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.     

孕穗期低温灌溉对水稻剑叶和颖花生理特征的影响

为探究孕穗期持续低温对水稻的伤害机理,利用Y两优957、天优华占、Y两优1号和中早39这4个生产上大面积推广的水稻品种,分别在其幼穗分化Ⅴ期进行17.5℃、10 d的低温冷水灌溉处理。处理结束当天利用SPAD502测定剑叶SPAD值、利用酶联免疫吸附试验测定剑叶与颖花的抗氧化系统和渗透调节系统等生理生化指标、液相色谱串联质谱法测定ABA含量。结果表明,孕穗期低温胁迫降低了水稻的结实率与花粉育性,但不同品种的降幅有差异,分析认为结实率下降的重要原因之一是花粉育性下降。孕穗期低温胁迫后剑叶SPAD值降低,且不同品种表现有差异。根据结实率的结果,Y两优957和天优华占可作为低温耐受品种,Y两优1号和中早39可作为低温敏感品种。低温处理后,低温耐受品种剑叶SOD、POD、CAT活性升高,颖花SOD活性降低;低温敏感品种剑叶SOD、POD活性降低,颖花SOD活性升高,与低温耐受品种相反。低温耐受品种低温处理后渗透调节物质在剑叶中大多高于对照,颖花中则均低于对照;低温敏感品种则呈现较为相反的趋势。低温处理后无论材料是否耐受低温,其颖花中ABA含量均显著高于对照组。颖花与剑叶在抗氧化系统的SOD活性、渗透调节系统的PRO和STS含量等多个生理指标上大多呈现较为相反的变化趋势,推测水稻的源库受低温胁迫后可能存在一个动态平衡调节机制,为研究孕穗期低温胁迫对水稻生理特征影响提供了新的思路。     

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。     

玉米根系分泌物对连作花生土壤酚酸类物质化感作用的影响

为探究玉米花生间作系统中玉米根系分泌物对连作花生土壤的酚酸类物质化感作用的影响机制，利用CH2Cl2提取了玉米抽雄期根系分泌物，通过室内模拟培养法，研究了玉米根系分泌物对含有不同浓度肉桂酸、邻苯二甲酸及对羟基苯甲酸3种酚酸类物质土壤的微生态环境的影响。结果表明，酚酸类物质均显著降低了土壤微生物量碳和氮的含量，抑制了土壤微生物活性，土壤酶（脲酶、酸性磷酸酶和蔗糖酶）活性和养分含量（碱解氮、有效磷和有效钾）亦显著降低，且浓度越高化感抑制作用（RI＜0）越强（P＜0.05）。玉米根系分泌物可降低酚酸类物质对土壤微生物活性、微生物量、酶活性及养分含量的化感指数，以低浓度处理的降幅较大，且在处理第5 d和10 d显著增加了3种酚酸类物质处理的土壤呼吸强度、酶活性、微生物量及养分含量（P＜0.05）；不同酚酸类物质中，以邻苯二甲酸所受影响最大。整个培养时期，玉米根系分泌物对酚酸类物质化感作用的影响以处理第5 d最强，随后呈减弱趋势。3次取样，土壤微生物量、微生物活性、酶活性和养分含量的化感指数分别降低10.03%~64.13%、9.72%~57.51%、13.16%~78.85%和5.88%~59.71%。玉米根系分泌物可通过提高土壤微生物量、微生物活性及养分含量，来降低肉桂酸、邻苯二甲酸和对羟基苯甲酸对土壤微生态环境的化感作用。结果为玉米花生间作缓解花生连作障碍技术提供一定的理论依据。     

不同发酵条件对荔枝产香菌发酵茶品质的影响

经过长时间的工艺优化,国内不同地区的黑茶风味已趋于稳定,为了进一步改善发酵茶品质,生产更具特色的发酵茶,利用课题组前期已筛选出的一株适用于茶叶发酵的优良产香菌ZYF3单菌发酵青砖茶原料(一芽四五叶)。在实验室条件下,以灭菌后青砖茶为发酵原料,探究该菌株在不同接菌量、不同茶坯含水量、不同发酵温度和不同发酵时间下对发酵茶感官品质和理化品质的影响。结果表明:在不同发酵条件下,产香菌ZFY3发酵茶品质差异显著,当接种量为1.2%～1.3%(mL/g)、茶坯含水率为45%、发酵温度为32℃、发酵时间为20 d时,发酵茶综合品质最佳。不同发酵条件能明显改善荔枝产香菌发酵茶品质,并且促进发酵茶特殊风味的形成。     

