大麦黄矮病毒GAV株系在麦二叉蚜体内的运行途径研究

 以生物学测定和酶联检测鉴定出的大麦黄矮病毒GAV株系为材料,研究了病毒在麦二叉蚜体内的运行途径。在麦二叉蚜不同组织的超薄切片中,只有在唾液附腺组织中观察到膜包被的病毒粒体,在后肠腔和血淋巴中的病毒粒体是游离的。说明病毒与唾液附腺膜上传毒蛋白(受体)的相互识别是介导传播的根本原因,而麦蚜的获毒过程不存在专化的识别过程。     

感染大麦黄矮病毒的小麦中vsiRNA特征分析

 RNA沉默是植物中一种保守的抗病毒机制,其以大量病毒来源的小干扰RNA(virus-derived small interfering RNAs,vsiRNAs)的产生为标志,病毒在侵染寄主过程中可通过vsiRNAs靶向寄主转录本以对抗这种防御机制。BYDV-GAV引起的小麦黄矮病导致小麦黄化和矮化症状,对小麦生产构成严重威胁。通过深度测序技术,分析了感染BYDV-GAV的感病小麦品种‘小偃6号’中vsiRNAs的特征,共得到11 384个vsiRNAs,并预测到37 784个寄主靶基因。发现来源于BYDV-GAV基因组的正义和反义链的vsiRNAs的数量分布大致相等,在5’末端具有A和C偏好性,长度主要在21nt~22nt。靶基因的功能分析表明这些靶基因参与了广泛的生物学功能,尤其是在寄主-病原物互作中占的比重最大。选取25个参与寄主-病原互作的抗性相关基因进行定量验证,发现接种BYDV-GAV后有15个明显下调,6个上调,4个微弱下调,表明测序结果和靶基因预测可靠。推测BYDV-GAV可以通过vsiRNAs干扰寄主抗性基因表达和信号转导,从而实现对感病寄主的侵染。研究结果对揭示BYDV-GAV与小麦互作的分子机制具有重要意义。     

感染大麦黄矮病毒的小麦中vsiRNA特征分析

 RNA沉默是植物中一种保守的抗病毒机制,其以大量病毒来源的小干扰RNA(virus-derived small interfering RNAs,vsiRNAs)的产生为标志,病毒在侵染寄主过程中可通过vsiRNAs靶向寄主转录本以对抗这种防御机制。BYDV-GAV引起的小麦黄矮病导致小麦黄化和矮化症状,对小麦生产构成严重威胁。通过深度测序技术,分析了感染BYDV-GAV的感病小麦品种‘小偃6号’中vsiRNAs的特征,共得到11 384个vsiRNAs,并预测到37 784个寄主靶基因。发现来源于BYDV-GAV基因组的正义和反义链的vsiRNAs的数量分布大致相等,在5’末端具有A和C偏好性,长度主要在21nt~22nt。靶基因的功能分析表明这些靶基因参与了广泛的生物学功能,尤其是在寄主-病原物互作中占的比重最大。选取25个参与寄主-病原互作的抗性相关基因进行定量验证,发现接种BYDV-GAV后有15个明显下调,6个上调,4个微弱下调,表明测序结果和靶基因预测可靠。推测BYDV-GAV可以通过vsiRNAs干扰寄主抗性基因表达和信号转导,从而实现对感病寄主的侵染。研究结果对揭示BYDV-GAV与小麦互作的分子机制具有重要意义。     

大麦黄矮病毒侵染小麦miRNA鉴定和特征分析

 大麦黄矮病毒(barley yellow dwarf viruses,BYDVs)引起的小麦黄矮病严重威胁我国麦类生产,造成严重经济损失。植物中的miRNA调控植物生长发育、信号转导及对外界压力的反应,通过调控植物抗性基因的表达影响植物与病原物的互作。本研究对感染BYDV-GAV 后3 d、7 d及健康对照的‘小偃6号'小麦样品进行miRNA测序,合并去冗余后分别得到99、96、95个已知的miRNA序列和806、809、1 024个新miRNA序列。对这些miRNA进行差异表达分析,BYDV-GAV侵染后3 d和7 d的小麦样品,与对照相比上调表达的miRNA数量分别为3个和7个,下调表达的为14个和12个。将差异表达的miRNA利用psRNATarget进行靶基因预测,共得到1 254个靶标基因。靶基因的KEGG和GO富集分析,进一步明确了其功能及作用通路。对14个病毒病症状相关的靶基因进行定量分析,结果表明随病毒侵染时间的延长,这些靶基因出现差异性表达,显示miRNA参与了寄主与病毒的互作。研究结果有助于揭示BYDV-GAV与寄主小麦的互作机理。     

