转cry2Ah-vp基因玉米的抗虫性鉴定

为获得新型抗虫转基因玉米,将通过群体筛选获得的具有抗虫性的转cry2Ah-vp基因玉米VP1-5采用PCR、Southern blot、实时荧光定量PCR(qPCR)、酶联免疫吸附测定(ELISA)等方法进行阳性植株鉴定、拷贝数分析、转录水平和翻译水平分析,同时通过室内和田间生物活性测定鉴定转基因玉米VP1-5对东方黏虫Mythimna separata和亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis的抗性。结果表明,在转基因玉米VP1-5中cry2Ah-vp基因已整合到玉米基因组,以单拷贝的形式插入;cry2Ah-vp基因在转基因玉米VP1-5不同部位组织中均可以正常转录,在灌浆期叶片中的mRNA表达量最高,相对表达量为32.67,在灌浆期穗轴中的mRNA表达量最低,相对表达量为3.74;Cry2Ah-vp蛋白在转基因玉米VP1-5的6叶期各组织中表达量均较高,其中在叶片中的表达量达到2 155.18 ng/g FW,在抽雄期花丝中的表达量最高,达到2 165.86 ng/g FW;且转基因玉米VP1-5对东方黏虫有很高的杀虫活性,接虫3 d后幼虫死亡率达到100.00%;对亚洲玉米螟幼虫也有明显的生长抑制作用。表明转基因玉米VP1-5可作为玉米抗虫育种和害虫防治的种质资源。     

低温胁迫下转ICE1基因水稻养分变化的研究

采用盆栽试验,选用转ICE1基因水稻T_4-8株系和T_4-9株系及未转基因水稻（Oryza sativa L.）品种垦鉴稻10号为试验材料,研究苗期低温胁迫对转基因水稻氮、磷、钾养分吸收的影响。结果表明,低温胁迫期间,转基因水稻幼苗丙二醛含量维持在较低水平,SOD活性维持在较高水平;地上部分氮、磷、钾含量变化不大,一直维持在较高水平;地下部分氮、磷、钾含量呈缓慢下降趋势,但降幅比非转基因水稻小,在胁迫第10天,T_4-8株系和T_4-9株系氮含量均高出对照13.86%,磷含量分别高出42.31%和50.00%,钾含量均高出85.71%。说明在低温胁迫条件下,ICE1基因过量表达可以增强水稻的抗寒性,减轻低温对水稻的伤害,保持根系较强的吸收养分能力。     

酵母pac1基因介导对葡萄B病毒的抗性

为明确广谱性抗病毒基因—酵母pac1基因对葡萄B病毒(Grapevine virus B,GVB)的抗性效果,通过农杆菌介导的遗传转化,将pac1基因导入西方烟37B,对转基因植株进行PCR鉴定及Southern blot分析,通过病毒摩擦接种观察症状以及实时荧光定量RT-PCR检测植株体内病毒含量,并对转基因植株抗病性进行初步鉴定。结果表明,目的基因pac1成功导入并整合至西方烟37B基因组,共获得10个转基因株系。不同株系的T1代烟草中阳性植株比例为16.7%~72.7%,表明目的基因可成功遗传到子代。接种病毒后转基因植株普遍延迟发病,但后期症状与非转基因对照相似,其中仅1个转基因株系B6具有不表现典型症状等抗性反应。接种植株病毒含量检测中,所有转基因植株均检测到病毒存在,但表现为抗病的B6株系中病毒含量显著低于非转基因对照,表明该转基因植株虽不能完全抵抗GVB侵染,但对GVB具有耐病性。     

苏云金芽胞杆菌cry1Ie新基因的克隆、表达与生物活性测定

为获得新的鳞翅目害虫杀虫基因,根据已知cry1I类基因编码区设计简并引物,采用直接克隆法,以苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)菌株BN23-5质粒DNA为模板进行扩增,并对得到的基因进行鉴定和分析。结果表明:克隆得到一个完整的cry1Ie基因,全长2 160 bp,由719个氨基酸组成,该氨基酸序列与已知的4种Cry1Ie蛋白不同,与Cry1Ie2和Cry1Ie3的氨基酸序列同源性最高,为95.4%,被国际Bt杀虫晶体蛋白基因命名委员会命名为Cry1Ie5(登录号为KJ710646)。将该基因插入表达载体p ET-28a,转化大肠杆菌BL21(DE3),IPTG低温诱导成功表达,SDS-PAGE电泳验证其大小为81 k D,与预测的分子量相符合。生物活性测定表明,Cry1Ie5表达的包涵体蛋白对小菜蛾和亚洲玉米螟具有杀虫活性,LC_(50)分别为0.43μg/m L和48.39μg/m L;对棉铃虫的致死率不高,但能明显抑制其生长;对甜菜夜蛾没有杀虫活性。     

