Elucidation of defence responses and signalling pathways induced in Arabidopsis thaliana following challenge with Phytophthora cinnamomi

Arabidopsis thaliana (Arabidopsis) Col-0 was inoculated with Phytophthora cinnamomi to assess the interaction and defence responses involved. Pathogen ingress and asexual reproduction occurred on root tissue but not leaf tissue. The colonisation of root tissue did not cause disease symptoms or plant death, indicating that Arabidopsis Col-0 was tolerant of the infection. The induction of several plant defence responses including the expression of defence-related genes were found, with differences displayed between inoculated root and leaf tissue. Arabidopsis defence-related gene mutant/over-expressing lines were also inoculated with P. cinnamomi but none of the lines tested exhibited a marked increase in susceptibility to the pathogen.     

辣椒疫霉侵染拟南芥的酵母双杂交cDNA文库构建及其应用

正辣椒疫霉(Phytophthora capsici)是一种重要的植物病原卵菌,其寄主范围较广,可引起辣椒、番茄、黄瓜、南瓜等多种重要蔬菜作物的疫病。辣椒疫病是一种毁灭性病害,在田间发病经常造成幼苗猝倒、茎秆枯死和果实腐烂,危害相当严重,每年给全世界蔬菜产业造成的损失就高达10亿美元~([1])。辣椒疫病1918年在美国首次发生,之后在世界范围内迅速扩展。20世纪50年代我国最早在江苏     

短翅蚜小蜂对桃蚜的取食和寄生功能反应

为评估短翅蚜小蜂对桃蚜的搜寻及控害潜能,采用叶碟法研究了短翅蚜小蜂对甘蓝和辣椒2种植物上桃蚜2龄若虫的取食与寄生行为。结果表明,短翅蚜小蜂对甘蓝桃蚜和辣椒桃蚜的取食和寄生功能反应均符合Holling II及Holling III型方程。短翅蚜小蜂的取食和寄生搜寻效应均随蚜虫密度的增加而降低,当桃蚜密度小于35头时,短翅蚜小蜂对甘蓝桃蚜的取食搜寻效应大于辣椒桃蚜,而当桃蚜密度大于35头时,短翅蚜小蜂对辣椒桃蚜的取食搜寻效应大于甘蓝桃蚜;短翅蚜小蜂在所有密度下对辣椒桃蚜的寄生搜寻效应均大于甘蓝桃蚜。短翅蚜小蜂取食甘蓝桃蚜的瞬间攻击率a'为0.3289,处理时间T_h为0.2597,均大于辣椒桃蚜,寄生甘蓝桃蚜的瞬时攻击率a'为0.8213,小于辣椒桃蚜,而处理时间T_h为0.0275,大于寄生辣椒桃蚜;短翅蚜小蜂对甘蓝桃蚜的理论最大取食量和寄生量均小于辣椒桃蚜。研究表明,短翅蚜小蜂对不同密度的桃蚜均有一定的控制能力,且对辣椒桃蚜的控制作用大于甘蓝桃蚜。     

普通烟对烟粉虱取食及其与TYLCCNV共侵染的生理生化反应

为明确普通烟遭受烟粉虱Bemisia tabaci取食及与中国番茄黄化曲叶病毒(Tomato yellow leaf curl China virus,TYLCCNV)共侵染时的响应机制,采用常规生理生化指标测定法分析比较MED隐种烟粉虱取食及其与TYLCCNV共侵染处理对普通烟植株中营养组分、防御物质积累及主要氧化酶活性的影响。结果显示,与对照植株相比,烟粉虱取食及其与TYLCCNV共侵染均可导致普通烟植株中可溶性糖和可溶性蛋白含量明显降低,多酚含量显著升高,过氧化氢酶(CAT)活性显著升高,超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化物酶(POD)活性呈现先升后降的变化趋势。与烟粉虱取食植株相比,烟粉虱与TYLCCNV共侵染后1 d时普通烟植株中可溶糖含量显著降低了21.05%,3、7和9 d时可溶性蛋白含量分别显著降低了27.40%、26.84%和20.90%;共侵染后的1、3、5和9 d时多酚含量分别显著降低了34.60%、14.30%、3.07%和15.19%;共侵染后的1、3、5和7 d时CAT活性分别提高了3.04倍、1.42倍、1.68倍和1.96倍;共侵染后7 d时POD活性显著降低,共侵染后9 d时SOD活性显著升高。表明普通烟可通过改变其营养组分及积累防御物质或提高氧化酶活性来防御烟粉虱取食及其与TYLCCNV的共侵染,而烟粉虱与TYLCCNV共侵染可诱导植株内产生较单独取食时更少的多酚类防御物质,以提高其在宿主植物上的适应性。     

