小麦叶锈菌毒性及分子多态性分析

以来自河北、江苏两地的22株小麦叶锈菌作供试菌株，用27个小麦抗叶锈近等基因系品系作为鉴别寄主进行毒性测定。毒性多态性分析结果为：22个菌株通过聚类被分为两组，第一组17个菌株主醚自河北，第二组5个菌株全部来自江苏，表明毒性与地理来源密切相关；菌株间遗传相似系数较高并且差异不大，为0.6296-0.9259之间，说明两地的小麦叶锈菌所含的毒性基因差异不大，应用RAPD技术，从65个随机引物中筛选了12个扩增多态性较好的随机引物，用于分子多态性分析，共扩增出DNA条带102条，其中多态性条带54条，RAPD分析结果为：22个菌株被分为两组，第一组菌株主要来自河北，第二组菌株主要来自江苏，说明DNA多态性与地理来源间具有一定的相关性；菌系间遗传相似系数相差较大，为0.3889-0.9074之间，说明两地小麦叶锈菌群体遗传结构丰富而复杂，比较22株小麦叶锈菌在27个鉴别品系上的毒性特征和54个RAPD标记建立的聚类分析树状图，发现以RAPD标记为基础的分子多态性与毒性多态性相关性不强。     

2017 — 2021年陇南条锈菌有性菌系毒性结构分析

有性菌系监测研究对揭示其在条锈菌变异中的作用及新小种的发现具有重要意义。2017 — 2021年对甘肃陇南条锈菌越夏区感病转主寄主小檗种类进行了调查,从天水市秦州区,陇南市成县、西和县3种小麦条锈菌感病转主寄主小檗上获得了67个有性菌系共计454个单孢。将其先后接种于中国鉴别寄主上进行苗期毒性鉴定,结果发现,天水陇南主要感病转主寄主为堆花小檗、短柄小檗及假猪豪刺。在已归类小种类型中,共鉴定出28个生理小种和致病类型。优势小种类型均为条中34号、条中32号、条中33号、贵22-14,出现频率分别为14.54%、15.86%、4.85%、3.96%。未归小种类型中,洛类、贵农、水源、Hy和中四类型出现频率分别为1.98%、15.64%、12.56%、8.15%、4.63%。这为阐明陇南越夏区条锈菌毒性群体结构复杂,该区是条锈菌新小种的策源地提供了数据支撑。     

普通小麦-柔软滨麦草易位系M8657-1抗条锈病基因遗传分析与SSR标记

为明确小麦(Triticum aestivum)-柔软滨麦草(Leymus mollis(Trin.)Hara)易位系M8657-1的抗条锈性,用中国小麦条锈菌(Puccinia striiform f.sp.stritici)流行小种条中30号、条中31号、水源11-4和水源11-11生理小种,对M8657-1和铭贤169的杂交后代进行苗期抗条锈性遗传分析.结果表明,易位系M8657-1对条中30号和水源11-11的抗条锈性均1对隐性核基因控制;对条中31号的抗条锈性由2对显性核基因(互补作用)控制;对水源11-4的抗条锈性由1对显性核基因控制.将控制水源11-4抗病性的基因暂时命名为YrElm1-4,以接种水源11-4的F2正交群体为研究对象,应用BSA法进行了SSR分析.从320对SSR引物组合中筛选到3个与主效抗病基因YrElm1-4连锁的多态性微卫星标记,它们分别是Xgwm636、Xwmc522和Xwmc453,根据3个微卫星标记位点的染色体位置,推出YrElm1-4位于小麦2AS染色体上,这3个标记可用丁分子标记辅助育种.     

