植物细胞工程在植物病理学上的应用及抗病突变体筛选研究进展

植物细胞工程(plantcellengincermg）是利用无菌、离体条件来培养植物的一部分组织、器官、细胞、原生质体，在人工控制条件下，研究它的生长、发育、分化、再生的规律，以及如何控制的因素。这是一个广义概念，狭义仅指组织或愈伤组织培养。这项技术在近10余年中得到了飞速发展，不仅在技术上不断完善和提高，渗透到生物学的各个学科中，成为一项普遍应用的技术，而且应用到农业、工业和医药生产等领域许多方面。本文就植物细胞工程在植物病理学上的应用作一综述。一、植物细胞工程在植物病理学上的应用1．抗病突变体筛选：植物细胞和组织…     

农药对蚯蚓的生长和繁殖毒性及其在生态风险评价中的应用

蚯蚓占了陆生无脊椎生物生物量的绝大部分,是农田生态系统土壤物质循环中的重要一环,且蚯蚓对某些污染物比许多其它土壤动物更为敏感,是陆生生态系统中土壤农用化学品污染的理想指示生物。死亡率是最常用于评估化学品对蚯蚓毒性的参数,但大多数情况下蚯蚓死亡率变化对农用化学品暴露并不敏感,因此急性毒性测试结果并不能为评估化学品对蚯蚓种群危害提供最敏感的风险预测。因此,研究更多可应用于土壤污染评价的蚯蚓生物标志物十分有意义,可对保护整个土壤动物区系的安全阈值设定提供参考。本文从蚯蚓常用毒理学研究方法入手,重点综述了农药对蚯蚓的生长和繁殖毒性效应以及相关毒理学测试指标在农药土壤生物风险评价中的应用,并讨论了影响蚯蚓生态毒理学测试结果的各项因素,最后对该领域未来研究提出了展望和建议。     

农药投入量毒性系数及其在水稻安全生产中的应用

本文针对农药应用后的风险评价问题,提出农药投入量毒性系数的概念,反映了农药投入量与急性毒性间的关系。作为风险评估的一个指标,将该系数在吡虫啉-阿维菌素和毒死蜱-甲氨基阿维菌素苯甲酸盐复配制剂研制中得到应用。该系数衡量了农药使用与生物风险的关系,为研制复配制剂和农药使用后生物风险评价提供了参考。     

草酸法筛选油菜抗菌核病材料的效果及其影响因素

作者研究了影响油菜对毒素草酸抗性的一些因素以及运用毒素草酸法筛选抗力核病材料的效果,结果表明,油菜苗期用草酸浸根后,苗病害严重分别随温度,草酸浓度和草酸处理时间的增加而增大,随湿度,苗龄的增大而减小,在用草酸法鉴定品种的抗性时,草酸浓度１０～１５ｍｍｏｌ／Ｌ温度１８～２８℃,相对湿度８０％～９０％和自然光照对２～５片真叶期苗适合。用草酸浸根和浸叶法筛选油菜抗病材料的效果明显,用草酸浸叶筛选的８个品     

拟南芥转录因子IDD4不同突变体对灰葡萄孢菌的抗性分析

为明确IDD家族IDD4基因在拟南芥Arabidopsis thaliana抵抗灰葡萄孢菌Botrytis cinerea侵染过程中的作用,通过统计病情指数检测拟南芥野生型（wild type,WT）植株、过表达植株IDD4-OE和缺失突变体idd4植株感染灰葡萄孢菌情况,利用组织染色检测叶片细胞死亡和H₂O₂的积累情况,采用实时荧光定量PCR（real-time quantitative-PT-PCR,qRT-PCR）技术分析灰葡萄孢菌肌动蛋白基因Bc. ACTIN在3种植株叶片中的表达情况,并施加0.1 mmol/L外源水杨酸（salicylic acid,SA）后测定IDD4-OE植株的病情指数。结果显示,不同株系对灰葡萄孢菌的抗性由高到低依次为idd4＞WT＞IDD4-OE,IDD4-OE植株中病原菌感染部位的寄主细胞死亡程度比idd4植株严重。染色结果表明,病原菌侵染拟南芥后4 h,接种部位已有H₂O₂积累。qRT-PCR反应结果显示,Bc. ACTIN在IDD4-OE中比在idd4植株中的表达水平更高,表明灰葡萄孢菌在IDD4-OE植株中的繁殖速率更快。对IDD4-OE植株外源施加SA后,其病情指数、Bc. ACTIN表达量与WT植株间均无显著差异,说明SA能将感病植株的抗性提高至WT植株的水平,表明IDD4作为负调控因子参与了拟南芥对灰葡萄孢菌的抗性调控,SA在其中发挥着重要作用。     

