马铃薯糖苷生物碱处理后枸杞鲜果的转录组学分析

为探明马铃薯糖苷生物碱（potato glycoside alkaloid,PGA）处理后枸杞鲜果的基因表达变化规律,以枸杞鲜果为试材,利用新一代高通量测序技术Illumina HiSeq^TM 4000对PGA不同处理时间的枸杞鲜果果肉组织进行转录组测序分析,采用生物信息学方法对差异基因进行功能注释和通路分析。结果显示,经PGA处理2、4和6 d后,枸杞鲜果的差异表达基因分别为22 966、19 474和13 904个,在处理后第2天差异表达基因数量最多。GO功能注释结果显示,细胞组分数据库中细胞组分及细胞器的分类条目富集较显著;分子功能数据库中参与结合蛋白功能、催化活性、结构分子活性以及转运活性的分类条目富集较显著;生物学过程数据库中代谢过程、细胞进程、信号有机体进程及生物调节的分类条目富集较显著。经PGA处理后第2天,有4 557个差异表达基因显著富集到1 227条代谢通路上;处理后第4天,有16 096个差异表达基因显著富集到11 155条代谢通路上;处理后第6天,有13 038个差异表达基因显著富集到2 206条代谢通路上。表明PGA作为诱导因子能够显著诱导采后鲜果的抗病基因,在枸杞采后病害的抗性效应中发挥着重要作用。     

相关防御酶对人参锈腐病诱导抗性的响应

 为明确水杨酸(SA)对人参抗人参锈腐病的诱导作用,本研究首先采用琼脂平板法测定了SA对人参锈腐病菌(Cylindrocarpon destructans)生长的影响。然后用SA溶液处理二年生人参移栽苗,温室接种人参锈腐病菌,测定了人参根内防御酶系活性（PAL,CAT,PPO,POD）、β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性的动态变化。结果表明:浓度为0~200 mg·L^-1 的SA溶液对人参锈腐病菌无直接抑制作用。但SA溶液处理后,人参锈腐病发病率较直接接种处理的下降30%,人参根系PAL、CAT、PPO、POD活性较对照均表现上升趋势,β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性也较对照增强,并且经SA诱导后接种锈腐菌的人参体内上述酶活性比只诱导不接种处理上升速度快。这表明SA处理可以改变人参根部相关防御酶的活性,从而提高人参对人参锈腐病的抗性。     

茉莉酸甲酯对水稻白叶枯病的诱导抗性及相关防御酶活性的影响

为探索茉莉酸甲酯(methyl jasmonate,MeJA)诱导水稻抗白叶枯病的效应,采用MeJA喷雾处理剪叶接种法,测定MeJA对水稻幼苗的白叶枯病病情指数、白叶枯病病菌Xanthomonas oryzae pv.oryzae的抑菌效果及对叶片过氧化物酶(peroridase,POD)、过氧化氢酶(catalase,CAT)、超氧化物歧化酶(superoxide dismutase,SOD)、多酚氧化酶(polyphenol oxidase,PPO)和苯丙氨酸解氨酶(phenylalnaine ammonialyase,PAL)等相关防御酶活性的影响.0.05 ～ 2.0 mmol/L的MeJA能降低水稻幼苗白叶枯病的病情指数,但对水稻白叶枯病菌无直接抑菌活性;0.1 mmol/L MeJA的诱导效果最好,处理48h后,感病品种温229和抗病品种嘉早312的诱导效果分别为73.18％和70.43％;0.05 ～2.0mmol/L的MeJA处理水稻叶片中POD、CAT、SOD、PPO和PAL活性呈上升趋势.研究表明MeJA能诱导水稻幼苗对白叶枯病的抗性,且诱导抗性的产生与MeJA提高水稻相关防御酶的活性有关.     

玉米弯孢叶斑病菌毒素对寄主防御酶系活性的影响及诱导抗性效应

 本文系统地研究了玉米弯孢叶斑病菌毒素对不同玉米抗性品种苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(PO)和超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响及在一定条件下对寄主抗性的诱导效应。研究结果发现,抗病品种的PAL和PO酶活性比感病品种易被毒素激活,但抗病品种被毒素处理后的SOD活性明显低于感病品种,而且峰值出现得晚,这可能与抗病品种SOD活性的下降有利于积累活性氧、进一步激发寄主的抗性有关。此外,研究发现毒素在一定浓度下可作为抗性的诱导因子,为深入研究抗性机制和防病手段提供了新途径。     