小麦条锈菌ZS有性与无性菌系毒性差异初步分析

小麦条锈病是小麦生产上最主要的病害,条锈菌毒性不断变异是造成小麦条锈病频繁发生和小麦品种抗病性丧失的主要原因。对小麦条锈菌新菌系开展品种抗病性评价,并探明条锈菌有性菌系、无性菌系间的毒性差异,为科学、超前指导小麦抗病育种和抗病品种的合理布局应用提供技术支撑。2017 — 2021年从454个小麦条锈菌有性菌系和1 728个无性菌系中,获得ZS有性菌系35个和无性菌系167个,占比分别为7.71%和9.66%;其中已归类ZS-1、ZS-18、ZS-52类型中有有性菌系14个、无性菌系72个,占比分别为3.08%和4.17%。2022年选择ZS有性与无性菌系重要类型混合菌,对76个甘肃省内小麦生产品种进行苗期、成株期接种鉴定,结果发现,有性ZS菌系与无性ZS菌系对供试小麦品种苗期致病力分别为97.37%、92.11%,相对寄生适合度分别为0.353 0、0.248 7;成株期致病力分别为 72.37%、71.05%,相对寄生适合度分别为0.362 7、0.184 0。表明有性菌系致病性和寄生适合度均高于无性菌系。建议在陇南越夏区,及早调整小麦抗病育种目标,以持续控制条锈病的发生流行,保障粮食安全。     

小麦-柔软滨麦草易位系M853-4抗条锈病基因的遗传分析和SSR标记定位

用中国小麦条锈菌(Puccinia stniform f.sp.stritici)流行小种条中29号、条中30号、条中31号和水源11-11生理小种,对小麦(Triticum aestivum)-柔软滨麦草(Elymus mollis)易位系M853-4和铭贤169的杂交后代进行苗期抗条锈性遗传分析.结果表明,易位系M853-4对条中29号、条中30号和条中31号的抗病性均由1对显性核基因控制;对水源11-11的抗病性由1对显性和1对隐性基因共同控制.将控制条中31号抗病性的基因暂时命名为YrElm4.以接种条中31号的F2正交群体为研究对象,应用BSA法进行了SSR分析.从320对SSR引物组合中筛选到3个与主效抗病基因YrE1m4连锁的多态性微卫星标记,它们分别是Xwmc654、Xgwm304和Xgwm129,与YrE1m4的遗传距离依次为5.8、7.1和10.3 cM,并将YrE1m4定位于小麦5AS染色体,这3个标记可用于分子标记辅助育种.     

小麦应答条锈病菌冬孢子产生的蛋白质组学分析

由小麦条锈菌(Puccinia striiformisf.sp.tritici,Pst)引起的小麦条锈病是我国小麦(Triticum aestivum)最严重的流行病害之一.中国小麦条锈菌表现出高度的遗传多样性和毒性变异,现已研究表明小麦条锈菌经有性生殖可发生致病性变异并产生新的小种.冬孢子作为小麦条锈菌有性阶段的开始,是小麦条锈菌生活史中完成有性生殖过程必不可少的阶段.为分析小麦条锈菌产冬孢子时期寄主植物的叶片总蛋白表达变化,探究寄主植物如何响应冬孢子产生,本研究利用三氯乙酸(trichloroacetic acid,TCA)/酚抽提法提取产冬孢子时期和同时期未接种的小麦叶片总蛋白,经双向电泳技术分离后,利用PDQuest软件进行分析并选取显著上调表达的蛋白进行Orbitrap质谱鉴定.结果表明,在产冬孢子时期的寄主叶片总蛋白图谱中发现22个蛋白点(上调表达大于1.5倍且符合t检验),经功能注释发现这些差异蛋白参与糖代谢、抗逆境以及植物衰老相关代谢途径.之后利用qRT-PCR技术对蛋白水平的结果进行验证,结果发现这22个蛋白点中有16个差异蛋白的基因在转录水平上调表达(相对表达倍数大于1.5倍),证实了蛋白结果的可靠性.本研究通过双向电泳技术发现小麦条锈菌冬孢子的产生影响了寄主叶片参与糖代谢、抗逆境及植物衰老相关代谢过程蛋白的表达,并推测小麦条锈菌冬孢子的产生可能与寄主植物的衰老有关.本研究为进一步深入了解小麦条锈菌冬孢子阶段寄主植物与病原菌的互作机制提供了一定的理论基础,对于揭示冬孢子的形成机制和全面了解小麦条锈菌的有性阶段有重要意义.     

