VA菌根真菌提高杨树抗溃疡病机制的研究

本文研究了ＶＡＭ真菌诱导北京杨树皮中生化指标的变化与其抗溃疡病的关系。结果表明,菌根侵染率与宿主树皮中的相对膨胀度,过氧化物酶和多酚氧化酶的活性,有效磷和总酚的含量呈显著正相关,与可溶性总糖呈负相关;而杨树溃疡病菌的生长与上述各生化指标的相关性相反。     

杨树树皮中化学成分与溃疡病关系的初步研究：Ⅰ常量营养元素与溃疡病的关系

本文应用统计分析方法对毛白杨(Populus tomentosa Carr.)、加拿大杨(P.X euramericana(Dode)Guinier)、箭杆杨(P.nigra var. thevestina)。树皮中常量营养元素与溃疡病(Dothiorella gregaria Sacc.)的关系进行了初步研究。相关分析和主成分分析的结果表明,杨树溃疡病菌分生孢子的萌发率和菌落生长量与氮、硫、磷、钙、镁含量成负相关,与钾含量成正相关,其中以氮的影响最为显著。同时,在二维空间对样本进行分类,其结果表明不同杨树树种之间6种常量元素含量及对溃疡病抗性的差异十分明显,从而为早期选育抗病品种提供了理论依据。     

杨树溃疡病与树皮酚化物关系的研究

用10余种杨树皮酚类化合物提取液,测定对杨树溃疡病菌的抑制作用,邻苯二酚含量较高的抗菌作用较强。同时用10余种酚化物试剂也验证邻苯二酚的作用最明显。健康植株和抗病品种树皮的邻苯二酚含量比病株和感病品种高。可见邻苯二酚是杨树皮中抑制溃疡病的一种主要化合物。     

感、抗病杨树种类接种溃疡病菌后酚类物质的变化

为探讨杨树对溃疡病的抗病机制,用溃疡病菌Botryosphaeria dothidea接种抗病毛白杨Populus tomentosa和感病北京杨P.beijingensis,测定2种杨树感染后酚类物质含量的变化。结果表明,两树种间及同树种内接种溃疡病菌前后酚类物质含量变化存在很大差异。抗病毛白杨接种后没食子酸、儿茶酸、对羟基苯甲酸、阿魏酸含量迅速积累达到高峰值,苯酚、邻苯二酚和香豆酸的含量积累相对较慢,苯甲酸含量变化不明显;感病北京杨与之相反,邻苯二酚、阿魏酸、苯甲酸变化幅度相对较大。经方差分析,两树种间8种物质差异分别达到显著或极显著水平;同树种内,毛白杨接种溃疡病菌后苯酚、香豆酸、阿魏酸含量显著或极显著高于对照;北京杨接种后香豆酸、阿魏酸的含量显著低于对照。根据这些含量变化及差异性分析,认为没食子酸、儿茶酸、苯酚与杨树对溃疡病的抗性密切相关,香豆酸、对羟基苯甲酸、邻苯二酚、阿魏酸次之,苯甲酸关系不大。     

转抗菌肽基因毛白杨的培育及其对溃疡病的抗性

以毛白杨为转基因受体材料,利用根癌农杆菌介导法转化来源于益母草的阳离子抗菌肽基因LJAMP2。经卡那霉素筛选,共获得50株抗性植株。GUS组织染色和PCR检测显示有30株抗性植株呈阳性,初步证明外源目的基因已整合到毛白杨基因组中。RT-PCR证实抗菌肽基因LJAMP2在转基因植株中能大量表达。离体抗病性试验表明:转基因毛白杨细胞粗提液的抑菌能力明显强于非转基因植株。进一步将溃疡病菌接种在转基因和野生型毛白杨茎段上培养30天,转基因植株的病级指数均低于非转化植株。上述抗性试验结果表明:在毛白杨中超量表达益母草抗菌肽基因LJAMP2能显著提高其溃疡病抗病性。     