不同蛋白质水平代乳粉对牦犊牛体重及血清生化指标的影响

为探究西藏地区牦牛代乳粉哺育犊牛的适宜蛋白质水平,本试验以藏区高山牦牛为研究对象,研究不同蛋白水平对哺乳期牦犊牛的体重和血清学指标的影响,以筛选出蛋白质水平最佳的代乳粉。选取40头新生当雄县牦犊牛,随机分为4组(n=10):对照组犊牛随母牦牛哺乳(CON),试验组犊牛分别饲喂蛋白水平为21.95%低蛋白组(LP)、24.28%中蛋白组(MP)和26.11%高蛋白组(HP)3种牦牛代乳品。饲喂时间为犊牛30～90d日龄,期间跟踪测定犊牛体重,并分别在30、60和90d日龄采集血清进行分析。结果表明:饲喂3种代乳粉的犊牛体重均显著高于对照组(P0.001),120d日龄时HP组犊牛体重达到最高值;3种代乳粉对犊牛血清抗氧化指标和免疫指标产生一定的影响,其中HP组谷胱甘肽过氧化物酶活性有高于LP组的趋势(0.05P0.1),且HP组丙二醛含量及肿瘤坏死因子a较其他3组低,而免疫球蛋白(IgG、IgM)及谷胱甘肽过氧化物酶、丙氨酸氨基转移酶、天冬氨酸氨基转移酶活性均较其他3组高。综合分析显示在西藏地区蛋白水平为26%的牦牛代乳粉饲喂哺乳期牦犊牛的效果较好。     

亚硝基谷胱甘肽还原酶 GSNOR1正调控植物对疫霉菌的抗性

疫霉属（ Phytophthora）卵菌引致马铃薯晚疫病等作物灾难性病害，严重威胁作物的可持续生产。由于病菌毒性变异，导致品种抗病性丧失问题突出。因此，挖掘植物广谱和持久抗病基因，并探索其在抗病育种中的有效利用具有重要的科学意义。亚硝基谷胱甘肽还原酶1（GSNOR1）是植物氮信号通路中高度保守的关键还原酶，其参与调节r基因介导的植物抗性和非寄主抗性。然而， GSNOR1参与抗疫霉菌的免疫功能和作用机理尚不清楚。本研究中，借助拟南芥与寄生疫霉菌互作的模式体系，首先发现拟南芥T-DNA插入突变体 gsnor1-3对寄生疫霉菌呈现感病表型。进一步利用病毒诱导的基因沉默（VIGS）降低烟草叶片中 GSNOR1同源基因的表达量，在此基础上，通过抗病表型分析以及一系列抗性相关功能的检测，结果表明，沉默本氏烟草 GSNOR1同源基因能够在寄生疫霉菌侵染植物的过程中削弱植物体内的活性氧（ROS）迸发、病程相关基因（PR genes）的诱导表达以及MAPK信号转导，从而增强了植物对疫霉菌的感病性。本研究揭示了植物 GSNOR1对疫霉菌具有高度保守的抗性功能，并初步解析了 GSNOR1正调控植物抗疫霉菌的作用机理，为进一步探索 GSNOR1在马铃薯抗晚疫病中的功能及其在抗病育种中的有效利用奠定了重要的理论 基础。     

巴氏杀菌乳中金黄色葡萄球菌的生长预测模型构建

巴氏杀菌乳中金黄色葡萄球菌污染可能会产生肠毒素,对人体健康造成危害。分别监测在4、10、16、20、24、28 ℃储藏条件下金黄色葡萄球菌在巴氏杀菌乳中的生长数据,采用Modified Gompertz模型、Logistic模型、Huang模型和Baranyi模型构建金黄色葡萄球菌动力学一级模型,采用平方根模型和Arrhenius模型建立二级模型以描述温度与相对最大生长速率(μ_max)的关系。结果显示,各温度下Modified Gompertz模型的拟合度更优,决定系数(R²)>0.98,均方根误差(RMSE)<4.6,为最合适的一级模型。二级模型中,Arrhenius模型的拟合度更优(R²=0.99,RMSE=0.60)。相较于平方根模型,外部验证显示Arrhenius模型的精确度因子(A_f)和偏差因子(B_f)分别为1.39和0.87,较接近于1,说明预测效果更好。研究结果可为巴氏杀菌乳中金黄色葡萄球菌的风险评估提供数据基础,为乳品货架安全期预测提供科学依据。     

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。