蔗糖水解酶注释基因XC0805与野油菜黄单胞菌8004菌株的蔗糖利用及致病相关

 野油菜黄单胞菌(Xanthomonas campestris pv.campestris,Xcc)是造成十字花科植物减产的重要病原菌,其通过水孔或伤口进入植物体内并在维管束中快速繁殖。光合产物(蔗糖)的运输主要依靠植物维管组织,同时蔗糖也是维管组织重要的能量来源。本研究利用生物信息学和遗传学等方法对Xcc中参与蔗糖利用的基因进行了分析,并研究了这些基因与其致病力的关系。Xcc 8004菌株中注释的参与蔗糖分解蛋白的编码基因有XC1002、XC1642、 XC1645和XC0805。 XC1002和XC1642的编码产物属于糖苷水解酶GH97蛋白超家族,而XC1645和XC0805的编码产物则属于GH13家族。突变分析发现除XC0805外,其他3个都不影响Xcc的蔗糖利用能力。接种实验表明,XC0805参与Xcc的侵染或在植物体内的生长,其他3个不参与致病过程。另外,Xcc 8004中预测参与蔗糖转运的基因(XC0806和XC0807)突变并不影响细菌的蔗糖利用和致病力,表明其可能存在其他的蔗糖转运通路。上述结果说明XC0805可能是Xcc 8004主要的蔗糖水解酶基因,且在致病中起重要作用。     

茴香轮作调控土壤细菌群落缓解三七连作障碍的效应及机制

三七是我国特有的中药材，但连作障碍严重制约了其产业发展，轮作是生产上最常用且有效的缓解措施。本研究在三七收获后的土壤上轮作茴香，通过测定轮作土壤水浸液对三七存苗的影响来评价轮作对三七连作障碍的缓解效果，并从轮作对土壤细菌群落的影响方面深入阐释轮作缓解连作障碍的机制。结果表明，茴香轮作后的土壤水浸液可以显著提高三七的存苗率。土壤细菌分析表明，茴香轮作后土壤细菌群落发生了明显改变。细菌的丰富度增加，相对丰度>1%的优势菌门变形菌门Proteobacteria和放线菌门Actinobacteria的相对丰度呈增加趋势。属水平上，轮作茴香使66个属的相对丰度显著增加，其中相对丰度>0.2%的优势菌属有14个；30个属的相对丰度显著降低，其中优势菌属有8个，总体上看相对丰度显著增加的属多于显著降低的属。在相对丰度显著增加的优势菌属中包含常见的拮抗菌属假单胞菌属Pseudomonas和芽孢杆菌属Bacillus细菌。本研究也分离到2株假单胞菌和1株芽孢杆菌对三七根腐病菌腐皮镰刀菌Fusarium solani和Monographella cucumerina具有明显的拮抗活性。因此，轮作茴香可以改善三七连作土壤细菌群落结构，增加土壤中拮抗细菌的丰度，提高三七的存苗率。生产上利用茴香与三七轮作对缓解连作障碍具有一定潜力。     

小卷蛾斯氏线虫对辣椒烟粉虱的控制作用

本文研究了小卷蛾斯氏线虫Steinernema carpocapsae对烟粉虱Bemisia tabaci的侵染能力以及对田间辣椒烟粉虱的控制作用。结果表明，室温（28±2）℃，空气湿度（60±5）%，辣椒叶背面湿润的条件下，线虫约在4 h侵入烟粉虱若虫体内，2～3 d内致其死亡。不同浓度线虫对烟粉虱若虫的控制效果不同，小卷蛾斯氏线虫All品系22、16和13 IJs/mL对烟粉虱高龄（3龄和4龄）若虫的致死率分别为42.79%，34.74%，29.31%，对低龄（1龄和2龄）若虫的致死率分别为44.58%、41.66%、39.61%。助剂5% d-柠檬烯可溶液剂与线虫联合使用具有促进效果，线虫稀释22 IJs/mL，配合1000倍液5% d-柠檬烯可溶液剂时效果最佳，高龄若虫和低龄若虫的致死率分别达到60.61%和61.55%。田间辣椒叶片表面施水量对烟粉虱的防治效果存在明显的影响，在田间施水1.5、1、0.5 L/m²的条件下，高龄若虫校正死亡率分别为66.49%、66.50%、47.78%，低龄若虫校正防治效果分别为69.30%、58.52%、51.83%。综上，喷施小卷蛾斯氏线虫对烟粉虱有一定的控制效果，配合助剂5% d-柠檬烯可溶液剂有促进作用，保持辣椒叶片表面湿润可以提高对烟粉虱的防治效果。     

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。     

不同栽培类型蓝莓遗传多样性的SSR分析

以南方地区的蓝莓品种为主要对象,利用SSR标记分析现有品种种质的遗传多样性。设计合成了56对蓝莓SSR分子标记引物,进行扩增和多态性引物筛选,将多态性好的引物用于66份蓝莓不同类型种质的遗传多样性分析。结果表明,56对引物均能扩增出预期大小条带,其中条带清晰多态性较好的引物为25对,占比引物数的44.64%,多数引物扩增的位点数在5~7个之间。25对引物在66份蓝莓供试种质中检测多态性,共检测到165个等位变异,平均每个位点有6.6个等位变异,PIC值变幅为0.656~0.947,平均值为0.777。多态性最好的引物Vc26可以检测到15个等位基因数目。北方高丛、南方高丛和兔眼类型66份蓝莓种质的遗传相似系数位于0.60~0.96之间,品种间遗传差异较丰富。利用UPGMA聚类将3种类型种质进行分析,发现除了兔眼类型品种‘红粉佳人’外,其余明显分为3个类群,且同一类型的种质基本聚在一起。结合不同类型种质的系谱分析,发现分类与品种种质的遗传成分相似有一定的相关。研究利用SSR分子标记揭示了蓝莓不同类型种质的遗传多样性,对今后杂交育种亲本选择利用有一定借鉴意义。     

