拟康宁木霉Tk1的分离鉴定、拮抗作用及其生物学特性

为了分离利用高效植物病害生物防治菌株，从广东药用植物金丝皇菊根部分离获得一株木霉菌株Tk1。经过形态观察、rDNA-ITS和EF-1α序列分析明确其为拟康宁木霉Trichoderma koningiopsis。用平板对峙培养法测定，该菌株对金丝皇菊枯萎病菌（尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum）和柑橘炭疽病菌（胶胞炭疽菌Colletotrichum gloeosporioides）的抑制率分别为68.5%和77.1%，且在后期能完全覆盖或部分覆盖病原真菌。其无菌发酵液对金丝皇菊枯萎病菌的抑制率为45.55%。该菌株营养生长和产孢的最适碳源分别为乳糖和葡萄糖，最适氮源是酵母膏；在pH 4~11的培养基上均可生长、产孢，最适pH为7；12 h交替光照条件下菌丝的生长速度最快，全光照条件下产孢数量最大；该菌株的致死温度为73℃处理10 min。     

稻虱缨小蜂耐热品系的生物和生态学特征

稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae Pang et Wang是控制稻飞虱种群暴发的主要寄生性天敌之一，高温是制约其种群动态的重要因子。为了解35℃高温驯化获得的稻虱缨小蜂耐热品系（NR品系）的生防潜力，对不同温度下该品系的发育历期、有效积温、寄主卵选择、产卵量以及极端高温胁迫参数进行了测定。结果发现，与未经高温驯化的稻虱缨小蜂品系（HZ品系）相比，20℃时，NR品系雄蜂的发育速率显著高于HZ品系，这一差异主要表现在卵-幼虫中期和蛹期的发育时间明显缩短。NR品系在高温下能维持正常的产卵能力，35℃下NR品系产卵量仍能达到18.80粒/雌。NR品系有更强的耐极端温度的能力，50℃下NR品系雄蜂的热击倒时间为15.19 min，比HZ品系雄蜂长3.03 min。补充不同营养对NR品系的产卵量存在影响，35℃条件下补充10%蔗糖既能延长其寿命，也能提高产卵量。以上研究结果表明高温驯化得到的稻虱缨小蜂品系在35℃高温环境中能维持正常的生长发育和寄生能力，具备适应稻田夏季高温环境的潜力。     

河道淤泥和堆肥蛭石混合发酵制备基质及其育苗效果

农村河道清淤产生的淤泥,体量大、有机物浓度高,处置不当会造成二次污染。现代农业的工厂化育苗需求大量的营养土,就地取土导致耕地退化。该研究利用功能微生物发酵淤泥制备育苗基质,研究不同菌株发酵基质的物理和生物学性状,基质培育西瓜苗的生长、生理参数和抗逆性能。结果表明:微生物处理均能够提升淤泥基质物理和生物学性能,同时能够提升育苗质量。其中Trichoderma harzianum T83(T83)、Bacillus amyloliquefaciens IAE(BIAE)菌株发酵基质性能最好。相较于对照处理基质的最大持水量、总孔隙度、毛管孔隙度、通气孔隙度,T83处理分别增加了64.25%、52.65%、45.05%、56.11%;BIAE处理分别增加了101.17%、45.43%、61.43%、38.14%。相较于对照处理西瓜苗的株高、鲜质量、干质量、叶绿素含量、根系活力、根际真菌、细菌数量,T83处理分别增加了66.85%、52.07%、72.16%、43.13%、54.93%、110.62倍、1.63倍;BIAE处理分别增加了80.40%、57.34%、82.37%、54.88%、46.40%、67.26%、2.60倍、2.94倍。T83和BIAE处理西瓜苗叶片过氧化氢酶和超氧化物歧化酶酶活显著增加,根系丙二醛含量显著降低。真菌菌株T. harzianum T83和细菌菌株B. amyloliquefaciens IAE发酵淤泥,能够显著提升其农用品质,为淤泥高附加值化农用提供一条可行的途径。     

