施氮对关中地区冬小麦农田土壤呼吸的影响及基于植被指数的估算模型

为探寻不同施氮量对农田土壤呼吸（R_S）的影响并快速准确估算R_S,以关中地区冬小麦为研究对象,观测了5种施氮量下冬小麦农田R_S的变化,研究了环境因子（土壤温度、土壤湿度）及作物因素（叶面积指数、地上部生物量、SPAD值）对于R_S的影响,建立了适用于关中地区土壤温度与植被指数下的农田土壤呼吸估算模型。设置秸秆还田下的5种施氮量处理,分别为传统施氮量SN200（200 kg·hm^-2）、优化施氮量SN150（150 kg·hm^-2）、60%优化施氮量SN120（120 kg·hm^-2）、50%优化施氮量SN100（100 kg·hm^-2）以及不施氮肥SN0（0 kg·hm^-2）。结果表明：不同施氮量下R_S随生育期推进均表现为先升高再降低的趋势,同时添加氮肥促进了R_S排放。各处理观测期内R_S的均值为：SN200（3.68 μmol·m^-2·s^-1）>SN150（3.40 μmol·m^-2·s^-1）>SN120（3.06 μmol·m^-2·s^-1）>SN100（2.70 μmol·m^-2·s^-1）>SN0（2.21 μmol·m^-2·s^-1）。不同施氮量下冬小麦冠层近红外波段反射率在拔节期和抽穗期差异明显,反射率从高到低依次为SN200>SN150>SN120>SN100>SN0,而在灌浆期和成熟期差异不大。土壤温度显著影响了R_S（P<0.01）,土壤湿度与R_S没有显著相关关系（P0.05）。叶面积指数、地上部生物量、SPAD值和植被指数均与R_S呈显著相关关系（P<0.05）。通过多种模型评估,建立基于植被指数和土壤温度的最佳农田土壤呼吸估算模型,显著高于基于土壤温度的单因子模型,模型精度可达到0.6以上（n=120）。     

灌溉量对马铃薯生理特性及 块茎产量品质的影响

以 “大西洋”马铃薯品种为试验材料,在甘肃省中部沿黄高扬程灌区的白银市景泰县条山农场马铃薯种植基地设置小区试验,在各发育阶段分别设置5个水分梯度（原灌溉量的50%、75%、100%、125%和150%,其中原灌溉量,即100%灌溉量,为当地常用的、维持试验地25.8%左右土壤含水率的灌溉量）,探讨马铃薯各发育阶段灌溉量对其生理特性及块茎产量、品质的影响。结果表明,在马铃薯的各发育阶段,随着灌溉量的增加马铃薯叶片净光合速率 (P_n)和蒸腾速率(T_r)分别先增加到最大值30.19 μmol·m^-2·s^-1、12.50 mmol·m^-2·s^-1,而后减小。当灌溉量为50%和150%时叶片P_n较100%灌溉量分别降低35.06%和19.59%。在不同发育阶段马铃薯叶片的生理活性对灌溉量表现出敏感响应。幼苗期75%灌溉量马铃薯叶片叶绿素含量、P_n和水分利用效率（WUE）分别为0.86 mg·g^-1、21.88 μmol·m^-2·s^-1、2.29 μmol·mmol^-1,较100%灌溉量分别提高了14.15%、0.31%、3.80%,而MDA含量、SOD活性及CAT活性最低,较100%灌溉量分别降低了8.40%、11.69%、8.23%;发棵期100%灌溉量处理下P_n和WUE最高,较50%灌溉量处理分别提高了53.99%、24.85%,此时脯氨酸含量、可溶性糖含量、POD活性最低,分别为89.06 μg·g^-1、143.45 μmol·g^-1、438.14 U·g^-1,同时超氧阴离子产生速率较50%灌溉量也降低了26.07%;结薯期125%灌溉量处理的P_n和WUE最高,较100%灌溉量分别提高了19.16%、6.76%,而SOD、POD活性较100%灌溉量分别降低了0.93%、6.23%;成熟期75%灌溉量马铃薯叶片P_n最高,较其余各灌溉量处理的P_n分别提高了38.64%、13.81%、14.16%、21.27%,而MDA含量、超氧阴离子产生速率分别为21.107 μmol·g^-1、6.07 nmol·min^-1·g^-1,较100%灌溉量分别降低了19.35%、2.26%。同一生育期低灌溉量（50%灌溉量）块茎中淀粉含量较低。在幼苗期75%灌溉量处理使得块茎的可溶性蛋白含量较100%灌溉量处理提高6.20%。发棵期100%灌溉量块茎中淀粉含量达到最高（15.14%）,而结薯期125%灌溉量处理的块茎可溶性蛋白含量处于最高水平,较100%灌溉量下提高4.61%。成熟期75%灌溉量块茎淀粉含量处于最高水平,较100%灌溉量提高12.77%。结合块茎的总鲜重、商品薯率、淀粉含量、维生素C含量、可溶性蛋白含量、还原糖含量等指标,可知在幼苗期、发棵期、结薯期、成熟期灌溉量分别为原灌溉量的75%、100%、125%、75%时马铃薯块茎品质最优而且产量最高,分别为654.30、650.60、773.00、703.53 g·株^-1。     

