棉花品种黄萎病抗性与免疫反应的关系

棉花黄萎病是由大丽轮枝菌引起的土传真菌病害,不同棉花品种对黄萎病的抗性不同。为了比较不同棉花品种对黄萎病菌的免疫反应程度与抗黄萎病水平间的关系,利用4×106CFU·m L~(-1)的大丽轮枝菌孢子悬浮液处理6个不同棉花品种的根系,进行抗病性评价。结果表明,接种大丽轮枝菌后,棉花植株的根、下胚轴、叶等器官中大丽轮枝菌的生物量随品种抗病性的增强而减少,根部木质素、叶片胼胝质含量随抗病性的增强而增多,L-苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的升高幅度随抗病性的增强而增大。由此可见,大丽轮枝菌侵染棉花后,植株的免疫反应程度越强其抗病性越强。本研究结果为棉花与黄萎病菌互作机制的进一步研究提供了理论依据。     

解淀粉芽孢杆菌41B-1R对棉花黄萎病的防效研究

棉花黄萎病严重危害棉花生产,尚无有效的控制方法。为提高棉花对黄萎病的抗性,本研究将从棉花根系中分离的对棉花黄萎病菌有较好抗性的内生细菌解淀粉芽孢杆菌41B-1R菌株添加到育苗基质中,培育苏棉22和中棉所41 2个棉花品种的幼苗,并评价生物育苗基质对棉花生长及抗黄萎病的效应。结果表明,育苗基质适合作为41B-1R的保存载体;添加生防菌41B-1R的育苗基质对棉花幼苗生长无不良影响;41B-1R能稳定地定殖于棉花幼苗根系内部。育苗后移栽,可有效减少非落叶型棉花黄萎病菌V1070在苏棉22和中棉所41幼苗根部的定殖,显著提高棉苗对黄萎病的抗性,防治效果分别达到46.7%和28.6%。本研究表明,用添加41B-1R菌株的育苗基质育苗可以有效降低棉花黄萎病的危害,为棉花黄萎病的防治提供了新途径。     

内生环状芽孢杆菌Jcxy8对番茄灰霉病的防病机制研究

为明确从番茄植株体内筛选出的内生环状芽孢杆菌(Bacillus circulan)Jcxy8对番茄灰霉病菌的抑菌作用及防病的生理生化机制,采用平板打孔法测定了菌株Jcxy8对灰霉病菌(Botrytiscinerea)的拮抗力。结果表明:菌株Jcxy8对灰霉病菌的抑菌圈直径为35.6mm,抑菌圈边缘的产孢抑制率达到66.9%。当菌株培养滤液浓度为40%时,病菌孢子萌发完全被抑制。镜检发现抑菌圈周围的菌丝(或芽管)细胞消融,生长扭曲,中间或顶端膨大成泡囊状。Jcxy8菌株与灰霉病菌同时处理的番茄果体内可溶性蛋白含量比清水对照处理高12.7%,比单独接种灰霉病菌处理高39.1%;SOD、POD、CAT活性均较只经病菌处理低;O2-产生速率比清水对照和病菌处理低,而比菌株Jcxy8处理高。说明菌株Jcxy8对番茄果实有明显的诱导抗病作用。     

长期稻 -稻 -紫云英轮作对水稻种子内生细菌的影响及促生功能评价

种子被视为有益微生物的储存库和载体。与根际和叶际相比,种子相关细菌的研究还十分落后。本研究以长期绿肥植物与水稻轮作(稻-稻-紫云英,R-R-MV)和冬闲(稻-稻-冬闲,R-R-WF)两种种植模式的水稻种子为材料,分离种子内生细菌;在对菌株进行16S r RNA基因系统发育分析基础上,依据分离来源和分类地位选择代表菌株,进行溶磷、产IAA和铁载体等植物促生功能的检测。结果显示,绿肥轮作后水稻种子内生细菌的数量显著高于冬闲,群落组成也发生了明显变化。在属水平上,Pseudomonas和Xanthomonas是R-R-WF中的优势属,分别占28.57%和26.19%,而R-R-MV中Pantoea是优势属,占27.94%,其次是Pseudomonas(14.71%)和Paenibacillus(13.24%)。进行功能检测的31个菌株中,大多数分离株具有有益于植物的特性,表明种子内生细菌与植物的生长及健康密切相关。本研究不仅揭示了长期轮作条件可以改变种子的微生物组成,还获得了有益的微生物资源,将有助于种子内生菌作为生物接种剂在可持续农业中的研究和应用。     

