对草地贪夜蛾高毒力的苏云金芽胞杆菌菌株筛选与杀虫活性研究

草地贪夜蛾是一种世界性重大农业害虫，给玉米等多种主要粮食和经济作物造成严重危害。为实现对草地贪夜蛾的高效、绿色、持续防控，亟需筛选高毒力苏云金芽胞杆菌菌株资源。本研究以前期实验室储备的对斜纹夜蛾、小地老虎具有杀虫活性的363株野生菌株库为候选菌株，基于菌株杀虫基因差异及进化关系，去除冗余菌株后获得172株候选菌株。通过培养获取这些菌株胞晶混合物，进行杀虫蛋白定量后，测定杀虫活性，获得27株对草地贪夜蛾初孵幼虫具有较高杀虫活性的菌株，其中菌株B14-D2的杀虫活性最高，LC₅₀为0.155 μg/g。克隆了该菌株中的cry1Ea3基因并在HD73^-无晶体突变株中表达，Cry1Ea3蛋白对草地贪夜蛾初孵幼虫LC₅₀为1.789 μg/g。本研究为新的Bt产品和杀虫基因的开发利用提供了丰富资源。     

稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8的特性分析

 有性生殖在真菌的生活史和进化过程中具有重要作用,而交配型基因是控制有性生殖的关键因子。前期研究发现稻曲病菌(Villosiclava virens)MAT1-2型菌株中包含MAT1-2-1和MAT1-2-8两个交配型基因,但是它们如何调控稻曲病菌有性生殖依然不清楚。本文研究了它们在不同侵染和生长发育时期的表达模式和编码的蛋白结构特性。研究表明MAT1-2-1在侵染不同阶段一直下调表达;而MAT1-2-8在侵染早期(5 dpi)上调表达,在侵染后期下调表达。与营养菌丝阶段比较,MAT1-2-1和MAT1-2-8在有性发育过程菌核形成、菌核萌发、子座原基形成和子座成熟4个阶段的表达量都是下降的,在菌核形成阶段表达量最低。生物信息学分析显示MAT1-2-1和MAT1-2-8具有磷酸化位点,为非分泌蛋白,无明显的跨膜结构域。蛋白同源比对分析表明MAT1-2-1与香柱菌(Epichloë typhina)的MAT1-2-1同源性最高,而MAT1-2-8与绿僵菌(Metarhizium)的MBR_08192蛋白同源性最高。进一步研究发现MAT1-2-1和MAT1-2-8能够互作,并分别主要定位在细胞核和细胞基质中。通过质谱技术鉴定到MAT1-2-1的一些候选互作蛋白,如假定Ran交换因子Prp20/Pim1(KDB12229.1)、假定rRNA处理蛋白Ebp2(KDB12923.1)及组蛋白H1(KDB12711.1)等。因此,以上结果为研究稻曲病菌交配型基因MAT1-2-1和MAT1-2-8调控有性生殖的生物学功能奠定了基础。     

天然植物生长调节剂芸苔素的生物活性及应用浅析

天然芸苔素属于甾体类植物内源生物活性物质,其骨架为甾醇,其中芸苔素内酯生物活性最强,被称为第六类植物激素,是高效、广谱、无毒的植物生长调节剂(PGR)。为更好地将芸苔素推广应用于农业生产,本文概括了芸苔素内酯的生物活性及在粮食、果蔬等作物上的应用。探讨了芸苔素内酯在提高种子活力,促进作物生长,大幅度促进产量提升以及品质改善,提升作物抗逆性,缓解农药对作物影响的研究概况及取得的进展,指出了芸苔素内酯的应用是作物增产增收的关键途径,同时,能够减少化肥、农药的施用量,减少作物种植成本与减轻环境污染,将带来显著的经济效益。     

瓜类褪绿黄化病毒及其系统进化分析

【目的】检测新疆南疆7个县/市瓜类褪绿黄化病毒(Cucurbit chlorotic yellows virus, CCYV),进行系统发育分析,为新疆南疆CCYV预警和防控提供参考。【方法】于2019年,从中国新疆南疆7个县/市采集带有黄化特征的51份甜瓜叶片样品,RT-PCR进行CCYV的检测,进行特异性片段的克隆、测序和系统发育分析。【结果】中国新疆巴楚县、阿克苏市、莎车县、伽师县、疏勒县、疏附县均未检测到CCYV,而洛浦县的13份样本中,8份检出为CCYV阳性,检出率为61.53%,洛浦县CCYV特异性片段克隆测序获得了685 bp的核酸序列,与GenBank中的CCYV分离物外壳蛋白(Coat protein, CP)的一致性达到100%。所得序列与中国新疆(吐鲁番)、中国其他省、苏丹、日本、塞浦路斯、黎巴嫩的CP基因聚在I组(Group),沙特阿拉伯的分离物聚在Ⅱ组,伊朗的分离物聚在Ⅲ组。【结论】CCYV在中国新疆南疆洛浦县甜瓜产区发生,与中国新疆吐鲁番、中国其他省及周围国家的CCYV分离物亲缘关系很近,且群体遗传变异很小。     

