Screening of antagonistic Trichoderma strains and their application for controlling stalk rot in maize

Maize is one of the major crops in China, but maize stalk rot occurs nationwide and has become one of the major challenges in maize production in China. In order to find an environment-friendly and feasible technology to control this disease, a Trichoderma-based biocontrol agent was selected. Forty-eight strains with various inhibition activities to Fusarium graminearum, and Fusarium verticillioides were tested. A group of Trichoderma strains(DLY31, SG3403, DLY1303 and GDFS1009) were found to provide an inhibition rate to pathogen growth in vitro of over 70%. These strains also prevented pathogen infection over 65% and promoted the maize seedling growth for the main root in vivo by over 50%. Due to its advantage in antifungal activity against pathogens and promotion activity to maize, Trichoderma asperellum GDSF1009 was selected as the most promising strain of the biocontrol agent in the Trichoderma spectrum. Pot experiments showed that the Trichoderma agent at 2–3 g/pot could achieve the best control of seedling stalk rot and promotion of maize seedling growth. In the field experiments, 8–10 g/hole was able to achieve over 65% control to stalk rot, and yield increased by 2–11%. In the case of natural morbidity, the control efficiency ranged from 27.23 to 48.84%, and the rate of yield increase reached 11.70%, with a dosage of Trichoderma granules at 75 kg ha~(-1). Based on these results, we concluded that the Trichoderma agent is a promising biocontrol approach to stalk rot in maize.     

火龙果茎多糖的超高压提取及抗氧化活性研究

为研究火龙果茎多糖的超高压提取工艺及抗氧化活性。在单因素试验基础上,采用Box-Behnken设计和响应面分析方法,确定超高压提取的最优工艺,并从清除ABTS自由基和DPPH自由基能力方面来评价火龙果茎多糖的体外抗氧化能力。结果表明,火龙果茎多糖的超高压提取的最佳工艺条件为:液固比10∶1(m L∶g)、超高压压力300 MPa、超高压时间4 min。在此工艺条件下多糖得率为(2.83±0.02)%。火龙果茎对ABTS自由基和DPPH自由基具有清除作用,对ABTS自由基和DPPH自由基的清除率IC_(50)分别为浓度为4.3 mg/m L和5.5 mg/m L时。     

极端暴雨条件下黄土丘陵沟壑区土壤蓄水能力和入渗规律

黄土高原退耕还林还草工程实施后,下垫面环境条件的变化可能对流域水文过程、水文通量、水量平衡以及生态系统产生十分重要的影响。研究极端暴雨条件下剖面土壤蓄水能力和入渗规律,对于阐明流域产汇流过程和影响机制具有重要的科学价值。采用土壤墒情仪对陕北"7·26"特大暴雨事件下黄土丘陵沟壑区草地剖面土壤水分进行了实时动态监测,分析了极端暴雨条件下剖面土壤水分的动态变化和蓄水过程,利用Horton入渗模型模拟了剖面土壤水分湿润锋的运动过程,揭示了极端暴雨条件下剖面土壤水分的入渗规律。结果表明:(1)极端暴雨条件下,黄土丘陵沟壑区坡面草地不同深度层次土壤水分与降雨过程的响应不同,具有层次性和明显的滞后效应,其中,0～140 cm是影响该地区土壤水文过程的关键层次;(2)土壤水分再分配结束时,湿润锋最深深度达140 cm,土壤蓄水量达225.99 mm,较降雨前95.37 mm增加了1.37倍;(3)极端暴雨过程中湿润锋的运动随时间呈对数递减关系,其稳渗速率随容重增加而减小,呈指数函数递减;(4)极端降雨过程中该地区坡面草地的产流机制仍以超渗产流为主,对于揭示流域的产汇流机制和完善水文预报模型具有重要的科学意义。     

一种基于RPA的番茄褪绿病毒检测方法

番茄褪绿病毒Tomato chlorosis virus(ToCV)引起番茄褪绿病毒病,给番茄生产造成严重危害。开发快速准确的检测方法对该病害的防控具有重要意义。利用番茄褪绿病毒外壳蛋白(CP)基因序列,设计特异性引物,建立了ToCV的重组酶聚合酶等温扩增(recombinase polymerase amplification, RPA)检测方法,同时分析了该方法的灵敏度和特异性。结果表明,建立的ToCV-RPA方法在38℃恒温下40 min可从ToCV阳性的番茄样品中扩增出246 bp的特异性条带。扩增时间短,对设备要求低,且与番茄其他病毒无交叉反应,特异性好,灵敏度可达到PCR方法的10倍,适用于ToCV的快速检测。     