白粉菌侵染后的拟南芥酵母双杂交cDNA文库构建及其利用

 拟南芥广谱抗病基因RPW8对拟南芥白粉病菌、霜霉病菌和烟草花叶病毒等均具有抗性。为了深入研究其广谱抗病机制,筛选鉴定与RPW8具有直接相互作用的蛋白,我们以含有RPW8的拟南芥纯合转基因系S5为材料,接种拟南芥白粉菌系UCSC1,36 h后取样,构建了白粉菌侵染初期的拟南芥cDNA文库。为了提高文库对长片段基因5′端的覆盖率,分别使用含有oligo(dT)和oligo(dN)的接头引物反转录cDNA第一链,PCR扩增双链cDNA。将纯化后的双链cDNA与线性化载体pGADT7-Rec混合,利用同源重组技术在酵母菌株Y187中构建cDNA文库。经检测,文库转化效率为5.0×10⁶/3 μg pGADT7-Rec,滴度为2.5×10⁸ CFU·mL^-1,插入片段长度在350～2 000 bp之间,平均插入片段大小为750 bp。用RPW8.1和RPW8.2构建诱饵载体,分别获得11和12个候选互作蛋白。结果表明此cDNA文库质量较好,适用于互作蛋白的筛选。     

华南205木薯二倍体及其同源四倍体对朱砂叶螨取食胁迫的生理响应

为明确木薯同源四倍体抗螨的生理机制,以华南205（South China 205,SC205）木薯的二倍体及其同源四倍体为试验材料,分别于朱砂叶螨Tetranychus cinnabarinus取食胁迫前（取食0 d）及取食胁迫后1、4和8 d观察两个倍性植株叶片的受害情况并测量叶片中叶绿素、游离脯氨酸、丙二醛（malondialdehyde,MDA）、次生代谢物质含量和主要保护酶活性的变化。结果显示,朱砂叶螨取食胁迫后SC205四倍体叶片受害情况较SC205二倍体的轻;取食胁迫后1、4和8 d木薯SC205四倍体叶片中叶绿素含量下降幅度比SC205二倍体的小;取食胁迫后1、4和8 d两个倍性木薯叶片中MDA和游离脯氨酸含量均呈上升的趋势,其中SC205四倍体叶片中MDA含量的上升幅度比SC205二倍体的小,而游离脯氨酸含量的上升幅度比SC205二倍体的大;取食胁迫后1、4和8 d两个倍性木薯叶片中过氧化氢酶（catalase,CAT）、超氧化物歧化酶（superoxide dismutase,SOD）、过氧化物酶（peroxidase,POD）活性和单宁、总酚、总黄酮含量较取食胁迫前均显著上升,且SC205四倍体的上升幅度比SC205二倍体的大。表明木薯同源四倍体植株的抗螨性与叶绿素、游离脯氨酸、MDA、保护酶活性及次生代谢物质含量变化有关,它们均参与了木薯对朱砂叶螨取食胁迫的诱导型防御反应。     

