印度梨形孢诱导油菜抗旱性机理的初步研究

印度梨形孢(Piriformospora indica)是一种根部内生真菌,能够促进许多植物的生长,提高作物的产量,而且还能诱导植物产生对生物或非生物胁迫的抗性.为了研究印度梨形孢对油菜(Brassica napus L.)抗旱性的影响,本研究用20％的聚乙二醇6000(PEG)对有印度梨形孢定殖和无印度梨形孢定殖的油菜植株进行模拟干旱胁迫处理,分析两者在受干旱胁迫后丙二醛(MDA)含量、相对电导率大小、脯氨酸(Pro)含量、抗氧化酶(超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT))活性以及干旱相关基因表达水平的差异.结果表明,接种印度梨形孢的油菜植株叶片中MDA含量和相对电导率均显著低于未接种印度梨形孢的油菜植株;Pro含量显著高于未接种印度梨形孢的油菜植株,在PEG处理后的第72小时,接种印度梨形孢的油菜叶片中Pro含量是未接种印度梨形孢的油菜的1.3倍;SOD、POD和CAT活性明显高于未接种印度梨形孢的油菜植株,PEG处理后的第24小时SOD、POD和CAT活性分别是对照油菜的1.17、1.38和1.27倍.RT-PCR分析表明,干旱胁迫下有印度梨形孢定殖的油菜叶片中编码合成脂质转运蛋白的基因575表达上调,PEG处理后的第9小时其表达量是对照的3.2倍.本研究研究结果表明印度梨形孢提高油菜对干旱胁迫的抗性与MDA含量、质膜透性、Pro含量、抗氧化酶活性和干旱相关基因的表达相关,印度梨形孢可能是通过提高油菜整体抗氧化能力、维持细胞生物膜完整性和细胞内渗透压以及降低膜脂的过氧化水平,从而增强了油菜对干旱胁迫的抗性.本研究初步明确了印度梨形孢提高油菜抗旱性的作用与部分机理,为深入研究印度梨形孢提高油菜的抗逆性作用及其机理提供基础资料.     

烟草黑胫病拮抗菌的筛选及其生物效应

烟草黑胫病是烟草生产中危害最严重的土传病害之一,生物防治具有抗病和环保的作用,获得高效拮抗菌株是进行生物防治研究的基础。本研究采用平板对峙法,在烟草黑胫病发生严重的田块中选取健康烟株,从其根际土壤中分离筛选到12株对烟草黑胫病病原菌Phytophthora parasitica var.nicotianae具有拮抗效果的菌株,抑菌率59.4%～71.1%。选择抑菌率最高的C-5菌株进行试验。经鉴定C-5菌株为多粘类芽孢杆菌(Paenibacillus polymyxa)。抗菌谱试验结果表明:C-5菌株不仅对黑胫病病原菌有较强的拮抗作用,同时对甜瓜?黄瓜枯萎病病原菌和辣椒疫病病原菌也具有拮抗作用。苗期盆栽试验结果表明:利用C-5菌株发酵制备的微生物有机肥能抑制烟草黑胫病的发生,苗期防治率达80%。本文首次报道了多粘类芽胞杆菌菌株对烟草疫霉有拮抗作用。     

复合微生物制剂改善土壤生物学特性和防治烟草黑胫病的研究

烟草是我国重要的经济作物,利用微生物制剂改善土壤性质,防治烟草土传病害是实现绿色防控的重要途径.利用实验室已筛选的多功能有益微生物进行复配,研究了两种复合微生物制剂T1(芽孢杆菌、假单胞菌、不动杆菌)和T2(芽孢杆菌、假单胞菌、鞘氨醇菌)对土壤理化性质的影响以及对烟草黑胫病的防治效果.结果表明,与未施用微生物制剂的对照...     