干旱区不同谷子品种叶片光合特性对光强的响应

以本地品种小红毛、常规品种陇谷11号、晋谷29号和杂交品种张杂谷5号、华大3号为供试材料,在宁夏同心县旱作田比较孕穗期和灌浆中期不同谷子品种叶片光强-光合响应曲线及光合参数的变化特点。结果表明：在孕穗期,不同谷子品种的表观量子效率在0.044~0.079 μmol·m^-2·s^-1之间,光补偿点的变化范围在14.11~50.59 μmol·m^-2·s^-1之间;最大光合速率的变化范围为38.53~50.01 μmol·m^-2·s^-1,暗呼吸速率变化范围为2.16~5.28 μmol·m^-2·s^-1。本地品种小红毛在孕穗期的表观量子效率高（0.079 μmol·m^-2·s^-1）,利用低光强的能力较强,而常规品种和杂交品种的最大光合速率较高（陇谷11号和晋谷29号分别为38.53、47.53 μmol·m^-2·s^-1、张杂谷5号和华大3号分别为44.06、50.01 μmol·m^-2·s^-1）,利用强光的能力强,且杂交品种大于常规品种。常规品种和杂交品种的光合能力强,可为谷子获得高产奠定基础。     

土壤含水量对夏玉米蒸发蒸腾量和光合性能的影响

采用盆栽控水试验,研究了5种土壤水分条件（分别为土壤田间持水量的50%、60%、70%、80%、90%,记为T1~T5）对夏玉米蒸发蒸腾量（ET）及抽雄期光合性能的影响。结果表明：土壤含水量对夏玉米生长过程中的ET、株高、叶面积和光合性能均有显著影响。与T1处理相比较,T2~T5水分处理下的夏玉米主要生育期内ET依次增加了23.66%、39.17%、43.33%和49.84%,呈线性增大的趋势;在夏玉米耗水强度最旺盛的抽雄期,与T1处理相比较,T2~T5处理下的蒸腾速率（T_r）分别增长了63.74%、75.65%、78.83%和81.77%,气孔导度（G_s）分别增长了71.97%、82.63%、83.91%和84.87%,二者均随着土壤含水量的增大呈指数函数变化,但土壤含水量超过田间持水量的70%后增幅显著减小;光合速率（P_n）分别增长了47.51%、60.65%、57.51%和55.87%,P_n、株高、叶面积随着土壤含水量的增大呈现抛物线形变化趋势,即先增加后减小的规律,在T3和T4处理水平下达到最大值,依次为28.14 μmol·m^-2·s^-1（T3）、256.5 cm（T4）、628.6 cm²（T3）。从提高夏玉米光合效率和水分生产效率、减少无效蒸发蒸腾耗水的角度考虑, 夏玉米抽雄期的土壤含水量控制在田间持水率的80%左右为宜。     

