马铃薯StPR1基因克隆及表达特异性分析

为了探究病程相关蛋白(Pathogenesis related protein,PR蛋白)与马铃薯抗病的相关性,检验其在马铃薯中抗软腐病、青枯病、干腐病的能力。在前期的马铃薯抗病性研究中对PRs的17个家族基因结合转录组数据进行分析及基因的筛选,最终确定PR1为试验的研究对象。选用马铃薯大西洋品种为材料,由黑龙江省农科院提供,主要进行StPR1基因的克隆,并对其进行生物信息学分析;将真菌接骨木镰孢、燕麦镰孢以及导致软腐病和青枯病等细菌为胡萝卜软腐欧文氏菌、菊欧氏菌、胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种、茄科雷尔氏菌接种到马铃薯块茎后进行StPR1基因表达特异性分析。结果显示,StPR1基因长度为540 bp,编码179个氨基酸,蛋白质疏水性及亲水性预测PR1蛋白序列的GRAVY值在+4～-3之间,含有亲水区及疏水区,蛋白质二级结构预测其属于混合型蛋白,蛋白质三级结构预测发现其为紧密复杂的螺旋结构,具有SCP_PR-1_like保守结构域,其与辣椒PR1基因在一个进化分支上,相似性较高。qRT-PCR结果显示,StPR1基因的表达量表现为抗真菌胁迫高于细菌胁迫,并预测其抗干腐病的能力强于抗软腐病及青枯病的能力。综上所述,当马铃薯受到外界病原菌侵害时,StPR1在马铃薯的抗病过程中发挥着重要的作用。     

马铃薯干腐病病原镰孢菌体内产细胞壁降解酶特性研究

干腐病是马铃薯窖储期的主要病害,病原菌往往通过薯块表面的机械擦伤入侵块茎并破坏块茎的薄壁细胞而进行侵染,其中病菌的进一步扩展需要降解寄主细胞壁,因此,针对干腐病病原镰孢菌产酶特性的研究具有重要意义。以接骨木镰孢菌（Fusarium sambucinum）、燕麦镰孢菌（Fusarium avenaceum）、拟丝孢镰孢菌（Fusarium trichothecioides）、黄色镰孢菌（Fusarium culmorum）、拟枝孢镰孢菌（Fusarium sporotriodides）为试验菌种,以克新1号为寄主材料,对5种镰孢菌体内产细胞壁降解酶特性及温度对这些致病菌的产酶特性的影响进行了研究。结果表明,当5种镰孢菌接种在马铃薯薯块上后,均可以产生羧甲基纤维素酶（Cx）、β-葡萄糖苷酶、多聚半乳糖醛酸酶（PG）、果胶甲基半乳糖醛酸酶（PMG）,其中Cx的活性在侵染后期最高,PMG在侵染前期较高,且Cx活性低于PMG。在温度对镰孢菌活体内产细胞壁降解酶的影响试验中发现,相对于不接菌对照,Cx、PMG的活性在25℃时较高,β-葡萄糖苷酶在20℃下活性较高,PG在20℃和25℃的活性都较高。以上结果说明：镰孢菌侵染马铃薯时会产生大量的细胞壁降解酶,Cx活性在侵染后期较高,PMG活性在侵染前期较高,且低温不利于真菌细胞壁降解酶的产生。     

EM富硒酵母菌剂的制备及其在水稻富硒生产中的应用

在单因素试验基础上,以有机硒质量浓度为评价指标,采用响应面法优化EM(Effective microorganisms)富硒酵母菌剂制备工艺条件,确定最优EM富硒酵母菌剂制备工艺条件,并将EM富硒酵母菌剂应用于水稻,调查其对水稻产量和品质的影响,为富硒农产品的功能性开发和利用提供参考。结果表明,EM富硒酵母菌剂制备的最佳工艺条件：在3 L EM菌液中,酵母接种量10%、无机硒质量浓度5 g/L、发酵温度30℃、pH值4.0、发酵时间3 d。在此条件下,有机硒质量浓度为833.61 mg/L。大田试验结果表明,与喷施清水（CK）和津国有机硒素处理相比,EM富硒酵母菌剂处理水稻乳熟期叶中有机硒含量显著提高;空秕率分别显著降低24.84%和21.23%,产量分别提高8.38%和7.52%;籽粒直链淀粉含量分别提高20.60%和30.86%,硒含量为0.24 mg/kg,较CK显著提高23倍,符合GB/T 22499—2008《富硒稻谷》规定标准。     