基于格网的GCM数据修订分析未来海南岛农业水热资源的变化特征

以海南岛为研究区域，选用5个大气环流模式（GCMs）1970−1999年的逐日输出数据和同期地面气象观测数据，使用空间插值降尺度到0.5°×0.5°格网。以格网单元为基础，应用系统误差修订（修正值法或比值法）和多模式集合平均方法（贝叶斯模型平均法BMA或等权重平均法EW），训练与验证GCMs输出值并进行综合修订。在此基础上，分析RCP2.6、RCP4.5和RCP8.5情景下，未来海南岛近期（2020−2059年）和远期（2060−2099年）农业水热资源，包括年平均气温、1月平均气温、≥10℃积温、≥20℃积温、年降水量、1月降水量和≥20℃界限温度生长期间降水量的变化特征。结果表明：GCMs输出值的系统误差和BMA权重系数在格网间存在较大的空间差异，且GCMs输出值低估逐日最高气温约3.55℃，高估逐日最低气温约1.19℃，逐日降水量仅为观测值的54.35%。基于格网的综合修订，可有效降低GCMs输出值在空间上的不确定性，BMA与EW的修订结果相似，均优于单一GCM模式。通过格网BMA综合修订后，最高气温、最低气温和降水量在验证期的相关系数r分别约提升0.10、0.07和0.06；均方根误差RMSE分别约降低2.38℃、1.01℃和1.01mm；较单一GCM相对观测值的偏差平均约减少3.25℃、1.13℃和25.67mm。未来海南岛农业热量资源在空间上主要表现为从中部向外围逐渐升高，高温主要分布在南部至西部沿海地区，年平均气温的增幅全岛较为接近，1月平均气温、≥10℃积温和≥20℃积温的增幅分别表现为由东向西、由北向南和由中部向外围递减。在时间上，RCP8.5情景下所有农业热量资源均为极显著增加且增温最快，RCP4.5情景为先增加后平缓，RCP2.6情景较为平缓，远期无显著增温。未来海南岛降水资源在空间上转为由东向西逐步递减的格局，南部和北部沿海地区降水变率增加，西部和中部降水变率减少，在时间上无显著变化趋势。随着未来海南岛气候变暖和降水格局的改变，农作物适宜种植面积扩大，会对农业生产带来巨大挑战，应提前布局，做好趋利避害。     

几种化学杀菌剂对茭白胡麻叶斑病的控制效果

为筛选出高效低毒并对作物安全的防治药剂,为茭白胡麻叶斑病的田间防治提供科学依据,选择7种常用杀菌剂进行田间药效试验,测定7种药剂对‘余茭4号’茭白胡麻叶斑病的防治效果。结果表明,供试7种杀菌剂中,12.5%烯唑醇可湿性粉剂的防效在用药7 d和14 d后达64.0%和55.67%,在7种杀菌剂防效中表现最优,同时12.5%烯唑醇可湿性粉剂处理的茭白与对照处理在株高上无显著差异,且植株的分蘖数显著高于对照。因此,推荐12.5%烯唑醇可湿性粉剂为茭白胡麻叶斑病发生初期使用的杀菌剂。     

SnToxA,SnTox1, and SnTox3 originated in Parastagonospora nodorum in the Fertile Crescent