东北日光温室葡萄园水热通量特征及其对气象因子的响应

运用温室葡萄水热平衡观测资料,分析了东北日光温室葡萄的能量平衡和能量分量日变化、生育期变化以及分配规律,同时也分析了潜热通量（λET）对环境因子的响应。结果表明：水热通量各分量在整个生育期日变化总体上呈现为单峰趋势,净辐射（R_n）的峰值最大为618.75 W·m^-2,λET峰值最大为242.73 W·m^-2,感热通量（H）峰值最大为327.93 W·m^-2;在新梢生长期,白天λET较小,为34.55 W·m^-2,随着生育期推进,λET逐渐增大,在果实着色成熟期达到最大值（78.49 W·m^-2）之后减小;H在各生育期能量中均占了绝大部分;白天潜热通量占净辐射的比例（λET/R_n）在新梢生长期最小,为25.28%,在果实着色成熟期最大,为44.17%;感热通量占净辐射比例（H/R_n）整个生育期几乎都达50%以上,土壤热通量占净辐射比例（G/R_n）相对较小,变化范围为4.46~12.32 W·m^-2;在整个生育期能量比率大小依次为H/R_n>λET/R_n>G/R_n。在不同生育阶段瞬时尺度上,R_n是影响潜热变化最主要的气象因子,R²高达0.88。在日尺度上,各气象因子对潜热通量的影响在逐渐变弱,相对湿度（RH）与λET相关系数仅为0.28。但无论从瞬时尺度还是日尺度,R_n都是影响潜热通量最主要的气象因子。各气象因子对潜热通量的影响大小依次为：R_n>VPD>T_a>RH。     

茉莉酸甲酯响应盐碱胁迫下苹果砧木M26的生理机制

为探索外源茉莉酸甲酯（MeJA）处理后苹果砧木对盐碱胁迫的响应特性，以苹果砧木M26为试验材料，设置CK1（清水浇灌)、CK2（盐碱胁迫：200 mmol·L^-1NaCl∶NaHCO₃=1∶1）、T1（盐碱胁迫+0.05 μmol·L^-1MeJA）、T2（盐碱胁迫+0.5 μmol·L^-1MeJA）、T3（盐碱胁迫+5 μmol·L^-1MeJA）、T4（盐碱胁迫+50 μmol·L^-1MeJA）、T5（盐碱胁迫+500 μmol·L^-1MeJA）共7个处理，观察并测定各处理下苹果砧木生长的表型、光合色素以及渗透调节物质含量，并对其进行相关性和主成分分析。结果表明：与CK2相比，喷施MeJA处理幼苗叶片边缘黄化未扩大，叶绿素a（Chl a）含量、叶绿素b（Chl b）含量、叶绿素a+b（Chl a+b）含量、净光合速率（P_n）、可溶性糖（SS）含量、可溶性蛋白（SP）含量、超氧化物歧化酶（SOD）活性、脯氨酸（Pro）含量、过氧化物酶（POD）活性、过氧化氢酶（CAT）活性均有所升高，其中T4升幅最大，各指标平均增幅范围为12.77%~69.80%；喷施MeJA处理的叶片电导率（REC）、超氧阴离子（O^₂）含量、丙二醛（MDA）含量相比CK1有所升高，T1、T2、T3、T5处理各指标升高幅度范围为30.5%~109.2%，其中T4增幅最小，为18.72%~45.02%。相关性分析表明，Chl a与Chl b、Chl a+b含量呈极显著正相关关系，与MDA、O^₂含量及REC呈极显著负相关关系，与SP、H₂O₂含量呈显著负相关关系。对17个指标进行主成分分析，3个主成分累积方差贡献率达到95.25%；依据主成分进行综合排序，外源MeJA对盐碱胁迫下M26幼苗叶片缓解能力表现为T4>T5>T3>T2>T1。综上，在200 mmol·L^-1浓度盐碱胁迫下，施用50 μmol·L^-1的外源茉莉酸甲酯对苹果砧木生理特性的调节效果最佳。     

