异硫氰酸丙烯酯毒杀松材线虫作用机制初步研究

对异硫氰酸丙烯酯毒杀松材线虫作用机制进行了初步研究。测定了其对线虫虫体形态、运动行为、体内总糖和蛋白质含量的影响,以及处理前后线虫体内过氧化氢酶(CAT)、乙酰胆碱酯酶(AChE)和谷胱甘肽-S-转移酶(GST)活性变化。结果表明:经异硫氰酸丙烯酯处理后的松材线虫虫体形态严重扭曲,运动形态出现由正常的S形变化为多节弯曲和螺旋状卷曲等异常状况,线虫行动随时间的推移变得迟缓,最终呈C形、新月形或直接死亡。随着异硫氰酸丙烯酯处理质量浓度的增大,线虫体内总糖和蛋白质含量显著上升,糖和蛋白质的代谢发生紊乱;线虫体内CAT、AChE和GST活性显著降低,且均低于对照组,表明线虫体内氧化和抗氧化作用失衡;细胞受到极大的影响,神经系统遭到破坏,解毒能力明显降低。研究结果可为研究利用异硫氰酸丙烯酯作为植物源杀线虫剂提供依据。     

Strategy to identify resistance to white mould associated with high yield for irrigated common bean in Brazil

Development of common bean cultivars with partial white mould resistance through breeding techniques has been a challenge in Brazil. As yet, lines/cultivars from breeding programmes have not been investigated for resistance; therefore, this study screened 107 lines/cultivars for their reactions to white mould in 14 preliminary trials conducted under irrigation. Thirteen resistant lines/cultivars (three of Andean origin) and six Mesoamerican cultivars (three intermediately resistant and three susceptible) were selected for further investigation. These lines/cultivars and the resistant control A195 were evaluated in six advanced trials and two straw tests to assess the effectiveness of the screening procedure. In 11 preliminary trials, screenings were performed under moderate/high or higher disease pressure. These pressures occurred in two advanced trials in which, when yields were averaged across moderate/high and high pressures, 10 Mesoamerican lines/cultivars selected for resistance yielded 14%, 23%, and 38% more than intermediately resistant cultivars, A195, and susceptible cultivars, with median disease ratings (1–9 scale) of 4.5, 5.7, 5.7, and 6.7, respectively. In the straw test, three Andean lines/cultivars (A195 included) and two susceptible cultivars in the field were among those with the highest levels of physiological resistance. Thus, field rating under high disease pressure and greenhouse rating did not correlate significantly, suggesting that field trials are critical to evaluating resistance and to identifying high-yielding beans. Therefore, lines/cultivars from breeding programmes assessed in field trials may provide a low cost and fast way to identify high-yielding bean cultivars with partial resistance to white mould in the subtropical southern hemisphere.     

土壤微生物生物地理学：国内进展与国际前沿

土壤微生物生物地理学是研究土壤中微生物空间分布格局及其随时间变化的一门科学,是土壤微生物学和微生物生态学等领域的研究前沿。近年来,尽管土壤微生物生物地理学研究取得了巨大进展,目前仍面临诸多难题与挑战。本文简要回顾了土壤微生物生物地理学的发展历程,重点介绍近年来我国在森林、草地和农田生态系统中土壤微生物生物地理学研究的主要进展。同时进一步阐述了目前土壤微生物生物地理学研究的国际前沿方向,包括微生物群落空间分布及其驱动机制、群落构建过程与共存网络、微生物地理分布与生态系统功能的关联以及预测微生物群落对全球变化的响应。最后,对土壤微生物生物地理学未来的研究方向进行了展望,强调了清晰的微生物物种定义、微生物群落的时间动态、多组学与合成生物学技术以及高精度的预测模型在土壤微生物生物地理学研究中的重要性。     

