马铃薯块茎蛾取食对马铃薯防御基因表达的诱导作用

为探讨马铃薯对马铃薯块茎蛾(Phthorimaea operculella)取食的防御反应分子机制,在室内条件下测定马铃薯块茎蛾取食、机械损伤、外源水杨酸甲酯和外源茉莉酸诱导处理后马铃薯叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)基因(pal)、过氧化物酶(POD)基因(pod)和过氧化氢酶(CAT)基因(cat)的相对表达量,同时以健康植株为对照。结果表明:pal、pod和cat基因表达量变化趋势存在差异,说明马铃薯块茎蛾取食既激活了水杨酸介导的防御信号转导途径,也激活了茉莉酸介导的信号转导途径,并且2个通路间存在交互作用。     

马铃薯Y病毒对不同马铃薯品种的致病力

为明确不同马铃薯Y病毒(PVY)株系对马铃薯的影响及危害,采用PVYN:O、PVYN-Wi、PVYNTN-NW(SYRⅠ)和PVYNTN-NW(SYRⅡ)株系分离物人工侵染马铃薯,并通过透射电子显微镜观察经PVY侵染后马铃薯植株细胞的超微结构。结果表明,敏感品种更适用于PVY病毒致病力鉴定,敏感品种‘克新13’和‘克新18’对PVY不同分离物的反应强烈,差异显著,而‘兴加2号’对4个PVY分离株均表现耐病,虽然细胞内均出现叶绿体变形、单层膜小囊泡和典型的风轮状内含体,但症状只表现为不同程度的花叶。同时,发现PVYN-Wi致病力较弱,侵染后,4个马铃薯品种均出现花叶症状,细胞内部产生多膜结构、风轮状内含体,引起敏感品种‘克新13’和‘克新18’细胞变形、叶绿体变形和髓鞘样结构;PVYNTN-NW致病力最强,感病的‘克新13’和‘克新18’植株受害症状明显加重,且植株早衰、细胞破坏严重,有些死亡较快的植株甚至未产生特征性内含体结构;PVYN:O致病力中等,植株受害症状和超微结构变化也介于PVYN-Wi和PVYNTN-NW之间。不同马铃薯品种对PVY病毒的感病程度有较大差异,‘兴加2号’为耐病品种。     

马铃薯病毒疫情调查及马铃薯S病毒的检测鉴定

[目的]了解河北省张家口市马铃薯病毒病害发生情况并对马铃薯S病毒（PVS）进行鉴定。[方法]对采自河北省张家口市的46份马铃薯样品进行生物学测定和血清学及分子生物学检测。[结果]46份样品中有35份为马铃薯Y病毒（PVY）侵染,其中有6份是PVY与PVS混合侵染,其余29份为PVY单独侵染。用特异性引物扩增PVS外壳蛋白基因的部分序列,获得685bp的目的产物,该序列与已报道的PVS核苷酸序列同源性在80％以上,编码227个氨基酸,与已报道的PVS外壳蛋白的氨基酸同源性均在90％以上。证明该样品中确实携带PVS。[结论]该研究为今后该地区马铃薯病毒病害的控制及防治提供了依据。     

马铃薯块茎蛾对马铃薯块茎挥发物的嗅觉反应

[目的]探讨马铃薯薯块挥发物对马铃薯块茎蛾的引诱效果。[方法]利用Y型嗅觉仪测定马铃薯块茎蛾成虫对自然贮存不同时间（0、15、30、45、60d）完整的和切开的马铃薯块茎挥发物的嗅觉行为反应。[结果]不论是新鲜的还是放置不同时间的完整马铃薯块茎释放出的气味对马铃薯块茎蛾雌、雄虫均无显著引诱效果。剖开的新鲜马铃薯块茎能显著引诱已交配雌蛾,但对处女雌蛾和雄蛾无显著引诱效果。室内自然放置15d以上的马铃薯块茎被切开后所产生的气味不能显著引诱雌、雄两性成虫。剖开的新鲜马铃薯块茎气味不能显著加强雌性信息素对雄虫的引诱效果。[结论]剖开的新鲜薯块挥发物对马铃薯块茎蛾雌虫有显著的产卵引诱效果。但对两性成虫的交配行为无影响。     