转多基因1年生库安托杨对溃疡病的抗性分析

[目的]本研究对转多基因库安托杨株系的溃疡病抗病性检测及抗病相关基因的表达分析,为通过基因工程手段培育抗病林木新树种提供有价值的参考。[方法]以转JERF36等多个外源基因的1年生库安托杨株系D5-9、D5-20、D5-21及非转基因受体D5-0为材料,对主干人工接种溃疡病菌的各株系病情指数进行了测定,同时对接种5 d后树皮组织中5个抗病基因的表达情况进行了实时定量PCR(qPCR)分析。[结果]在溃疡病菌胁迫下,3个转基因株系对溃疡病菌的抗性显著优于非转基因受体株系,转基因株系间抗病性也具有一定差异,D5-21的病情指数显著低于其它2个转基因株系;肉桂醇脱氢酶基因在3个转基因株系树皮中表达量均高于对照,类甜蛋白基因仅在D5-19树皮中的表达量高于对照,其他3个基因在转基因株系中的表达量或与对照相当或低于对照。[结论]转多基因库安托杨株系的溃疡病抗性与非转基因对照相比均有显著提高,且转基因株系间差异显著;同时转基因株系中不同抗病基因的表达模式也有很大差异,说明溃疡病菌胁迫下转多基因库安托杨抗病调控的复杂性,其分子调控机制还有待深入研究。     

用愈伤组织测定杨树对溃疡病的抗性

用溃疡病菌(Dothiorella gregaria)接种11个杨树品种和无性系,病菌在愈伤组织上的扩展速度、愈伤组织内过氧化物酶(PO)和多酚氧化酶(PPO)的活性变化幅度与各相应树种的田间抗病性有明显的相关性,可以反映出不同树种对溃疡病的抗性。     

树皮结构与山核桃溃疡病抗性关系的研究

对树皮结构与山核桃溃疡病之间关系的研究表明,随着树龄的增大,周皮呈现出较厚的胞壁特征,病害较轻或不发病,感病指数与周皮厚度存在一定的负相关,其中,木栓层的厚度对植株抗病性的影响最大,木栓形成层区的宽度与感病指数之间呈一定的正相关,栓内层与之呈微弱的负相关。皮层的机械性能在一定程度上影响着树皮对溃疡病抗性。韧皮纤维比量在30％～50％之间,与感病指数则呈较强的负相关。次生韧皮部里的含晶纤维束占韧皮纤维总量的50％～55％,不同龄级之间差异不明显,与抗病性的相关性不明显。筛管活动能力与病害程度之间有着较强的负相关性,随着病害程度的加重,直径逐渐减小。韧皮射线组织比量与感病指数之间也呈负相关。     

山核桃溃疡病与营养元素的关系

调查并分析了安徽省宁国市不同种植区山核桃溃疡病与土壤因子、树皮中营养元素等之间的关系,结果表明:山核桃林分中土壤条件与溃疡病的发生与发展的关系十分密切,其感病指数与土壤密度,树皮中P、Fe的含量呈正相关关系;与土层深度,土壤中N、P、K元素的含量和土壤中有机质的含量及树皮中N、K、M g的含量等呈负相关关系。     

山东杨树主要品种对溃疡病抗性的研究

在山东营建杨树主要品种抗溃疡病 Dothiorella gregaira Sacc试验林 ,田间测定自然发病率和感病程度 ,同时室内测定杨树树皮含水量、两种同功酶活性和主要酚类化合物含量 ,探讨上述三项指标与溃疡病发生的关系 ,明确主要杨树品种的抗病性。结果表明 ,杨树树皮含水量、过氧化物酶和酯酶同功酶活性、对羟基苯甲酸和邻苯二酚含量与杨树对溃疡病的抗性有着密切关系。田间表现抗病的品种 ,如 I-69/5 5、I-72 /5 8和毛白杨 ,其上述三项指标高 ;感病品种 80 3杨 ,三项指标低 ;中林 2 3、2 8、46杨和 2 88-3 79杨的上述指标介于两种情况之间 ,属于中抗品种。田间和室内测定结果基本吻合。     

猕猴桃体内酚含量、保护酶活性与抗溃疡病关系的初步研究

分别在2005年的夏季(6月)、秋季(10月)、冬季(1月)和2006的春季(3月),对感、抗性不同的猕猴桃品种的1年生枝条韧皮部酚含量、SOD、POD活性与抗病性表现进行了相关性研究,结果表明:夏、秋、春季酚含量与相对感病指数都存在线性相关,相关系数分别为-0.873,-0.863,-0.801,线性方程分别为Y=14.224-0.429X,Y=6.293-0.133X,Y=5.808-0.120X,且达到显著水平;而SOD、POD活性与抗病性之间均仅有一次存在相关性。说明,酚可以作为猕猴桃溃疡病抗病鉴定的指标。     

