影响越冬期意大利蜜蜂健康的病毒种类研究

通过比较分析3个蜂场共48群意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)越冬前与越冬后的病毒感染情况,及其中1个蜂场8群蜜蜂越冬期间病毒感染情况的变化,探究与越冬期蜜蜂健康紧密相关的病毒种类。结果表明,残翅病毒(Deformed wing virus,DWV)、黑蜂王台病毒(Black queen cell virus,BQCV)和以色列蜜蜂麻痹病毒(Israeli acute paralysis virus,IAPV)在越冬意蜂群中感染率很高。与越冬后正常蜂群相比,濒临死亡蜂群的IAPV基因组拷贝数极显著提高,达到了1×10~9左右;出现蜂群死亡的蜂场在越冬期间,蜂群DWV基因组拷贝数呈下降趋势,IAPV基因组拷贝数呈上升趋势。以上结果表明,IAPV是影响越冬期意蜂健康的最主要病毒。     

共生菌群在熊蜂生长发育过程中的动态变化

【目的】了解人工饲养的兰州熊蜂（Bombus lantschouensis）肠道内共生菌群的组成,探明主要肠道共生菌群在熊蜂生长发育过程中的变化规律,为进一步开展熊蜂共生菌功能的研究奠定基础。【方法】以兰州熊蜂肠道总DNA为模板,使用细菌通用的774F和1391R引物进行PCR扩增,构建细菌16S rDNA文库,挑取单克隆菌落测序,测得序列去除chimera后,以序列相似性97%为标准,划分分类操作单元（operational taxonomic units,OTU）,采用BLASTn进行序列同源性分析,确定细菌种类,分析熊蜂肠道菌群的组成。根据克隆文库测得的Gilliamella apicola和Snodgrassella alvi细菌16S rDNA序列设计特异性引物。用G. apicola和S. alvi的特异性引物进行PCR扩增,构建重组子质粒,构建好的质粒经浓度测定后,10倍梯度稀释成5个浓度梯度,进行荧光定量PCR检测,绘制标准曲线。以兰州熊蜂的卵、幼虫、蛹以及0、5、10、15、20日龄的工蜂肠道DNA为模板,采用熊蜂β-actin为内参基因,对样品中的共生菌G. apicola和S. alvi进行荧光定量PCR分析,并比较不同日龄、不同虫态每微升肠道基因组DNA样品中检测到的细菌16S rDNA基因的拷贝数,分析共生菌数量在熊蜂生长发育过程中的变化。不同日龄、不同虫态之间相对表达量的显著性差异用软件SPSS19.0的单因素ANOVA方差分析进行统计。【结果】从文库中随机挑选213个单克隆进行测序,经过Chimeras分析后,共得到202个有效序列,这些序列共划分为16个OTU。测得的序列与登录的相应细菌16S rDNA序列的相似性在93%-99%。在克隆文库测得的细菌16S rDNA序列中,G. apicola占45%、S. alvi占30%、Bifidobacterium占10%、Fructobacillus fructose占5%、Lactobacillus占2%、Flavobacterium aciduliphilum占2%,其他细菌占6%。其中G. apicola和S. alvi为兰州熊蜂肠道内的主要共生菌,qPCR结果表明两种共生菌在不同日龄、不同虫态的熊蜂肠道内都能检测到,两种细菌的数量在熊蜂发育过程中的变化趋势相似,即先增加后减少,最后达到稳定状态。G. apicola和S. alvi在熊蜂的卵、幼虫和蛹中数量都较少,在5日龄时的数量达到峰值,显著高于其他日龄,之后又逐渐减少,在15日龄后趋于稳定,第15、20日龄之间差异不显著。【结论】人工饲养的兰州熊蜂肠道中主要有4个种属的常见共生菌：G. apicola、S. alvi、F. fructosus和Bifidobacterium,其中G. apicola和S. alvi是其体内的优势菌。G. apicola和S. alvi在熊蜂中都具有水平和垂直传播的特性,两种共生菌在熊蜂的卵、幼虫和蛹中都检测到,但数量较少,工蜂出房后细菌大量增殖并在出房15 d左右形成稳定的共生菌群。熊蜂生长发育过程中体内共生菌数量的变化可能与这两种细菌对熊蜂的作用有关。     

微小RNA介导东方蜜蜂微孢子虫侵染意大利蜜蜂工蜂的分子机制

【目的】通过对东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)纯化孢子与侵染意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica,简称意蜂)工蜂的东方蜜蜂微孢子虫的差异表达miRNA(DEmiRNA)及其靶mRNA进行系统分析,筛选、分析和探讨病原毒力因子和侵染因子相关的DEmiRNA及调控网络,在miRNA组学层面揭示东方蜜蜂微孢子虫对意蜂的侵染机制。【方法】利用small RNA-seq(sRNA-seq)技术对东方蜜蜂微孢子虫感染7 d和10 d的意蜂工蜂中肠和东方蜜蜂微孢子虫纯化孢子(NcCK)进行深度测序,通过连续比对rRNA数据库、西方蜜蜂(Apis mellifera)基因组和东方蜜蜂微孢子虫基因组筛滤出处于侵染过程的东方蜜蜂微孢子虫(NcT1和NcT2)数据和东方蜜蜂微孢子虫孢子的测序数据。根据P≤0.05,|log2 fold change|≥1的标准,通过比较分析筛选出各比较组中的差异表达miRNA(differentially expressed miRNA,DEmiRNA)。通过相关生物信息学软件对DEmiRNA进行表达谱分析,靶mRNA预测及功能和代谢...     