大麦黄矮病毒侵染小麦miRNA鉴定和特征分析

大麦黄矮病毒(barley yellow dwarf viruses, BYDVs)引起的小麦黄矮病严重威胁我国麦类生产,造成严重经济损失。植物中的miRNA调控植物生长发育、信号转导及对外界压力的反应,通过调控植物抗性基因的表达影响植物与病原物的互作。本研究对感染BYDV-GAV后3 d、7 d及健康对照的‘小偃6号’小麦样品进行miRNA测序,合并去冗余后分别得到99、96、95个已知的miRNA序列和806、809、1 024个新miRNA序列。对这些miRNA进行差异表达分析,BYDV-GAV侵染后3 d和7 d的小麦样品,与对照相比上调表达的miRNA数量分别为3个和7个,下调表达的为14个和12个。将差异表达的miRNA利用psRNATarget进行靶基因预测,共得到1 254个靶标基因。靶基因的KEGG和GO富集分析,进一步明确了其功能及作用通路。对14个病毒病症状相关的靶基因进行定量分析,结果表明随病毒侵染时间的延长,这些靶基因出现差异性表达,显示miRNA参与了寄主与病毒的互作。研究结果有助于揭示BYDV-GAV与寄主小麦的互作机理。     

烟粉虱取食感染TYLCV番茄对其解毒酶和保护酶活性的影响

为了明确感染番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl virus,TYLCV)的番茄对烟粉虱生理防御的影响,本文采用生化分析法研究了烟粉虱取食感染TYLCV的番茄植株后解毒酶和保护酶活性的变化。结果表明,B型烟粉虱在带毒番茄上取食72h及30d(长期饲养种群)后,其谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)和羧酸酯酶(CarE)活性呈现先升高后下降的趋势,而P450酶活性则持续上升,取食30d种群是对照种群的1.99倍;三大保护酶系超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)则在取食72h后,酶活性高于对照,而在感染TYLCV番茄上取食30d后,保护酶活性则持续高于72h及对照处理,分别是对照种群的1.45倍、8.42倍和5.03倍,差异显著;Q型烟粉虱表现趋势与B型烟粉虱相似。研究结果为进一步明确入侵烟粉虱与双生病毒之间的互作、揭示烟粉虱的适应性机制等补充了资料。     

青海省小麦种质资源对大麦黄矮病毒的抗性鉴定

为明确青海省不同小麦种质资源对大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf virus,BYDV)的抗性差异,于2014—2015年采用堆测法人工接种鉴定了178份种质资源的抗病性。结果显示,不同小麦种质资源对黄矮病的抗性存在较大差异,甘A100、川766、陕1059、兰麦-2的病情指数依次为14.83、23.60、23.99和24.66,表现出较好的抗病性;病情指数在50.00以上的高感品种有69份,包括尕老汉、白板麦、兴热密穗等,其中白板麦病情指数高达72.35,高于感病对照阿勃;其余种质资源病情指数在25.00~50.00之间,表现为感病;甘A101、甘A99、藏515、藏519、木汉麦、群科大白麦、拉胎板麦、小红麦-2和朗县折达25初期表现感病,后期恢复健康,有一定的耐病性;抗病性不同的种质资源感染BYDV后,对小麦产量的影响差异很大,抗病对照中4产量损失8.96%,耐病品种产量损失在13.64%~19.74%之间,高病品种尕老汉产量损失达41.91%,表明小麦种质资源中抗BYDV的品种极少。     

大麦黄矮病毒-GAV在燕麦植株体内运动规律的初步研究

 利用RT-PCR方法研究了大麦黄矮病毒-GAV在燕麦植株内的移动规律。先将介体麦二叉蚜(Schizaphis graminum)在BYDV-GAV新鲜病叶上饲毒,再将获毒蚜虫放置到二叶期的健康燕麦植株接种48h,随后分期提取接种植株的第1~6片叶和根组织的总RNA,利用特异引物扩增BYDV-GAV的外壳蛋白(CP)基因以检测病毒在燕麦植株内的复制和移动。结果表明,在接种5d后,接种叶片(第2片叶)呈现阳性,接种7d后,植株新生的第4片叶被侵染,接种9d后,部分的第3片叶呈现阳性,至接种16d,几乎所有的叶片均呈现阳性。仅在接种的第5、7和9d收集的根组织呈现阳性,而所有的第1片叶均为阴性,可能是由于这些组织内病毒含量太低所致。本研究初步揭示了BYDV-GAV长距离运动的规律并且发现该病毒在燕麦根部从接种到系统发病都没有进行大量增殖,为今后进一步研究病毒运动机制选取适当的植物材料提供了基本信息。     

