗传转化的因素,包括激素浓度、脱菌抗生素浓度、共培养时间、筛选剂浓度等。共获得30株PPT抗性植株,PCR检测10株为阳性植株,Southern检测4株为阳性植株。生理检测表明植株在0.7%NaCl浓度下耐盐性相对较高。证明外源基因已经整合到植物的基因组上。     

转耐盐基因OsCDPK7、OsMAPK4水稻农艺性状调查与分析

在前期已获得耐盐转OsCDPK7、OsMAPK4基因水稻的基础上,对转基因株系的产量性状、生物学性状、品质性状和生育期等农艺性状进行调查与分析。结果表明,在田间栽培条件下,转基因水稻植株个体生长发育正常,转OsCDPK7基因水稻株系主要农艺性状与对照无差异;而转OsMAPK4基因水稻株系与其受体之间单位面积产量、株高、有效穗数和粗蛋白含量等均存在显著差异。这种差异与OsMAPK4基因功能存在必然关系。