T-2毒素在马铃薯品种对镰刀菌干腐病抗性评价中的应用

为明确T-2毒素作为抗病筛选指标的可行性,采用T-2毒素对不同抗性的马铃薯品种进行抗病性评价,对其进行抗病生理生化特性研究。结果表明,50 ng/mL T-2毒素可以作为马铃薯抗干腐病抗病性筛选的最佳指标。在生理生化测定中,经T-2毒素处理的3个品种块茎内的可溶性糖和还原糖含量均增加;细胞防御酶——超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性增强;苯丙氨酸代谢途径关键酶苯丙氨酸解氨酶(PAL)和4-香豆酰-辅酶A连接酶(4CL)活性提高;丙二醛(MDA)含量升高。抗病品种可溶性糖、还原糖、SOD、POD、PAL、4CL生理指标均高于感病品种,而抗病品种的MDA含量低于感病品种。由此表明,T-2毒素可以作为马铃薯抗病筛选的指标。     

转马铃薯StPR1基因烟草抗病性及生理特性分析

为明确马铃薯StPR1基因在抗病中的作用,构建了植物表达载体pBI121-StPR1,并通过农杆菌转化法将StPR1基因导入烟草中,采用不同的致病菌对转基因烟草进行处理,对其抗病性及生理特性进行研究,包括细菌病害软腐病(胡萝卜软腐欧文氏菌、菊欧氏菌和胡萝卜软腐欧文氏菌马铃薯黑胫亚种)和青枯病(茄科雷尔氏菌)、真菌病害干腐病(接骨木镰孢、燕麦镰孢)致病菌。结果表明,接种致病菌后,转基因型烟草和野生型烟草叶片上的病斑直径会随着病菌胁迫时间的延长而增大,并且转基因型烟草病斑直径明显小于野生型烟草;在生理特性分析中,野生型烟草和转基因烟草叶片中生理指标都会随着病菌胁迫时间的延长而呈上升趋势,但转基因烟草SOD、POD和CAT活性较野生型烟草均有不同程度的提高。抗病性及生理特性分析结果均表明,转基因烟草对于致病细菌和真菌均具有更强的抗性,说明StPR1基因在马铃薯植物抗病中起着重要的作用,为PR1基因在植物的抗病方面提供了理论基础。     

新疆寒冷地区腐木中产纤维素酶菌株的筛选与低温产酶特性

为筛选出能在低温条件下高效降解纤维素的菌株,提高秸秆在低温条件下纤维素的降解速度,以新疆寒冷地区腐木为试验材料,对低温纤维素降解菌进行筛选,在4 ℃条件下筛选得到4株可在低温下生长且具有纤维素降解作用的真菌,通过形态学和分子生物学的方法对低温菌进行鉴定,分别为产黄青霉(Penicillium chrysogenum)、桔绿木霉(Trichoderma citrinoviride)2株、脉纹孢菌(Neurospora sitophila);耐冷试验表明,筛选获得的菌株都为耐冷菌。通过对4株低温菌产酶特性进行研究,结果表明,菌株产纤维素酶的最佳培养时间为9 d,培养基最适初始pH值为7,最佳温度为25 ℃,最佳接种量为5%。秸秆降解试验表明,筛选获得的4株真菌对秸秆具有降解能力,对玉米秸秆降解效果最好,酵解率都在40%以上。     

