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。     

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。     

解淀粉芽胞杆菌YU-1对水稻纹枯病的防治作用

本文旨在筛选对水稻纹枯病有生防作用的菌株,并初步探索其生防作用机理。收集水稻、甘蓝、黄瓜等不同植物根际土壤,采用稀释分离和对峙培养法筛选对水稻纹枯病菌Rhizoctonia solani Kühn有抑菌作用的菌株;通过离体接种防效、盆栽防效、抑菌谱、对水稻纹枯病菌菌核萌发及形成的抑制作用等方面评价其生防潜力,并对生防菌株进行鉴定。结果表明,从采集的37份根际土壤中共分离获得细菌297株,其中4株对纹枯病菌具有较好的拮抗作用,菌株YU-1对水稻纹枯病菌菌丝生长的抑制率达89.8%;对西瓜枯萎病菌、草莓灰霉病菌、番茄早疫病菌、油菜菌核病菌、小麦赤霉病菌菌丝生长的抑制率均在85%以上;对水稻纹枯病的离体和盆栽防效分别为73.1%和66.3%;对水稻纹枯病菌菌核萌发的抑菌率在92%以上;经生理生化和分子鉴定为解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens。由此可看出,菌株YU-1对水稻纹枯病的防治具有较强的应用价值,具有进一步开发成生物农药的潜力。     

辣椒细菌性果实条斑病菌生物学特性及抑菌药剂筛选

研究辣椒细菌性果实条斑病菌的生物学特性,对病原菌进行室内药剂筛选,旨在为田间病害规律研究和病害防治提供依据。采用紫外分光光度计测定病原菌在不同温度、pH、NaCl浓度下的生长速率。采用滤纸片抑菌圈法对病原菌进行室内药剂筛选试验。结果表明,辣椒细菌性果实条斑病菌最适生长温度为28℃,最适pH 7.0,病原菌的耐盐性为12%。18种供试药剂在药剂推荐使用剂量范围内,四霉素、乙蒜素、77%志信、氯溴异氰尿酸4种药剂对病原菌有抑菌效果,对这4种药剂进行毒力测定,结果表明四霉素的毒力较强,EC₅₀值为11.75 mg/L,毒力强于其他3种试剂,四霉素可作为田间防治药剂的首选。     

行星变速机构换挡变胞与其构态属性自动识别

针对数学表征行星变速机构换挡变胞过程及自动识别各挡位构态属性较难的问题，首先，解析了行星变速机构变胞理论，基于机构转换法定义相对转速意义下行星排构件间运动副约束函数的转换规则，构建以约束函数为元素的行星变速机构构件和关联关系的邻接矩阵；然后，根据换挡逻辑分析了操纵离合器和制动器的换挡变胞过程，基于邻接矩阵分别推导这两种换挡构态演变的变胞方程，建立包含行星排空转和整体回转等特殊构态的判别准则，结合实例分析揭示换挡变胞机理；最后，通过建立相对转速方程和行星变速机构特性参数识别，结合行星变速机构等效拓扑模型的约束条件，提出了基于构态变胞方程的行星变速机构传动比和转矩自动建模和求解方法，实现了行星变速机构各挡位构态属性的自动识别。以某拖拉机行星变速器为例进行了分析，验证了该方法的可行性和有效性。     

生防菌株PF-1基于全基因组数据的分类鉴定及拮抗能力分析

基于全基因组数据,确定生防菌株PF-1的分类地位,验证其对植物病原菌的拮抗作用以及挖掘其潜在的生防功能。通过全基因组中16S rRNA基因序列的系统发育分析及基因组分析方法确定生防菌株PF-1的分类地位,通过平板对峙方法研究其对马铃薯枯萎病菌和棉花黄萎病菌的拮抗能力;利用antiSMASH软件分析和预测菌株PF-1的抗生素相关基因并挖掘其生防潜力。基于16S rRNA基因序列的系统发育分析及基因组分析结果,PF-1被鉴定为防御假单胞菌(Pseudomonas protegens),同时发现PF-1基因组中存在15种次生代谢产物基因簇,具有良好的抑制病原菌生长和提高植物抗病性的能力,在农业中具有良好的应用前景。     

具有III型分泌系统的Pseudomonas moraviensis FP1761植物益生功能及其全基因组分析

 本研究从节瓜根际分离到一株具有防病促生功能的荧光类假单胞菌FP1761。该菌株对部分植物病原真菌和细菌具有拮抗能力,能够解钾、解有机磷和无机磷,可产生氨、蛋白酶、嗜铁素、吲哚乙酸。生物测定表明菌株FP1761可显著促进小麦生长。生理生化、平均核苷酸相似度、16S rDNA和多基因分析将FP1761鉴定为摩拉维亚假单胞菌(Pseudomonas moraviensis)。菌株FP1761基因组草图全长6.12 Mb,(G+C)含量为59.9%,共编码5467个基因序列。将该菌株与种内3个代表性菌株进行泛基因组和核心基因组分析,共产生 4 357个共有基因,菌株FP1761特有基因327个。利用antiSMASH对菌株次生代谢基因簇进行预测,发现其含有8个潜在的次生代谢产物基因簇。其中两个基因簇与嗜铁素pyoverdine合成相关,未见聚酮类合成基因。基因组分析发现,该菌株具有与病原性假单胞菌相似的III型分泌系统,但丢失了效应蛋白调控因子hrpS和转运相关的hrpH和hrpK1基因。对全基因组扫描,菌株FP1761仅保留了病原性假单胞菌的保守效应蛋白AvrE和HopAA1-1。FP1761是目前已发现的唯一具有III型分泌系统的摩拉维亚假单胞菌。本研究表明摩拉维亚假单胞菌FP1761具有潜在的植物防病促生功能,但其III型分泌系统与植物益生互作机制有待进一步解析。     

集胞藻Synechocystis sp. PCC 6803 slr1501的克隆及原核表达分析

组蛋白乙酰基转移酶上调表达与抗逆性有一定相关性。集胞藻Synechocystis sp. PCC 6803 Slr1501是一个未知蛋白,预测其属于组蛋白乙酰基转移酶GNAT家族N-乙酰基转移酶。为了进一步明确slr1501基因功能,本研究从集胞藻6803中克隆slr1501基因,成功构建了pET-28a(+)-slr1501原核表达载体,并转化至大肠杆菌BL21(DE3)进行分析。经1 mmol/L IPTG诱导2 h后Slr1501蛋白成功表达,表达量随诱导时间的延长而增加,且主要以包涵体形式表达。Western blot检测结果显示Slr1501重组蛋白特异性表达。本试验结果为进一步研究该基因的功能奠定了基础。