EMS诱导小麦品种烟农15突变体的鉴定和EST-SSR分析

用EMS对小麦品种烟农15进行诱变处理,以构建突变体库、创造小麦新种质,为小麦功能基因研究和小麦遗传改良提供基础材料。经过M2代筛选和M3代鉴定,得到11个农艺性状发生明显变异的突变系,其中籽粒大小和株高2个性状的变异幅度最大。11个突变系均有复合性状突变出现,将其分为3类突变表型:8个大粒、高秆突变系;2个半矮秆突变系;1个高秆、多蘖突变系。用715个EST-SSR引物对受体烟农15和4个M3突变系进行了分析,共有14个引物对在受体和突变系间能扩增出差异条带。其中12个引物对扩增结果的差异表现为条带的有无;2个引物对表现为扩增出长度不同的差异条带。     

我国部分地区小麦叶锈菌遗传多样性的SSR分析

小麦叶锈菌(Puccinia triticina)引起的小麦叶锈病是小麦上的重要病害。为了解小麦叶锈菌遗传多样性及其亲缘关系,本研究利用简单重复序列(simple sequence repeat,SSR)标记技术对2009年采自河北、河南、山东、四川4省的小麦叶锈菌株进行SSR分析。小麦叶锈菌的观察等位基因数(Na)为1.75,有效等位基因数(Ne)为1.40,Shannon信息指数(I)为0.35,Nei’s基因多样性指数(H)为0.23,多态性百分率为75.29%,其中河北、河南和山东的叶锈菌群体遗传多样性水平高于四川群体。聚类分析表明,在相似系数0.96处4个群体聚为2组,河南、山东及四川群体聚为一组,河北群体自成一组,其中河南和山东群体亲缘关系最近。小麦叶锈菌具有一定的遗传变异,群体间遗传变异占总变异的8.93%,群体内遗传变异占总变异的91.07%。小麦叶锈菌群体间每代迁移数Nm为6.10。小麦叶锈菌遗传多样性丰富,群体间遗传相似性较高,亲缘关系与地理分布具有一定相关性。群体内遗传变异是群体遗传变异的主要来源。本研究说明群体间存在广泛的菌源交流,为明确小麦叶锈病流行区系和叶锈菌传播路线提供了基础资料。     

NTG诱导及核辐射改良稗草生防潜力菌研究

用亚硝基胍 (nitrosoguanidine ,NTG)诱变稗草生防潜力菌禾长蠕孢稗草专化型菌株(HGE) ,获得诱变菌株I2 62 ,其孢子产量比原始菌株 (HGE)提高 5 2 6%。以I2 62 为出发菌株 ,用60 Coγ射线 65 0Gy辐照 5 7min ,有 7 75 %的菌株产孢量高于出发菌株高 ,其中辐照菌株FⅡ12 1、FⅡ116和FⅡ14 0 的产孢量分别比I2 62 提高 5 4 4%、5 1 5 %和 41 7%。化学和物理技术相结合处理稗草生防潜力菌 ,获得的突变菌株产孢量比原始菌株提高 1倍以上。但高产孢突变菌株对稗草的致病性、防效与原始菌株相当。     

稻瘟病菌突变菌株的分子鉴定

摘要：利用Rep-PCR的两对引物Pot2-1/Pot2-2和PMC1-2/PMC1-3、 177条RAPD引物和MGR586为探针的3种RFLP 分子技术对温室的9个和自然病圃上的5个致病性突变菌株进行分析。3种技术鉴定了温室9个菌株与其起始菌株的DNA指纹基本一致，检测到7个菌株DNA条带缺失1~3条，2个菌株没有变化；分析了病圃上的侵染携带抗病基因Pi-1和Pi-2的5个突变株的起源，依据DNA指纹和致病类型证明后者起源于具有无毒基因Avr-1的菌株，排除了外来菌株的漂移作用，证实了突变是稻瘟病菌(Magnaporthe grisea )进化的主要动力。     

