油料作物油脂合成调控研究进展

植物油脂不仅是人类可食用油的主要来源,也是人类生产生活中重要的可再生原料。本文概述了植物油脂的生物合成途径,从母体效应、QTL、GWAS等多个方面总结了油料作物油脂合成的遗传学研究进展,同时探讨了已知的油脂合成调控相关基因的功能。本文综述了该领域的研究现状,为深入了解油料作物油脂合成调控网络提供了参考,也为油料作物的分子改良和遗传育种提供了理论基础。     

饲草作物对土壤健康与农业可持续发展的作用

饲草作物是指为增加土壤肥力,防止土壤侵蚀,累积和保护土层,增加土壤养分和含水率以及提高土壤质量而种植的植物。饲草作物为农田土壤提供了诸多益处,其还有助于增加和维持土壤中的微生物多样性。本文对多种饲草作物对土壤特性的作用,如土壤含水量、土壤微生物的活动、土壤碳固存、土壤硝态氮淋失、土壤水分和土壤健康等进行综述。饲草作物的选择通常取决于其自身对土壤的作用,其他考虑因素还包括天气条件,播种时间,是否为豆科植物以及杀灭饲草作物的时间和方法。研究表明,饲草作物也可用于减缓气候变化,抑制作物中的杂草,增加可交换的营养物质如Mg2+和K+,具有一定的经济性。另外,覆盖作物也会存在一些问题,包括杀灭覆盖作物的方法,其可能成为病原体的寄主,饲草作物的再生性以及短期收益不明显。尽管有一些局限,饲草作物仍被认为可以明显改善土壤整体健康状况,为主栽作物提供可持续的生态环境。     

黑豆—油菜与大豆—油菜轮作模式土壤镉修复能力比较

通过设置黑豆-油菜、大豆-油菜的轮作模式在湖南醴陵进行大田试验,结果发现黑豆表现出较强的镉富集能力,其根、茎、叶及果壳中镉含量分别为2.14、2.63、4.10及1.34 mg/kg,富集系数均在1以上。油菜各个部位镉含量较高的分别为叶与茎,达到了7.13和4.73 mg/kg。黑豆各部位镉转运系数均高于大豆,各油料作物提取的重金属主要集中在茎与叶。大豆叶的镉富集系数为2.06,茎的镉富集系数为0.86,明显低于黑豆同部位的富集能力。每公顷土地经过一轮黑豆-油菜、大豆-油菜轮作分别能够从土壤中提取73.52 g和51.68 g的镉,对土壤重金属镉的修复效率约为3%。     

植物病原镰刀菌产生的毒素种类及其危害

镰刀菌(Fusarium spp.)是多种重要农作物的病原体，不仅可造成农作物产量和品质的严重损失还可在离体培养条件下或植物寄主体内产生一系列被称为镰刀菌毒素的次生代谢产物。这些毒素一方面作为致病因子与镰刀菌对宿主植物的致病力密切相关，另一方面可导致家畜生产性能下降和相关病症的出现，进而影响农业生态系统并对人类健康造成威胁。鉴于镰刀菌毒素对农作物生产的影响及其对家畜和人类的毒性作用，目前已有较多关于镰刀菌侵染粮食作物后产生毒素种类的研究，但关于镰刀菌侵染豆科牧草后产生的毒素种类以及毒素在镰刀菌对豆科牧草致病力方面作用的研究则较少。本文对引起主要粮食和饲料作物病害的常见镰刀菌物种产生的主要毒素，以及这些毒素对植物、家畜和人类的危害进行了综述，并对豆科牧草中镰刀菌毒素的研究前景及意义进行了展望。     

Effect of three insect-resistant maizes expressing Cry1Ie,Cry1Ab/Cry2Aj and Cry1Ab on the growth and development of armyworm Mythimna separata(Walker)