东方蜜蜂微孢子虫对密林熊蜂的致病机理

【目的】明确东方蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）对密林熊蜂（Bombus patagiatus）的侵染性及致病机理。【方法】采用传统生物学和电镜超微结构观察的方法,结合qPCR定量分析对东方蜜蜂微孢子虫在密林熊蜂上的致病机理进行探讨。【结果】感染初期工蜂除取食减少和行动迟缓外无明显外观染病特征,感染后期工蜂萎靡、衰弱、飞翔无力。解剖后镜检发现中肠仅存少量孢子,但充满大量细菌;熊蜂肠道组织切片发现东方蜜蜂微孢子虫侵染中肠上皮细胞后导致核膨大并变形、线粒体体积变小甚至解体,内质网紊乱,但孢子只侵染寄主细胞质而不侵入细胞核,最终导致线粒体解体,细胞破裂;qPCR定量分析得出接种后3-4 d中肠和脂肪体中微孢子虫的感染量达到最高值,其它组织则基本未检测到。【结论】东方蜜蜂微孢子虫可侵染异源寄主熊蜂,致病机理为微孢子虫引起寄主中肠上皮细胞内溶物发生病变,并导致整个中肠上皮细胞的破裂和凋亡。     

感染意大利蜜蜂工蜂的东方蜜蜂微孢子虫及其纯化孢子的高表达基因分析

为探究东方蜜蜂微孢子虫(Nosema ceranae)在侵染意大利蜜蜂(Aips mellifera ligustica)过程的基因表达谱及高表基因(highly expressed gene,HEG)的功能,本研究利用RNA-seq技术对N.ceranae感染的意蜂工蜂7和10 d工蜂中肠(NcT1和NcT2)及其纯化孢子(NcCK)进行高通量测序。根据FPKM值≧15的标准筛选出各组的HEG并进行Venn分析,进而通过GO分类和KEGG代谢通路富集分析对各组的共有HEG进行功能注释。测序得到的原始读段经严格质控后分别得到5 816 465、28 501 225和210 824 312条高质量的有效读段,分别从NcT1、NcT2和NcCK中筛选出1 263、1 233和1 511个HEG,其中有1 079个基因在各组均高量表达,分别有15和7个基因仅在NcT1和NcT2中高量表达。GO分类结果显示,共有HEG涉及9个生物学进程相关条目,10个细胞组分相关条目,以及5个分子功能相关条目。KEGG代谢通路富集分析结果表明,共有HEG富集在218条代谢通路,富集基因数最多的是核糖体、Epstein-Barr病毒感染、细胞周期、内质网蛋白加工和真菌核糖体生物合成。深入分析结果显示分别有5和5个共有HEG富集在MAPK和cAMP信号通路,表明此2条信号通路及富集的HEG可能在N.ceranae的环境应激和侵染过程中发挥重要作用。研究结果提供了N.ceranae感染意蜂工蜂过程中的基因表达谱,揭示了HEG的作用,为深入解析N.ceranae的侵染机制打下了初步基础。     

转录组学分析意大利蜜蜂脑部哺育行为相关基因

【目的】意大利蜜蜂(Apis mellifera ligustica)哺育行为在维护蜂群稳定和生产蜂王浆方面发挥重要作用。本研究通过人工组建蜂群获得相同日龄的哺育蜂和采集蜂,筛选出排除日龄因素干扰后哺育蜂脑部与哺育行为密切相关的差异表达基因,揭示哺育蜂脑部调控哺育行为的分子网络。【方法】通过人工组建蜂群的方法获得3日龄工蜂、10日龄哺育蜂和采集蜂、21日龄哺育蜂和采集蜂,解剖各组工蜂头部获得脑组织样本,应用RNA-seq技术对5组脑部样本(3日龄工蜂、10日龄哺育蜂、10日龄采集蜂、21日龄哺育蜂、21日龄采集蜂)中基因表达量进行转录组测序的全面分析,筛选出哺育蜂脑部哺育行为密切相关的差异表达基因,并对这些差异表达基因进行GO和KEGG富集分析。同时利用实时荧光定量PCR(qPCR)对随机选取的4个差异表达基因的表达模式进行验证。【结果】RNA-seq分析筛选得到32个与哺育蜂哺育行为密切相关的差异表达基因,这些基因在10日龄哺育蜂脑中表达量均显著高于3日龄工蜂、10日龄采集蜂、21日龄采集蜂,且在21日龄哺育蜂脑中的表达量也显著高于21日龄采集蜂。GO富集分析发现上调差异表达基因主要...     