应用基因枪法获得抗大麦黄矮病毒转基因小麦

 以我国特有的大麦黄矮病毒GPV株系的外壳蛋白(CP)基因为材料,设计合成了分别含有Act启动子或Emu启动子的植物表达载体pPPI2、pPPI3和pPPI5。采用基因枪法分别转化小麦幼胚和愈伤组织。诱导成苗后进行PCR检测,T₀代阳性率为18%。对转基因苗的后代进行进一步检测,部分转基因苗阳性株至T₃代PCR检测阳性率为100%,PCR结果CP探针杂交呈阳性反应,序列测定结果与GPV CP基因序列一致,表明GPV CP基因已整合到小麦基因组中。室内抗病性鉴定结果,虽然转基因植株全部发病,但对大麦黄矮病毒GPV株系具有一定的延迟发病作用。     

231份麦类种质资源对大麦黄矮病毒的田间抗性鉴定

为明确不同麦类种质资源对大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf viruses,BYDV)的抗性差异,于2015—2016年连续两年采用堆测法在田间人工接种鉴定了231份麦类种质资源的抗病性。结果表明,不同麦类种质资源对BYDV引起的黄矮病的抗性存在较大差异,2015—2016年,克群、加麻白芒麦、墨沙、绿见口和灰木头的平均病情指数分别为20.40、22.28、23.08、22.34和13.08,对黄矮病表现出较好的抗性;团结红壳麦-K、红矮子、定兴寨、旱地小麦、小红狼、榔头麦、峥白毛、金包银、红四楞、赤壳须麦及和穗板麦的平均病情指数分别为74.68、71.62、70.36、68.44、65.17、64.74、63.29、60.97、55.78、56.42和53.21,均大于50.00,表现为高感;其余种质资源的平均病情指数在25.00~50.00之间,表现为感病。此外,长芒芒、冰糖色小麦、苏麦、红皮麦、小红穗和青兰麦初期表现感病,后期可恢复健康,有一定的耐病性。抗病性不同的麦类种质资源感染BYDV后,对产量的影响差异很大,其中抗病资源绿见口的产量损失率最低,为8.87%,耐病资源长芒芒、冰糖色小麦、苏麦、红皮麦、小红穗和青兰麦的产量损失率依次为16.90%、17.40%、15.04%、13.13%、18.94%和11.57%,而感病资源和穗板麦的产量损失率达43.57%。     

兼抗麦长管蚜和大麦黄矮病毒的小麦种质田间鉴定筛选

为鉴定筛选兼抗麦长管蚜和大麦黄矮病毒(Barley yellow dwarf virus, BYDV)的小麦种质,采用自然感蚜/感病系数法,对36个外引和远缘杂交选育的小麦种质材料进行了2年的田间鉴定,并分析了感虫性与感病性的相关关系。结果表明,2年中均兼抗麦长管蚜和BYDV的种质仅有KOKIPPCAS、KOK、Amigo-3和PI137739共4个材料,占总鉴定材料的11.11%;对二者均敏感的有98-10-35q-9、186Tm39、Tam200e12-14a、Tam200(27)7、小偃22、西农1376和小偃6号共7个材料,占19.44%。其它材料仅抗虫或仅抗病,或仅在一年中表现抗病或抗虫,如材料98-10-30和98-10-35a8抗麦长管蚜,但对BYDV敏感;材料Tam200(13)G和PIG23(2)C感蚜,但对BYDV有抑制作用。BYDV发生普遍率(发病株率)和严重度(病情指数)与有蚜株率显著相关,严重度还与感蚜指数显著相关,但感病植株的病级均值与有蚜株率无显著相关性。表明自然界长期的进化和选择使许多抗病虫基因得以保存下来,但较多抗性基因只在抗病或抗虫的某一方面表现有效,需给予更多关注。     

麦二叉蚜唾液蛋白基因Sg1655时空表达谱及其抑制小麦防御反应的功能

为进一步明确麦二叉蚜Schizaphis graminum唾液蛋白Sg1655在调控小麦防御反应中的作用,基于麦二叉蚜唾液腺转录组数据,利用PCR技术克隆获取Sg1655开放阅读框,利用生物信息学软件对其序列进行分析;通过实时荧光定量PCR（real-time quantitative PCR,RT-qPCR）技术检测Sg1655在麦二叉蚜不同组织及不同龄期中的表达;利用细菌III型分泌系统将Sg1655导入到小麦叶片内,检测其瞬时表达对小麦胼胝质积累的影响。结果表明,Sg1655开放阅读框全长375 bp,编码125个氨基酸残基,N端1~21位为信号肽序列,预测蛋白分子量为14.90 kD。麦二叉蚜Sg1655氨基酸序列与玉米蚜Rhopalosiphum maidis同源序列相致性最高,为89.52%;麦二叉蚜Sg1655与玉米蚜同源序列聚为一个分支,亲缘关系最近。Sg1655在麦二叉蚜各组织中均有表达,其中在唾液腺中表达量最高,Sg1655在麦二叉蚜各个龄期均有表达,且在不同龄期之间无显著差异。小麦叶片内Sg1655瞬时表达可显著抑制小麦胼胝质积累,表明该蛋白可作为潜在效应子参与抑制小麦防御反应。     