不同新型作用机制杀菌剂对梨树主要病菌毒力及防治流程应用

 为明确多种新型作用机制杀菌剂与引起梨树褐斑病、黑星病、白粉病等病原菌的有效对靶关系及制定梨树主要病害防治流程,采用菌丝生长速率法、离体叶片法与田间药效方法研究新型杀菌剂对靶标病原菌的毒力、对靶标病害的防效及其田间有效应用,建立替代梨树主要病害传统化学杀菌剂的防治流程技术。结果显示,双胍三辛烷基苯磺酸盐在离体叶片法下对褐斑病的防效大于85%,田间药效验证3次用药后7 d防效大于85%、30 d防效大于80%、90 d防效仍大于60%,兼治轮纹病菌其毒力EC₅₀值均小于1 μg·mL^-1。双胍三辛烷基苯磺酸盐、辛菌胺醋酸盐、吩嗪α-2羧酸在离体叶片法下对黑星病防效大于90%且毒力EC₅₀值小于1 μg·mL^-1;田间药效验证1次用药后7 d防效大于80%、30 d防效仍大于75%。噻肟菌酯、硝苯菌酯、丙硫菌唑在离体叶片法下对白粉病的防效大于85%;田间药效验证3次用药后7 d铲除效果大于70%、30 d仍大于60%。丙硫菌唑对黑斑、轮纹病菌毒力EC₅₀值均小于1 μg·mL^-1;吩嗪α-2羧酸同时对褐斑、黑斑、轮纹病菌毒力EC₅₀值小于1 μg·mL^-1。针对梨树主要病害发生期,选用新型杀菌剂替代传统杀菌剂制定防治技术流程,其综合防效达到88.94%。不同新型作用机制杀菌剂在防治梨树主要病害上的应用,能够降低抗药性产生,同时达到有效防治的目的。     

不同贮藏年限老芒麦种胚线粒体抗氧化功能的变化规律

种子在自然贮藏过程中常常伴随着内部生理机能的恶化，线粒体作为种子内活性氧（reactive oxide species，ROS）产生的主要位点是最先遭到破坏的细胞器。为探讨不同贮藏年限对老芒麦种胚线粒体抗氧化功能的影响，本试验以室温贮藏0～4年的老芒麦种子为材料，分析比较其老化规律及种胚线粒体抗氧化特性的变化规律。结果表明：随着贮藏年限的延长，老芒麦种子发芽势、发芽率和种苗鲜重逐渐下降，死种子逐渐增多，种胚线粒体苹果酸脱氢酶（mitochondria malate dehydrogenase，MDH）、谷胱甘肽还原酶（glutathione reductase，GR）、单脱氢抗坏血酸还原酶（monodehydroascorbate reductase，MDHAR）活性逐渐下降，但在死种子中超氧化物歧化酶（superoxide dismutase，SOD）活性显著升高。此外，在贮藏过程中老芒麦种胚线粒体O₂^·-产生速率不断上升，而H₂O₂含量则呈现逐渐降低的趋势，表明线粒体中O₂^·-的积累与细胞氧化损伤密切相关。     

基于茎秆生物力学特性的油菜抗倒调控机制研究

为了应用生物力学特性指标对茎秆抗倒性进行评价，进而指导油菜抗倒栽培，以华杂62和金油杂158为试验材料，基于不同栽培因素下油菜茎秆的弹性模量、弯曲强度、剪切强度及抗倒性，分析了栽培因素对油菜茎秆力学特性指标的影响及其与抗倒性的相关性。结果表明：油菜抗倒性与茎秆的弹性模量、弯曲强度、剪切强度呈显著负相关；随着播期推迟，油菜茎秆的弹性模量、弯曲强度及剪切强度分别减小15.31%、29.16%和13.88%，倒伏指数增大32.18%；随着播种密度增大，油菜茎秆的弹性模量、弯曲强度及剪切强度均呈先增大后减小趋势，而倒伏指数先减小后增大；随着施氮量增加，油菜茎秆的弹性模量、弯曲强度及剪切强度均逐渐减小，而倒伏指数逐渐增大，与施氮量120 kg·hm^-2处理相比，在施氮量为360 kg·hm^-2下，油菜茎秆的弹性模量、弯曲强度及剪切强度分别减小39.43%、19.40%和16.63%，倒伏指数增大16.36%。因此，播期提前、适当增加播种密度、控制氮肥投入，有助于提高油菜茎秆的力学特性强度，从而增强油菜的抗倒伏能力。研究结果可为油菜抗倒栽培调控提供理论依据。     

秀珍菇原基形成相关基因PpFBD1的克隆与表达研究

前期研究中通过对秀珍菇经低温诱导后不同发育阶段样本进行转录组测序及差异表达基因分析发现,ID为Cluster-6377.64510的基因(命名为PpFBD1)在原基形成前期的样本中高表达。为进一步了解分析其表达特性及功能,根据转录组测序结果设计特异性引物,利用RT-PCR技术从秀珍菇中克隆获得了该基因的cDNA全长。该基因由342个核苷酸组成,编码一个由113个氨基酸组成的蛋白,蛋白相对分子质量约11 ku。进化树分析显示,PpFBD1编码蛋白与糙皮侧耳hydrophobin1编码的疏水蛋白亲缘关系最近。Gene Ontology功能分析表明,PpFBD1主要参与真菌类细胞壁的合成。荧光定量RT-PCR检测显示,该基因在菌丝体经低温诱导后恢复至室温阶段(原基形成前期)表达量最高,这表明其可能参与调控秀珍菇原基形成过程。本研究结果为阐明秀珍菇原基形成机制提供参考。