The centre of origin of the globally distributed wheat pathogen Parastagonospora nodorum has remained uncertain because only a small number of isolates from the Fertile Crescent were included in earlier population genetic and phylogeographic studies. We isolated and genetically analysed 193 P. nodorum strains from three naturally infected wheat fields distributed across Iran using 11 neutral microsatellite loci. Compared to previous studies that included populations from North America, Europe, Africa, Australia, and China, the populations from Iran had the highest genetic diversity globally and also exhibited greater population structure over smaller spatial scales, patterns typically associated with the centre of origin of a species. Genes encoding the necrotrophic effectors SnToxA, SnTox1, and SnTox3 were found at a high frequency in the Iranian population. By sequencing 96 randomly chosen Iranian strains, we detected new alleles for all three effector genes. Analysis of allele diversity showed that all three effector genes had higher diversity in Iran than in any population included in previous studies, with Iran acting as a hub for the effector diversity that was found in other global populations. Taken together, these findings support the hypothesis that P. nodorum originated either within or nearby the Fertile Crescent with a genome that already encoded all three necrotrophic effectors during its emergence as a pathogen on wheat. Our findings also suggest that P. nodorum was the original source of the ToxA genes discovered in the wheat pathogens Phaeosphaeria avenaria f. sp. tritici 1, Pyrenophora tritici-repentis, and Bipolaris sorokiniana.     

番茄褪绿病毒(tomato chlorosis virus)的新寄主:水茄(Solanum torvum Swartz)

Tomato chlorosis virus (ToCV) is a plant virus that is mainly propagated by Bemisia tabaci in a semi-persistent and non-circulative manner.It has a wide range of host plants,and has been reported in many countries,causing serious economic losses in vegetable production.In 2019,we investigated about 10 fields,one ha each in Shouguang,Shandong province (China),and in each field we observed symptoms of interveinal chlorosis on lower leaves of the Solanum torvum Swartz,and a large number of B.tabaci gathered on the back of its leaves.To determine the presence of ToCV,total RNA of S.torvum was extracted followed by RT-PCR.The 1 074 (GenBank accessions number MN545620) and 466 bp (GenBank accessions number MN545621) fragments were gel purified and sequenced.The sequences shared 99.44% and 99.57% similarity with ToCV reference sequence tomato chlorosis virus segment RNA1 (AY903447) and RNA2 (AY903448).The results of insect transmission test confirmed that ToCV can spread from S. torvum to tomato.This study confirms S.torvum as a newly reported host of ToCV.     

我国云南、湖北和山东葡萄产区霜霉病菌对甲霜灵的抗性检测

为明确我国云南省宾川县、湖北省公安县和山东省烟台市葡萄产区霜霉病菌对甲霜灵的抗性发生态势,采用叶盘漂浮法测定了这3个产区共127株葡萄霜霉病菌对甲霜灵的抗性频率及抗性水平。结果显示,不同区域间病菌的抗性频率和抗性水平均存在差异。其中,湖北省公安县霜霉病菌的抗性频率和抗性水平均较高,抗性频率达92.0%,高抗菌株占76.0%,低抗菌株占16.0%,敏感菌株占8.0%;山东省烟台市霜霉病菌的抗性频率为74.0%,低抗菌株占64.0%,高抗菌株占10.0%,敏感菌株占26.0%;云南省宾川县霜霉病菌的抗性频率和抗性水平均较低,抗性频率为29.6%,敏感菌株占70.4%,低抗菌株占29.6%,无高抗菌株。     

不同杀虫剂及其组合对梨小食心虫初孵幼虫的毒力及田间防效

采用浸泡幼果法测定了6种杀虫剂及其两元复配组合对梨小食心虫初孵幼虫的毒力, 并将筛选出的增效组合在田间进行防效验证。结果表明, 阿维菌素、氯虫苯甲酰胺、高效氯氟氰菊酯、呋虫胺、噻虫嗪和溴氰虫酰胺对梨小食心虫初孵幼虫的致死中浓度(LC50)分别为：0.691、4.883、5.350、10.326、13.966和27.942 mg/L。两元复配组合中, 阿维菌素与呋虫胺复配组合(8∶1、2∶1、1∶1、1∶2和1∶4)、呋虫胺与氯虫苯甲酰胺复配组合(1∶4、1∶2、1∶1、2∶1和4∶1)、阿维菌素与氯虫苯甲酰胺复配组合(4∶1、1∶1和1∶4)和高效氯氟氰菊酯与呋虫胺复配组合(1∶4)具有增效作用。在梨小食心虫暴发为害年份、于梨果不同发育阶段进行田间防效验证, 阿维菌素与呋虫胺1∶4（12.5 mg/kg+50 mg/kg）、呋虫胺与氯虫苯甲酰胺2∶1(25 mg/kg+12.5 mg/kg)和阿维菌素与氯虫苯甲酰胺1∶1(12.5 mg/kg+12.5 mg/kg)对梨小食心虫的防效分别为75.02%~94.81%、50.04%~89.15%和42.90%~90.57%, 其中, 阿维菌素与呋虫胺(1∶4)的防治效果最好。