小麦叶片营养物质与抗麦长管蚜的相关性分析

为了阐明小麦叶片营养物质与小麦抗蚜性之间的关系,观察了麦长管蚜Sitobion avenae(F.)在不同小麦品种上的选择趋性,测定其相对日均体重增长率,并采用Branford法和高效液相色谱技术分别测定了不同品种小麦叶片总蛋白、韧皮部中游离氨基酸以及可溶性糖的含量。结果表明,麦长管蚜显著趋向于铭贤169、西农889与西农1376;在铭贤169、西农889和西农1376上的成蚜相对日均体重增长率显著大于中四-有芒、小偃22;西农889叶片的总蛋白含量最高,为2 822.04μg/mL,小偃22叶片韧皮部的可溶性糖含量最高,铭贤169和西农889叶片韧皮部的游离氨基酸总含量相对较高,分别为1 424.3、1 301.1 nmol·L~(-1)·g~(-1)DW;各游离氨基酸在相对抗蚜品种中四-有芒和小偃22中的绝对含量与其抗蚜性无相关性。研究表明,中四-有芒、小偃22对麦长管蚜具有较强的抗性,植物营养在小麦抗蚜性中起到一定作用。     

Several new and one invasive aphid species (Aphididae,Hemiptera) caught by yellow water traps in Serbia

Eight aphid species were determined as new records for Serbia as a result of the evaluation of the specimens caught by yellow water traps used for monitoring vector activities in seed potato crops during the 4 years 2007–2010. The invasive aphid species Macrosiphum albifrons Essig 1911; and the new species Acyrthosiphon cyparissiae (Koch 1855), Ctenocallis setosus (Kaltenbach 1846), Myzodium modestum (Hottes 1926), Myzocallis castanicola Baker 1917, Myzocallis occidentalis Remaudiè et Nieto Nafria 1974, Tinocallis platani (Kaltenbach 1843) and Wahlgreniella ossiannilssoni Hille Ris Lambers 1949. M. modestum is very difficult to detect, as it lives hidden in moss. All species are presented with characteristic morphological information of alatae and line drawings.     

云芝葡聚糖对小麦黄矮病的防治

为明确云芝葡聚糖对小麦黄矮病的预防和治疗效果,初步探讨其作用机制,通过室内盆栽及大田试验测定了其对小麦黄矮病的防治效果,并测定了不同浓度处理下小麦防御酶系活性的动态变化。结果表明,室内盆栽试验中云芝葡聚糖对小麦黄矮病具有较好的预防和治疗效果,其中以云芝葡聚糖100、300倍液的预防效果最为理想,防效可达66.67%和65.41%。云芝葡聚糖对田间小麦黄矮病的发生可起到一定的预防作用,其中100和300倍液的防效分别达58.63%和57.59%,保产效果分别达22.91%和22.57%,且相比对照药剂,产量提高10%以上。同时,云芝葡聚糖可诱导小麦快速且显著提高其防御酶活性,是清水对照组的2~5倍。表明云芝葡聚糖可作为免疫调节剂诱导植物自身产生抗病反应,从而起到保护寄主植物的作用。     

大豆蚜阶段特异性经济阈值的制定

为制定大豆蚜Aphis glycines阶段特异性经济阈值,于2015—2018年连续4年开展田间试验,通过定点、定株调查和产量测定,运用回归分析法研究大豆4个特定生长阶段下不同密度大豆蚜侵染对其产量损失的影响。结果表明,在大豆4叶期—初花期阶段,大豆蚜侵染的累计蚜日及其种群增长率均最大,分别达到40 900头·日和0.184,大豆产量损失率也最高,达到了60.96%。大豆蚜的侵染密度与产量损失率在大豆出苗期—4叶期和4叶期—初花期阶段使用线性模型拟合的优度最高,在初花期—初荚期和初荚期—鼓粒期阶段使用对数曲线模型拟合的优度最高,并构建了各阶段的回归方程。基于反映市场价值和潜在产量变化的动态经济允许损害水平,得到大豆出苗期—4叶期、4叶期—初花期、初花期—初荚期和初荚期—鼓粒期阶段的平均蚜量阈值分别为79、227、323和460头/株;依据线性相关性转换得到更利于实际应用的阈值指标——有蚜株率和卷叶株率,如果提前3 d进行防治,则出苗期—4叶期阶段的有蚜株率阈值为17.88%,4叶期—初花期、初花期—初荚期和初荚期—鼓粒期阶段的卷叶株率阈值分别为4.78%、7.88%和12.59%。表...