球囊菌侵染对意大利蜜蜂成年工蜂的影响

为了探究球囊菌侵染对意大利蜜蜂成年工蜂存活率、免疫基因、发育基因及肠道菌群的影响，将纯化培养的球囊菌孢子接种6日龄意大利蜜蜂成年工蜂，利用荧光定量PCR(qRT-PCR)检测球囊菌侵染对意大利蜜蜂成年工蜂免疫基因、发育基因及肠道菌群的影响。结果表明，连续3 d接种球囊菌孢子对意大利蜜蜂成年工蜂存活率无显著影响(χ²=0.133,P=0.715)。意大利蜜蜂工蜂中肠与后肠球囊菌孢子含量在接种球囊菌孢子4 d时分别显著高于接种8 d时(P<0.05)。与未接种组相比，接种球囊菌孢子4 d，意大利蜜蜂成年工蜂免疫相关基因abaecin、apidaecin、defensin-1、defensin-2、hymenoptaecin、GNBP-1和IMD均显著上调表达(P<0.05)；接种球囊菌孢子8 d，意大利蜜蜂成年工蜂免疫相关基因相对表达量无显著差异(P>0.05)；接种球囊菌孢子4 d和8 d，发育相关基因VGMC、usp、kr-h1、AMHex10869相对表达量无显著差异(P>0.05)。与未接种组相比，接种球囊菌孢子4 d，意大利蜜蜂成年工...     

中华蜜蜂“白头蛹”的病原检测及病因分析

【目的】中华蜜蜂"白头蛹"是危害养蜂业最严重的病害之一,至今尚未有中华蜜蜂"白头蛹"病因的确切报道。为此,本研究将对"白头蛹"的发病原因进行分析。【方法】在河北秦皇岛、陕西安康和辽宁丹东三地收集临床表现为"白头蛹"的中华蜜蜂病死幼虫,利用RT-PCR方法对常见蜜蜂病毒CSBV、DWV、BQCV和ABPV等进行检测,利用鲜血琼脂培养基进行细菌分离、培养。接种的样品经37℃培养24 h,挑选出培养基上不同形态的菌落(特别是具有β溶血环的菌落)进行菌落纯化培养。挑取单个菌落,革兰氏染色法观察细菌镜下形态;再对分离细菌的16S rRNA基因进行PCR扩增、测序,微量生化鉴定管对其生化特性进行鉴定。在对"白头蛹"病因综合分析的基础上,对粘质沙雷氏菌进行感染回归试验。【结果】病料中无常见蜂病毒;从3个地区的病虫体内分离细菌8株,包括粘质沙雷氏菌、表皮葡萄球菌、液化沙雷氏菌、肺炎克雷伯氏菌和蜡样芽胞杆菌,其中粘质沙雷氏菌在所有的样品中都检测到,鉴于此,对粘质沙雷氏菌进行幼虫感染试验,结果接种粘质沙雷氏菌幼虫不能正常化蛹、死亡,病理组织学检查出现了类似于临床自然死亡虫体的病变。【结论】结合相关报道,综合分析粘质沙雷氏菌可能是"白头蛹"的致病菌,应激因素是"白头蛹"发生的诱因。本研究为中华蜜蜂"白头蛹"病的致病原因分析及其防治奠定了基础。     

中蜂和意蜂的工蜂不同发育期抗氧化酶类同工酶及其活性的比较

用聚丙烯酰胺凝胶垂直板电泳方法研究中蜂和意蜂的工蜂不同发育时期的抗氧化同工酶,检测其活性,发现中蜂和意蜂的工蜂在不同发育阶段抗氧化同工酶有着较大差异,同工酶的活性变化也较大;中蜂、意蜂的工蜂的抗氧化同工酶极相似,其活性差异不显著(P>0.05),探讨了蜜蜂在抗氧化酶类同工酶生物学方面的差异。     

三种人工饲料对中华蜜蜂春繁的影响

实验以中华蜜蜂为实验材料,通过饲喂3种不同人工饲料,检测其对中华蜜蜂春繁群势、封盖子数及工蜂初生重的影响。结果表明:3种不同人工饲料的实验组蜂群在春繁群势与封盖子数方面的饲养效果均与对照组(A组)差异不显著(P>0.05);但在工蜂初生重方面,实验组B(饲喂花粉+熟豆粉+酵母粉+白糖)的饲养效果与对照组蜂群差异不显著(P>0.05),但显著高于另外两个实验组蜂群(C组和D组)(P<0.05)。     