施氮时期对葡萄叶片光合生理及内源激素水平的影响

以10 a生酿酒葡萄‘蛇龙珠’为试验材料,运用水肥一体化滴灌的方式分别在萌芽期（S1）、新梢旺长期（S2）、开花期（S3）、果实第一次膨大期（S4）和副梢生长旺期（S5）一次性施入300 kg·hm^-2尿素,对照为整个生育期均不施氮肥（CK）,分别于花后50 d（DAF50）、花后85 d（DAF85）和花后120 d（DAF120）进行光合特性指标的测定,并采样分析氮肥施用时期对葡萄叶片光合生理及内源激素水平的影响。结果表明：各生育期施氮均能增加叶片净光合速率（Pn）及PSⅡ最大光化学效率（Fv/Fm）,在花前施氮肥叶片Pn和Fv/Fm增加最为显著,最高分别达到18.22 μmol·m^-2·s^-1和0.854。S1、S2和S3处理显著增大了不同生育期叶片气孔导度（Gs）和蒸腾速率（Tr）,且S2处理在DAF85时最显著,Gs和Tr分别比CK高18.5%和10.8%;S3、S4和S5处理显著降低了叶片的胞间CO₂浓度（Ci）和非光化学淬灭系数（NPQ）,S1处理叶片Ci与CK之间无显著差异。果实第一次膨大期之前施入氮肥能够显著增大各生育期叶片的PSⅡ电子传递量子效率（ФPSⅡ）和光化学淬灭系数（qP）,最高分别达到0.889和0.959。可见,不同时期施氮肥,通过改变光合荧光相关参数影响叶片光能的吸收、传递、耗散和分配,从而改善叶片光能利用效率。氮肥的施用时期影响各生育期叶片内源激素的含量,施氮肥均显著提高了DAF85后叶片玉米素（ZT）含量,与CK相比至少提高21.9%;花后施入氮肥叶片中IAA含量在果实采收时保持在34.9 μg·g^-1以上,S4和S2处理GA₃含量最高,分别为7.11 μg·g^-1和6.49 μg·g^-1。因此,氮肥施用时期影响葡萄各生育期不同内源激素的积累。     

非充分灌溉下8个小麦品种旗叶光合与产量及水分利用效率的关系

选择河北省推广面积较大的8个小麦品种,在非充分灌溉模式下,分别于抽穗期、灌浆期、乳熟期对小麦旗叶的气孔交换参数和荧光参数进行测定,分析不同品种旗叶光合特性及其与产量及水分利用效率的关系。结果表明：8个小麦品种的净光合速率（Pn）、蒸腾速率（Tr）和气孔导度（Gs）均表现为：抽穗期>灌浆期>乳熟期;叶片水分利用效率（LWUE）在抽穗期品种间差异较大,变化范围为3.7~7.9 μmol·mol ^-1,灌浆期品种间差异较小,在5.1~7.3 μmol·mol ^-1之间,乳熟期,婴泊700和邯农1412的LWUE分别高于其他品种约1~2 μmol·mol ^-1;8个小麦品种的实际光合效率（ΦPSⅡ）和光合活性（qP）均表现为：抽穗期>灌浆期>乳熟期;最大光合效率（F_v/F_m）在抽穗期和灌浆期,均稍高于0.80,乳熟期降低,在0.60~0.80之间。8个小麦品种的产量与灌浆期Pn、Tr和Gs均呈显著正相关,相关系数均在0.80左右,表明灌浆期较高的净光合速率、蒸腾速率和气孔导度可作为高产的优选指标。在非充分灌溉条件下,轮选103、婴泊700、石麦26的产量均在7 500 kg·hm^-2以上,作物籽粒水分利用效率均在2 kg·m^-3左右,考虑抗旱能力、籽粒产量和水分利用效率,此3个小麦品种可作为河北省节水抗旱型小麦品种进行推广。     