影响马铃薯块茎低温糖化的植物激素相关基因的表达

对低温贮藏5 d的低温糖化不敏感品种‘华薯三号’和敏感品种‘中薯五号’马铃薯块茎进行转录组测序,通过对差异表达基因的生物信息学分析,获得与植物激素相关的差异表达基因,其中6个与植物激素合成或信号转导有关的差异表达基因与糖分解代谢密切相关。结果表明：KOox2和GA3ox1是马铃薯块茎中赤霉素合成的关键酶基因,赤霉素可刺激淀粉酶和转化酶活性,加剧块茎还原糖的积累,是马铃薯低温糖化的正调控因子;ANT和AIL6属于参与乙烯响应的AP2转录因子家族;BRI1和BKI1是油菜素内酯信号通路中的转录因子,两者互作共同拮抗14–3–3蛋白质活性;ANT、AIL6、BRI1和BKI1这4个转录因子通过负调控转化酶基因的表达而影响还原糖的产生,是马铃薯低温糖化的负调控因子。     

源于马铃薯Y病毒CP基因的dsRNA原核表达及提取

以马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)为基础构建了含PVY CP基因3’端253bp反向重复片段的双链RNA(dsRNA)原核表达载体,并转化大肠杆菌HT115(DE3),经IPTG诱导产生dsRNA,用LiCl沉淀法提取,获得了高质量的dsRNA。     

基于转录组测序挖掘马铃薯块茎采后发芽关键基因

马铃薯是全球第4大粮食作物,营养丰富.然而,马铃薯块茎采后发芽显著影响其商品价值和种薯质量.该研究结合表型观察、细胞学分析、生理生化检测、植物激素含量测定、 Marker基因表达分析等,明确了马铃薯采后发芽的关键时期.通过对马铃薯块茎采后发芽关键时期样本进行RNA-seq分析,挖掘了马铃薯块茎采后发芽关键基因.结果表明‘费乌瑞它’马铃薯块茎采后休眠解除期为30 d,芽生长期为45 d.从休眠期到休眠解除期和休眠解除期到芽生长期分别有1 008个基因(252个上调、 756个下调)和4 576个基因(2 800个上调、 1 696个下调)表达量发生显著变化. 156个转录因子基因(主要属于AP2、 MYB和bHLH家族)及植物激素(ABA与GA)合成、代谢、信号转导相关基因,如NCED4,ZEP,KS,KO2,ABI5等.这些差异表达基因主要富集在苯丙烷生物合成(ko00940)、苯丙氨酸代谢(ko00360)、类胡萝卜素生物合成(ko00100)、 DNA复制(ko03030)、糖代谢(ko00520)等通路.     

马铃薯块茎蛾的产卵特性

 对马铃薯块茎蛾［Phthorimaes operculella(Zeller)］在马铃薯(Solanum tuberosum L.)叶片和块茎上产卵的特征进行了一系列的室内试验。通过一个特别设计的连接活性炭过滤器的双向选择的嗅觉仪,来判断马铃薯块茎蛾在两个供试样本之间的偏爱程度。结果表明：(1)马铃薯块茎蛾在马铃薯叶片上的产卵量明显比大白菜（Brassica oleracea var.capitata),番茄(Lycopersicon esculentum)或辣椒(Capsicum annuum)叶片多。而在马铃薯和茄子(Solanum melongena)叶片之间没有明显的区别;（2）马铃薯块茎蛾在马铃薯块茎上的产卵量明显比在茄子果实和甘薯块根上多,而在马铃薯块茎和番茄果实或辣椒果实上的产卵量没有明显差别;（3）高温水煮和高压蒸汽都不能破坏马铃薯块茎吸引马铃薯块茎蛾的产卵行为,煮过后去皮的马铃薯块茎也不影响马铃薯块茎蛾的产卵行为;（4）除去块茎表皮或仅去其芽则明显减少马铃薯块茎蛾在其上产卵;（5）马铃薯块茎蛾对表皮为浅黄色、红色和紫色的块茎没有明显的产卵偏好;（6）成虫在涂有马铃薯块茎的正己烷提取液的滤纸上所产的卵明显比在只涂有正己烷溶液的滤纸上多。用相同的提取方法,在马铃薯叶片上没有提取出吸引马铃薯块茎蛾产卵的化学物质。由此推断,马铃薯块茎在储藏期,会不断的释放一些化学物质来吸引马铃薯块茎蛾在块茎上产卵,这些化学物质的其它的特征有待进一步研究。     