EM菌制剂处理对马铃薯种薯细胞保护及抗性生理特性的影响

马铃薯主要是靠种薯进行繁殖,但是在种薯种植过程中,切块处理会使病原菌传播、感染的几率大大增加,尤其是马铃薯真菌性病害,因此获得一种有效的马铃薯种薯切块保护方法,是防治马铃薯真菌病害、促进植株生长的有效措施。EM菌制剂是一种稳定的混合菌制剂,能够有效促进植物的新陈代谢,抵抗病原菌的侵染,抑制植物体内各种有害微生物繁殖,产生有益物质预防农作物各类病害。本研究采用不同处理的EM菌制剂结合活性炭吸附的方法对马铃薯种薯切块进行处理,通过马铃薯种薯发芽生根试验,解剖学观察,生理指标的测定,确定该方法对马铃薯种薯的保护作用,从而获得一种马铃薯种薯切块有效的保护方法。研究结果表明,不同EM菌制剂(包括原液、离心液、灭菌液的不同稀释液)结合活性炭吸附对马铃薯种薯切块进行处理,均可有效提高种薯的发芽率和生根率,对薯块切面的细胞均具有明显的保护作用,有效提高种薯中的SOD、POD酶活性、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性,其中EM菌制剂离心液(稀释300倍)具有最好的保护作用。     

假苍耳不同部位水浸提液对5种土著植物化感作用的研究

为探究外来植物假苍耳对土著植物种子萌发和幼苗生长是否存在化感作用,分别利用其水浸提液处理5种土著植物种子。结果显示,假苍耳不同部位浸提液存在不同程度化感作用,且其不同部位化感作用强度不同,叶浸提液抑制作用最强。从叶中分离出的3种组分中中性组分化感效应强于酸性和碱性组分。不同的土著植物对假苍耳同一部位浸提液敏感程度也不同,狗尾草和苋种子萌发对假苍耳不同部位浸提液均表现敏感,大籽蒿、藜、稗对假苍耳不同部位浸提液则表现出低促高抑的趋势。     

寒地冬小麦TaEXPB12同源基因在拟南芥中的遗传转化及功能分析

扩展蛋白（Expansin）是一类具有非水解活性的细胞壁松弛蛋白，参与调控植物的生长发育和胁迫抗性。为探究寒地冬小麦扩展蛋白基因TaEXPB12-A/B/D的功能，本研究将克隆自高抗寒冬小麦品种东农冬麦2号的TaEXPB12-A/B/D三个基因转化到拟南芥中，利用抗性筛选、PCR和Western-blot鉴定，分别获得了过表达TaEXPB12-A/B/D三个基因的转基因拟南芥植株。进一步对转基因拟南芥的生长情况进行观察，并测定低温胁迫下转基因拟南芥的存活率、体内抗氧化酶活性以及丙二醛（MDA）、脯氨酸（Pro）、可溶性糖的含量。结果显示，过表达TaEXPB12-A/B/D三个基因可促进拟南芥根的伸长以及根毛和侧根的生长，且转基因拟南芥的叶宽、叶片数目、株高均显著高于野生型；低温处理后转基因拟南芥体内超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）的活性以及可溶性糖、Pro的含量均维持在较高水平，且MDA的含量较低。以上结果表明，TaEXPB12-A/B/D三个基因的过表达显著促进了转基因拟南芥的生长，并提高了转基因植株在低温胁迫下的存活率。     

脱氧雪腐镰刀菌烯醇（DON）作为激发子对马铃薯土传病害的防治效果研究

【目的】验证脱氧雪腐镰刀菌烯醇(DON)的安全性，探讨DON作为激发子在马铃薯主要土传病害防治中的应用效果。【方法】以大西洋品种马铃薯为研究对象，筛选DON作为激发子诱导抗病的最适质量浓度以及最佳处理时间，优化DON诱导马铃薯抗病的条件，检测生理指标的变化。【结果】结果显示低质量浓度下DON处理对马铃薯植株均无显著药害；5 ng·mL^-1 DON处理4 h可以有效抑制青枯病致病菌茄科雷尔氏菌、软腐病致病菌菊欧氏菌、疮痂病致病菌疮痂链霉菌在马铃薯叶片中的扩展，3 ng·mL^-1 DON处理4 h可以有效抑制干腐病致病菌接骨木镰刀菌在马铃薯叶片组织中的扩展；当温度为25℃、pH为7时DON诱导马铃薯抗青枯病、干腐病、软腐病效果最好，温度为25℃、pH为9时DON诱导马铃薯抗疮痂病效果最好；经DON诱导处理的马铃薯叶片在光照强度为12 000 lx条件下诱导抗干腐病效果最好，在光照强度为15 000 lx条件下诱导抗青枯病、软腐病、疮痂病效果最好；DON处理马铃薯叶片后，提高了SOD酶活性，同时，木质素含量增加，MDA含量减少。【结论】低质量浓度的...