秸秆和紫云英覆盖还田对玉米光合生理特性的影响

为探究秸秆和紫云英覆盖还田对玉米光合生理特性的影响,设置半量秸秆覆盖(HS)、全量秸秆覆盖(WS)、紫云英覆盖(M)、半量秸秆加紫云英覆盖(HS+M)、全量秸秆加紫云英覆盖(WS+M)、无覆盖(CK)6个处理,于玉米乳熟期测定光合气体交换参数的日变化、光响应曲线以及叶片生理指标和干物质量等。结果表明,净光合速率和气孔导度都呈“双峰”曲线变化,胞间二氧化碳浓度（C_i）和蒸腾速率(T_r)整体呈“单峰”曲线变化;HS+M处理的日平均净光合速率(P_n)、气孔导度(G_s)、蒸腾速率(T_r)最高且较CK处理分别显著增加了33.44%、60.81%、33.36%,而各处理间的日平均胞间C_i差异不大;光响应曲线中,WS+M处理的P_nmax和LSP的实测值在各处理中最高,分别为23.46、1 900 mol·m^-2·s^-1,且各处理的光响应曲线拟合决定系数均高于0.99;Rubisco和PEPC的活性在各处理间均表现为：WS+M>HS+M>M>WS>HS>CK,各处理中,以WS+M处理的Rubisco和PEPC活性最高分别为12.92 U·L^-1、6.59 U·L^-1,且较CK处理高出1.12和1.59倍;玉米穗位叶叶面积和地上部分单株干物质量都以WS+M处理最高,分别较CK处理显著增加了16.40%、46.32%;气体交换参数与玉米叶片生理指标间均呈正相关关系。本研究结果表明,将秸秆、绿肥覆盖还田可提高玉米的光合作用能力,促进玉米地上部分干物质积累,为玉米最终增产提供物质基础。     

青藏高原草地降水利用效率时空动态及对气候变化的响应

本研究利用CASA(Carnegie-Ames-Stanford Approach)模型模拟了2000—2013年青藏高原草地净植被生产力(Net Primary Production,NPP),结合实测数据、气象数据和土地覆被数据计算了草地降水利用效率（PUE）,探究其时空分布特征,以及不同草地类型PUE及其对气候变化的响应。结果表明：青藏高原草地PUE在研究年限内呈现波动增加趋势,增加速率为每年0.0035 g·m^-2·mm^-1,14 a的平均值为0.38 g·m^-2·mm^-1。PUE的空间分布具有明显的异质性,呈现东部高、中西部低的基本格局。PUE分布在0.2～0.4 g·m^-2·mm^-1之间的比例最大,占青藏高原总面积的55.63%,呈减少趋势的区域主要分布在青藏高原的北部和西部,以及东部的边界地区,呈增加趋势的地区集中在研究区的中部和南部。研究年限内PUE的变异系数分布在0.07～0.85之间,变化稳定的区域所占面积最大,为总面积的43.43%,主要分布在唐古拉山脉和横断山脉附近。不同草地类型间PUE均值存在差异,具体表现为：草甸（1.06 g·m^-2·mm^-1）>坡面草地（0.80 g·m^-2·mm^-1）>平原草地（0.30 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草甸（0.29 g·m^-2·mm^-1）>荒漠草地（0.23 g·m^-2·mm^-1）>高山与亚高山草地（0.094 g·m^-2·mm^-1）。总体上,青藏高原草地PUE与降水成负相关关系,而与气温呈正相关,PUE的变化对降水响应更加敏感。     