番木瓜环斑病毒西瓜株系弱毒突变体的筛选与应用

为防治番木瓜环斑病毒(Papaya ringspot virus,PRSV)在我国葫芦科作物上引起的病毒病害,以PRSV西瓜株系山东分离物(PRSV-SD)侵染性cDNA克隆为基础,采用定点突变方法将辅助成分-蛋白酶保守氨基酸137位和346位的天冬酰胺(N)和417位的缬氨酸(V)突变为丙氨酸(A),应用农杆菌浸润法接种西葫芦叶片并分析突变对PRSV-SD致病力的影响,筛选弱毒突变体,进而评价其交叉保护效果。结果表明,与野生型PRSV-SD相比,获得的3个突变体N137A、N346A和V417A,接种后在西葫芦植株上的症状明显减轻,衣壳蛋白在叶片中的积累水平分别为野生型PRSV-SD的24.0%、13.0%和4.0%,均为弱毒突变体。当保护间隔期为10 d时,弱毒突变体N137A具有完全的交叉保护效果,N346A可延迟发病15 d,而V417A无交叉保护效果。当间隔保护期为15 d时,弱毒突变体N137A和N346A的保护效率分别为100.0%和26.7%,而V417A无交叉保护效果。     

辣椒疫霉产毒缺陷与抗药性突变体筛选及其遗传特性

采用MNNG诱变与自交（S1－S3）纯合的方法,从辣椒疫霉的游动孢子群体中,筛选出1株带有抗霜脲氰标记的产毒缺陷突变体、2株抗甲霜灵的产毒突变体。产毒缺陷菌体和产毒菌株均对茄门甜椒致病,但产毒缺陷菌株的致病力降低一半,证明辣椒疫霉的致病显症过程与毒素作用有关,病菌毒素是重要的致病因子。此外,突变菌株的抗药性和产毒缺陷表型在无性游动孢子后代和有性孵孢子后代群体中均可稳定遗传。在姐妹配对F2代卵孢子群体中,辣椒疫霉毒素产生和对甲霜灵的抗性为不完全显性基因所控制,而对霜脲氰的抗性为完全显性基因所控制。     

Nit突变体技术在玉米弯孢菌研究中的应用

采集了河南省12个地区的玉米弯孢菌叶斑病标样,分离获得了34个菌株,其中3个是画眉草弯孢(Curvu-laria eragrostidis),其余均为新月弯孢(C.lunata)。利用含KClO₃的培养基对其中14个新月弯孢菌株和1个画眉草弯孢菌株(XZ3c)进行诱导,在MM培养基上鉴定均获得了Nit突变体。对获得的190个Nit突变体在MO₂和MH培养基上进行了生理表型的划分,并用于菌株内、菌株间的营养体亲和性研究,发现有不少配对组合中均出现了明显的亲和现象,表明Nit突变体技术可以用于玉米弯孢病菌营养体亲和性的研究。根据亲和性测定的结果将这15个菌株初步分为2个营养体亲和群。     

毒杀蚊幼虫的绿僵菌菌株的筛选及其毒性测定

蚊虫的微生物防治研究工作近年来在国内外均有所进展。在绿僵菌Metarrhiziumanisopliae应用方面,虽然早在1878年俄国的梅契尼可夫便用于防治奥国金龟子,并获得较高的死亡率,但用于蚊虫的防治则直到1967年Roberts等人才开始研究,至今仍在不断地试验探索中。我们于1980年进行了对蚊虫有杀灭活性的绿僵菌菌株的筛选工作,现将试验结果整理如下。     

