超表达OsPR1A增强了Xa21介导的水稻对白叶枯病的抗性反应

【背景】前期研究发现,水稻病程相关蛋白质OsPR1A的表达受上游抗病基因Xa21调控,接菌后早期启动Xa21介导的OsPR1A较高水平表达对水稻抵抗白叶枯病菌至关重要。同时OsPR1A也受到水稻白叶枯病菌（Xanthomonas oryzae pv. oryzae,Xoo）的诱导表达。对于OsPR1A的研究绝大部分是作为抗性反应发生的标志基因佐证其他基因或途径在抗性中的作用,缺乏直接的证据证实OsPR1A本身的生物学功能。【目的】通过获得OsPR1a-OX超表达转基因植株,调查其表型及农艺性状,并明确OsPR1A蛋白质表达与抗性的关系,为鉴定OsPR1A功能提供依据。【方法】通过农杆菌介导法,将构建的OsPR1a-OX转化载体转入到水稻受体4021中,利用PCR和免疫印迹（western blot,WB）技术分别在基因水平和蛋白质水平上筛选并鉴定OsPR1A超表达阳性纯合株系。在成熟期,调查OsPR1A超表达转基因植株的表型及农艺性状（株高、穗长、分蘖数、结实率和籽粒大小等）。在31℃条件下,将生长2周的水稻幼苗TP309、4021和OsPR1A超表达转基因植株接种水稻白叶枯病菌,并在接菌0、2、4、6、8、10和12 d时测量病斑长度。在接菌0、4和6 d时,收集TP309、4021和OsPR1A超表达转基因植株的水稻叶片,提取蛋白质,利用WB技术检测OsPR1A的表达特征。【结果】构建了OsPR1a-OX转化载体,并转入到受体4021中,筛选并鉴定到2个OsPR1A超表达转基因纯合株系（#704和#709）。调查了OsPR1A超表达转基因植株在成熟期的表型及农艺性状,与对照4021相比,#704和#709的株高较矮、穗长较短、分蘖数减少、结实率降低,但籽粒稍大,可能与结实率低有关。在31℃条件下,OsPR1A超表达转基因植株的病斑长度与对照4021相比明显缩短,结果具有显著性差异（P<0.05）。在接菌0、4和6 d的材料中,超表达转基因植株#704和#709中OsPR1A始终有较高水平的表达丰度,从而提高了对白叶枯病菌的抗性。【结论】采用农杆菌介导法,获得OsPR1A超表达转基因植株;超表达OsPR1A影响到水稻的正常发育过程;超表达OsPR1A后增强了Xa21介导的水稻对白叶枯病的抗性。     

红枣提取物对虹鳟血清指标和头肾免疫相关基因表达的影响

为了探讨添加红枣提取物对促进虹鳟(Oncorhynchus mykiss)机体健康的可能性,选取体长为7.2~8.4 cm的健康虹鳟,随机分成4个试验组,分别投喂红枣提取物添加量为0%(对照组)、0.25%、0.50%和1.00%的等氮等脂饲料,饲养56 d,养殖结束后测定12项血清生化指标和头肾的6个免疫相关基因mRNA表达量。结果显示:与对照组相比较,血清中肌酐(CREA)和尿素氮(BUN)含量三个红枣提取物组均出现极显著下降;谷丙转氨酶(GPT)活性在0.50%和1.00%组极显著下降,谷草转氨酶(GOT)活性也在0.50%和1.00%组出现了一定程度下降,但差异不显著;酸性磷酸酶(ACP)和碱性磷酸酶(AKP)活性无显著变化;总蛋白(TP)和白介素6(IL-6)含量在0.25%组出现显著增加;溶菌酶(LZM)活性三个红枣提取物组均显著升高;超氧化物歧化酶(SOD)活性在0.50%组极显著增加;补体4(C4)和肿瘤坏死因子(TNF-α)含量在0.25%和0.50%组均极显著增加。在头肾中,与对照组相比,SOD、白介素1β(IL-1β)和补体3(C3)基因表达量在0.50%和1.00%组均为显著或极显著上调;Factor H基因表达量在0.50%组显著上调;过氧化氢酶(CAT)和LZM基因表达量在0.50%和1.00%组仅出现差异不显著上调。上述结果表明,在虹鳟饲料中添加一定量的红枣提取物,可以起到促进肾功能,保护肝脏和提高其非特异性免疫功能的作用。     