粒径对平菇栽培用玉米芯发酵料代谢物的影响

为了解玉米芯粒径对平菇栽培用发酵料中代谢物的影响,采用代谢组学技术分析添加不同粒径玉米芯的发酵料中微生物代谢物及其代谢通路。结果表明,添加小粒径玉米芯(D₅₀=0.5 cm)和大粒径玉米芯(D₅₀=1.5 cm)的发酵料中微生物代谢物差异显著。在正离子(POS)和负离子(NEG)模式下分别筛选得到464种和201种差异代谢物,包括芳香族化合物、氨基酸、糖及醇类、脂质、生物碱等。差异代谢物分别富集到90条(POS模式)和94条(NEG模式)代谢通路,差异显著的有2条,分别为源自鸟氨酸、赖氨酸、烟酸生物合成生物碱和组氨酸代谢。说明不同粒径玉米芯发酵料中微生物代谢物具有显著差异,为发酵料栽培平菇原料选择提供了理论依据。     

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。     

Projections of temperature extremes based on preferred CMIP5 models:a case study in the Kaidu-Kongqi River basin in Northwest China

The extreme temperature has more outstanding impact on ecology and water resources in arid regions than the average temperature. Using the downscaled daily temperature data from 21 Coupled Model Inter-comparison Project(CMIP) models of NASA Earth Exchange Global Daily Downscaled Projections(NEX-GDDP) and the observation data, this paper analyzed the changes in temporal and spatiotemporal variation of temperature extremes, i.e., the maximum temperature(Tmax) and minimum temperature(Tmin), in the Kaidu-Kongqi River basin in Northwest China over the period 2020–2050 based on the evaluation of preferred Multi-Model Ensemble(MME). Results showed that the Partial Least Square ensemble mean participated by Preferred Models(PM-PLS) was better representing the temporal change and spatial distribution of temperature extremes during 1961–2005 and was chosen to project the future change. In 2020–2050, the increasing rate of Tmax(Tmin) under RCP(Representative Concentration Pathway) 8.5 will be 2.0(1.6) times that under RCP4.5, and that of Tmin will be larger than that of Tmax under each corresponding RCP. Tmin will keep contributing more to global warming than Tmax. The spatial distribution characteristics of Tmax and Tmin under the two RCPs will overall the same; but compared to the baseline period(1986–2005), the increments of Tmax and Tmin in plain area will be larger than those in mountainous area. With the emission concentration increased, however, the response of Tmax in mountainous area will be more sensitive than that in plain area, and that of Tmin will be equivalently sensitive in mountainous area and plain area. The impacts induced by Tmin will be universal and farreaching. Results of spatiotemporal variation of temperature extremes indicate that large increases in the magnitude of warming in the basin may occur in the future. The projections can provide the scientific basis for water and land plan management and disaster prevention and mitigation in the inland river basin.     

产香真菌GS-1挥发性物质特征分析及抑菌作用观察

产香真菌GS—1为分离自构树枯枝的一株丛赤壳Nectria cinnabarina，该菌株产生浓郁的香味，其挥发性物质对多种重要植物病原菌均有明显的熏蒸抑制作用。为明确菌株GS—1挥发性物质对植物病原菌的熏蒸抑菌机制、挥发性物质化学组分及菌株生长过程中的挥发性物质释放量的动态规律，利用扫描和透射电镜观察GS—1菌株挥发性物质对灰葡萄孢菌丝和细胞结构的影响，通过HS—SPME法萃取产香真菌GS—1挥发性物质，并通过GC—MS进行挥发性物质释放时间规律的测定和组分鉴定。结果表明，菌株GS—1挥发性物质处理后，灰葡萄孢菌丝出现皱缩、畸形、顶端尖细等现象，同时细胞质含量减少且空腔增多。菌株GS—1挥发性物质释放量随培养时间的延长总体呈先升高后略降低逐渐趋于平稳的趋势，在第12 d达到最大峰值。从菌株GS—1挥发性物质中分离到34个化学组分，鉴定了其中18个组分，主要组分为[3S—（3α，3aβ，5α）]—1，2，3，3a，4，5，6，7—八氢—α，α，3，8—四甲基—5—薁甲醇、表荜澄茄油烯醇和α—广藿香烯，分别占挥发性物质总量34.22%、10.70%和5.60%。这些结果为菌株GS—1挥发性物质在植物病害防控中的合理开发和高效利用提供了理论依据。     

“贵长”猕猴桃花粉直感效应研究

为了探讨不同授粉树对“贵长”猕猴桃着果率及果实品质的影响,进而为科学选配授粉树提供依据,从贵州省水城县及修文县选择18个不同品种(株系)授粉树,比较花粉性状并保存花粉,在“贵长”猕猴桃雌花盛花期时进行人工授粉,比较不同花粉授粉下的果实品质差异。结果表明,“贵长”猕猴桃在单果质量、种子数、种子质量、种子大小、果形、可溶性糖含量、可滴定酸含量、可溶性固形物含量、维生素C含量、可溶性蛋白含量以及干物质含量方面均表现出明显的花粉直感效应,而果皮茸毛未表现出花粉直感效应。猕猴桃单果质量受种子数、种子大小、种子质量及其他因素共同影响。多数情况下,高倍体作为父本表现出高着果率。在供试雄株中,“GX1”和“GX12”给“贵长”猕猴桃授粉的综合表现较好,适合作为“贵长”猕猴桃的配套授粉树。