杨梅不同部位单宁含量与结构研究

对杨梅的叶、枝和树皮的总酚含量与可溶缩合单宁含量进行了测定,并利用基质辅助激光解吸附飞行时间质谱(MALDI-TOFMS)详细研究了不同部位中缩合单宁的类型、聚合度及聚合物的分布情况。结果表明:树皮的总酚含量最高(43.56%),叶次之(34.69%),枝最低(18.53%);树叶的可溶缩合单宁含量最高(25.67%),皮次之(17.93%),枝最低(8.01%);3组分的缩合单宁都以(表)棓儿茶素-3-O-棓酸酯(EGCG/GCG)为基本结构单元的原翠雀定,且大部分聚合物的结构单元之间存在A型和B型两种连接方式,但其中叶和枝缩合单宁的聚合度要大于树皮。     

不同种源厚朴酚类物质含量变异与遗传的初步研究

采集厚朴 5年生种源试验林共 13个种源 39个树皮样品 ,用高效液相色谱分析法 (HPL C)测定厚朴酚、和厚朴酚的含量。结果表明 :厚朴酚、和厚朴酚、厚朴酚类总量、厚朴酚 /和厚朴酚比例等品质性状在种源间均有显著或极显著的差异。叶先端小凸尖型的鄂西种源酚类含量最高 ,凹叶型的庐山种源最低 ,总含量前者是后者的 10 .34倍。以上 4个厚朴品质性状均受较强的遗传控制 ,其种源遗传力为 0 .7585～ 0 .94 6 5,且呈经向为主 ,经、纬双向地理变异     

树皮内酚类物质的含量及苯丙氨酸解氨酶的活性与杨树抗溃疡病的关系

本文通过不同含水量盆栽苗的接种试验,结果表明,水分亏缺是杨树溃疡病发生发展的诱因。在树皮含水量高的植株中,苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性强,邻苯二酚和对-羟基苯甲酸等酚类物质的含量高,且它们的活性(或含量)随着树皮含水量的降低而降低。室内抑菌试验及盆栽苗的注射试验证明了邻苯二酚是寄主活体内的重要抑菌物质。     

根际微域环境的调节对毛白杨根系活力及抗病相关酶的影响

以盆栽毛白杨为试验材料,采用均匀设计的方法,研究了外生菌根真菌、植物生长调节剂和植物抗病诱导剂以不同配比制成的耦合剂施用于苗木根部,对根系活力及抗病相关酶的影响。结果表明:除处理1外,其它处理的苗木根系活力比对照提高了6.71%~33.64%,根系活力最高达到14.34μg/g.h,比对照增加33.64%;于苗木旺盛生长期结束时测定生物量各指标,发现耦合剂使毛白杨苗高、地径、地下干重、总干重等指标均比对照有大幅度提高,幼苗生长更为健壮和迅速;用溃疡病菌对幼苗干部接种,测定了接种前后树皮中的过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO)活性,发现不同处理下酶活性变化差异显著。     

SA及H2O2在杨树与溃疡病菌互作中的表达差异

以毛白杨和北京杨为试验材料,研究不同杨树接种溃疡病菌后信号分子水杨酸(SA)和过氧化氢(H2O2)的变化差异.结果表明:毛白杨接种后SA与H202含量显著上升,72 h时内源游离SA含量达到峰值(191.41μg·g-1 FW),并伴随H2O2含量的增加和CAT酶活性的降低;而北京杨接种后内源游离SA含量变化不显著(峰值仅为7.83μg-g-1 FW),不伴随CAT活性的下降,且H2O2含量与毛白杨相比达到峰值的时间早,峰值低(分别为737.52和306.99 nmol·g-1 FW),说明不同杨树与溃疡病菌互作体系中SA与H2O2差异显著;同时,克隆获得编码毛白杨水杨酸结合蛋白PtSABP和北京杨PbSABP蛋白的2个基因,氨基酸序列比对分析证明,PtSABP和PbSABP编码的氨基酸与烟草(NtSABP)氨基酸同一性为90％.RT-PCR分析表明:接种后毛白杨SABP基因的表达在6～24 h时受到抑制,推测此时SA与SABP结合,抑制SABP的CAT活性,从而促使24 h后H2O2含量的显著升高.本试验证明:不同杨树接种溃疡病菌后SA与H2O2变化差异显著,杨树对溃疡病的抗性与其体内SA与H2O2的积累情况有关.     