无致病性腐霉的生防作用和诱导防卫反应

寡雄腐霉Pythium oligandrum作为一种重要的土传病害生防因子越来越受到关注,它能在多种重要农作物根围定殖,对20多种病原真菌或其它卵菌具有拮抗或寄生作用,并能诱导植物产生防卫反应.寡雄腐霉产生的拟激发素寡雄蛋白诱导番茄系统获得抗性,抵抗寄生疫霉Phytophthora parasitica和尖孢镰刀菌羽扇豆-番茄枯萎病菌Fusarium oxysporum f.sp.radicis-lycopersici侵入,显著降低病害的发生率.作者对寡雄腐霉的分离与鉴定、寄主种类、寄生作用、抗生作用和拟激发素寡雄蛋白诱导番茄系统获得抗性等方面的研究进行了综述.     

Accumulation of sorghum phytoalexins induced by Colletotrichum graminicola at the infection site

Microspectrophotometry was performed on intact, pigmented vesicle-like inclusions within living sorghum cells that were accumulating phytoalexins as a response to attempted fungal infection. The results indicate that the deoxyanthocyanidin phytoalexins are present in inclusions. Moreover, the phytoalexin concentration within a single inclusion, based on luteolinidin, was calculated to be 0·15 m. The amounts of luteolinidin and apigeninidin in cells involved in the phytoalexin response at individual infection sites were also determined. The data showed that luteolinidin accumulated to levels of 0·48–1·20 ng/cell whereas apigeninidin accumulated to levels of 0·24–0·91 ng/cell. The results of both analyses confirmed that at the infection site the deoxyanthocyanidins accumulate to levels in substantial excess of those required for inhibition of the fungus Colletotrichum graminicola.     

马拉硫磷亚致死浓度对大豆蚜虫实验种群生理特征和生命表参数的影响

大豆蚜虫是危害大豆的重要害虫,马拉硫磷作为有效防治大豆蚜虫的杀虫剂之一,不仅可以在致死浓度下直接杀死大豆蚜虫,其在亚致死浓度下还会引起大豆蚜虫生理和行为的改变。分析了马拉硫磷3个亚致死浓度(0.05、0.10和0.20 mg/L)对大豆蚜虫生理特征和生命表参数的影响。结果表明:马拉硫磷在0.20 mg/L下处理大豆蚜虫后,其若蚜的发育历期(7.48 d±0.18 d)比对照的(5.78 d±0.30 d)显著延长;同时成蚜的生殖期、寿命和全世代周期也分别比对照的缩短了4、6和4 d。在0.10 mg/L处理下,马拉硫磷可刺激大豆蚜虫生殖功能,单头产蚜总量比对照组提高24%;但当浓度增加到0.20 mg/L时,单头产蚜总量却比对照组降低37%。生命表参数结果显示:0.20 mg/L的马拉硫磷可显著降低大豆蚜虫的净增值率(R0)、内禀增长率(rm)和周限增长率(λ),但显著增加种群倍增时间(Dt);0.10 mg/L的处理情况则相反;0.05 mg/L处理的各项指标与对照间无显著差异。     

西花蓟马取食、机械损伤和外源物质诱导对番茄植株次生物质及西花蓟马解毒酶的影响

为阐明寄主植物番茄受害虫西花蓟马Frankliniella occidentalis取食、机械损伤及外源物质茉莉酸和水杨酸甲酯诱导后次生物质含量的变化,以及害虫如何通过调整体内解毒酶活性适应植物的防御反应,采用生化分析法测定了各诱导处理下次生物质黄酮、总酚和单宁含量及西花蓟马体内解毒酶多功能氧化酶(MFO)、乙酰胆碱酯酶(AchE)、谷胱甘肽S-转移酶(GSTs)和羧酸酯酶(CarE)活性的变化。结果表明:番茄叶片在各诱导处理下黄酮含量在36 h和48 h时均显著高于对照,相应时间段茉莉酸处理与水杨酸甲酯处理的黄酮含量升高最显著,分别达32.07 mg/g和31.76 mg/g;各诱导处理后24 h和36 h时,单宁和总酚含量均有不同程度下降,但总酚含量在48 h时显著升高,其中虫害处理增加最显著,达34.51 mg/g。取食各种诱导处理番茄植株6 h时,西花蓟马体内MFO活性均升高,AchE活性均受到抑制;取食除机械损伤外的其它诱导处理叶片6 h后,西花蓟马体内GSTs活性均被抑制,CarE活性均显著上升,其中取食水杨酸甲酯处理叶片的西花蓟马体内GSTs活性下降幅度最大,而CarE活性升高最显著,分别为3 882.35 U/mg和106.33 U/mg。表明各诱导处理不仅可以使番茄次生物质含量发生变化,诱导植株产生防御反应,也会使西花蓟马改变解毒酶的活性以适应寄主植物的诱导抗性,即寄主植物和害虫通过防御与反防御相互适应。     

