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。     

靶标基因突变导致入侵性杂草长芒苋对咪唑乙烟酸产生抗性

长芒苋Amaranthus palmeri生长迅速,适应性广,繁殖系数高,具有很强的竞争性,已在我国多地定植,对作物产量及生态环境构成潜在威胁.一旦其对除草剂产生抗性,将大大增加治理难度.本试验研究了采自不同地点的长芒苋种群对除草剂咪唑乙烟酸的抗性水平和抗性机理.整株生物测定得出,长芒苋疑似抗性种群和敏感种群对咪唑乙烟...     

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...     

外来入侵杂草长芒苋

长芒苋(Amaranthus palmeri S.Watson)是20世纪80年代中期传人我国的一种新植物,为中国苋属异株亚属一新归化物种.近年来长芒苋在北京市不断扩展蔓延.本文对长芒苋的形态特征、生物学特性、分布、危害及其防除作一简要介绍.     

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。     

反枝苋对咪唑乙烟酸抗性水平及分子机制

为初步明确大豆田反枝苋对咪唑乙烟酸的抗药性水平,并从分子角度对抗药性机制进行解释,以我国四川成都和黑龙江嫩江采集的反枝苋种子为材料,通过琼脂法检测了反枝苋对咪唑乙烟酸的抗药性水平,并分别对R(嫩江抗性种群)和S(成都敏感种群)的乙酰乳酸合成酶(ALS)部分序列进行扩增和测序。皿内生测结果表明,成都种群的GI50为11.20,嫩江种群的GI50为52.26,其抗药性指数RI为4.67。分子检测结果表明,与S种群相比,R种群反枝苋ALS位于高度保守区Domain B编码574位氨基酸的基因发生突变,TGG突变为TTG,导致色氨酸被亮氨酸取代。ALS保守区域氨基酸的替换可能是嫩江反枝苋种群对咪唑乙烟酸产生抗性的重要原因之一。     

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。     

ITS序列及其SNP位点在外来入侵杂草长芒苋、西部苋和糙果苋物种鉴定中的应用

对于以种子形态为物种主要识别依据的口岸部门,外来入侵杂草长芒苋、西部苋和糙果苋一直是鉴定的难点。本文对34种苋属植物的ITS序列和26SrDNA进行分析,通过SNP变异位点及特异性引物,借助PCR-RFLP方法,对长芒苋、西部苋与糙果苋进行快速、准确的分类鉴定。ITS序列分析表明,长芒苋种内变异小,种间变异显著,可与其他苋属植物明显区分。西部苋与糙果苋之间ITS序列差异小,需依据SNP位点来区别。     

我国首次截获检疫性有害生物——西部苋

2011年7月,江苏首次进口的美国玉米在镇江口岸靠港。镇江局检验检疫人员对该批玉米实施检疫,并取样送江苏局动植食中心检测。经检测鉴定发现,该批玉米携带西部苋(Amaranthus rudis)、长芒苋(Amaranthus palmeri)、豚草     

糙果苋KASP检测方法的建立

检疫性杂草糙果苋（Amaranthus tuberculatus）与同属其他种的鉴别一直是个难点。本研究建立糙果苋的KASP(Kompetitive allele-specific PCR)检测方法,可用于糙果苋快速、准确的分子鉴定。提取11种23份苋属植物的DNA后,根据长芒苋（Amaranthus palmeri）核基因组序列,设计引物AP4F和AP4R,通过序列扩增和比对,发现糙果苋有特异性SNP (Single nucleotide polymorphism)位点。利用引物设计软件Primer 5设计了用于鉴定糙果苋的KASP反应引物。结果表明,特异引物基于KASP技术扩增后,可以形成明显的基因分型,能将糙果苋与同属近缘种进行区分。该研究为进口粮谷中糙果苋的检测鉴定提供了新技术。     

