重要检疫性杂草长芒苋的分子检测

为实现检疫性杂草长芒苋(Amaranthus palmeri)的有效检测,本研究基于苋属植物可溶性淀粉合成酶I基因(SSSI),建立了一种序列特异性PCR方法,可实现从众多苋属种子中检测出长芒苋。结果显示,该方法特异性强、简便快捷,可为口岸检疫鉴定工作提供有效的技术支持。     

一个抗咪唑乙烟酸长芒苋种群的发现

以咪唑乙烟酸为靶标除草剂,就几种苋属杂草对咪唑乙烟酸的抗药性进行研究。结果表明,供试皱果苋、反枝苋和其中的一个长芒苋P1种群(北京种群)对咪唑乙烟酸比较敏感,而在长芒苋中发现一个对咪唑乙烟酸有抗药性的P2种群(山东种群),在4倍推荐剂量下仍能全部存活。分子检测发现该种群ALS基因的第574位和第653位氨基酸发生了单碱基突变,分别为色氨酸(Trp)突变为亮氨酸(Leu)、丝氨酸(Ser)突变为天冬氨酸(Asp),种群中上述2种突变类型所占比例分别为38.9%、58.3%,2.8%的植株未检测到突变。     

影响长芒苋种子萌发因素的研究

长芒苋是我国1985年发现的外来入侵植物,明确长芒苋种子萌发特性,将为其有效防控提供数据支撑.采用室内生物测定方法,对温度、光照、水势、发芽深度等影响长芒苋萌发的关键因子进行研究.结果表明,变温处理可有效提高长芒苋种子的发芽势和萌发率,最适萌发温度为35℃/15℃变温处理;在35℃/15℃培养条件下,光照对长芒苋种子的...     

基于4种生态位模型的长芒苋潜在适生区预测

恶性入侵杂草长芒苋Amaranthus palmeri S.Watson对农业生产和生物多样性造成严重威胁。预测其潜在适生区对粮食安全和生物多样性保护至关重要。不同模型由于算法不同对长芒苋潜在适生区的预测结果存在差异。本研究综合4种生态位模型(MaxEnt、GARP、BIOCLIM和DOMAIN)预测长芒苋在我国的潜在适生区以提高预测准确性。结果表明,4种模型的平均AUC值均大于0.85。MaxEnt和DOMAIN的平均Kappa值大于0.81;BIOCLIM和GARP的平均Kappa值大于0.69。MaxEnt的预测精度和稳定性要略胜一筹。BIOCLIM和MaxEnt的预测结果较为收敛,DOMAIN和GARP预测的适生区范围较广,由此预测的长芒苋潜在适生区分别占我国陆地总面积的20.66%和32.38%,48.39%和49.76%。综合预测结果,长芒苋在我国的适生区主要集中在中东部地区,西北和东北地区则是长芒苋存在的边缘环境地区。     

基于种子发芽率评估长芒苋在我国不同纬度地区的入侵风险

外来入侵植物长芒苋Amaranthus palmeri已经传入我国多个地区,定量评估其入侵风险对制定高效防控措施具有重要意义。外来植物入侵风险应该是由传入后能发芽并完成生活史的繁殖体如种子的量决定的,但已开展的适生区预测等风险评估通常忽略了该因素。基于此,本研究先通过同质园试验, 比较了采自我国不同纬度的11个长芒苋种群与来自原产地美国种群的种子发芽率,分析了种群间发芽率的差异及其与纬度的相关性;然后,通过一年内连续多次在不同纬度地区的交互种植试验,分析了不同纬度种群间种子的发芽率和完成生活史的入侵窗口期差异,并判断是否发生了本地适应;最后,根据发芽率和入侵窗口期评估了长芒苋在我国不同纬度地区的入侵风险。同质园试验表明,种子发芽率与种群所处纬度显著正相关(P<0.05),发芽率随纬度升高而增高。交互种植试验表明,不同种群发芽率的差异是由于本地适应导致的,长芒苋在我国的入侵窗口期随纬度升高而缩短。基于不同种群种子发芽率和入侵窗口期的纬度差异,我们判断长芒苋在我国中低纬度至中高纬度区域内入侵风险较高,应该重点防控。长芒苋在高纬度和低纬度地区的入侵风险相对较低。但长芒苋种子萌发的本地适应可能会增加其在高、低纬度地区的入侵风险。因此,亟须加强对已传入种群的监测预警与早期防控力度,抑制其繁殖增长和进一步的扩散蔓延。     