烟草液泡转化酶抑制子基因调控马铃薯块茎低温还原糖累积的研究

【目的】克隆烟草液泡转化酶抑制子基因，并在马铃薯中表达，从而抑制低温贮藏块茎还原糖积累，提高马铃薯加工品质。【方法】通过RT-PCR法分离Nt-VIF全长cDNA，转化马铃薯植株，PCR、Northern杂交和Southern杂交检测转基因植株，转基因植株块茎在低温和常温条件下贮藏30 d，分析转化酶活性与还原糖含量。【结果】克隆到Nt-VIF全长cDNA，35S调控下正向的Nt-VIF基因cDNA已经成功转入鄂马铃薯3号（E3）植株。转基因植株块茎在4℃和20℃贮藏30 d表明，VI活性受温度调节，高温贮藏块茎的VI活性显著低于低温贮藏的块茎，且高温条件下转基因块茎与对照无显著差异，而低温条件下转基因块茎的VI活性与对照相比下降幅度为22.7%（株系A-3）～78.1%（株系A-31）。转基因块茎还原糖（RS）含量在高温贮藏条件下与对照差异亦不明显，而低温贮藏条件下RS含量下降幅度为20%（株系A-17）～80.5%（株系A-30）。进一步分析还表明，转基因块茎低温贮藏其液泡转化酶活性与还原糖含量呈显著正直线相关（RS = 0.289VI + 0.0736）。【结论】Nt-VIF基因的表达显著抑制了马铃薯液泡转化酶活性，导致还原糖积累降低。     

表达葡萄糖氧化酶基因抗晚疫病马铃薯的培育

葡萄糖氧化酶催化分子氧氧化b-D葡萄糖产生葡萄糖酸和H2O2。产生H2O2和其它活性氧物质是植物对病原体侵入的防御反应。实验证明H2O2水平升高不仅可诱发细胞过敏坏死反应，而且还能激活抗病基因表达如植物抗毒素及诱导病原相关蛋白（PR）等基因的表达。通过农杆菌介导将来自黑麴霉（Aspergillus niger)的葡萄糖氧化酶基因转入2个马铃薯重要栽培品种大西洋（Atlantic)和夏普蒂（Shepody)中获得23个转基因株系，其中75％为Kan抗性植株。在23个转基因株系中有16个株系可用PCR扩增出目的基因。进一步用核酸斑点杂交选出13个杂交阳性株系。转基因植物总DNA的Southem blot分析表明，GO基因已整合到马铃薯四倍体基因组中，转基因大西洋植株中目的基因为2－4个拷贝，而夏普蒂转基因植株中为1个拷贝。将转基因植株离体叶妆种呼和浩特地区流行的Phytophthoro infestans的复合生理小种1，3，4孢子。结果表明，和未转基因对照组相比转基因植株病斑出现时间晚，病斑扩展速度慢，发病程度轻，感病叶片少。总体上表现出较明显抗病性。转基因大西洋中抗性株系多于夏普蒂。转基因马铃薯植株体内H2O2含量测定表明，转基因马铃薯植株的根系和叶片在KI－淀粉培养基上数天后变为蓝色，而未转基因对照植株的根系和叶片变化不明显。试验表明，转基因马铃薯植株对晚疫病的抗性和体风H2O2含量水平呈正相关。还对马铃薯转化中再生小植株诱导，转基因植株中GO基因拷贝数，对晚疫病抗性的鉴定以及表达葡萄糖氧化酶基因的转基因马铃薯产生抗性的机理等问题进行了讨论。     