基于图像处理的小麦条锈病菌夏孢子模拟捕捉的自动计数

利用孢子捕捉器进行气传植物病原真菌孢子捕捉,实现田间病原真菌孢子数量的监测,对于气传植物真菌病害的预测预报和防治决策具有重要意义。目前对捕捉到的孢子多采用传统显微镜孢子计数方法,由于孢子个体小、数量大,利用这种计数方法费时费力,易造成较大计数误差。为了获得一种孢子捕捉器捕捉孢子的自动计数方法,提高计数的准确性和工作效率,本研究利用透明胶带、凡士林玻片和Eppendorf离心管3种方法模拟捕捉小麦条锈病菌夏孢子,利用显微镜照相技术获得孢子图像,在MATLAB软件环境下,对图像进行基于最近邻插值法的缩放处理、基于K-means聚类算法的分割处理、形态学操作修饰和分水岭分割等一系列的处理,实现夏孢子的自动计数和标记。结果表明,3种模拟方法获得的孢子图像经过处理后,均可获得较好的孢子计数结果。透明胶带、凡士林玻片、Eppendorf离心管模拟捕捉条锈病菌夏孢子的平均计数准确率最低分别为98.5%、98.7%、99.9%,Eppendorf离心管模拟捕捉条锈病菌夏孢子和小麦白粉病菌分生孢子的平均计数准确率为99.8%。本研究为实现田间利用孢子捕捉器捕捉孢子的自动计数提供了一种简便、快捷、准确、高效的方法。     

不同水稻基因型的根系形态生理特性与高效氮素吸收

土培盆栽试验下，采用3个氮素吸收效率（NAE）有显著差异的水稻基因型五优244（低NAE）、R83—12（中NAE）和水源349（高NAE）为材料，研究了水稻拔节期根系形态特征和生理特性的基因型差异及其与高效氮索吸收的关系。结果表明，水源349总根长、根密度、根表面积和根干重极显著高于R83．12和五优244，且根系总吸收面积、活跃吸收面积和活跃吸收面积／总吸收面积最大，为高效氮索吸收提供了条件。水源349具有较强的根系耗能、氧化还原力、硝酸还原酶、谷氨酰胺合成酶、谷氨酸合酶和谷氨酸脱氢酶活性，促进根内碳水化合物的合成及氮吸收和同化，提高了根系伤流强度及可溶性糖和游离氨基酸含量，进而显著提高了地上部氮含量和氮积累量。逐步回归表明，拔节期较高的根密度、根系总吸收面积和地上部氮含量是水稻氮索高效吸收的重要特征，可作为水稻氮素高效管理和遗传改良的可靠指标。     

Self-diffusion coefficient of water in tofu determined by pulsed field gradient nuclear magnetic resonance

The self-diffusion coefficient of water in soybean protein dispersion and tofu was measured by pulsed field gradient (PFG) NMR. A soy protein isolate (SPI) dispersion (6 and 12%, w/w) in water, calcium cross-linked precipitate, and tofu were used for comparison. The self-diffusion coefficient of water (D) in the SPI dispersion, 2.23 x 10(-9) m2/s, was estimated lower than that of free water, 2.6 x 10(-9) m2/s at 25 degrees C, and decreased as the SPI concentration increased. It further decreased by the addition of calcium chloride, reflecting the obstruction effect induced by the precipitates in addition to the hydration and hydrodynamic interaction in the protein dispersion. The two water regions in tofu were interpreted by the two-site K?rger model: D1 and D2 of soft tofu were 2.26 (+/-0.11) x 10(-9) and 6.84 (+/-0.34) x 10(-11) m2/s, respectively. The relative amount of proton (water) was p1 = 0.98 and p2 = 0.02 at 100 ms of diffusion time. The self-diffusion coefficients of water decreased in pressed tofu, and their relative amounts of water changed to p1 = 0.93 and p2 = 0.07. It was suggested that D1 corresponded to obstructed water in the network structure and D2 corresponded to hydrated water on the surface layer of pores formed in the protein network of tofu. The pore sizes estimated from the diffusion length of obstructed water were 21.3 microm in soft tofu and 20.8 microm in pressed tofu. The removal of fat from pressed tofu led to a decrease in D2 from 6.26 (+/-0.31) x 10(-11) to 3.53 (+/-0.18) x 10(-11) m2/s, and the relative amount of hydrated water increased from 0.07 to 0.14, which indicated hydrophobic hydration.     