Three transgenic maize events(IE09 S034, Shuangkang 12–5 and C0030.3.5) produced Cry1 Ie, Cry1 Ab/Cry2 Aj and G10-EPSPS, Cry1 Ab and EPSPS, respectively, all of which target the Asian corn borer. The oriental armyworm Mythimna separata(Walker) is the secondary target. In this study, the effects of the three Bt maizes on the development and survival of armyworm were studied. The results showed that IE09 S034 had insecticidal activity against 1 st instar larvae, and the survival rate of armyworm fed with Bt maize for 10 days was 46.2%, significantly lower than that of the control. The larvae at 3 rd–6 th instar were more tolerant of the Bt toxin than the early instar larvae. However, Shuangkang 12-5 had good insecticidal activity against 1 st–5 th instar larvae. The mortality was nearly 100% when the larvae were fed with Shuangkang 12-5 before 3 rd instar, and the toxin had quick-acting efficacy. This event significantly inhibited the development of armyworm; that is, the larval duration of the 3 rd and 4 th instar larvae fed with Shuangkang 12-5 was prolonged by 4.5 and 3.0 days, respectively. The pupal weight and egg number were also significantly lower than those of the control. For C0030.3.5, it could control 1 st–5 th instar larvae effectively. The mortality rates were all over 50% if 1 st–3 rd larvae were fed with this event. The pupal weight of 4 th–6 th instar larvae fed with Bt maize were only 53.9, 56.8 and 54.6%, respectively, compared to that of the control. The number of eggs laid was significantly less than the control. The results indicate that all three transgenic maize events exhibit the potential to provide effective control of early instar larvae of armyworm, which can be commercialized in future to control lepidoptera pests such as Asian corn borer and armyworm.     

转基因甘蔗BtG-2的T-DNA侧翼序列分析及其转化事件特异性检测

转基因甘蔗BtG-2是利用农杆菌介导法把Cry1Ac-2A-gna融合抗虫基因导入‘新台糖22号’的转基因甘蔗株系,具有良好的抗虫特性和农艺性状。为了明确转基因甘蔗BtG-2的分子特征及其检测方法,推进其生物安全性评价工作,以BtG-2的T2代为研究材料,利用Southern杂交检测外源基因在转基因甘蔗基因组内的拷贝数;利用染色体步移技术分离外源基因在甘蔗基因组中插入位点的侧翼序列,并建立了该转化体高效灵敏的特异性PCR检测方法。结果表明：Southern杂交检测证明外源T-DNA以单拷贝方式插入BtG-2株系;经过3次的热不对称巢式PCR扩增,获得外源基因T-DNA左边侧翼序列984 bp和右边侧翼序列705 bp;以这2个序列和相应的T-DNA的左右端序列分别设计3对检测引物对,建立了BtG-2株系的转化事件特异性PCR检测方法,扩增效率最高的引物对LS011/LA451和RS160/RA588分别扩增到440 bp和428 bp的特异片段。其中T-DNA左侧设计的LS011/LA451检测引物对扩增的灵敏度高、特异性强,能够在甘蔗BtG-2基因组DNA相对含量为0.1%的模板中检测出转基因目的成分,相当于9个单倍体基因组拷贝数。本研究完成了转基因株系BtG-2的分子特征及其转化事件特异性检测,为该转基因甘蔗及其衍生产品的检测和身份识别提供技术依据。     

棉蚜茧蜂对不同品种、不同生育期棉花的趋性行为反应

【目的】研究棉蚜茧蜂对不同品种、不同生育期棉花的趋性行为反应,为了解天敌昆虫与寄主之间关系,利用棉蚜茧蜂对棉蚜等害虫进行防控。【方法】以生产上大面积种植的GK-12(对照为泗棉3号)、新棉33B(亲本为新棉33)和SGK321(亲本为石远321)等3组棉花品种为材料,于棉花7叶期、现蕾前期和现蕾期,设计无虫棉植株、被棉蚜为害后剔除虫体的植株以及棉蚜+有虫株等3种不同处理,借助“Y”型嗅觉仪,检测棉蚜茧蜂在棉花不同生育期对这3种不同处理的趋性。【结果】棉蚜茧蜂无法识别健康的常规棉和转基因棉花植株;对不含棉蚜的被害棉来说,转基因棉对棉蚜茧蜂更具吸引力。而对含有棉蚜的有害棉来说,除7叶期GK12、新棉33B和现蕾期GK12这3组处理外,其他各组的转基因棉对棉蚜茧蜂均具较强的吸引作用。【结论】两类不同的棉花品种对棉蚜茧蜂不存在排斥性,棉蚜为害转基因棉花后更能吸引棉蚜茧蜂。     