杨树受溃疡病菌感染后转录因子的应答变化

【目的】研究杨树受溃疡病菌感染后转录因子的应答变化。【方法】提取诱导前后的毛白杨树皮mRNA，反转录生成 cDNA，构建接种溃疡病菌72 h 后的 SSH － cDNA 库，从库中获得 ESTs，将 ESTs 注释到Unisequences，挑选出与转录相关的Unisequences，利用RT－qPCR对转录基因作进一步的分析。随机挑选199个阳性克隆进行测序，测序结果经与 NCBI基因库中序列进行比较，发现172个 EST 同源序列，对这些 EST 在 dbEST 数据库进行同源检索分析。【结果】有10个序列与转录相关，占5．8%，分为4类，即：锌指蛋白，含EAR转录区域；类CONSTANS转录因子，编码核蛋白；普通转录因子，调节转录；WRKY21转录因子，参与防御信号转录。通过 RT －qPCR对其中3类(锌指蛋白、类 CONSTANS和 WRKY21)转录因子做进一步分析发现，Z锌指蛋白( Cys/His－rich)在接种溃疡病菌后，在诱导初期增长缓慢，48 h后逐渐升高，144 h达到最高，表达量是未接种时的50倍；WRKY21表达量先升高(12～24 h)，然后降低(24～96 h)，144 h 时，表达量是未接种时0.94倍；类 CONSTANS 表达量一直处于缓慢升高的趋势，直到诱导144 h，是未接种时2倍。【结论】毛白杨被溃疡病菌感染后与防御相关的转录因子表达量明显上升，这可为毛白杨抗溃疡病重要功能基因的克隆和鉴定提供理论基础。     

紫椴花和果实化学成分及其地理变异

采集不同地点紫椴花和果实,通过系统预试验,检测出紫椴花及花蕾中含有较多的酚类、糖和甙类,还检测到黄酮类化合物、蛋白质、香豆素及强心甙等,在花蕾中还含有少量鞣质.紫椴果实中含有酚类、糖和甙类,还含有少量黄酮化合物、香豆素和鞣质.对不同纬度和海拔紫椴花和果实中可溶性糖、总酚和黄酮的含量进行分析,发现3类化学成分含量随纬度、海拔的变化存在一定的变化规律.除花中总酚含量差异不显著外,紫椴花和果实中其他化学成分含量随着纬度升高而降低,随着海拔升高而增高.紫椴花中可溶性糖含量明显高于果实,其他化学成分在花和果实中的含量接近.化学成分含量聚类分析与遗传距离聚类分析比较表明:化学成分含量变异在纬度上是不连续的,在海拔梯度上是连续的.     

短枝木麻黄幼苗小枝单宁形成的养分和酸度效应

对养分和pH值对短枝木麻黄幼苗小枝单宁和其他有机物质产生的影响进行研究.结果表明:短枝木麻黄幼苗小枝总酚(TP)、可溶性缩合单宁(ECT)和氮含量,以及ECT:N随着氮肥的施加而显著降低,支持碳氮平衡假说和生长分化平衡假说;施加磷肥对总酚和可溶性缩合单宁含量没有显著影响,随着pH值的升高,总酚含量显著升高,可溶性缩合单宁含量没有显著变化,而淀粉、叶绿素a、叶绿素a/b、类胡萝卜素和氮磷含量显著降低,因而TP:N和ECT:N水平均显著升高;总酚和可溶性缩合单宁与营养物质的关系相反,表明不同类型的单宁存在不同的合成途径,但由于总酚和可溶性缩合单宁均与氮含量没有显著的相关性,故不支持蛋白质竞争模型;TP:N和ECT:N的水平在养分缺乏条件下较高,有利于提高短枝木麻黄的抵御病虫害能力和降低凋落物的分解率,减少养分的损失.     

溃疡病菌对杨树愈伤组织细胞膜透性、可溶性糖及MDA含量的影响

采用抗性水平不同的毛白杨和北京杨愈伤组织,用生理生化分析方法研究接种溃疡病菌后细胞膜透性、可溶性糖及MDA含量的动态变化.结果表明:溃疡病菌侵染后,2种杨树愈伤组织细胞膜透性上升,相对电导率显著增加,感病种上升幅度大于抗病种;可溶性糖含量的变化在抗,感病种间随时间变化差异较大,感病种可溶性糖含量呈上升趋势,在24 h和120 h达到高峰,抗病种可溶性糖含量48 h时高于对照,但比相应对照增加幅度小,方差分析表明抗病种处理与对照间可溶性糖含量差异不显著;感病种MDA含量上升,而抗病种MDA含量变化不明显,说明感病种出现了明显的膜脂过氧化现象.