环介导等温扩增（LAMP）技术检测蜜蜂球囊菌

【目的】建立一种快速、灵敏的检测蜜蜂球囊菌（Ascosphaera apis）的环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)方法,为监测和防治蜜蜂白垩病提供技术支撑。【方法】根据蜜蜂球囊菌特异性序列ITS区,用在线引物设计软件PrimerExplorer V4.0设计并合成4条特异性引物A.apis-F3 (5′-ACATTGCGCCCTCTGGTA-3′)、A.apis-B3 (5′-TGGTTAGACCGGACAGTCG-3′)、A.apis-FIP (5′-TAAGACGGGACGATCGCCC AACCTGTCCGAGCGTCATTG-3′)和 A.apis-BIP (5′-GAAAGGCAGTGACGGCGTCGGGCCACTAGAGCGAAAGAC-3′),进行LAMP扩增试验,分别设置Mg²⁺终浓度为0、2、4、6、8、10、12、14 mmol·L^-1, dNPTs终浓度为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8 mmol·L^-1, 内引物FIB/BIF终浓度为0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2、1.4、1.6、1.8 mmol?L^-1,甜菜碱终浓度分别为0、0.2、0.4、0.6、0.8、1.0、1.2 mol·L^-1,反应温度为58、60、63、65℃,反应时间分别为30、40、50、60 min,并利用实时浊度仪测定浊度值和扩增产物进行琼脂糖凝胶电泳来检测LAMP反应的结果,确定优化的LAMP检测体系。以东方蜜蜂微孢子虫（Nosema ceranae）、蜜蜂微孢子虫（Nosema apis）、蜜蜂残翅病毒（Deformed wing virus,DWV）、蜜蜂囊状幼虫病毒（Sacbrood virus,SBV）、黑蜂王台病毒（Black queen cell virus,BQCV）和以色列急性麻痹病毒（Israel acute paralysis virus,IAPV）基因组为模板进行特异性验证。并用PvuⅠ酶切验证产物,最终确定LAMP反应体系的准确性;进而通过将蜜蜂球囊菌基因组DNA进行10倍梯度稀释,分别获得DNA浓度0.2231、0.2231×10^-1、0.2231×10^-2、0.2231×10^-3、0.2231×10^-4、02231×10^-5、0.2231×10^-6、0.2231×10^-7、0.2231×10^-8 μg·μL^-1作为模板,比较LAMP和普通PCR检测灵敏度,并检测验证该技术在临床应用上的可行性。【结果】建立了一种特异检测蜜蜂球囊菌的方法,反应条件优化后的检测体系为4 mmol·L^-1 Mg²⁺、1.2 mmol·L^-1 dNTPs、1.6 mmol·L^-1 FIP/BIP、0.4 mol·L^-1甜菜碱,并在63℃反应60 min可完成检测。选用蜜蜂球囊菌、东方蜜蜂微孢子虫、蜜蜂微孢子虫、蜜蜂残翅病毒、蜜蜂囊状幼虫病毒、黑蜂王台病毒和以色列急性麻痹病毒的基因组作为LAMP反应模板进行特异性检测,结果显示仅有蜜蜂球囊菌有扩增曲线和梯状条带,建立的LAMP检测体系有很好的特异性。将蜜蜂球囊菌基因组DNA浓度0.2231、0.2231×10^-1、0.2231×10^-2、0.2231×10^-3、0.2231×10^-4、0.2231×10^-5 μg·μL^-1作为模板进行PCR反应后,检测结果为阳性,随DNA浓度降低,电泳检测不能观察到PCR的扩增产物。进行LAMP反应时,浊度曲线和电泳条带显示可检测DNA浓度为0.2231×10^-6 μg·μL^-1。LAMP每反应检出量比PCR高10倍,并且方法简单、节省时间。【结论】成功建立了准确、快速、低成本的LAMP检测蜜蜂球囊菌技术,为相关研究和应用提供了技术支持。     