番茄斑驳花叶病毒在我国茄科作物上的发生及生物学特性

【目的】鉴定烟草花叶病毒属（Tobamovirus）新种番茄斑驳花叶病毒（Tomato mottle mosaic virus,ToMMV）当前在我国茄科作物上的发生危害情况、主要分布地区和自然寄主,明确其主要寄主范围、传播途径和致病性等生物学特性。【方法】利用RT-PCR方法对2013—2017年采自我国云南、贵州、四川、海南、湖南、河南、陕西、山东、湖北、浙江、辽宁、西藏和内蒙古13个省（自治区）,表现为花叶、皱缩、畸形、黄化、坏死等疑似病毒病症状的茄科作物辣椒、番茄、茄子、马铃薯和烟草等样品进行ToMMV的检测。分别将ToMMV进行摩擦接种和注射接种,对感染ToMMV的珊西烟获得的种子及由种子萌发的幼苗进行ToMMV检测,对由健康种子萌发且在含有ToMMV毒源土壤中生长的6—8叶龄辣椒和番茄幼苗进行ToMMV检测,以此开展ToMMV传播方式的测试。在茄科、葫芦科、豆科和十字花科等6科30种植株上开展ToMMV的寄主范围鉴定和不同辣椒、番茄材料对ToMMV的抗性鉴定。【结果】我国13个省（区）共采集茄科作物疑似病毒病样品1 622份,ToMMV的平均检出率为2.59%,目前ToMMV已在我国云南、湖南、海南、辽宁、陕西、西藏和内蒙古7个省（区）发生。其中云南、湖南、海南、陕西和西藏的辣椒上有ToMMV的发生,而云南、海南、辽宁及内蒙古的番茄上有ToMMV的发生,平均检出率分别为2.51%和3.46%,尚未在茄子、马铃薯和烟草样品中检测到ToMMV的侵染。ToMMV可通过摩擦、注射、种子带毒及土壤带毒进行传播,且种子带毒率越高,对种苗生长的影响越大;寄主范围测试发现,ToMMV可侵染几乎所有供试的茄科和十字花科植物,及部分豆科和葫芦科植物。筛选出对ToMMV免疫的辣椒材料1份、高抗的辣椒材料2份以及对ToMMV高抗的番茄材料2份。【结论】ToMMV目前已在我国辣椒、番茄上发生,人工条件下ToMMV的寄主范围较广,致病力强,在我国有逐渐扩散和流行的趋势,很可能会成为未来蔬菜作物尤其是茄科作物上危害严重的主要病毒之一。     

覆盖作物多样性对猕猴桃园土壤微生物群落功能的影响

以丹江口水源涵养区猕猴桃园为研究对象,运用Biolog微平板技术,研究不同种类覆盖作物处理(2、4、8种和清耕对照)下土壤微生物群落功能多样性的差异。结果表明,覆盖作物处理土壤微生物群落对碳源的利用程度、功能多样性指数和丰富度指数均高于清耕对照。覆盖作物及清耕对照处理土壤微生物Shannon-Wiener多样性指数、丰富度指数与土壤含水量、有机碳、pH、微生物量碳氮呈显著正相关关系。主成分分析与碳代谢图谱分析表明,猕猴桃园增加覆盖作物种类提高了土壤微生物对碳源的利用能力,且对D-甘露醇、L-精氨酸、L-天门冬酰胺、L-苯丙氨酸、γ-羟丁酸、α-丁酮酸、4-羟基苯甲酸、吐温40的利用能力显著高于清耕对照。此外,4种覆盖作物处理对猕猴桃园土壤生态环境的影响优于2种和8种。研究表明,猕猴桃园增加覆盖作物多样性改变了土壤环境因子,影响了土壤微生物群落的代谢活性和功能多样性。