印度梨形孢通过促进渗透调节物质的合成和诱导抗逆相关基因的表达提高烟草耐盐性

内生真菌印度梨形孢(Piriformospora indica)已被证明能够增强许多植物对生物和非生物胁迫的抗性。为了研究印度梨形孢对烟草(Nicotiana tobacum)耐盐性的影响,本研究用300 mmol/L NaCl溶液处理接种和未接种印度梨形孢的烟草,分析两者在受盐胁迫后丙二醛(MDA)含量、脯氨酸(Pro)含量、相对电导率大小以及与耐盐胁迫相关基因表达水平的差异。结果表明,盐处理后,烟草叶片中MDA含量和相对电导率在接有印度梨形孢的烟草中显著低于未接种的烟草(P0.05);而接种印度梨形孢的烟草Pro含量显著高于未接印度梨形孢的烟草植株(P0.05)。RT-PCR分析表明,盐胁迫下根部接有印度梨形孢和未接印度梨形孢的烟草叶片中盐胁迫相关基因OPBP1、病程相关(PR)蛋白基因PR-1a、PR2、PR3和PR5都上调表达,这些基因在接种印度梨形孢的烟草中的表达量显著高于未接种的烟草(P0.05),表明盐胁迫下,印度梨形孢诱导烟草中抗盐相关基因的大量表达。结果表明:印度梨形孢提高烟草对盐胁迫的抗性,与MDA含量、质膜透性、Pro含量和相关基因的表达相关。接种印度梨形孢的烟草在盐胁迫下能维持生物膜系统的完整性和细胞内渗透压的稳定性以及膜脂过氧化较低水平,对盐胁迫的抗性增强。本研究初步明确了印度梨形孢提高烟草耐盐性的作用与部分机理,为深入研究印度梨形孢提高烟草的抗逆性作用及其机理提供基础资料。     

施氮量对烟株接种黑胫病前、后体内生理物质及黑胫病发生的影响

以红花大金元烤烟品种为材料,采用盆栽接种法研究了供氮水平（分别为N 71、142、213和284 mg /kg）对烟株感染黑胫病前、后体内多酚氧化酶(PPO)、过氧化氢酶(CAT)活性和总酚、类黄酮、可溶性糖、游离氨基酸、总氮等生理物质含量及黑胫病发病情况的影响。结果表明: 1）烟株接种后5和15d时体内多酚氧化酶(PPO)和过氧化氢酶(CAT)的活性以及总酚、类黄酮、可溶性糖、游离氨基酸、总氮等生理物质含量均有高于同期未接种烟株的趋势,且不同供氮水平下趋势一致。2）接种当天及接种后5、15d,接种和未接种烟株体内总氮和游离氨基酸的含量均以高氮处理大于低氮处理,而CAT活性和总酚、类黄酮、可溶性糖含量则相反;高氮和低氮处理间差异显著;而PPO活性则以施N 142和213 mg/kg 处理显著高于施N 71和284 mg/kg处理。3）高施氮量下,烟株接种黑胫病后的发病率和病情指数呈现出较高的现象。上述表明,氮营养不仅影响着烟株初期（即接种病原前）的抗性,而且影响着诱发抗性（即接种病原后诱发的抗性）的强弱;这在一定程度上导致了不同施氮量烟株黑胫病病害发生的差异。说明调控施氮量可以有助于增强烟株抗性,减少黑胫病的发生。     

烟草黑胫病不同发病程度与根际微生物间的响应关系

为探究烟草黑胫病不同发病程度与土壤生态环境影响因子之间的关系,明确与黑胫病发病程度相关的因素,为今后黑胫病的生物防疫工作提供理论基础。本研究通过田间调查,收集烟草黑胫病不同发病程度的根际土壤(病级:0、5、7、9级),测定了土壤理化指标和酶活性,并采用 16S DNA和ITS基因测序技术分析了烟株发病与未发病根际土壤细菌及真菌群落结构的差异。结果表明:(1)黑胫病发病土壤的碱解氮(AN)、硝态氮(NO^3--N)、铵态氮(NH4+-N)、有效磷(AP)、速效钾(AK)、蔗糖酶(SUC)、过氧化氢酶(CAT)及酸性磷酸酶(ACP)与正常土壤相比最高分别增加了197.53 mg/kg、82.67 mg/kg、33.17 mg/kg、65.7 mg/kg、358.07 mg/kg、8.84 mg/(d·g)、56.80 μmol/(h·g)、3938.69 nmol/(h·g),且各处理间达到显著差异(P<0.05);(2)与未发病土壤相比,发病土壤细菌、真菌群落结构多样性较低,且随着发病程度增加,多样性逐步降低;(3)发病土壤厚壁菌门、镰刀菌属、棘壳孢属相对丰度高于正常土壤,而变形杆菌门、放线菌门、酸杆菌门、绿弯菌门、浮霉菌门、被孢霉属、孢球托霉属和沙蜥属群落丰度则低于正常土壤;(4)指示物种分析表明,与正常土壤相比,发病土壤中放线菌门、酸杆菌门、厚壁菌门、孢球托霉属和棘壳孢属存在显著正响应,为病害发生的指示物种;(5)冗余分析(RDA)表明,放线菌门、酸杆菌门、孢球托霉属与病害发生呈负相关,而厚壁菌门、棘壳孢属则相反。综上所述,根际土壤中放线菌门、酸杆菌门、孢球托霉属相对丰度增加和厚壁菌门、棘壳孢属相对丰度降低是烟草黑胫病发病的重要微生物因素。     