外来入侵植物长芒苋在中国不同地区的表型变异与环境适应性

长芒苋(Amaranthus palmeri)是近年来入侵我国的超级杂草,已在我国从南到北的多个点定殖,一旦大面积扩散势必会对农业生产和生物多样性保护等构成极大威胁。长芒苋在我国入侵点的纬度跨度大于其原产地北美洲的分布,探明其在我国不同纬度的地理种群的环境适应机制,对评估扩散潜能、建立早期监测预警等防控措施具有重要意义。本研究在同质种植园实验条件下,通过测定长芒苋不同纬度地理种群的生活史、形态及生物量等11个性状指标来分析其在我国的表型变异与环境适应性。结果表明,在同质园条件下,长芒苋不同地理种群间株高等7个表型性状指标差异不显著,而开花和发芽时间、花序长以及比叶鲜重4个指标具有显著差异(p<0.01),且它们的表型变异随年平均温度(纬度)线性增加或降低。开花时间随纬度的升高而缩短,发芽时间、花序长和比叶鲜重随纬度的升高而增加。基于长芒苋不同纬度地理种群间表型性状的异同,我们推断表型可塑性促进了其在我国不同地理环境中的定殖,表型变异(如高纬度种群开花时间提前)可促进其环境适应性进化,拓展其在我国的适生性分布区,增强其向原产地适应环境梯度之外地区入侵和扩散蔓延的潜力。     

利用双重PCR技术快速检测水稻细菌性谷枯病菌

根据水稻细菌性谷枯病ITS和gyrB基因,设计两对特异性PCR检测引物,建立了水稻细菌性谷枯病菌的双重PCR检测方法。用该方法对水稻细菌性谷枯病菌和其它植物源性细菌进行双重PCR扩增及灵敏度测试,并对采自不同地区的水稻样本进行水稻细菌性谷枯病菌的检测。结果显示,双重PCR方法能特异性地检测出8株水稻细菌性谷枯病菌,可从含水稻细菌性谷枯病菌浓度为102cfu/mL的菌液中检测出该病菌;采用该方法对我国不同地区的水稻材料进行检测,并未发现水稻细菌性谷枯病菌。     

转基因甜菜GTSB77双重微滴数字PCR定量检测方法

为实现转基因甜菜品系GTSB77的标识管理和精准定量,根据GTSB77的3'端边界序列和甜菜谷氨酰胺合成酶(GS)基因设计引物探针建立双重微滴数字PCR检测方法.结果显示:建立的转基因甜菜GTSB77数字PCR检测方法特异性强,在20 μL反应体系中定量下限(LOQ)均为1.84拷贝/μL,检测下限(LOD)均为0.6...     

菠萝泛菌与水稻白叶枯病菌双重PCR检测方法的建立与应用

近年来水稻发生了一种由菠萝泛菌Pantoea ananatis引起的新型细菌病害,其发生时期与白叶枯病相近,病症与白叶枯病类似。为了实现该病害与白叶枯病的快速检测,本研究基于泛菌属看家基因acnA,通过序列比对,设计了22对特异性引物,分别与已知的白叶枯病菌检测引物XOO80进行配对并筛选,建立了一种双重PCR检测方法,可从菠萝泛菌和白叶枯病菌中分别扩增出910 bp和162 bp的特异性条带,而其他10种非目标细菌均未有扩增条带,25μL体系中可稳定地从至少1 pg/μL的基因组DNA模板中扩增出特异性条带。本研究建立的菠萝泛菌与水稻白叶枯病菌双重PCR检测方法具有良好的特异性和灵敏度,为水稻细菌病害病原鉴定及防治提供了技术支撑。     

双重PCR检测马铃薯晚疫病和环腐病方法的建立

通过克隆马铃薯环腐病菌和晚疫病菌转录间隔区(ITS)序列,并对测序结果进行同源性比较,选取差异位点分别设计了两对引物P.IN1/P.IN2和C.IN1/C.IN2,并检测了引物的特异性及方法的灵敏度。引物P.IN1/P.IN2可扩增出1条363bp马铃薯晚疫病菌的特异性条带,在DNA水平上其灵敏度达18fg/μL;引物C.IN1/C.IN2可扩增出1条218bp马铃薯环腐病菌的特异性条带,在细菌数上检测灵敏度为104 cfu/mL。混合这两对引物构建双重PCR反应体系,能从马铃薯环腐病菌和晚疫病菌的混合DNA及感染这两种菌的马铃薯植株中同时扩增到363bp和218bp的特异片段。实现了同时对马铃薯晚疫病菌和环腐病菌的快速可靠检测。     

双重PCR检测马铃薯晚疫病菌和青枯病菌方法的建立及应用

 利用真菌通用引物ITS1和ITS4扩增马铃薯晚疫病菌转录间隔区并进行序列测定,通过序列比较,设计了1对马铃薯晚疫病菌的特异引物INF1/INF2,并对15种不同真菌、细菌和7种疫霉属和腐霉属卵菌基因组DNA进行PCR扩增,结果只有不同来源的马铃薯晚疫病菌株可获得324 bp的特异带。将引物INF1/INF2与卵菌通用引物进行巢式PCR扩增后,其检测灵敏度在DNA水平上可达30 fg。运用设计的引物与马铃薯青枯病菌特异引物结合建立了双重PCR体系,能从马铃薯晚疫病菌和马铃薯青枯病菌总基因组DNA以及人工接种和自然发病的马铃薯植株中分别或同时扩增到324 bp和281 bp的特异片段。实现了同时对马铃薯晚疫病菌和马铃薯青枯病菌的快速可靠检测。     