我国不同地区熊蜂短膜虫的感染情况及亲缘关系

【目的】探明熊蜂肠道寄生虫——短膜虫（Crithidia bombi）的流行规律以及不同蜂种、不同地区间寄生的熊蜂短膜虫的亲缘关系。【方法】调查内蒙古、甘肃、青海、四川4个省（自治区）的25种1 007只熊蜂的短膜虫感染情况,对不同蜂种、不同地区间熊蜂短膜虫的感染率进行卡方检验（SPSS 22.0）,并对熊蜂短膜虫的内转录间隔区ITS序列进行PCR扩增、克隆、测序。利用特异的ITS引物扩增待检测的熊蜂肠道总DNA,之后进行凝胶电泳检测,通过是否扩增出675 bp的熊蜂短膜虫ITS基因片段来判断待检测的蜂群是否感染了熊蜂短膜虫,再进一步测序,分析不同蜂种、不同地区寄生的熊蜂短膜虫之间的亲缘关系。【结果】在调查的所有样品中,有20种262只熊蜂被短膜虫感染,感染率为26.0%。感染率最高的两种熊蜂是白背熊蜂（Bombus festivus）和火红熊蜂（B. pyrosoma）,而西伯熊蜂（B. sibiricus）的短膜虫感染率最低;青海省熊蜂的短膜虫感染率最高,而内蒙古熊蜂的短膜虫感染率最低;雄蜂的感染率极显著高于工蜂和蜂王。另外,除了甘肃省的黑尾熊蜂（B. melanurus）和猛熊蜂（B. difficillimus）,四川省的疏熊蜂（B. remotus）、兴熊蜂（B. impetuosus）和弗里熊蜂（B. friseanus）所感染的短膜虫与其他短膜虫亲缘关系较远之外,其余大部分的熊蜂短膜虫的亲缘关系较近。【结论】熊蜂短膜虫对我国熊蜂的感染广泛,且不同蜂种、不同地理环境和不同级型间熊蜂短膜虫的感染率均有差别。熊蜂经过长期群体进化演变,不同地区形成相对固定的优势种类,因此各地区所捕捉到的熊蜂种类不同。对我国不同地区熊蜂短膜虫感染情况的统计分析侧重于样本量≥30的种类,这些种类是各地区的优势种类,另外一些熊蜂虽未能采集足够的样本,但根据已采集的样本量分析得出的感染率较高。熊蜂短膜虫存在寄主专一性,且对熊蜂宿主的感染具有适应性。我国部分地区熊蜂感染的短膜虫的亲缘关系总体来说较强,但也受到地理位置及其寄主熊蜂蜂种的影响。     

烟草NbbZIP28突变体的创建及其对病毒侵染胁迫的响应

【目的】bZIP类转录因子参与植物的生长发育、激素信号、抗病性及抗逆性等多种生物胁迫过程。前期研究表明黄瓜花叶病毒(Cucumber mosaic virus,CMV)或烟草花叶病毒(Tobacco mosaic virus,TMV)侵染本氏烟(Nicotiana benthamiana)上调内质网应激（endoplasmic reticulum stress,ERs）因子NbbZIP28;NbbZIP28沉默导致病毒积累量上升,本研究旨在验证NbbZIP28对病毒侵染胁迫的响应机制。【方法】通过CRISPR/Cas9基因编辑技术和烟草遗传转染创建NbbZIP28基因突变植株,以野生型植株为对照,分别浸润接种侵染性克隆TMV-GFP、摩擦接种TMV-GFP或CMV接种液,检测突变体植株对病毒侵染胁迫的敏感性变化,接种CMV后0-48 h,采用qRT-PCR检测内质网应激相关的未折叠蛋白反应（unfolded protein response,UPR)基因的表达。本氏烟接种TMV 24 h、接种CMV 48 h后,在接种叶上浸润融合蛋白NbbZIP28-GFP,瞬时表达48 h后,采用Western blot检测病毒诱导NbbZIP28蛋白的水解激活;采用在线搜索工具PlantCARE分析NbbZIP28启动子区域中参与防卫和应激反应的顺式作用元件。【结果】CRISPR/Cas9定点敲除NbbZIP28后,目的基因靶位点缺失了10个碱基,导致翻译错误、蛋白功能变化。在正常生长条件下,转基因阳性植株与野生型无显著的表型差异。植株接种TMV-GFP后4-8 d,突变体中的病毒浸润斑亮度或初侵染点数目均显著高于野生型,扩展至新叶的速度较快。接种CMV后12-48 h,突变体中UPR相关基因BiP、PDI、CAM及NbbZIP28下游基因NF-YC2的表达量显著低于野生型;5-7 d突变体中的病毒外壳蛋白（coat protein,CP）基因表达量显著高于野生型,花叶及皱缩症状更显著。蛋白质序列比对分析显示NbbZIP28具有与拟南芥AtbZIP28相同的S1P和S2P蛋白酶水解位点。Western blot检测发现,与接种清水对照相比,TMV或CMV侵染显著促进了全长的融合蛋白NbbZIP28-GFP在S1P和S2P位点发生裂解。NbbZIP28启动子序列中包含5个参与热应激反应的顺式作用元件（heat stress response element,HSE）、3个参与低温反应的顺式作用元件（low temperature response element,LTR）、1个参与防卫和应激反应的顺式作用元件（TC-rich repeats）。【结论】病毒侵染促进NbbZIP28的水解激活并上调相关的UPR基因;NbbZIP28敲除导致植株对病毒的敏感性上升,病毒诱导的UPR基因表达被抑制。NbbZIP28为病毒侵染胁迫下的UPR调控因子,在病毒侵染早期通过上调UPR信号和提高寄主基础防卫反应而延缓病毒的侵染和增殖。     

