小麦山农4143抗黑胚病遗传分析及抗性遗传位点检测

 黑胚病是小麦生产的重要籽粒病害,麦根腐平脐蠕孢(Bipolaris sorokiniana)是黑胚病的主要致病菌。为分析小麦抗黑胚病遗传规律并检测抗性位点,本研究以抗黑胚病小麦品系山农4143与感病品系宛原白1号的F₇代重组自交系(RIL)群体为材料,于2018~2019年在3个试验点种植,采用“孢子液喷洒、套袋保湿”的方法进行接菌鉴定,用“主基因＋多基因混合遗传模型”进行遗传分析,并挑选极端抗、感自交系构建混池、结合小麦660K SNP芯片进行混合分组分析(BSA)。研究结果显示小麦品系山农4143对黑胚病抗性符合“4对主基因加性-上位性遗传模型”,主基因遗传力为0.88~0.95;通过BSA检测到黑胚病抗性位点36个,分别位于1A、2B(6)、2D(2)、3A、3B(2)、3D、4A(6)、4D、5A(4)、5B(6)、5D(3)、7A、7B和7D共14条染色体上,A、B、D染色组上分别为13、 15和8个,36个位点中有18个为抗黑胚病新鉴定位点。本研究结果为小麦抗黑胚病位点的精细定位和抗性育种中分子标记的开发奠定了基础。     

海南橡胶树棒孢霉落叶病菌毒素蛋白基因检测与致病性分析

Cassiicolin毒素蛋白是橡胶树棒孢霉落叶病菌的主要致病因子。本研究对分离自海南省5个市县的橡胶树棒孢霉落叶病菌进行了鉴定,形态学鉴定结合分子生物学鉴定结果表明,病原菌为多主棒孢。利用Cassiicolin毒素不同亚型编码基因特异性引物和菌饼活体接种法分别鉴定了分离菌株的毒素蛋白类型和致病性,结果显示,分离的35个菌株都含有Cas5基因,未发现含其他类型的毒素基因,表明海南橡胶树棒孢霉落叶病菌为含Cas5毒素蛋白优势群体;所有菌株对橡胶树品种‘RRIM600’都能够致病,但是在不同抗性品种上致病性存在一定差异。     

贝莱斯芽孢杆菌XC1的筛选、鉴定及其对苹果连作障碍的影响

从连作苹果园健康苹果树根际土壤中筛选出1株对苹果连作障碍镰孢属病原菌具有较强拮抗作用的细菌XC1,该菌对尖孢镰孢菌的抑菌率最高,达到79.83%。根据其形态、生理生化特征和基于16S rDNA、gyrA基因的系统发育分析,鉴定该菌为贝莱斯芽孢杆菌(Bacillus velezensis)。目前菌株XC1已保藏于中国微生物菌种保藏管理委员会普通微生物中心,保藏号为CGMCC No.20057。苹果连作土盆栽试验表明,XC1菌肥处理能显著促进平邑甜茶(Malus hupehensis Rehd.)幼苗的生长,其株高、地径、鲜质量和干质量分别比对照提高了54.8%、34.8%、121.1%和96.0%;显著提高连作土壤中的蔗糖酶、脲酶、过氧化氢酶和中性磷酸酶的活性,分别为对照的1.57倍、2.71倍、1.21倍和1.79倍;显著减少连作土壤中真菌的数量,提高细菌和放线菌的数量,且对尖孢镰孢菌(Fusarium oxysporum)有很好的抑制作用,尖孢镰孢菌的基因拷贝数比对照降低了76.4%。这说明贝莱斯芽孢杆菌抑制连作障碍病原菌的效果明显,可改善土壤环境,促进平邑甜茶幼苗的生长,能在一定程度上减轻苹果连作障碍。     

玫烟色棒束孢耐热菌株的筛选及对麦长管蚜的致病力测定

采用48℃恒温水浴热胁迫法对玫烟色棒束孢7个菌株进行了耐热性测定。结果表明,热胁迫45 min后,不同菌株的残存活孢率差异显著,其中IF-502、IF-904和IF-9606菌株耐热性较强,残存活孢率均达50%以上;IF-7606菌株耐热性最差,残存活孢率仅为28.70%;IF-14、IF-511和IF-609菌株耐热性居中,残存活孢率34.72%～36.00%。对耐热性强的IF-502、IF-904和IF-9606三个菌株对麦长管蚜若蚜的致病力测定表明, IF-904菌株在1×10~7孢子/mL时对麦长管蚜的致病力最高,校正死亡率达88.20%,致死中时最短,为2.67 d。     