两种葡萄溃疡病菌双重PCR检测方法的建立与应用

为快速准确地鉴定出2种不同的葡萄溃疡病菌——葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea和小新壳梭孢Neofusicoccum parvum,根据Gen Bank中已报道的引起我国葡萄溃疡病的6个主要种的延伸因子-1序列及β-微管蛋白序列分别设计了葡萄座腔菌和小新壳梭孢的特异性引物B.d-F/B.d-R及N.p-F/N.p-R,建立了双重PCR检测方法,并对田间病样进行检测。结果表明,引物B.d-F/B.d-R和N.p-F/N.p-R可以分别在葡萄座腔菌和小新壳梭孢中扩增到324 bp和212 bp的特异性条带,检测灵敏度均为10 pg。双重PCR检测体系中Taq DNA聚合酶的最佳用量为0.05 U/μL,引物B.d-F/B.d-R和N.p-F/N.p-R的最佳终浓度均为0.2μmol/L,最适退火温度和退火时间分别为58℃和30 s。对田间葡萄病样的检测结果与室内病样常规病原菌分离结果一致。表明该双重PCR检测方法能够同时检测葡萄座腔菌和小新壳梭孢,有助于快速、灵敏地检测葡萄苗木的带菌情况。     

利用双重PCR-DHPLC技术检测水稻细菌性谷枯病菌的研究

本研究建立了一种应用双重PCR结合变性高效液相色谱技术(polymerase chain reaction-denatured high performanceliquid chromatography,PCR-DHPLC)检测水稻细菌性谷枯病菌的方法。根据水稻细菌性谷枯病菌ITS序列(internal tran-scribed spacer)和gyrB基因序列,设计两对特异性PCR检测引物,对水稻细菌性谷枯病菌株和非水稻细菌性谷枯病菌株分别进行PCR-DHPLC及双重PCR-DHPLC检测,同时进行检测灵敏度及阳性菌株的同源性分析。结果显示,PCR-DHPLC检测的特异性强,灵敏度为菌浓度4×102cfu/mL,7株水稻细菌性谷枯病菌PCR产物同源性一致。该方法能简便、灵敏、高特异性地对水稻细菌性谷枯病菌进行高通量的自动化检测。     

大豆根腐病致病镰孢菌的多重PCR检测技术

为建立大豆根腐病镰孢菌的多重PCR检测方法,以四川大豆根腐病致病菌包括尖孢镰孢菌、腐皮镰孢菌、禾谷镰刀菌和木贼镰孢菌为对象,设计镰孢菌翻译延伸因子基因EF-1α的种特异引物,建立多重PCR扩增体系,并进行优化与验证。结果表明:25μL体系为最优镰孢菌多重PCR扩增体系,4种镰孢菌等体积混合DNA 4.0μL,各镰孢菌特异正向引物1.0μL,共用反向引物4.0μL,最佳退火温度为54℃,当循环30次时,能清晰地扩增出各镰孢菌EF-1α条带,对4种镰孢菌混合DNA的检测灵敏度可达0.1 ng/μL。室内环境样本验证结果表明,依据EF-1α扩增片段大小,该体系能够特异地检测出大豆黄化苗与致病镰孢菌混合样本中的镰孢菌,但无法从其它真菌的DNA中扩增获得目的片段。表明基于EF-1α基因特异引物建立的镰孢菌多重PCR检测技术可快速、特异地检测大豆根腐病镰孢菌。     

引起玉米穗腐病的两种镰孢菌双重PCR快速检测体系的建立

禾谷镰孢(Fusarium graminearum)和拟轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)是引起玉米穗腐病的两种主要病原菌。为了建立这两种病原菌的快速和定量检测体系,本研究分别设计了针对F.graminearum和F.verticillioides的基因特异性引物,建立了双重PCR反应体系,并从DNA浓度、引物浓度和退火温度3个方面对反应体系进行了优化。结果表明,退火温度为54℃和58℃时扩增效果较好,DNA模版的检测灵敏度可以达到6.25 ng·μL~(-1);F.graminearum和F.verticillioides引物最佳终浓度配比为0.2μmol·L~(-1)/0.4μmol·L~(-1)。本研究建立的双重PCR对同时鉴别引起玉米穗腐病的两种主要镰孢菌提供了准确、快速、灵敏的检验检疫技术。