蓝莓休克病毒IC-RT-nested PCR检测技术

【目的】蓝莓休克病毒(Blueberry shock virus,BlShV)是蓝莓上主要病毒之一,侵染蓝莓后能够对其产量造成严重影响。研究旨在建立用于BlShV快速检测的IC-RT-nested PCR技术,为该病毒的检测鉴定提供可靠的技术手段。【方法】根据GenBank已报道的BlShV基因序列,设计一对外侧引物(BlShV-F/BlShV-R)和一对内侧引物(BlShV-1/BlShV-2),以感染BlShV的蓝莓病叶为材料,利用免疫IC-RT-PCR(免疫捕获RT-PCR)和nested PCR(巢式PCR)建立BlShV的IC-RT-nested PCR检测技术;分别以BlShV、蓝莓焦枯病毒(Blueberry scorch virus,BlScV)、蓝莓带化病毒(Blueberry shoestring virus,BSSV)、蓝莓叶斑驳病毒(Blueberry leaf mottle virus,BLMoV)、烟草环斑病毒(Tobacco ringspot virus,TRSV)、番茄环斑病毒(Tomato ringspot virus,ToRSV)和健康蓝莓叶片为对象,测定该检测技术的特异性;将BlShV第1轮、第2轮PCR产物分别回收纯化后连接到pMD18-T载体,连接产物转化大肠杆菌DH5α后筛选阳性克隆,进行测序和序列比对验证该检测技术的准确性;将感染BlShV的蓝莓病叶提取液用健康蓝莓叶片提取液进行10倍梯度稀释,测定该检测技术的灵敏度,并与DAS-ELISA方法相比较;利用建立的IC-RT-nested PCR对收集的中国福建、吉林、辽宁地区蓝莓叶片样品(53份)和进境美国蓝莓叶片(15份)进行实际检测,并对上述样品采用普通RT-PCR方法进行验证。【结果】建立的IC-RT-nested PCR方法成功从感染BlShV病叶提取液第1轮PCR扩增出约746 bp大小的目的片段,第2轮PCR扩增出约486 bp大小的目的片段,未从健康蓝莓叶片提取液和空白对照扩增出目的片段;特异性测定结果表明,IC-RT-nested PCR具有良好的特异性,仅从感染BlShV蓝莓病叶提取液第1轮、第2轮PCR分别扩增到目的片段,而从BlScV、BSSV、BLMoV、TRSV、ToRSV和健康蓝莓叶片提取液第1轮、第2轮均未扩增到相应的目的片段;序列分析结果显示,感染BlShV蓝莓病叶提取液第1轮、第2轮PCR产物的序列同预期大小完全一致,分别为746、486 bp,将获得的两轮PCR产物序列与GenBank数据库中的BlShV基因序列进行比对,结果显示第1轮、第2轮PCR产物的序列与已报道的BlShV核苷酸序列一致性均达99%,证实两轮PCR产物均为BlShV特异性产物,进一步验证了扩增结果的准确性;灵敏度测定结果表明,IC-RT-nested PCR的第1轮PCR能够检测到稀释102倍的BlShV病叶提取液,灵敏度与DAS-ELISA相当,经过第2轮PCR,灵敏度提高100倍,能够检测到稀释104倍的BlShV病叶提取液;蓝莓样品IC-RT-nested PCR测定结果显示,2份来自于美国的蓝莓叶片样品扩增出大小约486 bp的目的片段,BlShV检出率为13.3%,而中国福建、吉林、辽宁地区蓝莓叶片样品上均未扩增出相应的目的片段,未检测到BlShV,该检测结果与普通RT-PCR验证结果完全相符,表明建立的IC-RT-nested PCR能够用于蓝莓样品的实际检测。【结论】建立的IC-RT-nested PCR具有快速、特异、准确和灵敏的优点,适合于田间和进出境口岸蓝莓样品上BlShV的检测鉴定。     