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。     

杂草对AHAS抑制剂的抗药性分子机理研究进展

除草剂在田间的重复及不合理使用,导致了杂草抗药性的发生和发展。其中AHAS抑制剂由于靶标单一,抗性发展十分迅速。截至2009年,已有103种杂草对AHAS抑制剂产生了抗药性,占19类化学除草剂总抗药性杂草生物型的近1/3。从AHAS基因突变位点及种类与杂草抗药性水平的关系、AHAS基因突变与AHAS酶活性的关系、AHAS基因拷贝数与杂草抗药性的关系以及AHAS酶与除草剂结合前后的三维结构等方面,综述了杂草对AHAS抑制剂产生抗药性的机理,旨在为AHAS抑制剂抗性研究提供参考。并对自然种群目标基因的等位基因检测技术(ECOTILLING)和衍生型酶切扩增多态性序列(dCAPS)两种通过检测等位基因多态性的手段快速诊断抗药性杂草的新技术进行了介绍,讨论了延缓杂草抗药性发生和发展的策略。     

田旋花EPSPS基因表达特征及草甘膦对其表达的影响

采用实时荧光定量RT-PCR测定了田旋花不同组织、不同叶龄的EPSPS基因mRNA的相对表达量以及草甘膦对EPSPS基因相对表达量的影响。结果表明:田旋花EPSPS基因在不同组织表达量差异显著,在叶的表达量高于茎和根;该基因在9叶期的表达量最高,是3叶期的1.5倍;在草甘膦处理后,田旋花EPSPS基因的表达量先升高后降低,在处理后24h达最大值。随草甘膦剂量增加,该基因的表达量升高。研究结果可为深入解析田旋花对草甘膦耐药性机理提供参考。     

进境粮谷中携带苋属检疫性杂草籽风传播扩散距离的预测

风媒传播是外来杂草传播扩散的主要途径之一。我国进口粮谷中经常携带大量苋属杂草种子,这些种子质量轻,在卸货、运输等过程中存在风传播扩散风险。本文以3种重要苋属检疫性杂草,即长芒苋、西部苋和糙果苋种子为材料,通过测定其在可能撒漏高度范围和撒漏点风速范围内的垂直沉降速度和水平扩散距离,预测苋属3种检疫性杂草在装卸及运输过程中风传播扩散范围。结果表明在风速为35 m/s,种子释放高度为35 m时,长芒苋、西部苋和糙果苋3种杂草种子的最远扩散距离分别为57.75 m、111.68 m和114.33 m。     

转基因玉米品系GA21拷贝数百分含量与质量百分含量关系研究

转基因成分含量一般以质量百分含量表示,而转基因成分定量检测只能检测内、外源基因的拷贝数,并以外源和内源基因拷贝数百分比值表示其含量。由于玉米、大米等种子含有三倍体的胚乳,导致样品中转基因成分质量百分含量并不等于其拷贝数百分比值。为深入探究两者之间的关系,本文首先建立了转基因玉米品系GA21二重数字PCR检测方法,并在此基础上,测定了品系GA21 5种不同质量百分含量标准参考物质的外源和内源基因拷贝数百分比。结果表明,该品系不同质量百分含量与其拷贝数百分比值存在线性相关,线性方程为:y=0.2464x+0.1458,两者相关系数达0.9951。本研究提供了一种可将样品拷贝数百分比值直接转化为质量百分含量的新方法,该方法适用于玉米、大米等含胚乳种子及其产品转基因质量百分含量的检测。     

高温处理对几种苋属杂草种子萌发的影响

本文选取反枝苋、长芒苋、糙果苋、西部苋、凹头苋、白苋、刺苋和皱果苋8种苋属杂草种子作材料,通过高温处理研究不同苋属种子对高温的耐性,反枝苋的处理温度范围设置为70~130℃,处理时间范围设置为0至8 h;在另一处理中8种苋的处理温度范围设置为110~130℃,处理时间范围设置为0至60 min。结果表明:经过同样条件处理的8种苋属杂草种子在萌发率、胚根长度和胚轴长度3个方面均存在差异;120℃处理1 h或130℃处理30 min,8种苋属杂草的萌发率均为0。     