马铃薯虫害及其防治方法

马铃薯因其具有产量高、适应性强、营养丰富等特点，又是粮菜兼用的食物和优质饲料，还是食品加工业及多种工业的原料，是世界上的第四大粮食作物。但是马铃薯在整个生育进程中，非常容易发生多种虫害。虫害不仅损坏植株茎叶，还影响产量。如何防治马铃薯的病虫害，对我市马铃薯的增收具有非常重要的意义。危害马铃薯地上部叶片的害虫主要有28星瓢虫、蚜虫、粉虱和螨等，为害地下部的根和块茎的害虫主要有块茎蛾、地老虎、蛴螬、蝼蛄、金针虫等。这些害虫都会给产量造成不同程度的损失，应采取必要的防治措施，确保马铃薯丰产丰收。     

不同性别和交配状态的马铃薯块茎蛾对马铃薯挥发物的触角电位反应

[目的]探明不同性别和交配状态的马铃薯块茎蛾(Phthorimaea operculella)对寄主植物(马铃薯)挥发物的电生理反应的差异,为利用化学生态手段防治马铃薯块茎蛾提供参考.[方法]利用触角电位技术(electroantennogram,EAG),测定未交配雌蛾、交配雌蛾、未交配雄蛾3种不同生理状态的马铃薯块...     

马铃薯3种病毒的多重PCR检测方法构建

[目的]构建马铃薯A病毒（Potato virus A,PVA）、烟草花叶病毒（Tobacco mosaic virus,TMV）、马铃薯Y病毒（Potato virus Y,PVY）3种马铃薯主要易受感染的病毒多重PRC（multiplex PCR）检测方法。[方法]根据GenBank公布的PVA、TMV、PVY基因序列分别设计引物,建立3种马铃薯病毒的多重PCR方法;通过构建3种病毒PCR扩增目的基因的质粒用于制备标准品进行敏感性验证,利用PVX（Potato virus X）、PVM（Potato virus M）、PVS（Potato virus S）、PVV（Potato virus V）,CMV（Cucumber mosaic virus）等其他马铃薯病毒进行特异性试验;并对11份疑似发生病毒病的马铃薯块茎采集样品进行了检测。[结果]研究中构建的马铃薯3种病毒多重PCR检测方法,最低检测下限：PVA为100 copies/2μl,PVY为100 copies/2μl,TMV为1 000 copies/2μl,与PVX、PVM、PVV、PVS、CMV等其他马铃薯病毒无交叉反应,具有良好的特异性;11份疑似发生病毒病的马铃薯块茎中7份样品检出3种病毒感染阳性。[结论]该研究成功构建了马铃薯PVA、TMV、PVY病毒的多重PCR方法,为马铃薯病毒检测技术应用奠定一定基础。     

土壤中施加硫酸钙对马铃薯生长发育及产量、品质的影响

本试验以定薯3号（D3）马铃薯为试验材料,采用石膏粉（主要成分为硫酸钙）处理土壤,研究硫酸钙对马铃薯植株生理特性、产量和品质的影响。在马铃薯块茎形成期、膨大期及成熟期取样测定表型指标、生理指标、品质和产量。结果表明：土壤中施加硫酸钙后与对照组相比,表型上：D3马铃薯植株在块茎形成期、膨大期及成熟期均无显著性差异。生理上：对D3马铃薯植株地上部分的SOD和POD活性有明显的促进作用,SOD和POD活性均显著升高,D3马铃薯植株丙二醛（MDA）含量显著降低,而脯氨酸（Pro）含量前期变化不明显,在块茎形成期显著升高。产量和品质方面：施加硫酸钙可显著提高马铃薯产量,同时显著提高块茎中钙、钾、镁、VC含量,但锌含量显著性降低。说明土壤中施加硫酸钙对马铃薯的生长和产量品质均有促进作用。     

复合侵染的马铃薯花叶病病原诊断

2015年在浙江宁波发现感病马铃薯植株具有马铃薯花叶病的典型症状,即植株矮化,叶片花叶、皱缩。透射电镜负染色发现,其叶片中含有长度约600~900和400 nm的线状病毒粒子。超薄切片发现,病毒主要集中在叶肉细胞,产生的内含体包括病毒样粒子聚集体、串珠-片层内含体和柱状内含体。串珠-片层内含体代表马铃薯X属特征,柱状内含体代表马铃薯Y属特征,表明可能存在复合侵染,并且2种不同病毒引起的内含体被发现于同一细胞。使用马铃薯Y属病毒通用引物以及针对马铃薯X病毒设计的特异性引物进行RT-PCR扩增及测序,明确其为马铃薯Y病毒(Potato virus Y,PVY)和马铃薯X病毒(Potato virus X,PVX)复合侵染。     