观赏植物抗病育种现状

观赏植物种类繁多,在这些植物的育种、销售及栽培过程中,与植物病害相关的各种病原物也被广泛传播。因此,培育抗病品种一直是园艺育种工作者的重要目标性状之一。在粮食作物中,抗病育种方面已经投入了很大的人力物力,新的生物技术不断被用于作物新品种的培育。但对于观赏植物而言,这些新技术应用范围还极为有限。本综述对园艺植物抗病育种现状进行了总结,并对育种前景进行了预测。     

土壤有机碳作用及转化机制研究进展

对土壤有机碳作用的综述研究显示：直至20世纪末,对于土壤有机碳的研究主要集中于阐明具不同化学结构有机物质在土壤中的功能,如胡敏酸、富里酸、黄腐酸的化学结构特征及在土壤肥力中的作用。中欧近年的研究则更关注按照有机碳在土壤中的转化特征进行分组,尝试建立这一分组与土壤有机碳功能的关联。按照转化特征,土壤有机碳可分为稳定性有机碳和营养性有机碳两大类型。前者主要指封存于土壤黏粒中的有机碳,很难被土壤微生物分解和矿化。后者主要指通过作物收获后地表及根系残留物、还田秸秆、有机肥施肥进入土壤的有机碳,是土壤有机碳中易于转化的、活跃的组分,也是形成土壤腐殖质和团聚体的主要前体物质。对土壤肥力具有重要意义。多点长期定位试验研究结果显示：土壤有机碳含量实际上表达了土壤中有机碳输入与分解两个过程的动态平衡。当输入量小于矿化量,将导致土壤有机碳含量和土壤肥力下降。当每年输入的有机碳量大于矿化量,土壤有机碳含量会持续上升;直至每年输入量与矿化量相等,土壤有机碳含量不再增加,此时,土壤有机碳含量达到平衡点。在一般农业生产条件下,达到平衡点的时间周期为20—30年。在营养性有机碳投入量过高情况下,这一动态平衡系统也会导致入多出多,达到新的平衡点后,每年会有高量土壤有机物质的矿化,从而引起农田土壤中矿质养分,特别是矿质氮的流失,进入水体及大气环境中。为实现土壤培肥和环境保护双重目标,农田土壤营养性有机碳的投入量应以有机碳的矿化流失不致产生环境风险为宜。新的研究还证实：营养性有机碳进入农田后,在土壤生物作用下分解为一系列短链化合物,再通过生物构建作用与土壤矿物颗粒形成土壤团聚体,并以此对多项土壤肥力性状发挥积极作用。受土壤中腐殖化、有机碳分解等不同过程影响,土壤团聚体持续发生着聚合和崩解,只有持续而丰富的营养性有机碳输入,才能维持土壤中总有机-无机团聚体的稳定度。多点长期定位试验结果揭示：土壤有机碳含量主要取决于气候条件、土壤质地与土地利用类型。在人为因素中,土地利用方式的变化对土壤有机碳含量的影响最大,而施肥、秸秆还田、耕作等农作措施对土壤有机碳含量的影响比较小。耕地土壤上,作物类型不同,其典型的耕作和收获方式不同,收获后存留地表和土壤中的根系残留物数量和质量不同,有机质生成能力不同。在种植有机质消耗性作物时,需要注意在轮作制度中引入有机质增加型作物或施用有机肥料,以保持土壤肥力。     