兰州核不育小麦突变体的遗传研究及其应用

以小麦不育系257A为母本,中国春、阿勃、甘麦8号、陇春7号、陇春11号、宁春4号、宁春16号、KUZA、西农1376为父本,杂交后代F1、F2和BC1为材料,调查F1结实率和F2代不育株数与可育株数分离比率,结果表明:F1正常结实,平均结实率为87.4%,F2代不育株数与可育株数分离比符合1∶3的单基因遗传分离规律和回交遗传的1∶1分离规律。证明该核不育突变体为单隐性核基因突变,具有普通小麦细胞质,不育性遗传稳定、彻底,不受光温变化的影响。利用该核不育突变体(2n=42W(msms)=42)和蓝粒附加系小麦[2n=42W(MSMS)+2(4E)=44]杂交,经连续多代自交选育,创建了4E-ms杂交小麦生产体系,实现了小麦隐性核不育性的有效保持,开辟了我国小麦核不育杂种优势利用的新途径、新方法。组配的杂交种2574A/墨引45在2003年的产量比较试验中,小区平均折合产量为9 183 kg/hm2,比对照宁春4号增产15.3%,表现中矮秆,株高91.5 cm,优质、高产,具有良好的生产应用价值。     

灰葡萄孢菌nit突变体的诱导及其在营养体亲和性测定中的应用初探

 从山西运城、临汾、长治、晋中、大同等地保护地黄瓜灰霉病病株上采集、分离的分属于3个不同菌丝融合群的8个灰葡萄孢菌单孢菌株,经氯酸盐诱导处理,共获得了抗氯酸盐的硝酸盐利用缺陷突变体(nit突变体)59株,其中nit1型38株,nit3型10株,nitM型11株。所有nit突变株分别在PDA斜面转管培养3次(21 d)后,除6株恢复成野生菌株外,其余多数nit突变菌株表现稳定。来源于同一野生菌株的不同类型nit突变体间或同一菌丝融合群不同野生菌株的nit突变体间可产生互补反应而形成异核体,其中以nitM型突变株互补性最好,在利用nit突变体测定灰葡萄孢菌营养体亲和性时应作为标准菌株。来源于不同菌丝融合群的nit突变体间不能产生互补反应。     

高通量筛选在新农药创制研究中的应用

高通量筛选是一种快速高效、适用于大规模筛选化合物的新型自动化筛选体系，主要由高容量的化合物库、自动化操作系统、高特异性的筛选模型、高灵敏度的检测系统以及高效率的数据管理系统等组成。该技术在新农药创制研究中的应用，可以缩短新农药的研发周期，降低成本，提高成功率。文中还简要介绍了针对不同靶标设计的高通量筛选模型。     

胡萝卜软腐欧氏杆菌胡萝卜亚种游动性突变体的筛选

 用转座子Tn5对胡萝卜软腐欧氏杆菌胡萝卜亚种(Erwinia carotovora subsp.carotovora,Ecc)进行诱变,获得9个游动性改变了的突变体。M432游动性变大;M143、M451和M574游动性完全丧失;M43、M49、M330、M725和M726游动性较野生型变小。这9个突变体在大白菜叶柄上的致病力均减弱。游动性变小或丧失的突变体鞭毛数目减少或未发现有鞭毛。     

橡胶树白粉菌Oidium heveae侵染寄主拟南芥的筛选

为筛选出橡胶树白粉菌Oidium heveae Steimnann新的寄主载体,通过接种野生型拟南芥Col-0、突变体Sr1-4D及eds1,观察了橡胶树白粉菌侵染不同拟南芥突变体的过程,PCR扩增测序法验证相关致病基因,构建橡胶树白粉菌-拟南芥互作体系。结果表明,在Col-0、Sr1-4D叶片上面,橡胶树白粉菌产生部分菌丝后停止生长,不能形成典型的橡胶树白粉病症状;但能成功侵染eds1叶片,在叶片的正、背面有银白色辐射状菌丝,后期在病斑上出现一层粉层,表现橡胶树白粉病的典型症状。组织染色和显微观察结果显示,在突变体eds1叶片上橡胶树白粉菌完成了侵染过程。PCR扩增测序结果表明接种后突变体eds1叶片上及组织中病菌均为橡胶树白粉菌;使用橡胶树白粉菌3个致病相关基因作为靶标,验证了eds1和橡胶树上白粉菌基因组中的3个致病相关基因相似度均达到99%~100%。表明橡胶树白粉菌可侵染拟南芥突变体eds1。     