防御酶系对山茶灰斑病诱导抗性的响应

为揭示水杨酸(SA)诱导山茶产生抗病性反应机制,采用琼脂平板法测定了SA对山茶灰斑病菌Pestalotiopsis guepinii ( Desm.) Stey的影响.结果表明,浓度为0～5 mmol/L的SA对该菌的生长没有抑制作用.用SA喷雾涂布叶片诱导山茶抗性,其植株内过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO )、过氧化氮酶(CAT)、苯丙氛酸解氨酶(PAL)等防御酶时山茶灰斑病菌诱导信号有不同响应.诱导并挑战接种处理的植株体内上述酶活性比只诱导不接种处理上升速度快,不同浓度的SA诱导及诱导后挑战接种植株体内的POD,PPO,CAT,PAL活性与SA浓度呈正相关.各防御酶活性与感病指数的相关性分析表明,CAT活性与感病指数显著负相关(r = - 0.9730),除PPO与感病指数的相关系数很低外,其它酶均较高,尽管未达到显著水平,但仍说明POD,PAL在诱导山茶抗病性中具有重要作用.     

硅酸钠对马铃薯黑痣病的抗性及其抗性相关物质的影响

为明确硅酸钠对马铃薯黑痣病抗性及其抗性相关物质的影响,采用盆栽法在接菌和不接菌情况下施硅酸钠,调查不同处理下马铃薯地下茎和匍匐茎的发病情况,并测定与抗性相关的7种酶活性及木质素含量。结果表明,接菌8 d时,施硅酸钠的马铃薯幼苗地下茎和匍匐茎病情指数分别比不施硅酸钠的降低42.9%和67.2%;接菌12 d时,施硅酸钠的马铃薯幼苗地下茎和匍匐茎病情指数分别比不施硅酸钠的降低55.7%和50.0%。施硅酸钠4~6 d,硅酸钠可诱导马铃薯幼苗体内过氧化物酶（peroxidase,POD）活性升高;不接菌处理时硅酸钠能减缓多酚氧化酶（polyphenol oxidase,PPO）活性降低;硅酸钠对马铃薯幼苗体内苯丙氨酸解氨酶（phenylalanine ammonia-lyase,PAL）活性无影响;不接菌处理14~16 d时硅酸钠能提高马铃薯幼苗体内超氧物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）活性,接菌处理时硅酸钠对马铃薯幼苗体内SOD活性无影响;施硅酸钠第10天,马铃薯幼苗体内过氧化氢酶（catalase,CAT）活性升高;施硅酸钠处理第2天,马铃薯幼苗体内几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性升高,不接菌处理10~14 d时施硅酸钠降低β-1,3-葡聚糖酶活性;硅酸钠对马铃薯幼苗的木质素含量无影响。     

接种根瘤菌及尖孢镰刀菌对大豆防御酶活性的影响

用尖孢镰刀菌接种盛花期（播种60 d）的结瘤大豆,接种0、24、48、72、96、120、144 h后测定叶片中苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶4种防御酶的活性变化并进行分析。结果表明,接种尖孢镰刀菌后接种根瘤菌的大豆植株防御酶活性均高于未接种根瘤菌的大豆植株和空白对照,表明大豆接种根瘤菌对尖孢镰刀菌具有一定的防御能力,同时可提高其叶片中苯丙氨酸解氨酶、多酚氧化酶、超氧化物歧化酶、过氧化物酶4种防御酶的活性。     

杂交稻对白叶枯病的诱导抗性与细胞内防御酶系统关系的初步研究

 在杂交稻幼苗二叶期用水稻白叶枯病弱毒菌株75-1进行诱导处理,至三叶期接种水稻白叶枯病强毒菌株76-25。结果表明:杂交稻感染白叶枯病后,苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POX)活性升高;超氧物歧化酶(SOD)活性下降,膜脂过氧化产物丙二醛(MDA)含量增加;并且经诱导处理的变化幅度大于未经诱导处理的,抗病组合威优6号的变幅又大于感病组合汕优63。说明杂交稻抗白叶枯病及其诱导抗性与活性氧伤害及细胞内防御酶系有关。     