哈茨木霉Tr1菌株分泌蛋白及Peptaibols合成酶的生物信息学分析

研究旨在应用生物信息学方法分析生防菌哈茨木霉的分泌蛋白及Peptaibols合成酶。本研究以哈茨木霉Tr1菌株的11264条假定蛋白质序列为对象,利用Signal P、Protparam和Swissmodel等生物信息学工具预测出分泌蛋白,分析其信号肽特征,从中筛选可能与其生防机制有直接联系的分泌蛋白和Peptaibols合成酶,并对这些蛋白质的性质和结构功能进行分析。结果表明:哈茨木霉Tr1菌株含有403个分泌蛋白,其中假定蛋白质PNP53160和PNP56908可能起到纤维素酶和几丁质酶的作用。分泌蛋白的信号肽的中间区域富含亮氨酸和丙氨酸,C端属于A-X-A类型。假定蛋白PNP58822中的16862~20750 aa片段可能起到Peptaibols合成酶作用,该蛋白主要包括了乙酰辅酶A合成酶Ⅰ、Taq A的CT结构域和脂肽合成酶亚基Ⅲ等功能区域。本研究应用生物信息学方法分析了403个分泌蛋白及其信号肽特征,筛选出了可能与哈茨木霉生防机制相关的蛋白质,并预测了其性质、结构和功能,为进一步研究哈茨木霉的生防机制提供理论基础。     

具有除草活性的生防菌株GD-9发酵条件优化及菌剂制备

为了明确具有除草活性的生防菌株GD-9发酵过程中各因子的配比和最优条件,采用单因素试验对菌株最适碳源、氮源、载体、固态发酵基质进行了筛选,应用正交试验设计研究了碳源、氮源、初始含水量、接种量、初始pH、培养时间、培养温度7种因素对菌株活菌数的影响。试验结果表明菌株GD-9最佳固态发酵条件为:氮源NaNO_3 58.4 mg/g,碳源葡萄糖48.4 mg/g,培养基质最适初始含水量为258 mg/g,最适接种量为0.26 mL/g,初始pH 7.6,最佳培养时间147.8 h,最佳培养温度30.7℃,最适宜的载体为黏土,分散剂为聚乙烯醇,稳定剂为膨润土,润湿剂为糊精。通过发酵试验结果制备生防菌株GD-9的固体菌剂,该研究为菌剂的商品化生产奠定基础。     

应用iTRAQ定量蛋白质组学技术筛选无乳链球菌鱼源株与人源株差异表达蛋白

以斑马鱼和巨噬细胞作为体内、外感染模型,比较无乳链球菌鱼源株GD201008-001与人源株A909的致病性差异,利用iTRAQ技术和质谱分析技术进行差异表达蛋白鉴定,以期为揭示无乳链球菌不同宿主来源株致病机制提供新思路。实验通过测定菌株GD201008-001、A909的斑马鱼半数致死量和巨噬细胞吞噬率,比较二者致病性差异;提取全菌蛋白,经iTRAQ试剂标记后进行质谱鉴定,质谱数据用软件Mascot 2.2和Proteome Discoverer 1.4进行查库(Uni Prot数据库)鉴定及定量分析,并对差异蛋白进行GO功能注释和KEGG通路分析。结果显示,GD201008-001毒力显著高于A909;通过iTRAQ分析两株菌差异表达蛋白,发现差异蛋白涉及的生物学功能较为广泛,在鉴定出的368个差异表达蛋白中,GD201008-001中上调表达蛋白193个(比值1.5),下调表达蛋白175个(比值0.667)。生物信息学分析预测这些蛋白主要涉及26个生物学功能,14个通路,推测Clp X、Glm S和Cps IVK可能在两株菌致病性差异中发挥重要作用。本研究为阐明无乳链球菌不同宿主来源株致病性差异奠定了基础。     

Dynamics of nitrogen translocation from mature leaves to new shoots and related gene expression during spring shoots development in tea plants (Camellia sinensis L.)