不同腐解方式下棉秆腐解液对棉花枯、黄萎病菌的化感效应

采用自然腐解与接种微生物人工腐解两种方式分别处理棉秆,研究了两种腐解物水浸提液对棉花枯、黄萎病菌的化感效应。结果显示,两种腐解液对枯、黄萎病菌的菌丝生长及孢子萌发均具有较强的抑制作用,抑制强度整体上随着腐解液浓度的升高而增大。棉秆自然腐解液对枯、黄萎病菌菌丝生长的最大抑制率分别为58.17%、48.16%,对孢子萌发的最大抑制率分别为23.29%、16.22%,对枯、黄萎病菌毒力的有效中浓度（EC50）分别为33.20、45.20g·L-1;人工腐解液对枯、黄萎病菌菌丝生长的最高抑制率分别为71.63%、79.04%,对孢子萌发的最高抑制率分别为35.45%、42.74%,EC50分别为24.18、20.75g·L-1。表明棉秆腐解后具有作为植物源抑菌剂的开发潜力,并且采用人工方式腐解棉秆能有效提高腐解液对棉花枯、黄萎病菌的抑制强度。     

陆地棉酵母双杂交cDNA文库及VdSCP7诱饵载体的构建

由大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)引起的棉花黄萎病是制约我国棉花生产的首要病害,严重影响棉花的产量与品质。为研究棉花与黄萎病菌互作的分子机制,本研究以国审棉百棉1号为材料,提取被大丽轮枝菌侵染的棉花根部总RNA,检测质量并用DNase Ⅰ处理后,用RNA 5'末端的模板转换方法,即SMART技术合成双链cDNA,再经酶切、过柱纯化去除短片段后,连接至pGADT7载体上构建棉花cDNA文库。VdSCP7是定位于寄主细胞核的大丽轮枝菌效应因子,能激发棉花的免疫反应,增强棉花抗病性。以大丽轮枝菌cDNA为模板扩增VdSCP7,产物纯化后重组到载体pGBKT7上构建诱饵载体pGBKT7-SCP7。诱饵载体经酶切及测序鉴定后,转化到酵母AH109中,鉴定诱饵蛋白毒性并检测诱饵载体是否存在自激活活性。结果表明,获得了库容量为2×10⁶ CFU的棉花cDNA文库,文库片段多样性良好,文库重组率约94%,质粒文库滴度约2.0×10⁹ CFU·mL^-1,满足酵母双杂交cDNA文库构建要求。酶切及测序结果表明,诱饵载体pGBKT7-SCP7构建成功且经过鉴定后无毒性、无自激活活性。本研究结果为棉花抗黄萎病基因的筛选及VdSCP7和棉花互作机制的解析奠定了基础。     

棉花黄萎病拮抗细菌DS45-2菌株抗菌蛋白的分离纯化

枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis) DS45-2菌株产生的抗菌蛋白对棉花黄萎病有较强的抗性。用NB培养基摇床振荡培养DS45-2菌株(30℃,180r/min,48h),发酵液经硫酸铵盐析得到抗菌蛋白。经分析,抗菌蛋白对热稳定;对胃蛋白酶、胰蛋白酶均不敏感,对蛋白酶K部分敏感;在碱性条件下稳定,酸性条件下抑菌活性减弱。抗菌蛋白经DEAE Sepharose Fast Flow阴离子交换层析和反相层析后,分离纯化出一个抗菌蛋白0组分,经SDS-PAGE检测分子.质量约为23 kDa。     