禾谷镰孢菌对戊唑醇抗药性的诱导及抗性菌株特性研究

通过紫外线诱导获得了8株对戊唑醇具有不同抗性水平的禾谷镰孢菌Fusarium graminearum抗药突变体,其抗性倍数均≥30倍,最高达到186.03倍。将抗药突变体在无药培养基上继代培养9代后,其抗性倍数逐渐下降,抗药性可能不能稳定遗传。与亲本菌株相比,抗药突变体在菌落生长速率、菌丝干重、对温度和pH值的敏感性方面均有所下降,推测禾谷镰孢菌对戊唑醇可能具有中等或高抗药性风险。室内交互抗性测定结果表明,戊唑醇对苯醚甲环唑、多菌灵、异菌脲、百菌清及福美双均无交互抗性。     

几种植物提取物诱导马铃薯对致病疫霉的抗性

 采用纤维素膜技术研究了大蒜、洋葱、芹菜、丁香、花椒、大黄等24种植物离体组织及其提取物(其中8种中草药为水煎剂,16种其它植物为水浸剂)对马铃薯晚疫病菌(Phytophthora infestans)静止胞萌发、附着胞形成及侵入丝形成的直接影响和提取物诱导块茎对晚疫病病菌侵入机构形成的影响,并在此基础上进一步就提取物免疫处理种薯、诱导成株期抗病性、增加块茎产量的影响做了初步探讨。在洋葱、葱、大蒜等12种植物组织表面,静止胞萌发率明显低于对照(擦镜纸),而且在6种植物组织表面未见附着胞形成,10种植物组织表面未见侵入丝形成;在大蒜、韭菜等13种植物组织提取液中,静止胞萌发率明显低于对照(擦镜纸),其中6种植物组织提取液中附着胞未见形成,7种植物组织提取液中侵入丝未见形成。经8种植物组织提取物诱导处理的块茎切片,不仅保鲜期长,而且表现出较强的诱导抗性;静止胞萌发率、附着胞形成率及侵入丝形成率均明显低于对照;经8种植物组织提取物诱导处理的种薯在出芽、早期生长、抗晚疫病及产量等各方面均优于对照,病害保护率达54%、增产率达31%。     

产地差异对宁夏枸杞果实形态及糖分含量的影响

本研究调查分析了内蒙、青海、宁夏、新疆、甘肃五省的7个不同枸杞产地的宁夏枸杞的果实外观形态以及枸杞多糖、总糖含量的差异;结合当地气象数据,分析了气象因子与枸杞果实外观形态的相关性,并采用主成分分析法对7个产地枸杞果实外观形态指标进行统计分析,对不同产地枸杞果实大小进行了排名。结果表明:青海诺木洪农场、甘肃白银市靖远县和新疆精河县的枸杞果实较大,而宁夏银川和中宁产枸杞较小;海拔和平均温度是影响枸杞果实形态的主导因子,海拔越高,平均温度越低则果实越大、越长;宁夏中宁县所产枸杞的枸杞多糖的含量最高,达到了7.525 g·100g-1,显著高于其它产地(P0.05),但总糖含量最低;内蒙杭锦后旗、青海诺木洪农场和内蒙乌拉特前旗3个产地枸杞果实的总糖含量较高。该研究结果,将为药用枸杞栽培和种植区域的定位提供理论依据,为综合评价不同枸杞产区枸杞的品质提供数据基础。     

枸杞根腐病病原菌鉴定及其拮抗菌的筛选

为了针对根腐病实施有效的生物防治,分离鉴定枸杞根腐病病原菌及其拮抗菌,采用组织分离法获得腐根上的病原菌,结合形态学与分子生物学特征鉴定病原菌;利用稀释涂布、滤纸片法和共培养法从健康根际土壤筛选拮抗细菌,通过形态学观察、生理生化鉴定和16S rDNA序列分析对拮抗效果较好的菌株进行鉴定。结果表明：从枸杞根腐病分离得到腐皮镰刀菌（Fusarium solani）和尖孢镰刀菌（Fusarium oxysporum）两种主要致病菌,从健康枸杞根际土壤中分离获得12株对两种镰刀菌具有拮抗作用的细菌,其中J7-3、J7-8、J7-9和J10-8对腐皮镰刀菌的抑菌率均在80%以上,J7-3和J10-8对尖孢镰刀菌的抑菌率均在70%以上。菌株J7-3和J10-8对根腐病病原菌的抑菌作用较好,分别鉴定为解淀粉芽孢杆菌（Bacillus amyloliquefaciens）和枯草芽孢杆菌（Bacillus subtilis）,其中J10-8的拮抗作用和溶菌效果最好,可作为研发微生物菌剂的菌种资源。     