草地贪夜蛾入侵机制概述

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda自入侵我国后,对我国玉米等重要农作物造成了重大经济损害,对我国的粮食安全造成了严重威胁。本文从草地贪夜蛾的生物学特征、种群形成及扩张、适应性进化等方面探讨该物种的入侵机制,并对我国草地贪夜蛾的研究和防控工作提出展望,以期为草地贪夜蛾的综合防控提供一定的参考依据。     

褐飞虱与白背飞虱为害诱导水稻防御反应的比较

为探究2种稻飞虱——褐飞虱Nilaparvata lugens(St?l)和白背飞虱Sogatella furcifera(Horváth)诱导的水稻防御反应差异,于室内测定了水稻在分别受褐飞虱或白背飞虱产卵雌成虫为害时,其茉莉酸、水杨酸、乙烯、H_2O_2以及挥发物含量的变化。结果表明,尽管褐飞虱和白背飞虱产卵雌成虫的为害均可以诱导水稻茉莉酸、水杨酸、乙烯和H_2O_2等防御相关信号分子以及一些水稻挥发物含量的增加,但是二者的诱导作用存在差异。水稻在受白背飞虱产卵雌成虫为害时,茉莉酸的含量在3 h时就显著升高,12 h时含量达到最高;而受褐飞虱产卵雌成虫为害时,6 h时茉莉酸含量才显著升高,72 h时含量达最高;并且在2种稻飞虱为害的3～48 h内,白背飞虱为害诱导的茉莉酸含量始终显著高于褐飞虱为害诱导的。水稻受白背飞虱产卵雌成虫为害24 h后诱导的水杨酸含量、为害48 h后诱导的乙烯含量、为害72 h后诱导的H_2O_2含量及为害24 h后诱导的挥发物释放量分别是褐飞虱产卵雌成虫为害诱导的1.28、1.45、4.10和1.77倍。表明水稻能识别褐飞虱和白背飞虱的为害,从而做出针对害虫种类特异性的防御反应;并且水稻对白背飞虱产卵雌成虫为害所做出的防御反应比对褐飞虱的更强烈。     

在小檗碱作用下水稻细菌性条斑病菌生理及转录反应分析

为探究小檗碱对水稻细菌性条斑病菌Xanthomonas oryzae pv. oryzicola的抑菌机制,测定小檗碱对水稻细菌性条斑病菌GX13菌株的毒力、致病因子、细胞结构和能量代谢的影响,并利用Illumina-HiSeq高通量测序技术分析小檗碱对水稻细菌性条斑病菌菌体基因表达的影响。结果表明:经15μg/mL小檗碱处理后,GX13菌株侵染水稻品种玉丝占后引起水稻细菌性条斑病的病情指数为6.70,低于对照组;每1×108CFU菌体胞外多糖产量为1.58μg,显著低于对照的2.42μg;纤维素酶、蛋白酶、淀粉酶等胞外酶活性均低于对照组;与能量代谢相关的苹果酸脱氢酶(MDH)活性为1.42 U/g prot,低于对照组,而丙酮酸和三磷酸腺苷含量升高,分别为1.71μmol/mL和379.49μmol/g prot,均高于对照组。同时,细菌的生物膜形成受到抑制,细胞结构受到破坏。转录反应分析发现,与II型分泌系统相关的xpsD、xpsF和xpsM等基因、与III型分泌系统相关的hrcC、hrcJ、hrcN和hrcQ等基因、与胞外多糖分泌相关的gumF和gumI基因,以及与细胞结构与功能...     