明日叶叶斑病病原菌的生物学特性及室内药效试验

为了明确明日叶(Angelica keiskei)叶斑病病原菌链格孢(Alternaria alternata)的生物学特性而进行了室内药剂筛选,为该病的防治提供理论依据。以蔬菜种质创新与遗传改良湖北重点实验室保存的明日叶叶斑病病原菌为材料,对病原菌的生物学特性进行测定,并在室内对11种药剂进行筛选。链格孢(Altezaria alternata)菌丝生长致死温度为55℃;适宜pH范围为8～10;最佳氮源为酵母浸出物,最佳碳源为甘露醇;稀释1 000倍的60%苯醚甲环哩水分散粒剂和稀释2 000倍的32.5%苯甲嘧菌酯悬浮剂对该病原菌抑制率达50%以上。综合以上结果,明日叶叶斑病病原菌适宜在弱碱性和富含有机营养的环境下生长,可选用苯醚甲环唑和苯甲嘧菌酯作为田间防治药剂。     

热碱致魔芋胶与黄原胶共混凝胶的显微结构与流变规律

【目的】探究魔芋胶与黄原胶混合溶胶体系在碱性条件下的凝胶形成机理与凝胶特性,为魔芋胶与黄原胶相关凝胶食品的开发提供理论依据。【方法】在总多糖浓度约为2.0%的条件下,配制不同黄原胶与魔芋胶比例的混合溶胶体系,添加2.0%的Na₂CO₃,并于90℃条件下恒温处理各溶胶体系2 h,冷却至室温后制得不同黄原胶与魔芋胶配比的复合凝胶。通过测定复合凝胶添加碳酸钠前后的凝胶破裂强度,揭示热碱处理对混合凝胶破裂强度的影响。分别测定去离子水浸泡、2.0%柠檬酸溶液浸泡以及冻融处理后凝胶破裂强度的变化情况,并结合扫描电镜观测凝胶的微观形貌,探究复合凝胶的凝胶特性。此外,通过流变学手段进一步研究黄原胶与魔芋胶复合凝胶网络的形成机制。【结果】在室温（20℃）条件下,非热碱处理的魔芋胶与黄原胶最佳协同比为5﹕5,热碱处理后的魔芋胶与黄原胶最佳协同比增加至7﹕3,原因可能是魔芋胶碱化后分子链上脱去部分乙酰基,形成分子间三维网络结构,但在随后的冷却过程中,与黄原胶协同结合位点减少,因此在达到最大协同比时,需要更多数目的魔芋胶分子参与。此外,经去离子水和2.0%柠檬酸溶液浸泡后,所有凝胶体系的破裂强度都有所降低,其中经过2.0%柠檬酸溶液浸泡后的凝胶破裂强度下降更为明显。冻融处理后,复合凝胶均出现明显的析水现象,魔芋胶比例越高,析水现象越明显。进一步探究魔芋胶与黄原胶共混体系在2.0% Na₂CO₃浓度、90℃条件下的凝胶化过程,发现随黄原胶添加量增加,凝胶化速率呈减小趋势。此外,凝胶弹性模量在90—60℃呈降低趋势,60℃以下逐渐上升。【结论】在90℃条件下碱处理魔芋胶与黄原胶共混体系时,诱导体系形成热不可逆凝胶。当降低该体系的温度时,黄原胶分子在60℃时开始与魔芋胶网络结合,增加了凝胶的弹性模量。当魔芋胶与黄原胶比例为7﹕3时,室温下混合凝胶的破裂强度最大。经去离子水和2.0%柠檬酸溶液浸泡后,凝胶强度均有所降低。魔芋胶与黄原胶形成的复合凝胶在一定条件下可以改善单纯碱法诱导的魔芋胶凝胶析水多、强度差等缺点。     