Influence of temperature,humidity duration and growth stage on the infection and mycotoxin production by Fusarium langsethiae and Fusarium poae in oats

High occurrence of Fusarium poae (FP) and Fusarium langsethiae (FL) and their mycotoxins nivalenol (NIV) and T-2/HT-2 have been observed in Swiss oats. Early prediction of mycotoxin levels is important for farmers and the cereal industry to minimize the risk of contaminated food and feed. Therefore, climate chamber experiments were conducted to investigate the influence of different temperatures (10, 15, 20 °C) and durations (4, 8, 12 h) at 99% relative humidity (RH) on the infection of oats with FP and FL. In addition, to discover the most susceptible period of oats, artificial FL inoculations were conducted at different growth stages. Field experiments were performed to observe the dispersal of these fungal species within the field and to investigate the weather conditions that influence the dispersal. The climate chamber experiments revealed higher contamination with NIV and T-2/HT-2 in the 10 °C treatments and with a prolonged humidity duration of 12 h 99% RH. Inoculations of oat plants at early (DC 61) and mid (DC 65) anthesis, led to higher FL infection and T-2/HT-2 accumulation in the grains compared with treatments at earlier growth stages, which might be due to an increased susceptibility during anthesis. No indication for spore dispersal was observed in the field experiments. The results obtained, together with the cropping factors that influence infection and mycotoxin production, could be used as a first step in developing forecasting models to predict the contamination of oats with the mycotoxins NIV and T-2/HT-2.     

马铃薯枯萎病和干腐病药剂防治筛选试验报告

马铃薯产业是宁夏“1+4”特色优势产业,是西吉县所有农作物中种植面积最大、涉及农户最多、比较效益最高的农民脱贫致富的主导产业。近年来西吉县马铃薯产业由商品薯种植大县向种薯繁育大县的转变,推动了农业增效,农民增收的快速发展。但各类土传性病害的发生影响了马铃薯产业的发展,同时磋商了农民种植的积极性。为了测定筛选出对马铃薯枯萎病和干腐病防治效果好、成本较低药剂,为大田防治提供科学依据。     

禾谷镰孢菌FGSG＿09482基因功能初探

为研究禾谷镰孢菌FGSG09482基因的生物学功能,以禾谷镰孢菌为试材,采用Split-Marker基因敲除技术构建基因敲除盒,PEG (聚乙二醇)介导转化法转化禾谷镰孢菌原生质体,在含有潮霉素的培养基上培养筛选,获得FGSG09482基因敲除突变株。通过观察比较其敲除突变体表型,从而分析鉴定该基因的生物学功能。结果表明:以野生型PH-1作为对照,敲除突变体的菌落形态没有明显变化,分生孢子形态没有明显差异,培养滤液颜色没有明显区别。分生孢子侵染番茄果实实验表明,以番茄果实为侵染宿主,对比野生型PH-1,突变体致病力没有减弱。但突变体菌落的生长速率滞后于野生型PH-1;敲除突变体的产孢量低于野生型PH-1;有性杂交实验表明,敲除突变体几乎不产生子囊壳,野生型PH-1可以。本研究初步表明,FGSG09482基因对禾谷镰孢菌菌落的生长速率有一定的调控作用;对禾谷镰孢菌的分生孢子的产量、子囊壳的产生也有影响,推测FGSG09482基因可能与禾谷镰孢菌有性生殖、无性生殖过程相关。     

中国东北地区水稻纹枯病病原菌种类及融合群的分子鉴定

为明确中国东北地区水稻纹枯病病原菌种类及融合群的归属情况, 2015－2017年从黑龙江省、吉林省和辽宁省的17个水稻主产区采集水稻纹枯病标样, 分离获得水稻纹枯病菌214株, 运用水稻纹枯病菌的不同病原菌及融合群的特异性引物对214株水稻纹枯病菌进行病原菌种类和融合群鉴定, 并利用rDNA内转录间隔区(ITS)序列, 对供试水稻丝核菌的融合群归属进行了分析。结果表明:供试214株水稻纹枯病菌分属于茄丝核菌Rhizoctonia solani和水稻丝核菌Rhizoctonia oryzae-sativae, 菌株数分别为198株和16株, 占比分别为92.52%和7.48%。茄丝核菌菌株分属于2个融合群, 分别为AG1-IA和AG4, 菌株数分别为191株和7株, 占比分别为96.46%和3.54%。水稻丝核菌菌株均属于AG-Bb融合群, 菌株数为16株。不同年份水稻纹枯病的病原菌种类及融合群出现的频率和地域分布无明显变化, 而不同地域间水稻纹枯病病原菌的种类及融合群具有明显的分化特征, AG1-IA融合群在中国东北三省各个水稻产区均有分布且均为优势融合群, AG4融合群在辽宁省盘锦市出现频率最高, 水稻丝核菌AG-Bb融合群在吉林省吉林市、通化市和梅河口市出现频率最高。     