生物防治菌与多菌灵混用防治棉花黄萎病的效应研究

盆栽试验多菌灵与多种生物防治菌混用防治棉花黄萎病结果表明 ,大部分混用防治效果优于单用效果 ,而供试芽孢菌“B90 8”与多菌灵混用效果大于单用多菌灵但小于单用生物防治菌“B90 8”。     

解淀粉芽孢杆菌NS2降解玉米赤霉烯酮的研究

为了丰富玉米赤霉烯酮(ZEN)解毒菌种库,通过采集湖南省邵阳市等7个省市粮食样品,筛选获得1株能够高效降解ZEN的解淀粉芽孢杆菌NS2。采用高效液相色谱法检测降解前后ZEN的含量发现,液态发酵72 h,该菌对5 mg·L^-1 ZEN标准品的降解率高达96.0%,固态发酵72 h,菌株对玉米粉中2.5 mg·L^-1 ZEN标准品的降解率高达88.2%。采用高效液相色谱与四级杆飞行时间质谱联用技术检测该菌处理后的ZEN降解产物,未检测出具有毒性作用的α-玉米赤霉烯醇(α-ZOL)、β-玉米赤霉烯醇(β-ZOL)等ZEN的类似物。此外,抗菌活性试验与木聚糖酶、纤维素酶和蛋白酶活性试验显示降解菌NS2还能通过产生具有抗菌作用的次生代谢产物,抑制病原微生物大肠杆菌和鼠伤寒沙门氏菌的生长。上述结果表明,解淀粉芽孢杆菌NS2可以高效降解ZEN,具有潜在应用前景,为ZEN解毒产品的开发与应用奠定了材料基础。     

玉米内生芽胞杆菌的抗菌活性物质及其拮抗玉米大斑病菌机理的初步研究

为了研究生防菌株对玉米大斑病菌的抑菌作用,深化对生防菌抗菌机制的认识,本研究从玉米(Zea mays)植株体内分离拮抗玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)的内生细菌,对其抗菌物质及其抑菌机理进行初步研究。结果表明,所分离的内生菌株YY1经形态学观察、生理生化测定及16SrDNA序列分析,鉴定为枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)。菌株YY1发酵液的硫酸铵沉淀物具有抑菌活性,且在硫酸铵50%饱和度时抑菌活性最强,说明YY1菌株产生的抗菌活性物质可能是蛋白类物质。该菌株及其蛋白粗提液均对禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)、苹果轮纹病菌(Botryosphaeria dothidea)、灰霉病菌(Botrytis cinerea)、玉米弯孢霉叶斑病菌(Curvularia lunata)等7种植物病原真菌有较强的拮抗作用。用蛋白粗提液处理菌丝、分生孢子、原生质体后经显微观察发现,大斑病菌的基内菌丝由丝状畸变为串珠状,当蛋白粗提液浓度为0.78μg/μL时,可完全抑制分生孢子萌发,并导致原生质体裂解。通过抑制孢子萌发过程中信号途径相关基因的半定量RT-PCR分析和玉米大斑病菌不同信号途径相关基因突变体的抑制率统计,初步判定该抑菌过程主要通过cAMP信号转导途径发挥作用。本研究为寻找玉米大斑病菌新的防治方法和途径提供基础资料。     

棉花黄萎病拮抗细菌HMB-1005鉴定及定殖

以大丽轮枝菌(Verticillium dahliae)为指示菌,对从棉田土壤中已经分离筛选到的细菌HMB-1005进行形态、19项生理生化特征及16S rDNA试验,结果表明,HMB-1005为解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens);通过灭菌土和非灭菌土进行盆栽试验,拮抗菌HMB-1005芽孢液浸种、土壤全部混菌和部分混菌3种处理,经过5个月的盆栽试验表明,拮抗细菌HMB-1005能够在灭菌土和非灭菌土中定殖,且定殖数量达106cfu/g土左右,并仍能保持较高的抑菌活性。通过对棉苗根内细菌的分离,证实拮抗细菌HMB-1005能在棉花根内定殖,数量达到103cfu/g。实验结果显示,灭菌土的拮抗菌数高于非灭菌土,并且3种处理方式差异不明显,在实际生产应用中,建议使用浸种方法。     