Bt籼稻对褐飞虱取食、产卵行为的影响

比较了褐飞虱在2个Bt籼稻纯合品系，即TT9-3、TT9-4，及亲本对照IR72上的取食和产卵行为。结果表明，在选择性条件下，褐飞虱于稻株上的着虫比率在Bt籼稻与对照间无显著差异，而稻株中部和整个叶鞘的取食刺探痕数、产卵选择比率和产卵量则均以Bt籼稻显著为低。在非选择性条件下，稻株叶鞘上的取食刺探痕数在Bt籼稻与对照间无显著差异，而排泄的蜜露量则多以Bt籼稻尤其是TTP9-4显著为少。可见，供试的2个Bt籼稻品系不利于褐飞虱的取食或产卵，表现有抗褐飞虱的能力。     

基于两性生命表评价取食柑橘木虱对六斑月瓢虫和龟纹瓢虫生长发育及种群的影响

为有效防控重要害虫柑橘木虱Diaphorina citri,在实验室条件下测定取食柑橘木虱后六斑月瓢虫Cheilomenes sexmaculata和龟纹瓢虫Propylea japonica各虫态的发育历期,利用构建的年龄-阶段两性生命表对取食柑橘木虱后六斑月瓢虫、龟纹瓢虫生长发育及其种群参数进行研究。结果显示,取食柑橘木虱后六斑月瓢虫羽化前的发育历期为14.80 d,显著长于取食柑橘木虱后龟纹瓢虫的14.41 d;取食柑橘木虱后六斑月瓢虫和龟纹瓢虫产卵期分别为15.88 d和10.23 d,前者显著长于后者;取食柑橘木虱后六斑月瓢虫净增殖率、内禀增长率和周限增长率分别为25.48、0.10 d-1和1.10 d-1,取食柑橘木虱后龟纹瓢虫净增殖率、内禀增长率和周限增长率分别为14.13、0.06 d-1和1.06 d-1,均低于取食柑橘木虱后六斑月瓢虫;取食柑橘木虱后六斑月瓢虫和龟纹瓢虫的平均世代周期分别为33.87 d和44.95 d,前者显著短于后者。表明取食柑橘木虱后六斑月瓢虫和龟纹瓢虫均能完成整个世代,且六斑月瓢虫种群增长优于龟纹瓢虫,可大规模繁殖六斑月瓢虫,可用于柑橘木虱...     

The rapid and accurate determination of germ tube emergence site by Blumeria graminis conidia

The development of appressoria by germinating Blumeria graminis conidia depends on its germ tubes making contact with the host surface. Low angle, low temperature scanning electron microscopy showed that 80% or more of first-formed germ tubes of f. spp. hordei, tritici and avenae conidia emerged from close to the host leaf surface, and so made contact with it allowing them to become functional primary germ tubes. Light microscopy of f. sp.hordei confirmed this result and, in addition, showed that germ tubes frequently emerged close to, and contacted, various hydrophobic and hydrophilic artificial substrata. Geometric models of conidium-substratum interfaces were developed and a “surface point method” was derived to predict the frequency with which contact would result if germ tube emergence was a random phenomenon. However, observed contact frequencies were far higher (c. three to eight times) than predicted. Thus, the germ tube emergence site was determined as a response to substratum contact. In part, this appeared to be a non-specific response. Nevertheless, germ tube contact frequencies were greater on the curved surface of leaf epidermal cells than on planar surface, suggesting that specific recognition of leaf surface characteristics may promote directional emergence. The area of contact required to stimulate directional germ tube emergence was very small: contact with a microneedle tip or with a spiders’ suspension thread was sufficient for many conidia. Similarly, on leaves, the only contact is between the tips of a limited number of conidial wall projections and the edges of epicuticular leaf wax plates. Micromanipulation to roll conidia so that their original site of contact with a leaf was rotated away from it, led to the majority of first-formed germ tubes growing away from the leaf, i.e. emerging close to the site of original contact. The experiments indicated that the site of germ tube emergence is determined within 1 min of deposition. This implicated the release of conidial extracellular materials in recognition of the conidium-leaf surface contact site.     