自走式枸杞振动采收机设计与试验

通过建立果树系统的振动力学模型,得出收获期枸杞挂果枝固有频率范围为2.5～11.6 Hz,确定振动采摘枸杞激振设备振幅为15～80 mm、频率范围为2.5～11.6 Hz、单个振动杆安装圆盘上的振动杆安装数量为4～12个,基于此设计出一种自走式枸杞振动采收机,通过田间试验研究了振幅、频率、振动杆数量对成熟枸杞果实的采净率、损伤率、青果错采率的影响。利用Design-Expert 8.0.6软件统计优化采收相关参数,获得最佳因素参数组合为:偏心盘转速140 r·min~(-1),振幅70 mm,振动杆数量10个。通过田间验证试验,得出在上述条件下成熟枸杞采净率的最小值为86.26%,最大值为96.21%,平均值为91.23%;青果错采率的最小值为0.48%,最大值为5.80%,平均值为3.14%;成熟枸杞损伤率的最小值为0.84%,最大值为2.87%,平均值为1.85%。试验证明在最佳参数组合下枸杞的综合采收效果已满足设计要求。     

幼龄期压砂地枸杞产量和品质多指标耦合灌溉制度优化

为提高宁夏中部干旱带幼龄期压砂地枸杞灌水效率,保障枸杞产量和品质,进行了3水平灌水定额(300、225 m³·hm^-2和150 m³·hm^-2)的田间对比试验,采用综合指标增量最优方法对灌溉制度进行了优化。研究发现:枸杞5月上旬萌芽期耗水以土壤蒸发为主,日耗水量0.6～1.2 mm,6月中旬进入夏果花期耗水量增大,日耗水量2.5～3.7 mm,7月中旬枸杞夏果期耗水量继续增大,达2.4～4.3 mm,7月下旬日耗水量最大,为3.2～4.7 mm,8月中旬耗水量下降,日耗水量3.0～4.2 mm。灌水定额对枸杞产量影响显著(P<0.05),灌水定额300 m³·hm^-2时产量最高,为1 402.65 kg·hm^-2;灌水定额225 m³·hm^-2时枸杞多糖、β-胡萝卜素和黄酮较高,含量分别为4.56%、0.15%和0.41%;灌水定额150 m³·hm^-2...     

解钾菌与盐胁迫对枸杞幼苗根系特征和生理代谢的影响

以‘宁杞1号’为试验试材,采用双因素裂区设计,以盐胁迫为主因素(100 mmol·L~(-1) NaCl),以解钾菌(B1,B2,B3)为副因素,对枸杞幼苗根系总长度、投影面积、表面积、体积、平均直径、根尖数、根系活力、活性氧含量、可溶性糖含量和超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、谷胱甘肽过氧化物酶(GSH-Px)活性及蔗糖磷酸合成酶(SPS)、蔗糖合成酶(SS)和转化酶(INV)活性进行测定,综合评价不同处理中枸杞根系的生长状况。结果表明,解钾菌与盐胁迫对枸杞幼苗根系超氧阴离子(■)含量和SOD、CAT、POD活性均无显著性影响,而对其他指标具有明显的影响。不同处理组合中,B1处理枸杞幼苗根系总长度最长,分别比CK(不添加NaCl和菌剂)、B2、B3、NaCl-CK、NaCl-B1、NaCl-B2、NaCl-B3处理长101%、89%、65%、112%、105%、122%、181%。B2处理中枸杞根系的投影面积、表面积和体积最大及转化酶活性最高;NaCl-B1处理中枸杞幼苗根尖数最大,根系活力最强,GSH-Px和SS活性最高;NaCl-B2处理中枸杞幼苗根系可溶性糖含量和SPS活性最高;NaCl-B3处理中枸杞幼苗根系H_2O_2含量最低,分别比ck、NaCl-CK、B1、NaCl-B1、B2、NaCl-B2、B3处理低24.3%、34.3%、3.9%、41.1%、17.3%、36.3%、14.3%。通过对枸杞幼苗根系17项指标进行综合评价,排在前三名的依次为NaCl-B1、B2、NaCl-B2处理。因此,解钾菌对枸杞幼苗根系的生长发育具有促进作用,无论是否存在盐胁迫,接种B1或B2单一菌种效果均优于其混合菌种B3。盐胁迫下,接种B1解钾菌更有利于枸杞根系的生长发育;非盐胁迫下,接种B2解钾菌更有利于枸杞根系的生长发育。     