转菜豆几丁质酶基因和烟草葡聚糖酶基因抗病棉花的种植对棉花根际土壤酶活性的影响

本研究探讨了转菜豆几丁质酶基因和烟草葡聚糖酶基因的抗病棉花株系７p、２８p（双价载体）以及受体高代材料９７１８５、７９７０１的种植对根际土壤过氧化氢酶活性、蛋白酶活性、纤维素酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性的影响。结果表明：整个生育时期抗病转基因棉花根际土壤的过氧化氢酶活性与其受体之间差异不显著（Ｐ＞０．０５）。另外,根际土壤的蛋白酶活性、纤维素酶活性、脲酶活性、蔗糖酶活性在同一生育期内差异不显著（Ｐ＞０．０５）,而在不同的生育时期差异显著（Ｐ＜０．０５）。说明抗病转基因棉花的种植对根际土壤过氧化氢酶和蛋白酶几乎无影响,而根际土壤纤维素酶、脲酶、蔗糖酶活性的变化转基因抗病棉花与受体种植之间几乎没有影响,而在不同棉花株系和生育期之间产生一定的影响,这可能与不同基因类型以及生育期植株根部分泌物有关。研究初步表明转基因抗病棉花的种植对土壤微生态的影响不大。     

水分胁迫对棉花生产影响的试验研究

根据大量的田间试验资料，分析了供水不足情况下水分胁迫对棉花生长发育及产量的影响，其影响程度由大到小依次为：现蕾＞花铃＞吐絮＞苗期，蕾期和花铃期连续受旱对棉花生长发育及产量的影响最大。利用国际上常用的几种同时考虑供水时间和灌溉水量的作物水分生产函数模型，经计算、分析、比较，找出了适合河北省棉花水分生产函数模型的具体表达形式，并进一步说明蕾期和花铃期两阶段的水分条件对棉花产量致关重要。     

不同结构类型棉秆沙障防风固沙效应研究

棉秆沙障具有原材料丰富,设置形式灵活多样,无污染等优点。在流沙上设置了植入式、栅栏式、集束式3种结构类型、6种规格的棉秆沙障,观测各沙障对近地表风速的影响,以及沙障内沙粒运动及沙面形态变化。结果表明:各种结构和规格的棉秆沙障均可在一定程度上增大地表粗糙度,降低近地表风速,减缓障内沙粒运动,降低输沙量。其中,带枝叶植入式行列沙障防风固沙效果最好,但稳定性较差,易于倒伏;栅栏式格状沙障防护效果次之,从100cm到10cm的风速降幅为75%,近地表10cm处风速仅为流沙上风速的33%,沙障稳固,维护量小。具体设置棉秆沙障时,其结构与规格的选择可根据当地的风沙流强度确定。     

陆地棉种子的品质特性及状态对泡沫酸脱绒工艺影响的初步研究

棉籽泡沫酸脱绒是一项复杂的农业工程技术,它不仅涉及到一些机械工程技术,而且涉及到棉种的生物学特性,理化特性及热力学特性。文章通过总结作者多年的生产实践经验及对有关文献的整理,对脱绒工艺所涉及到的一些棉种特性进行了初步探讨,提出了脱绒工艺参数确定的基本依据,为该项新技术的推广与应用,确保种籽素质奠定了基础。     

水肥耦合效应研究与新疆棉区可持续发展

新疆作为我国最大的植棉区,其适宜的宜棉条件促进新疆棉区的迅速发展,但水资源短缺和土壤肥力低下成为限制新疆棉区发展的主要因素,要实现新疆棉区高产、优质、高效可持续发展,为达到目的必须研究水肥耦合效应。讨论了新疆棉区可持续发展的限制因素、肥水关系、水肥耦合的研究现状以及水肥耦合研究对新疆棉区的重要意义。