玫烟色虫草和球孢白僵菌对朱砂叶螨和二斑叶螨的致病力评价

为探寻具有杀螨潜力的生防真菌,采用喷雾法测定分析玫烟色虫草Cordyceps fumosorosea IF-1106菌株和球孢白僵菌Beauveria bassiana BB-1339菌株对朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus和二斑叶螨Tetranychus urticae卵、幼螨及雌成螨的致病力。结果表明,感染玫烟色虫草IF-1106菌株和球孢白僵菌BB-1339菌株后螨类的形态特征不一致,感染IF-1106菌株后形成棉絮状菌丝,而感染BB-1339菌株后则形成羊毛状菌丝。IF-1106菌株和BB-1339菌株对朱砂叶螨和二斑叶螨卵的LC₅₀分别为2.38×10⁷、8.26×10⁷CFU/mL和4.48×10⁷、1.21×10⁸CFU/mL,对朱砂叶螨和二斑叶螨幼螨的LC₅₀分别1.97×10⁷、8.26×10⁷CFU/mL和7.65×10⁶、8.99×10^5...     

浅黄恩蚜小蜂和丽蚜小蜂对温室白粉虱的寄生潜能分析

浅黄恩蚜小蜂Encarsia sophia GiraultDodd和丽蚜小蜂Encarsia formosa Gahan是防治粉虱类害虫的优势寄生蜂,通过生命表技术方法分析了2种寄生蜂对温室白粉虱Trialeurodes vaporariorum(Westwood)的防治潜能。结果表明,丽蚜小蜂在羽化第3天和第10天出现2次寄生高峰,占其总寄生量的13.7%和8.0%,在2次高峰之间逐日寄生粉虱数量比较平稳,单雌逐日平均产雌数保持在10.6~13.4头,10 d后寄生量呈明显的下降趋势;而浅黄恩蚜小蜂羽化10 d内逐日寄生粉虱量变化不大,单雌逐日产雌数稳定在4.2~5.4头,羽化14 d后寄生量呈明显下降趋势。丽蚜小蜂和浅黄恩蚜小蜂的R0、T、rm、λ值分别为171.5、18.0、0.2854、1.3303和61.6、16.2、0.2544、1.2897;粉虱若虫充足时,丽蚜小蜂平均单雌寄生若虫数是浅黄恩蚜小蜂的2.7倍,而后者平均单雌取食若虫数为60.6头,明显高于前者42.7头,总的来看,丽蚜小蜂通过寄生和取食杀死粉虱总量220.8头,明显高于浅黄恩蚜小蜂的127.9头。表明在应用寄生蜂防治温室白粉虱时,单独释放丽蚜小蜂比浅黄恩蚜小蜂显示出更好的防治潜能。     

模拟气候变暖对不同纬度带麦长管蚜和禾谷缢管蚜种群动态的影响

为明确气候变暖对不同纬度带麦田麦长管蚜Sitobion avenae和禾谷缢管蚜Rhopalosiphum padi种群动态的影响,在高纬度的河北省廊坊市(39°30′N,116°36′E)和相对低纬度的河南省原阳县(34°55′N,114°15′E)开展红外线辐射增温试验,调查廊坊市(+2.00℃)和原阳县(+1.18℃)2个试验点的增温处理小区和对照小区麦长管蚜和禾谷缢管蚜的种群动态,并计算其盛期发生比值。结果表明,增温使廊坊市试验点的麦长管蚜始见期、峰期分别提前21、7 d,使原阳县试验点的麦长管蚜始见期、峰期分别提前14、14 d;而禾谷缢管蚜的始见期和峰期仅在原阳县试验点提前31 d和7 d。增温使廊坊市试验点的麦长管蚜盛期蚜量、峰期蚜量分别显著增加了139.21%和77.83%,禾谷缢管蚜盛期蚜量和峰期蚜量分别显著增加了157.31%和130.16%;增温使原阳县试验点的麦长管蚜盛期蚜量、峰期蚜量分别显著增加了149.62%和176.52%,禾谷缢管蚜/麦长管蚜的盛期蚜量比值显著降低了43.21%。表明增温有利于高纬度地区(廊坊市)麦长管蚜和禾谷缢管蚜种群增长,而在低纬度地区(原阳县)仅有利于麦长管蚜种群增长。     