河北省甘薯镰孢菌腐烂与溃疡病的病原鉴定

为明确河北省甘薯镰孢菌腐烂与溃疡病的症状特点和病原种类,在不同种植区采集储藏期和育秧期病样,描述其症状特征;对病原菌进行分离纯化,采用柯赫氏法则回接验证,依据病原菌的形态特征和基因序列确定病原菌种类。结果表明,在储藏期甘薯发病可导致薯块表面腐烂的占总病薯的59.09%,端部腐烂的占40.91%;薯块带有褐色轮纹病斑的占61.36%,病斑没有轮纹或者轮纹不明显的占38.64%;发病初期薯块内部病斑浅、黑褐色的占27.27%,发病后期薯块内部形成空腔、布满白色菌丝的占72.73%;病斑带有苦味的占59.09%,病斑没有苦味或苦味不明显的占40.91%;在育秧田发病导致薯秧溃疡,表现为主茎基部呈点片发生黑色或者褐色病斑,部分有开裂。分离的病原菌能够同时侵染薯块和薯秧;病原菌单瓶梗产孢,大型分生孢子稍弯,两端钝圆,多数3~7个分隔,顶细胞钝圆,基细胞足跟较明显。其rDNA-ITS、EF-1α、β-tubulin基因序列与茄镰孢菌Fusarium solani的同源性分别为97%、99%和98%。初步确定甘薯镰孢菌腐烂与溃疡病的病原菌为茄镰孢菌F.solani。     

碱性盐胁迫对宁夏枸杞生长、结构及光合参数的影响

采用盆栽试验,对碱性盐(NaHCO_3)胁迫下枸杞生长、叶片解剖结构、超微结构以及光合参数进行了研究。结果显示:随着NaHCO_3胁迫浓度的增加,净生长量呈先增加后降低的趋势,地上部干重、地下部干重和整株干重总体呈下降趋势,根冠比呈上升趋势;叶肉栅栏组织在低浓度NaHCO_3处理(150 mmol·L-1)时排列比较紧密,随着胁迫浓度增加,栅栏组织的细胞层数逐级减少,细胞结构紧密度逐渐降低,叶片厚度、上下表皮厚度及晶体数呈现先增后降的趋势;超微结构显示,随着胁迫浓度的升高,叶肉细胞形状变的不规则,叶绿体结构变形,基粒片层排列紊乱,淀粉粒增多;净光合速率(Pn)、蒸腾速率(Tr)、气孔限制值(Ls)和气孔导度(Gs)随NaHCO_3浓度的升高呈下降趋势,胞间CO_2浓度(Ci)呈升高趋势,水分利用效率(WUE)呈先升后降的趋势;相关分析显示,盐胁迫强度与净生长量、生物量、净光合速率、蒸腾速率、气孔导度和气孔限制值呈负相关关系,与净光合速率、蒸腾速率和气孔导度呈显著负相关关系(P0.05)。由此说明,碱性盐胁迫改变了叶片的功能性状,促使枸杞光合作用下降,直接影响干物质积累及株高的生长。     

宁夏回族自治区马铃薯镰刀菌根腐病病原菌的分离鉴定与致病性测定

为明确宁夏回族自治区马铃薯镰刀菌根腐病的病原菌种类,2015—2018年从宁夏回族自治区固原市、吴忠市、中卫市和石嘴山市4个市12个区县采集马铃薯病样,采用组织分离法对病样进行分离纯化,利用形态学鉴定方法和基于rDNA-ITS与EF-1α序列分析的分子鉴定方法对分离物进行鉴定,并按照柯赫氏法则对其致病性进行测定。结果显示,经组织分离法共获得真菌菌株347株,其中230株镰刀菌属真菌菌株引起马铃薯镰刀菌根腐病,这些镰刀菌分属于5个种,分别为尖孢镰刀菌Fusarium oxysporum、茄病镰刀菌F. solani、锐顶镰刀菌F. acuminatum、木贼镰刀菌F. equiseti、接骨木镰刀菌F. sambucinum,这5种镰刀菌分别为67、29、50、39和45株,分离频率分别为29.13%、12.61%、21.73%、16.95%和19.56%;这5种镰刀菌的致病性有差异,其中接骨木镰刀菌和茄病镰刀菌的发病率分别为91.81%和99.99%,病情指数分别为69.56和82.23,均高于其它3种镰刀菌,是引起宁夏回族自治区马铃薯镰刀菌根腐病的优势病原菌。