大丽轮枝菌蛋白激发子PevD1诱导的烟草对烟草花叶病毒(TMV)系统获得性抗性及其分子机制

从大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)的胞外分泌物中分离到一种蛋白激发子PevD1 (UniProtKB accession No.P86840).为了明确该蛋白激发子的特性以及诱导植物抗病的机制,本研究在大肠杆菌(Escherichia coli)中表达了重组蛋白6His-PevD1.该重组蛋白激发子可以引起烟草(Nicotiana tabacum cv.Samsun-NN)悬浮细胞死亡,提高烟草植株对烟草花叶病毒(TMV)的系统获得抗性(SAR),枯斑抑制率最高可达46.64％.重组蛋白激发子处理后的烟草叶片中的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化物酶(POD)活性均有大幅度提高.处理后144 h PAL活性最大,是对照的3.3倍;处理后120 h,PPO和POD活性分别增加236.8％和204.6％.PevD1可以诱导抗性相关基因酸性病程相关基因1(acid pathogenesis-related gene 1,PR1-a)、碱性病程相关基因1(basic pathogenesis-related gene 1,PR1-b)、病程相关基因非表达子1(nonexpressor ofpathogenesis-related gene 1,NPR1)和苯丙氨酸解氨酶基因(phenylalanine ammonia lyase gene,PAL)的表达.研究表明,防御相关酶的活性提高和抗病相关基因的诱导表达是PevD1诱导烟草产生系统性抗性的主要机制.     

检测葡萄抗黑痘病基因DNA探针的合成及应用

依据中国野生葡萄(Vitis pseudoreticulata)抗黑痘病(Sphaceloma ampelinum)基因RAPD标记OPS03-1354的全长序列,设计合成了两个寡聚核苷酸R1(5'-CAGAGGTCCCTAGCTAAT-3')和R2(5'-ACA ATCACCCAACTCCTC-3')作为引物.首先对获得该RAPD标记的种间杂交组合白河-35-1(V.pseudoret-iculata clone Baihe-35-1)×佳利酿(V.vinifera cv.Carignane)亲本及其F2 51株进行PCR分析,其中寡聚核苷酸R2能在抗黑痘病植株中扩增出约1100 bp的DNA片段.进一步用R2对另一种间杂交组合广西-1(V.pseudoreticulata clone Guangxi-1)×京可晶(V.vinifera cv.Jingkejing)F1 339株进行PCR检测,R2能在抗病植株中扩增出约1100 bp的DNA片段.最后用R2对48份葡萄资源包括中国野生葡萄、美国野生葡萄和欧洲葡萄进行了PCR检测,在抗病株系和品种中也能扩增出这一片段.结果表明,获得的约1100bp特异片段为葡萄抗黑痘病基因的序列特异性扩增区(SCAR)标记,凡扩增出该SCAR标记的植株即是抗黑痘病基因的携带者和抗黑痘病性状的表达者.将该SCAR标记克隆与测序,其实际长度为1110 bp,命名为SCS03-1110.获得该SCAR标记的18 bp寡聚核苷酸R2(5'-ACAATCACCCAACTCCTC-3')具有检测葡萄抗黑痘病基因的DNA探针作用.     