利用环介导等温扩增方法快速检测瓜类细菌性果斑病菌和番茄细菌性溃疡病菌

为建立简单、快速和灵敏地检测瓜类细菌性果斑病菌Acidovorax avenae subsp. citrulli(Aac)和番茄细菌性溃疡病菌Clavibacter michiganensis subsp. michiganensis(Cmm)的环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)方法,以Aac的ugpB基因和Cmm的micA基因为靶标,分别设计、合成和筛选特异性引物,摸索和优化各项反应条件和反应体系,成功建立了以钙黄绿素颜色为指示且只需要金属浴恒温反应30～60 min的LAMP扩增体系。特异性分析表明该LAMP方法可以快速检出5株不同的Aac菌株和2株不同的Cmm菌株,其它对照菌株如燕麦嗜酸菌燕麦亚种A. avenae subsp. avenae、丁香假单胞菌Pseudomonas syringae、水稻黄单胞菌水稻致病变种Xanthomonas oryzae pv. oryzae和茄科雷尔氏菌Ralstonia solanacearum则呈现阴性反应;引物比目前报道的LAMP引物有更高的DNA样品检测灵敏度,Aac和Cmm的灵敏度分别为1.72×10~2fg/μL和1.26×10~2fg/μL。研究结果表明,所设计的Aac和Cmm引物特异性好、灵敏度高,更有利于从源头上控制这2种检疫性细菌病害的流行和传播。     

向日葵黄萎病病原菌轮枝菌的多重DPO-PCR检测方法

为建立可同时快速检测引起向日葵黄萎病害的2种检疫性病原菌大丽轮枝菌Verticillium dahliae Kleb.和黑白轮枝菌V.albo-atrum Reinke et Berthold的方法,根据2种病原菌的β-tubulin基因分别设计特异性DPO引物,建立多重DPO-PCR检测方法,并对其特异性和灵敏度进行评价。结果表明,所设计的DPO引物特异性强,仅大丽轮枝菌和黑白轮枝菌可分别扩增出225 bp与151 bp的特异性条带,其它向日葵病害的7种病原菌及阴性对照均无目的条带;反应体系中引物终浓度为0.2μmol/L、退火温度为60℃时,30个扩增循环的检测灵敏度均可达0.05 ng菌丝DNA量;在45~65℃退火温度范围内均可高效扩增靶基因片段,表明该方法退火温度范围宽。所建立的检测方法能够准确、高效地检测引起向日葵黄萎病的大丽轮枝菌和黑白轮枝菌,可用于向日葵种子带菌筛查及田间病害诊断检测。     

核盘菌自噬相关基因SsATG5和SsATG8的功能分析

为探究自噬在核盘菌Sclerotinia sclerotiorum致病过程中的作用,利用酵母Saccharomyces自噬相关基因（autophagy-related gene,ATG）编码的蛋白序列比对核盘菌基因组,获得核盘菌假定ATG,并以核盘菌1980菌株为出发菌株,基于同源重组的原理对假定ATG进行敲除和回补,并测定不同突变体的生长表型和致病能力。结果表明,从核盘菌基因组中比对到2个ATG,分别命名为SsATG5和SsATG8,两者在核盘菌致病过程中均上调表达。SsATG5和SsATG8敲除突变体在菌丝生长、产草酸和侵染垫形成方面与野生型菌株无明显差异,但SsATG5敲除突变体在离体拟南芥Arabidopsis thaliana叶片上的致病力显著下降了约40%,在活体拟南芥植株上的致病力显著下降了约80%,同时SsATG5回补突变体恢复了正常的致病力。表明SsATG5参与了核盘菌的致病过程,证实自噬在核盘菌致病过程中发挥着重要作用。     

Development of PCR assays to Tri7 and Tri13 trichothecene biosynthetic genes, and characterisation of chemotypes of Fusarium graminearum, Fusarium culmorum and Fusarium cerealis