南方水稻黑条矮缩病株对非介体稻飞虱-褐飞虱取食行为的影响

为明确感染南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black-streaked dwarf virus,SRBSDV)水稻对非介体褐飞虱取食行为的影响,在人工气候室通过刺探电位监测技术对褐飞虱在感染SRBSDV水稻植株和健康水稻植株上的取食行为进行持续监测和比较分析。结果表明,与对照相比,在感染SRBSDV水稻植株上取食的褐飞虱其取食路径波Nc(N2+N3)(口针在维管束组织移动)的总持续时间显著延长了116.69%,Nc(N2+N3)波形持续时间占总监测时间的百分数也显著提高了100.42%;而口针刺探次数和刺探时间、在韧皮部及木质部取食次数和持续时间等均无显著差异。表明水稻感染SRBSDV后对褐飞虱的取食行为影响不大,仅显著延长了其到达取食位点的时间。     

六种植物精油对褐飞虱和稻虱缨小蜂行为的影响

为研发基于植物精油的褐飞虱Nilaparvata lugens驱避剂和稻虱缨小蜂Anagrus nilaparvatae引诱剂,利用嗅觉仪测试了6种植物精油在不同浓度下对褐飞虱和稻虱缨小蜂的行为反应。结果表明,6种植物精油对褐飞虱和稻虱缨小蜂行为的影响具有种类差异性,不同植物精油对昆虫的行为影响有较大差异。此外,褐飞虱和稻虱缨小蜂对植物精油的嗅觉反应还与精油浓度有关,精油浓度范围在100～5 000 mg/L时,山楂油、白木香油、金银花油、肉桂油和鱼腥草油对褐飞虱雌成虫表现出明显的趋避效果,其中山楂油和金银花油的驱避效果最好,二者在100、500、1 000和5 000 mg/L这4个浓度下均能显著驱避褐飞虱。0.1 mg/L和1 mg/L浓度的山楂油、0.1 mg/L浓度的白木香油和1 mg/L浓度的丁香花蕾油对稻虱缨小蜂雌成虫有较强的吸引力。较高浓度10 mg/L的鱼腥草油对稻虱缨小蜂有明显的驱避性。表明植物精油可以明显地影响褐飞虱和稻虱缨小蜂的行为,可作为行为调控物在"推-拉"策略中防控褐飞虱。     

温度诱导对星豹蛛热激蛋白hsp70和hsp90基因表达的影响

为探讨温度诱导对星豹蛛的应激反应,运用实时定量PCR法测定了不同温度对星豹蛛热激蛋白hsp70和hsp90基因表达量的影响。结果表明:经过17、20、23、26℃诱导后,星豹蛛hsp70和hsp90基因表达量与对照组差异不显著,当高于26℃时,随着温度的升高表达量呈先升高后降低的趋势,且在38℃时最高,分别为对照组的716.46和10.44倍,差异显著;低于17℃时,表达量随着温度的降低呈逐渐升高的趋势,其中-1℃时最高,分别为对照组的334.53和9.38倍,差异显著;-1~41℃范围内,在相同诱导温度处理下,星豹蛛hsp70基因表达量显著高于hsp90基因。表明当星豹蛛受到温度高于26℃或低于17℃的刺激后,体内hsp70和hsp90基因表达量均增加,且hsp70基因表达量高于hsp90基因。说明热激蛋白只有在极端高温和低温的条件下才充分表达,从而对机体产生保护作用,且这种保护只在一定温度范围内起作用。