氮输入对土壤甲烷产生、氧化和传输过程的影响及其机制

随着人为氮输入的增加,外源氮成为影响土壤甲烷产生、氧化和传输过程的重要因素。土壤甲烷排放受氮素有效性的调节,氮输入会改变土壤初始环境和甲烷排放规律,最终影响甲烷排放量。综述了氮输入对土壤甲烷产生、氧化和传输过程的影响及机制。研究表明,1)氮输入对甲烷排放通量的影响存在促进、抑制和不显著3种情况,这主要是甲烷产生、氧化和传输过程的变化引起的;2)氮输入对甲烷产生过程的影响受产甲烷底物和产甲烷微生物活性的控制,氮输入通过增加土壤有机碳的含量为甲烷产生提供了丰富的底物,同时底物理化性质和植被覆盖度的变化使得这种影响复杂化,氮输入既可促进又可抑制产甲烷菌的活性,并且这种作用受氮形态的影响;3)氮输入对甲烷氧化过程的影响主要是通过刺激或抑制甲烷氧化菌的活性实现的,氮形态的不同也使得这种变化更为复杂;4)氮输入对甲烷传输过程的影响主要受植物通气组织的数量以及传输效率的控制,并且在不同生态系统这种控制作用差异较大。综上所述,氮输入对土壤甲烷产生、氧化和传输过程的影响及机制具有明显的复杂性和不确定性,今后研究中应综合考虑氮输入对甲烷排放关键过程的影响,并侧重于探讨氮输入对相关微生物群落结构、丰度和活性的影响,同时注重对各个生态系统的协同研究,确定氮输入影响下各个生态系统对全球甲烷排放的贡献率。     

大肠杆菌生物被膜与耐药性的关系

生物被膜的形成是大肠杆菌引起消化道反复难治性感染的重要因素。大肠杆菌形成生物被膜后使感染易于慢性化、控制困难,具有高度耐药性的同时还能逃避免疫系统的攻击和抗菌药物的杀伤作用。生物被膜的耐药机制主要包括营养限制、渗透障碍、表型结构学说等。现就大肠杆菌生物被膜的形成、耐药机制及其防治策略等研究现状做一综述。     

稀土微肥氯化镨调控马铃薯生长发育及抗旱的生理机制

为提高马铃薯抗旱性，选择增施适量的稀土微肥氯化镨水溶液，旨在探究氯化镨增强马铃薯抗旱性的生理机制。本试验以马铃薯品种“大西洋”为材料，以土壤质量含水量的32%~35%（Water-CK）、23%~25%（Water-1）和15%~18%（Water-2）为3个水分梯度，分别浇灌0、30、60、90、120 mg·L^-1和150 mg·L^-1 PrCl₃水溶液，测定了苗期叶片叶绿素含量、可溶性糖含量、脯氨酸含量、丙二醛含量、抗氧化酶活性等生理生化指标及成熟期株高、茎粗等生长指标。结果表明：随土壤质量含水量的减少，马铃薯幼苗叶片可溶性糖、脯氨酸、MDA含量、相对电导率及SOD、POD和CAT活性显著上升，Water-2处理下，上述各指标较Water-CK分别升高了33.81%、101.12%、136.28%、46.11%、145.37%、59.84%和63.13%；马铃薯成熟期株高、茎粗、地上及地下部分干重、地上分枝数、单株薯重显著降低，Water-2处理下，上述各指标较Water-CK分别降低了3.91%、12.36%、30.17%、38.05%、30.00%和36.40%。在Water-2处理下，当PrCl₃浓度为90 mg·L^-1时，马铃薯叶片叶绿素、可溶性糖及脯氨酸含量分别较未增施PrCl₃水溶液提高了162.35%、59.59%、154.45%，MDA 含量、O^{—[KG-1][JX*3]·[JX-*3]}₂产生速率及相对电导率分别降低了67.70%、25.29%、37.70%，抗氧化酶（SOD,POD,CAT）活性提高了38.35%、28.08%、66.00%，成熟期马铃薯株高、茎粗、地上及地下部分干重、地上分枝数、单株薯重分别增加了67.87%、21.68%、32.81%、49.05%、187.50%和63.91%。干旱胁迫下增施适量稀土微肥氯化镨可提高幼苗植株细胞内渗透调节物质含量，增强抗氧化酶活性，减少自由基的积累，缓解干旱胁迫对幼苗生长发育造成的损伤，提高植株生产力，增强抗旱性。