虫害诱导烟草抗性对斜纹夜蛾取食及解毒酶的影响

为探究不同虫害诱导抗性烟草(Nicotiana tabacum L.)对斜纹夜蛾(Spodoptera litura Fabricius)取食和解毒生理的影响,本研究以烤烟品种雄性不育K326为供试材料,观察斜纹夜蛾幼虫对棉铃虫[Helicoverpa armigera(Hübner)]诱导烟草、斜纹夜蛾诱导烟草、烟蚜[Myzus persicae(Sulzer)]诱导烟草的取食选择,以机械处理(打孔、针刺)和未作任何处理的烟草作为阳性和阴性对照,检测分析了取食各虫害处理烟草后斜纹夜蛾体内乙酰胆碱酯酶(AchE)、羧酸酯酶(CarE)、谷胱甘肽-S-转移酶(GST)、多功能氧化酶(MFO)等酶活性的变化。结果表明,斜纹夜蛾初孵幼虫喜食阳性对照打孔和烟蚜诱导处理后的烟叶,而相对避免取食同种昆虫诱导后的烟叶,3龄幼虫亦喜食阳性对照打孔诱导烟叶。取食各虫害处理烟叶后斜纹夜蛾体内的AchE活性均被诱导升高,其中烟蚜处理的AchE活性最高,在48 h时较CK升高了65.17%。棉铃虫、斜纹夜蛾和烟蚜处理在48、48和4 h时分别诱导CarE、MFO、GST活性较CK升高14.38%、72.22%和47.47%,而三种处理对应的MFO和GST,CarE、MFO分别在12和48,48、4 h时升高后与CK没有显著差异(P>0.05),斜纹夜蛾处理的GST活性和烟蚜处理的CarE活性均在48 h时被明显抑制,仅为CK的55.67%和81.05%。说明斜纹夜蛾对不同抗性烟草存在取食差异,取食抗性烟草均可激活斜纹夜蛾AchE活性,不同抗性处理下其他酶活性随着时间呈现特异性变化。本研究可为斜纹夜蛾在烟田中的综合防治研究提供思路和研究基础。     

籼稻93-11类病斑突变体的特征研究

水稻类病斑突变体是研究系统性抗病机理的理想材料。通过对籼稻93-11干种子进行辐射诱变,筛选获得了156株稳定遗传的水稻类病斑突变体,根据病斑表现型将其分为9类。突变体的病变组织大部分从播种后4~5周开始出现。通过体外接种试验,发现与野生型93-11相比,spl078和spl104对白叶枯病和稻瘟病的抗性增强。用荧光定量PCR技术对spl073,spl078和spl104中抗病相关基因PBZ1,POC1,PR1,PAL3和POX22.3的表达情况进行研究,结果表明,spl078和spl104中这些基因的表达水平高于野生型和其它突变体。进一步研究类病斑的产生与抗病通路标记基因之间的关系显示,这些标记基因在病斑形成过程中表达明显变化;而病斑形成后,表达相对稳定。本研究结果为进一步研究水稻广谱抗病机制和抗病育种提供了良好的实验材料。     

AM 菌根真菌诱导对提高玉米纹枯病抗性的初步研究

试验研究玉米接种摩西球囊霉后对纹枯病抗性反应的结果表明,接种摩西球囊霉能明显减轻玉米纹枯病的发病率和病情指数,减轻病害。接种摩西球囊霉还能促进玉米营养生长,但立枯丝核菌侵袭会降低菌根的侵染率,表明摩西球囊霉与立枯丝核菌间存在相互作用。     

产漆酶真菌筛选及其对PAHs污染土壤修复的初步研究

真菌漆酶可以高效转化多环芳烃(PAHs),因此,产漆酶真菌在PAHs污染土壤修复中极具应用前景。根据漆酶可将愈创木酚氧化为红色物质的特性,成功从土壤中筛选出一株能够分泌漆酶的真菌菌株F-1,初步鉴定该菌为疣孢漆斑菌(Myrothecium verrucaria)。通过Plackett-Burman试验对菌株F-1的产酶能力进行了分析,发现特定培养条件组合可将其酶活提高近300倍,达5628 U L-1,表明F-1的漆酶活性受到环境条件的显著影响。应用菌株F-1对PAHs污染土壤进行了初步修复研究,结果表明,接种F-1对菲、荧蒽、芘、苯并(a)蒽、屈、苯并(b)荧蒽、苯并(k)荧蒽、苯并(a)芘、二苯并(a,h)蒽、苯并(g,h,i)苝、茚苯(1,2,3-cd)芘等11种PAHs均有不同程度的降解,提示产漆酶真菌在PAHs污染土壤修复中的应用潜力。