基于形态学及多基因位点的枸杞褐斑病病原鉴定

枸杞Lycium barbarum Mill.是一种药食两用的名贵中药材,褐斑病是2010年在甘肃省枸杞种植区发生的由无性态类真菌新种枸杞小黑梨孢Stigmella lycii引起的新病害,据2015年-2018年调查,该病害已扩展至甘肃省各枸杞种植区,常年发病率45%～65%,严重度2～3级。本研究首次对枸杞小黑梨孢有性态形态进行描述,并结合分子生物学方法,确定该病病原菌的系统发育地位,为该病的防治提供一定的理论依据。枸杞褐斑病菌在离体培养条件下和越冬病叶上均可形成有性态。子囊壳球形至亚球形,大小185.6μm×176.6μm,有喙,喙的大小为(35.7～53.6)μm×(32.0～53.55)μm;子囊袋状,大小(103.2～165.7)μm×(15.7～22.4)μm,含8个子囊孢子;子囊孢子砖格状,大小(25.9～36.5)μm×(9.4～14.1)μm,平均31.2μm×12.3μm,具(4～)6～7个纵隔和1～3个横隔。通过ITS、LSU、RPB2和EF1-α多基因位点联合构建系统发育树,确定该菌为子囊菌门格孢腔菌目格孢腔菌科真菌。秋末冬初清洁田园,减少来年初侵染源,是有效防治枸杞褐斑病的关键措施。     

可可毛色二孢全基因组分泌蛋白的预测及分析

【目的】可可毛色二孢（Lasiodiplodia theobromae）是一种世界性分布的重要植物病原真菌,可引起严重的葡萄溃疡病（Botryosphaeria dieback）,影响果木品质并造成巨大的经济损失。本研究预测并分析可可毛色二孢基因组范围内的分泌蛋白,并明确其基本特征,为该病菌分泌蛋白致病机理的研究打下基础。【方法】依据已公布的可可毛色二孢全基因组序列,利用信号肽预测软件SignalP v5.0、跨膜结构分析软件TMHMM v2.0、细胞器定位分析软件ProtComp v9.0、GPI锚定预测软件big-PI Fungal Predictor和亚细胞器定位分析软件TargetP v2.0生物信息学软件对该菌中的典型分泌蛋白进行筛选。对分泌蛋白N端信号肽的长度、氨基酸使用频率及其切割位点进行统计分析。依据蛋白序列的同源性,应用BLASTP程序对分泌组蛋白进行功能注释分析,预测其生物学功能。采用蔗糖酶缺陷的酵母分泌系统,对所选分泌蛋白的信号肽进行活性检测。利用qRT-PCR方法检测所选分泌蛋白基因在可可毛色二孢侵染葡萄中的表达情况。【结果】在可可毛色二孢全基因组编码蛋白中共筛选获得552个潜在的具有典型信号肽的分泌蛋白,占全基因组预测蛋白总数的4.3%,其编码蛋白长度集中于101—400 aa。信号肽统计分析表明,其信号肽长度以18—20 aa的序列最为集中,信号肽长度为20 aa的蛋白数量最多。信号肽中使用频率最高的氨基酸为丙氨酸;非极性、疏水的氨基酸使用频率最高,占氨基酸总数的60.2%。其信号肽的-3至-1位置上的氨基酸相对保守,切割位点属于A-X-A类型,可被Sp I型信号肽酶识别并切割。336个分泌蛋白具有功能注释,其功能较多集中于细胞壁降解有关的酶类以及致病相关蛋白,并且这些蛋白在分子量、等电点、脂肪族氨基酸指数等方面均存在差异。通过蔗糖酶缺陷的酵母分泌系统证实,挑选的9个分泌蛋白信号肽均具有分泌活性。qRT-PCR检测结果表明,所选分泌蛋白基因在该病菌侵染初期的表达发生变化。【结论】利用生物信息学分析技术从可可毛色二孢全基因组中共预测获得552个经典分泌蛋白。其信号肽氨基酸长度分布广泛,氨基酸组成中非极性、疏水的氨基酸使用频率最高。功能注释主要集中在细胞壁组分降解相关的酶类、致病侵染相关的坏死诱导相关蛋白以及几丁质结合蛋白等。     

薏苡优质高效生产技术研究进展

薏苡是我国重要的药用植物资源,栽培历史约有6000多年,其种仁具有解热、镇静、抗肿瘤、降压降脂、抗病毒等药理活性,对我国中医药的发展具有重要贡献。本文综述了近10年薏苡生产的播种技术、施肥技术和黑穗病防控技术研究进展,归纳了不同产地薏苡的形态特征和生物活性物质含量,并对薏苡生产技术的发展方向提出了展望。