胶质类芽孢杆菌与慢生大豆根瘤菌复合接种效果评价

【目的】胶质类芽孢杆菌（Paenibacillus mucilaginosus）和慢生大豆根瘤菌（Bradyrhizobium japonicum）作为微生物肥料的生产菌种,凭借其良好的解钾溶磷促生效果及共生固氮功能,广泛应用于农业生产,目前对其单一菌种促生或固氮效果及机理已有较多报道。本研究旨在开展胶质类芽孢杆菌与慢生大豆根瘤菌复合接种研究,评价其接种效果,并对作用机理初探,为开发功能复合型微生物菌剂,丰富微生物肥料产品提供技术支持。【方法】田间小区试验在山东省泰安市农业科学院邱家店科研基地进行。设T1（空白对照）,T2（胶质类芽孢杆菌3016单接种）,T3（慢生大豆根瘤菌5136单接种）,T4（胶质类芽孢杆菌3016和慢生大豆根瘤菌5136复合接种）和T5（常规施肥）5个处理,4次重复。分析大豆播种前（0 d）、花荚期（50 d）、鼓粒期（80 d）和成熟期（110 d）土壤肥力、土壤微生物区系的变化及对大豆品质的影响。【结果】接种胶质类芽孢杆菌和大豆根瘤菌的各处理均能提高单株籽粒重、产量和收获指数,其中以复合接种处理效果最优,分别高于对照处理12.8%、9.3%和41.0%,且差异显著;该处理下,大豆茎叶和籽粒的氮、磷、钾含量都具有较高水平,特别是籽粒钾、茎叶氮和茎叶磷,分别比对照提高了5.7%、9.3%和38.5%,复合接种能显著提高大豆产量和品质。在土壤肥力方面,施用胶质类芽孢杆菌、根瘤菌和化学肥料对土壤全氮、速效磷、速效钾和有机质均有一定程度的改善和提高,其中以复合接种效果最佳,成熟期各指标分别比对照提高了16.5%、43.7%、8.5%和15.5%;相对于化学肥料,施用胶质类芽孢杆菌和慢生大豆根瘤菌的各处理,对土壤肥力提高效果更有持久性且对土壤pH影响更小,其中复合接种能显著改善土壤肥力。除此之外,复合接种还能够丰富土壤微生物群落多样性,提高微生物总量,尤其是增加细菌和放线菌数量,抑制真菌增长,有利于土壤实现由“真菌型”向“细菌型”的良性转变。典型对应分析结果表明,pH和速效钾是引起土壤细菌群落变化的主控环境因子。【结论】胶质类芽孢杆菌和慢生大豆根瘤菌复合接种不仅能够改善大豆品质、增加产量,还能提高土壤肥力、改善土壤微生物区系,是一种节本增效的施肥方式,具有良好的应用前景。     

西瓜细菌性果斑病菌鞭毛基因fliS的功能分析

【目的】西瓜细菌性果斑病由西瓜噬酸菌(Acidovorax citrulli,Ac)引起,是一种严重的世界性病害。细菌的鞭毛通常被认为是细菌的运动器官,在细菌的侵染过程中也起重要作用,已有报道表明这种作用可受鞭毛蛋白基因fliS的调控,目前西瓜细菌性果斑病菌鞭毛蛋白基因fliS的功能及其调控机理尚不清楚,本研究旨在探讨该基因在鞭毛形成和致病性等生物学特性中的作用。【方法】以果斑病菌野生型致病菌株1号基因组DNA为模板,设计一系列引物,PCR扩增敲除基因fliS的上下游片段,通过回收、酶切、连接、转化等步骤构建敲除载体和互补载体,然后采用三亲杂交法,根据同源重组的原理,构建fliS基因缺失突变菌株及其互补菌株,并对其鞭毛的形态特征、致病性、过敏反应、游动性、群体感应、菌膜、生长速率、菌落形态等生物学特性进行测定;进一步提取细菌总RNA,以谷氨酰胺合成酶基因glnA为参照来校正目标基因的表达量,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法,比较野生菌株、敲除菌株和互补菌株部分鞭毛蛋白基因flh D、fliE、fliC、flgK、flgM、fliD和fliA的表达量差异。【结果】通过抗性基因Gm的筛选和PCR验证,成功构建了果斑病菌鞭毛蛋白基因fliS缺失突变菌株1-fliS及其互补菌株1-fliShb,并对所得菌株的生物学特性和鞭毛进行观察,结果表明,与野生菌株相比,鞭毛蛋白基因缺失突变菌株的游动性、菌膜形成能力减弱,互补后游动性、菌膜形成能力基本恢复;缺失突变菌株对甜瓜、西瓜幼苗以及西瓜果实的致病性降低,互补后对西瓜、甜瓜幼苗及西瓜果实的致病力完全恢复。电镜测试显示,突变菌株鞭毛变短,长度约为野生菌株的1/3—1/4,互补后鞭毛合成能力基本恢复,鞭毛长度约为野生菌的4/5;光学显微镜下,可观察到在NA平板上的野生菌株菌落周围有明显的由细菌颤泳形成的特殊晕圈,而缺失突变菌株在NA平板上不能形成这种晕圈,互补后晕圈形成能力部分恢复;缺失突变菌株的生长速率比野生菌株慢,互补后生长速率没有恢复;野生菌株、突变菌株和互补菌株在过敏性反应和群体感应方面无差异。qRT-PCR分析结果显示,fliS基因缺失突变后,flh D表达量较野生菌株明显降低,fliE、fliC和flgK表达量较野生菌株明显升高,flgM和fliD表达量略微上升,fliA表达量基本不变;互补菌株中flhD、fliE和fliC表达量部分恢复,flgK、flgM和fliD表达量没有恢复,与突变菌株相同。【结论】鞭毛基因fliS对果斑病菌鞭毛丝的形成、游动性、菌膜形成能力、生长速率、菌落形态、致病性等均有调控作用。     