He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗多酚代谢3种酶活性的影响

为探讨He-Ne激光和增强UV-B辐射对小麦幼苗多酚代谢相关酶活性的影响,利用5 mW·mm-2的He-Ne激光和增强UV-B(10.08 kJ·m-2·d-2)辐射处理"晋麦8号"小麦幼苗,分别在不同时段测定苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)及过氧化物酶(POD)的活性.结果表明,增强UV-B辐射使小麦幼苗叶片PAL活性升高,PPO与POD活性降低,且随处理天数的增加,不同处理组小麦幼苗叶片PAL、PPO、POD活性间具有一定相关性.长期增强UV-B辐射,导致多酚类物质的代谢速度降低甚至停止,自由基不能被及时清除,生物膜破坏:经过一定剂量的He-Ne激光辐照可修复增强UV-B辐射对小麦幼苗叶片多酚类物质代谢的损伤.     

西瓜枯萎病生防菌枯草芽孢杆菌B11菌株高产拮抗物质的诱变选育

从西瓜根围分离得到的一株有效抑制西瓜枯萎病菌的枯草芽孢杆菌B 11菌株(B acillus subtilisstra in B 11)。为获得高产拮抗物质的诱变菌株,采用紫外线诱变方法对B 11菌株进行诱变,结果获得抑菌活性比野生菌B 11菌株强的6株诱变菌株,其中G 17菌株的抑菌活性及粗拮抗物质含量均高于B 11菌株,且遗传性较稳定;再以G 17菌株为供试菌株,用亚硝基胍(NTG)对其进行化学诱变,结果获得抑菌活性较强的4株诱变菌株,其中BV 22菌株对西瓜枯萎病菌的抑菌活性最高,其抑菌活性比G 17和B 11菌株分别提高了36.88%和80.00%;其粗拮抗物质的含量分别提高了30.15%和62.53%。研究结果说明,用物理诱变B 11菌株后获得的诱变菌株再用化学方法进行诱变,可选育出高产拮抗物质的诱变菌株。     

悬铃木种子~(60)Coγ辐照及其苗期生物学性状调查

以不同剂量的60Coγ射线辐射悬铃木干种子,测定不同剂量对悬铃木M1代的影响。结果表明,在50~400Gy辐射范围内,随着剂量的增加,悬铃木种子的萌发率、出苗率、成苗率降低,株高、鲜重、根长也明显下降。辐射对幼苗生长的抑制作用极显著,50~250Gy处理各组出真叶期比对照组依次推后2、5、9、14d。300~400Gy处理组虽有发芽,但幼芽严重扭曲,15d后逐渐死亡。通过对悬铃木辐射组与对照组成苗率和根长进行比较,初步推测悬铃木辐射的半致死剂量为50Gy,辐照诱变的适宜剂量为50至250Gy。     

超声辅助提取辣椒籽蛋白工艺优化

以辣椒籽为原料,采用超声辅助法提取辣椒籽蛋白并利用响应面优化法提取工艺,在单因素试验的基础上,选取p H值,提取时间,超声功率,料液比4个因素进行响应面试验,根据所得试验结果确定最佳提取条件为:p H值11,提取时间13.31 min,超声功率336.21 W,料液比1∶35.85,在此条件下蛋白的预计提取量为5.90 g/(100 g)。利用Design expert软件对影响辣椒籽蛋白提取量的主要因素及其相互作用进行探讨,结果由大到小依次为:p H值料液比提取时间超声功率。与传统提取方法相比,超声辅助法使得蛋白提取量增加了0.81 g/(100 g)(占传统方法提取量的15.46%),蛋白纯度提高了5.47%。     