Fusarium graminearum, Fusarium culmorum and Fusarium cerealis are major causal agents of Fusarium Head Blight (scab) which is a disease of global significance in all cereal growing areas. These fungi produce trichothecene mycotoxins, principally nivalenol (NIV) and deoxynivalenol (DON). Genes Tri13 and Tri7 from the trichothecene biosynthetic gene cluster convert DON to NIV (Tri13) and NIV to 4-acetyl-NIV (Tri7). We have developed positive–negative PCR assays based on these two genes, which accurately indicate a DON or NIV chemotype in F. graminearum, F. culmorum and F. cerealis. These assays are useful in assessing the risk of trichothecene contamination, and can be informative in epidemiological studies. All NIV chemotype isolates studied have functional copies of both Tri13 and Tri7, and all DON-producing isolates have both genes disrupted or deleted. We have identified several mutations in these genes, which are conserved across F. graminearum lineage, RAPD and SCAR groupings and between the three species. There appears to be evidence of inter-species hybridisation within the trichothecene biosynthetic gene cluster.     

Functional analysis of the 3′ end of avrBs3/pthA genes from two Xanthomonas species

The phytopathogens Xanthomonas oryzae pathovar (pv.) oryzae and Xanthomonas axonopodis pv. citri each contain several avrBs3/pthA family genes. Structural features of these genes important for avirulence and/or virulence functions include a central region of multiple direct repeats and three nuclear localization signals (NLSs) and an acidic activation domain (AAD) at the 3′ end. To identify other regions critical to function in the 3′ ends of these genes, we constructed several chimeras using apl1 and apl2 from X. axonopodis pv. citri and avrXa10 and avrXa7 from X. oryzae pv. oryzae and evaluated their functions by inoculation to citrus and rice. The apl1 and avrXa7 genes are major virulence determinants in citrus and rice, respectively, while the contributions of apl2 and avrXa10 to virulence are negligible or not measurable. Constructs that contained a 417 bp HincII-SphI fragment from the 3′ end of apl1 in combination with the repeats from avrXa7, avrXa10, and apl1 caused a canker phenotype on citrus. Interchange of the HincII-SphI fragment between avrXa7 and avrXa10 abolishes avrXa7 avirulence function and reduces its virulence but it does not affect avrXa10 avirulence function in rice. avrXa7 caused a hypersensitive response (HR) in citrus and replacement of it's 3′ end with that of apl1 resulted in loss of canker and induction of HR. Thus, the HincII-SphI fragment of the avrBs3/pthA gene family is important for avirulence and virulence functions in two different plant species, Oryza sativa and Citrus natsudaidai HAYATA.     

对大黑鳃金龟甲幼虫高效的苏云金芽胞杆菌筛选及cry基因鉴定

为获得对大黑鳃金龟甲幼虫具有较高杀虫活性的菌株,利用拌土法测定了本实验室分离的500株苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)对大黑鳃金龟甲的杀虫活性,建立Bt菌株比较鉴别技术来进行多样性分析,并对菌株的晶体形态及幼虫感染Bt后的中肠组织切片进行观察。结果显示,从500株Bt菌株中筛选到42株对大黑鳃金龟甲幼虫具有不同程度活性的菌株,分属于14个菌株类型;其中有10株校正死亡率大于60%,261-1菌株杀虫活性最高,7 d校正死亡率达100%。从14个菌株类型中各选取1个代表菌株进行基因鉴定,仅P65-1、1126-1、FCD114和78-2菌株分别含有cry8Ma、cry8Ca、cry8Ab、cry8Ga、cry8Ea共5个cry8类新基因,其它10个菌株均不含cry3、cry8、cry18、cry23、cry37、cry43等对鞘翅目害虫有效的杀虫基因。14个菌株中,78-3、127-2和1198-1菌株能产生双锥体型晶体,261-1、FCD114、P65-1、FTL84、78-2和1126-1菌株能产生球形晶体。幼虫感染261-1、1198-1、FCD114、1126-1、QDL40-2菌株后,中肠组织发生明显的病理变化:2 d时肠壁细胞明显出现空洞化,排列疏松,4 d时受到严重破坏并脱离底膜。表明筛选到的Bt菌株具有防治大黑鳃金龟甲幼虫的潜力。