大豆GmWRKY148的克隆与功能分析

【目的】WRKY转录因子与植物的生物和非生物胁迫应答密切相关。通过对大豆WRKY转录因子基因GmWRKY148的克隆及在大豆发状根中过表达后对疫霉根腐病抗性的分析,探究大豆与大豆疫霉菌互作的作用机理。【方法】以拟南芥的AtWRKY44序列为探针,利用同源克隆的方法在大豆Williams 82的根部组织中得到其同源基因Glyma.14G199800,命名为GmWRKY148。对GmWRKY148蛋白进行系统进化树分析;利用qRT-PCR方法分析该基因在大豆的根、茎、叶、子叶和接种大豆疫霉菌不同时间点的转录水平;利用双酶切的方法将GmWRKY148完整的CDS序列连接到植物过表达载体p Bin GFP2中,利用基因枪法将重组质粒转化到洋葱表皮细胞中,进行亚细胞定位分析。利用发根农杆菌K599介导的遗传转化体系,经过GFP荧光筛选和qRT-PCR检测,获得大豆过表达GmWRKY148的阳性发状根(OE-GmWRKY148)和转入p Bin GFP2空载体(EV)的阴性对照发状根。对过表达GmWRKY148发状根和阴性对照发状根接种大豆疫霉菌,统计病斑长度、疫霉积累量和卵孢子萌发情况。【结果】GmWRKY148的CDS序列全长为999 bp,编码332个氨基酸,等电点为7.61。系统进化分析发现,GmWRKY148与菜豆(Phaseolus vulgaris)、蒺藜苜蓿(Medicago truncatula)的WRKY转录因子亲缘关系十分相近,且与菜豆的亲缘关系最近。亚细胞定位结果显示,GmWRKY148定位在细胞核中。组织表达分析显示,GmWRKY148在根中的表达量最高,在茎和叶中次之,在子叶中最低。荧光定量PCR结果表明,接种大豆疫霉菌P6497后,在感病品种Williams和抗病品种Williams 82(含有Rps1k)中,GmWRKY148受诱导逐渐上调表达,在侵染24 h后表达水平均达到最高,但在Williams 82中的上调倍数更高。对过表达GmWRKY148和转空载体的大豆阳性发状根分别接种大豆疫霉菌P6497的菌丝块,比较接种24 h后的病斑长度和疫霉积累量,结果显示,与对照EV相比,过表达GmWRKY148大豆阳性发状根的病斑长度显著变短,疫霉积累量显著降低。对过表达GmWRKY148和EV的大豆阳性发状根分别接种疫霉菌P6497的游动孢子,并在接种后24、36和48 h用显微镜观察菌丝的侵染及卵孢子萌发数量,统计结果显示,过表达GmWRKY148的大豆阳性发状根与对照EV相比,菌丝的侵染率及卵孢子萌发率均显著降低。【结论】GmWRKY148参与调控大豆与大豆疫霉的互作,能够增强大豆对大豆疫霉菌的抗性。     

球孢白僵菌对烟粉虱后代生命表参数的亚致死影响

【目的】关于昆虫病原真菌对昆虫生命表亚致死影响的研究较少,而由真菌侵染所产生的亚致死影响对于寄主昆虫的种群动力学至关重要,并最终影响着目标昆虫的害虫地位。论文旨在比较烟粉虱（Bemisia tabaci）亲代3龄若虫经球孢白僵菌（Beauveria bassiana）处理及对照子代种群的生命表参数,探讨球孢白僵菌对烟粉虱生命表参数的亚致死影响。【方法】应用年龄-阶段两性生命表分析经球孢白僵菌处理的烟粉虱后代的发育历期、存活率和繁殖率数据,以蒸馏水处理的个体作为对照。应用bootstrap方法计算种群生长参数的平均数和标准误;采用t-test比较分析球孢白僵菌处理组和对照组烟粉虱的种群参数、发育历期和繁殖力间的差异。【结果】球孢白僵菌处理的烟粉虱与对照之间在成虫前期、总产卵前期、1-4龄若虫存活率和生命表参数上存在着显著差异。与对照处理的烟粉虱成虫前期（20.59 d）相比,亲代接种球孢白僵菌使后代个体的成虫前期显著延长（26.58 d）。经球孢白僵菌处理的烟粉虱后代存活率（0.195）要比对照个体（0.76）低。球孢白僵菌处理烟粉虱后代种群的内禀增长率（r）、周限增长率（λ）、净增殖率（R₀）、平均世代时间（T）和总繁殖率（GRR）分别为0.063 d^-1 、1.065 d^-1、6.85,30.613 d和41.883,而对照烟粉虱后代种群的上述参数分别为0.137 d^-1 、1.147 d^-1、33.443、25.575 d和51.44。【结论】亲代经球孢白僵菌处理的烟粉虱其子代种群增长要比对照组慢,死亡率高,但生殖能力并无显著性影响。该研究可为了解昆虫病原真菌对烟粉虱的长期影响提供理论依据。