亚热带红壤丘陵区水稻田净全辐射初探

对中国科学院千烟洲试验站水稻田与气象站的辐射观测数据进行初步分析结果表明,我国亚热带红壤丘陵区水稻田净全辐射和太阳总辐射最高值出现在地方时的1100～1300,日出后和日落前1h左右通过0点;夜间总辐射为0W/m     

Mechanism of induced systemic resistance against anthracnose disease in cucumber by plant growth-promoting fungi

Plant growth-promoting fungi (PGPF) such as Phoma sp. (isolates GS8-1, GS8-2 and GS8-3) and non-sporulating fungus (isolate GU21-2) were tested for their ability to induce systemic resistance against Colletotrichum orbiculare in cucumber. These isolates, used as colonized barley kernels to natural soils, induced systemic resistance in the greenhouse as well as in the field. Different elicitors from PGPF such as cell walls retaining or lacking protein and lipids, cell walls lipid fraction, and three fractions of culture filtrate (CF) with different molecular weight ranges were tested for their ability to elicit the defense response of cucumber plants under controlled conditions. Cell wall fraction lacking protein and lipids and the cell wall lipid fraction from root colonizing isolates GS8-1, GS8-2, and GS8-3 protected plants against C. orbiculare. While, only cell wall lipid fraction and CF fractions of different molecular weight ranges of the isolate GU21-2 protected plants against C. orbiculare infection. Methanol-soluble substances from CF fractions with molecular weight greater than 12,000 and less than 8000 consistently protected plants against the pathogen. Germination of C. orbiculare spores decreased significantly at 72 h of incubation on leaves of PGPF-protected plants. Isolate GU21-2 was the most effective in inhibiting spore germination. On the other hand, isolates GS8-1 and GU21-2 induced lignifications in the hypocotyls of seven-day-old cucumber seedlings after challenge inoculation with C. orbiculare. Three-week-old cucumber plants treated with isolate GU21-2 and challenged with C. orbiculare showed increased activities of exo- and endo-forms of glucanase and chitinase, as well as peroxidase and polyphenol oxidase in the second true leaves. Induction treatment with isolate GS8-1 also increased the activities of these enzymes with the exception of exo-glucanase. This study shows that the inoculation of PGPF or its CF resulted in additive effect on the suppression of anthracnose disease in cucumber.     

Impact of the Mediterranean Urban Environment on Photosynthetic Efficiency of Quercus ilex Leaves

Environmental constrains and anthropogenic changes can contribute simultaneously to the limitation of plant performance in Mediterranean urban areas. Photosynthetic efficiency of Quercus ilex L. leaves from the urban area of Naples was evaluated by comparison with leaves from remote site (Vesuvius National Park). The photosynthetic performance of leaves with different age (current year [CY], 1- [1Y] and 2-year old [2Y]) was assessed by measurements of gas exchange, chlorophyll fluorescence and pigment contents. The photosynthetic activity at the urban site was higher than that at the remote site for the CY leaves, while the opposite was observed for the 1Y and 2Y leaves. The growth of Q. ilex trees was mainly sustained by the CY leaves at the urban site, whereas at the remote site the photosynthetic activity was not affected by leaf ageing. In the urban environment, Q. ilex leaves strongly decreased the photosynthetic performance with leaf ageing as highlighted by leaf gas exchanges, although the photochemistry did not show any significant change. The mature leaves of urban site drove the reductive power deriving from the photochemistry more in non-assimilative processes rather than in carbon assimilative ones, avoiding a strong decrease of PSII photochemical efficiency.