The contribution of N remobilization is crucial for new shoots growth and quality formation during spring tea shoots development. However, the translocation mechanism of N from source leaves to sink young shoots is not well understood. In the present study, ¹⁵N urea was applied to mature tea leaves one week before bud break to track N remobilization in a field experiment. The dynamic changes in plant ¹⁵N abundance, contents of amino acids, and the expression levels of genes related to N metabolism and translocation were followed during the 18‐d development of new spring shoots until three expanding young leaves. The results showed that during the growth of new shoots the amount of ¹⁵N in the shoots increased, whereas the N_dff (N derived from ¹⁵N‐urea) in mature leaves decreased, showing that the foliar‐applied N in mature leaves was readily exported to new shoots. This process was found to be accompanied by decline of chlorophylls. In the mature leaves, expression CsATG18a and CsSAG12 involved in autophagy was dramatically induced (> 4‐fold) at approximately nine days after the bud breaking. The genes involved in the transformation of amino acids, including primarily CsGDH2, CsGDH4, CsGLT3, CsGS1;3, and CsASN2 were upregulated by > 3‐fold after bud breaking. The expression levels of CsATG8A, CsATG9, CsSAG12, CsGS1;1, CsGDH1, and CsAAP6 correlated negatively with the N_dff in mature leaves, but positively with ¹⁵N amount and total N amount in new shoots, suggesting these genes played important roles in N export from mature leaves. In the new shoots, the expression of most genes showed two defined peaks, one on six days and one on 12 days after bud breaking. The expression of CsGS2, CsASN3, CsGLT1, and CsAAP4 positively correlated with the ¹⁵N amount and total N amount in new shoots. These genes might be involved in the transport and re‐assimilation of N from mature leaves. The overall results demonstrated that the translocation of ¹⁵N from mature leaves to new spring shoots was regulated by the genes involved in autophagy, protein degradation, amino acid transformation and transport.     

多孢木霉HZ-31菌株侵染对野燕麦生理机制的影响

选用青海农田常见杂草野燕麦作为靶标杂草,盆栽接种后测定了多孢木霉HZ-31菌株对野燕麦体内各种生理指标的影响,分析了寄主与病原菌相互作用的生理变化机制。结果表明,多孢木霉HZ-31菌株侵染野燕麦后,对植株生理机制防御酶的影响是多方面的,PAL和POD活性增加,以抵御菌株侵染,其余生理防御指标包括MDA含量、CAT、PPO、SOD活性、可溶性蛋白含量和叶绿素含量则受到菌株侵染的破坏,含量减少、活性降低。被抑制的防御酶作用效应大于被促进的防御酶。HZ-31菌株的侵染钝化或抑制了野燕麦体内主要酶类,中断相应的酶促反应,引起植物广泛的代谢变化,包括细胞膜透性改变、干扰光合作用、蛋白质合成、酚类物质代谢等生理方面的变化。     

2UPR-RPU过约束并联机构刚度性能评价

运用螺旋理论和应变能方法研究了具有2R1T三自由度的2UPR-RPU过约束并联机构的静弹性刚度性能,模型考虑了杆件和关节的柔度。首先,基于螺旋理论得到分支的约束螺旋系;其次,基于材料力学得到分支中杆件的应变能,通过映射分支约束螺旋系到铰空间得到关节的应变能,通过汇总杆件、关节的应变能和卡氏定理得到与约束螺旋系对应的分支紧凑刚度矩阵;最后,通过虚功原理得到机构的总体刚度矩阵。采用有限元商业软件建立了有限元模型,并与理论模型进行对比,验证了理论模型的正确性。定义弹性元件存储的应变能与总应变能之比作为应变能因子指标,给出了应变能因子指标在规则工作空间的四维切片分布图,从应变能的角度定量评价了各弹性元件对机构刚度性能的影响程度,给出了不同载荷作用下的全局应变能因子指标。本研究为定位对机构刚度性能影响最大的弹性元件提供了新的思路。