马铃薯Y病毒（PVY）对晚疫病（Phytophthora infestans）的影响

在温室条件下,以脱毒马铃薯为试材,研究了PVY对晚疫病的影响。结果表明：PVY汁液接种脱毒马铃薯28d后,用晚疫病菌接种,其孢子囊悬浮液浓度为1．0×104个·mL-1时,PVY对晚疫病的抑制作用最明显;马铃薯植株体内PVY的浓度与晚疫病的发病率、病斑大小及病情指数呈负相关。说明马铃薯感染PVY后诱导了植株对晚疫病的抗性,不同因子影响降低了马铃薯感Y病毒叶片对晚疫病菌的感病性。     

马铃薯块茎蛾对不同品种马铃薯块茎的适应性分析

【目的】马铃薯块茎蛾(Phthorimaea operculella)是马铃薯上的重要害虫,严重影响马铃薯的产量和品质。明确马铃薯块茎蛾对不同品种块茎的适应性,为马铃薯抗性品种筛选以及制定有效的害虫综合治理策略提供依据。【方法】以目前生产上商业化推广的4个马铃薯品种(夏波蒂、龙薯4号、龙薯12号、克新17号)块茎为试验材料,采用年龄-阶段特定两性生命表,测定不同品种块茎上马铃薯块茎蛾的发育历期和种群参数,以评价马铃薯块茎蛾在不同品种上的适应性。【结果】取食不同品种块茎的马铃薯块茎蛾幼虫期、蛹期和雌成虫寿命存在显著差异。其中取食克新17号的马铃薯块茎蛾幼虫期(15.18 d)和蛹期(8.10 d)相较于取食其他3个品种(夏波蒂、龙薯4号、龙薯12号)长,而雌成虫寿命(8.46 d)较短。另外,取食同种品种块茎的马铃薯块茎蛾雄成虫寿命普遍高于雌成虫。取食不同品种块茎的马铃薯块茎蛾单雌产卵量存在显著差异,取食夏波蒂(235.06粒)和龙薯4号(254.48粒)的马铃薯块茎蛾单雌产卵量显著多于取食克新17号(165.71粒)。取食不同品种块茎的马铃薯块茎蛾内禀增长率(r)、周限增长率(λ)、净...     

PVY/PVX协生作用对病毒浓度及寄主细胞超微结构的影响

 以烟草品种三生烟 (N .tabacumcv .Samsun)为测试寄主 ,采用酶联免疫检测实验 (TAS ELISA)和电镜观察的方法 ,在温室条件下研究了马铃薯Y病毒 (PVY)和马铃薯X病毒 (PVX)复合侵染所引起的寄主症状和病毒浓度变化的特点、不同条件下复合侵染时病毒浓度的变化规律以及复合侵染对寄主细胞超微结构的影响。结果表明 ,PVY/PVX在烟草植株内发生了协生作用 ,PVY是协生病毒 ,PVX是被协生病毒。与单独侵染相比 ,PVY和PVX的复合侵染使烟草植株症状明显加重。PVY在复合侵染植株中的浓度与在单独侵染植株中相比 ,没有明显的变化 ,而PVX在复合侵染植株中的浓度明显高于在单独侵染植株中的浓度。这种现象不受PVY株系、处理季节和接种次序的影响。但是 ,不同PVY株系、不同处理季节或不同接种次序对PVY/PVX协生作用中PVX浓度的影响程度存在着一定的差异。电镜观察表明 ,与不接种病毒或单独侵染的植株相比 ,受复合侵染的烟草叶片细胞超微结构发生了明显的病理学变化。细胞肿胀 ,叶绿体、线粒体等细胞器受到严重损伤 ,细胞质内有风轮状、薄片状的内含体 ,由于在细胞质中常常有大量纤维状的PVX病毒粒子聚集体存在 ,这意味着PVX浓度的增加可能是在复合侵染的细胞中病毒大量繁殖的结果。