南繁基地牛筋草对草甘膦的抗药性研究

牛筋草是一年生禾本科恶性杂草, 在我国黄淮海流域及长江以南地区的农田危害严重。草甘膦是一种优良的非选择性除草剂, 随着生物育种产业化的推进, 草甘膦会逐步在玉米、大豆等作物田登记应用。育种基地抗草甘膦杂草的产生是其快速传播的潜在因素。为明确三亚一育种基地牛筋草种群对草甘膦的敏感性, 本研究利用生物测定、分子生物学等方法检测了待测种群的抗性水平, 并分析了可能的分子机制。结果发现, 草甘膦对牛筋草种群的生长抑制中量为2 053.0 g/hm2(有效成分用量), 抗性指数(RI)为5.0; 靶标基因EPSPS的保守区域无突变, 但相对表达量是敏感种群的47.4倍; 抗性植株中EPSPS蛋白的浓度是敏感植株的17.1倍。以上结果表明, 该牛筋草种群对草甘膦产生了中等水平抗性, 靶标基因过量表达是其抗性机制之一。     

进境美国高粱携带杂草种子萌发率测定

收集并整理2014~2016年从黄埔和南沙口岸进境美国高粱中截获的杂草种子,对截获频次进行统计,并对截获频次较高的9种检疫性杂草、14种非检疫性杂草进行萌发试验,结果表明,供试杂草种子几乎均能萌发,且萌发率较高,如长芒苋和裂叶牵牛萌发率达58%以上、糙果苋19.17%、假高粱和豚草的萌发率也达到7.50%和5.00%。因此要重视美国高粱中携带的杂草种子检疫以及杂草监测工作,防止这些杂草种子的定殖传播。     

玉米田反枝苋对烟嘧磺隆的抗性水平及靶标抗性分子机理

为明确玉米田主要杂草反枝苋对烟嘧磺隆的抗性水平及靶标抗性分子机理,采用整株水平测定法检测了黑龙江省玉米田反枝苋对烟嘧磺隆的抗性水平,通过靶标酶离体活性测定,分析了抗性和敏感种群反枝苋乙酰乳酸合成酶 (ALS) 对烟嘧磺隆的敏感性,并通过靶标ALS基因克隆测序进行了序列比对分析。结果显示:黑龙江省反枝苋疑似抗性种群 (HLJ-R) 对烟嘧磺隆已产生较高水平抗性,其抗性倍数达13.7;酶活性测定结果表明:烟嘧磺隆对HLJ-R种群ALS活性的抑制中浓度 (IC₅₀) 值是对敏感种群 (TA-S) IC₅₀值的43.9倍;与TA-S种群相比,HLJ-R种群ALS基因205位丙氨酸突变为缬氨酸,574位色氨酸突变为亮氨酸。研究表明,黑龙江省玉米田反枝苋对烟嘧磺隆已产生较高水平抗性,且靶标ALS基因的突变可能是其抗性产生的主要原因之一。     

多花水苋对苄嘧磺隆的抗性水平及靶标抗性机制

为明确水稻田杂草多花水苋Ammannia multiflora对乙酰乳酸合成酶 (ALS) 抑制剂类除草剂苄嘧磺隆的抗性水平和抗性分子机制,采用整株水平测定法,测定了采自江苏省扬州市田间的多花水苋疑似抗性种群 (YZ-R) 对苄嘧磺隆的抗性指数,并分析了YZ-R种群和相对敏感种群 (YZ-S)多花水苋ALS酶对苄嘧磺隆的敏感性差异,同时比较了YZ-R和YZ-S种群ALS基因的核苷酸序列差异。结果表明:YZ-R种群多花水苋对苄嘧磺隆已表现出高水平抗性,其抗性指数 (RI) 为40.6;苄嘧磺隆对YZ-R种群ALS酶活性的抑制中浓度 (I₅₀) 为0.087 μmol/L,对YZ-S种群的I₅₀值为0.0028 μmol/L,其抗性指数为31.1。通过PCR扩增获得了多花水苋ALS基因的部分序列,该序列包含了已报道的8个氨基酸突变位点。ALS基因序列比对分析发现,YZ-R种群多花水苋植株ALS基因第197 位氨基酸由脯氨酸 (CCT) 突变为丝氨酸 (TCT)。研究表明,ALS基因发生脯氨酸 (Pro)-197-丝氨酸 (Ser) 的突变,导致多花水苋ALS酶对苄嘧磺隆的敏感性下降,是多花水苋YZ-R种群对苄嘧磺隆产生高水平抗性的主要原因。