利用分子标记提高筛选普感水稻抗病突变体的准确性

 水稻丽江新团黑谷(LTH)是一个云南地方粳稻普感品种,对全球近2 800多个稻瘟病菌生理小种均表现为感病表型。本研究为利用⁶⁰Co-γ射线辐照处理LTH种子,分单株收获M₁代种子。对M₂和M₃代植株分别进行稻瘟病的自然诱发筛选和人工喷雾接种筛选,以期从LTH中筛选获得抗性提高的突变体。在突变体筛选过程中,我们发现突变体的遗传背景受到零星异交或混杂干扰,这种情况在其他本底抗性水平较高的抗性突变体筛选中往往容易被忽略。为了确保突变体遗传背景的真实性,我们利用分布在水稻12条染色体上的在粳稻LTH与籼稻品种间存在多态性的In/Del标记,分析候选抗性植株是否为LTH纯合背景,以排除杂合假抗性个体。通过两种不同的筛选策略,最终从M₃代植株中分别鉴定出1份和4份抗性突变体,为进一步研究LTH普感特性奠定基础。将其中一个LTH抗病突变体分别与野生型LTH和籼稻普感品种CO39进行杂交,获得的F₂群体人工喷雾接种稻瘟病菌后调查抗、感植株的分离情况,分析结果显示,该突变体性状符合单个显性基因控制的遗传规律。另外,本研究结果表明:在水稻诱变育种工作中,不仅要做到充分隔离,还需借用分子标记辅助剔除零星意外串粉造成的杂合假突变体,以提高水稻突变体筛选的准确率。     

拟南芥BOI 基因在抗氧化胁迫和细胞死亡中的功能分析

 本文利用BOI(Botrytis Susceptible 1 Interactor)基因敲减(knock-down) 株系、过量表达株系以及烟草瞬时表达系统,研究了BOI 基因在细胞程序化死亡(PCD)中的作用以及BOI 蛋白中RING 和WRD 结构域的功能。结果表明,BOI 基因的表达下调导致抗氧化胁迫能力下降,弱化了对活性氧介导的PCD 抑制作用;BOI 过量表达或瞬间表达可以增强对活性氧介导和α-吡啶甲酸诱导的PCD 的抑制作用。进一步研究发现,BOI 蛋白中的RING 结构域是BOI 抑制PCD 所必需的,WRD 结构域与BOI 对PCD 的抑制作用关系不大。     

阿维菌素及其混配制剂对家蚕的毒性评价

为明确阿维菌素及其几种混配制剂对家蚕的毒性,采用食下毒叶法测定了阿维菌素、阿维·螺螨酯悬浮剂、阿维·虫螨腈水乳剂、阿维·吡蚜酮悬浮剂、阿维·炔螨特水乳剂、阿维·吡虫啉微乳剂、阿维·噻螨酮微乳剂共7种农药制剂对家蚕2龄幼虫的毒性,并对家蚕中毒症状进行了观察记录。试验结果表明:将7种农药制剂分别配制成不同浓度梯度的药液浸渍桑叶饲喂家蚕48 h后,各制剂对家蚕的LC_(50)值均小于0.1 mg/L,均属剧毒级农药,对家蚕有极高风险性;各制剂引起的家蚕中毒表现出多种特征症状,如吐液、体褐、体僵直、摆头、侧卧、身体扭曲呈C形等。因此,阿维菌素及其各混配制剂不适合在桑园及其附近农田使用,同时也验证了阿维菌素与各种低毒农药混配后依然对非靶标生物不安全。     

桃蛀螟性诱剂的筛选及其在黄淮海夏玉米区种群动态监测中的应用

桃蛀螟Conogethes punctiferalis(Guenée)是我国黄淮海夏玉米区的主要玉米穗部害虫,幼虫取食玉米果穗不但直接影响玉米产量,而且严重降低玉米品质.为了更好地利用性诱剂监测玉米田桃蛀螟种群动态和有效防控桃蛀螟为害,比较了桃蛀螟性信息素成分顺-10-十六碳烯醛-(Z)-10-hexadecenal,...