Ray blight of pyrethrum in Australia: a review of the current status and future opportunities

Ray blight caused by Stagonosporopsis tanaceti is one of the most important diseases of pyrethrum (Tanacetum cinerariifolium), a perennial herbaceous plant cultivated for the extraction of insecticidal pyrethrins in Australia. The disease is responsible for complete yield loss in severe outbreaks. Infected seed is considered as the principal source of S. tanaceti. Infection hyphae remain only in the seed coat and not in the embryo, resulting in pre- and post-emergence death of seedlings and latent infection. Therefore, quantification of the level of infection by S. tanaceti within seed using a qPCR assay is important for efficient management of the disease. Stagonosporopsis tanaceti completes its life cycle within 12 days after leaf infection through production of pycnidia and can infect every tissue of the pyrethrum plant except the vascular and root tissues. Ray blight epidemics occur in pyrethrum fields through splash dispersal of pycnidiospores between adjacent plants. Besides steam sterilization, thiabendazole/thiram and fludioxonil are effective seed-treating chemicals in controlling S. tanaceti before planting begins. Ray blight is currently managed in the field through the foliar application of strobilurin fungicides in the first 1–2 years of crop establishment. Later on, difenoconazole and multisite specific fungicides in the next 2–3 years during early spring successfully reduce ray blight infestation. Avoiding development of resistance to fungicides will require more sustainable management of ray blight including the development and deployment of resistant cultivars.     

马铃薯AP2/ERF转录因子的克隆及植物表达载体构建

AP2/ERF基因家族转录因子普遍存在于植物中,参与植物体内的各种生物学过程,包括植物的生长发育、生物和非生物胁迫响应等。前期转录组测序的结果发现马铃薯‘加湘1号’一个AP2/ERF家族基因(PGSC0003DMG400012154)在接种晚疫病菌(Phytophthora infestans)24 h后被显著激活。从接种P.infestans 24 h的‘加湘1号’的总RNA中通过RT-PCR获得了该基因CDS序列为885 bp,BLAST分析显示该基因编码一个295个氨基酸残基的蛋白,并且含有1个AP2/ERF结构域,是AP2/ERF转录因子家族中的ERF亚家族的一员。本研究将该基因与XcmⅠ酶切的表达载体pCXSN连接,转化大肠杆菌,通过测序挑选插入正确克隆酶切验证,并成功转化农杆菌。本研究结果为进一步研究该基因的功能提供了帮助。     

基于主成分分析和Copula函数的灌溉水利用系数影响因素研究

以新疆生产建设兵团第十二师中型灌区为研究对象，采用首尾法测算2018年和2019年4个样点灌区的灌溉水利用系数，在采用主成分分析法对指标体系降维处理的基础上，用Copula函数构建PCA-Copula评价分析方法，对灌溉水利用系数各影响因素的影响程度和影响规律进行计算分析。结果表明：两年测算数据表明，4个样点灌区灌溉水利用系数都在0.63以上，且最大值达到0.668，分别高于同期全疆、全国平均水平5.05%、10.15%；主成分分析得出，渠道衬砌率（0.944）、滴灌灌溉面积比（0.746）、作物需水量（0.635）、实际灌溉面积（0.734）等都具有超过60%的正贡献率，而葡萄种植比（-0.586）和灌区毛灌溉用水量（-0.645）等具有超过58%的负贡献率。利用PCA-Copula分析评估方法得出，作物种植比例和节水灌溉工程状况对十二师中型灌区灌溉水有效利用系数影响显著（P<0.05），其中葡萄净灌溉定额和灌区毛灌溉用水量对灌溉水有效利用系数的影响极其显著（P<0.01），相关系数分别为0.875、0.742，同时利用Spearman等级相关系数检验法和线型回归来检验PCA-Copula评价法与熵值法的密切程度，检验结果其相关系数分别为 0.87（P＜0.05）和0. 52（P＜0.001），表明PCA-Copula评价方法适用于研究灌溉水利用系数影响因素。     

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。