云南省水稻稻瘟病菌无毒基因AVR-Pia变异及水稻抗性基因Pia的有效性

为进一步了解田间稻瘟病菌Magnaporthe oryzae群体中AVR-Pia基因的分布及变异,利用水稻单基因系IRBLa-C水稻品种对自云南省13个市(州)采集分离得到的471株稻瘟病菌菌株进行抗性基因Pia有效性测定;利用无毒基因AVR-Pia特异性标记对471株稻瘟病菌菌株进行PCR检测和测序,并分析稻瘟病菌群体中无毒基因AVR-Pia的分布及DNA结构变异;利用有效性结果和PCR检测结果对471株菌株进行反应型划分,筛选鉴定菌株;利用鉴定菌株对云南省112份地方稻种进行Pia基因鉴定。结果表明,在471株稻瘟病菌菌株中,对含有Pia基因的水稻单基因系IRBLa-C表现为抗病和感病的菌株数分别为139株和332株,所占比例分别为29.5%和70.5%;在471株稻瘟病菌菌株中,分别有244株和227株菌株含有无毒基因AVR-Pia和不含有无毒基因AVR-Pia,所占比例分别为51.8%和48.2%,无毒基因AVR-Pia主要为完全缺失变异;在471株稻瘟病菌菌株中,A-和V+反应型菌株数分别为56株和161株,共217株,占总菌株数的46.1%,在13个市(州)稻瘟病菌群体中,A-和V+反应型菌株所占比例差异较大,其中在普洱市、红河哈尼族彝族自治州、昭通市、玉溪市4个市(州)的比例较大,分别为77.8%、57.1%、52.1%和50.0%;在112份云南省地方稻种质资源中,有20份地方稻品种含有抗性基因Pia,主要分布在9个市(州)中。表明云南省13个市(州)绝大部分水稻产区水稻Pia基因已丧抗性,含Pia基因的水稻种质在云南省分布较广。     

核盘菌自噬相关基因SsATG5和SsATG8的功能分析

为探究自噬在核盘菌Sclerotinia sclerotiorum致病过程中的作用,利用酵母Saccharomyces自噬相关基因（autophagy-related gene,ATG）编码的蛋白序列比对核盘菌基因组,获得核盘菌假定ATG,并以核盘菌1980菌株为出发菌株,基于同源重组的原理对假定ATG进行敲除和回补,并测定不同突变体的生长表型和致病能力。结果表明,从核盘菌基因组中比对到2个ATG,分别命名为SsATG5和SsATG8,两者在核盘菌致病过程中均上调表达。SsATG5和SsATG8敲除突变体在菌丝生长、产草酸和侵染垫形成方面与野生型菌株无明显差异,但SsATG5敲除突变体在离体拟南芥Arabidopsis thaliana叶片上的致病力显著下降了约40%,在活体拟南芥植株上的致病力显著下降了约80%,同时SsATG5回补突变体恢复了正常的致病力。表明SsATG5参与了核盘菌的致病过程,证实自噬在核盘菌致病过程中发挥着重要作用。     

生防菌株YB-81的鉴定及其对番茄灰霉病的防效

为明确生防菌株YB-81对番茄灰霉病的防病作用及其分类地位,采用平板对峙及含毒介质法测定了其对番茄灰霉病菌的抑菌作用,并测定了该菌株盆栽防病效果及抑菌谱,通过形态学、生理生化特征以及分子鉴定相结合的方法鉴定了YB-81菌株。结果表明:YB-81菌株对番茄灰霉病菌抑菌作用强,抑菌带和抑制率分别为15 mm和80.5%;盆栽防效较好,发酵产物稀释10倍的预防效果达到77.5%,治疗效果不及预防效果;YB-81菌株具有广谱的抑菌活性;根据形态特征、生理生化特征以及16S rDNA序列分析结果将YB-81菌株鉴定为枯草芽胞杆菌。     

甜荞FeHSP83基因的克隆及其在逆境胁迫下的表达分析

为了探究甜荞FeHSP83基因在干旱和盐胁迫下的表达模式,本研究采用‘西农9976’为试验材料,通过15% PEG 6000溶液和0.1% NaCl溶液对荞麦幼苗进行胁迫处理。通过RT-PCR的方法,鉴定获得FeHSP83,该基因开放阅读框2 100 bp,编码704个氨基酸,预测其相对分子质量为80.97 kDa,理论等电点为4.96,具有较强亲水性。同源性分析结果显示,该基因与藜麦、甜菜亲缘关系较近,同源性达到97.06%。采用qRT-PCR的方法,对干旱和盐胁迫下FeHSP83基因在叶和根中的表达水平进行分析。结果显示,在干旱胁迫条件下,FeHSP83在甜荞根部的表达量持续上升,到48 h达到最大值,增加范围为1.03~10.20;叶的表达量呈先升后降的趋势;而在盐胁迫条件下,FeHSP83在植株叶部的响应较为明显,增加范围为1.07~6.24,在12 h时表达量达到最高;根部的表达量在3 h时迅速升高,随后缓慢下降。结果表明,FeHSP83基因在干旱和盐胁迫条件下能够快速响应胁迫,且在根和叶不同器官中的表达存在差异。预测FeHSP83基因在甜荞抗旱中起到一定作用。     

转CarNAC1基因可提高棉花的抗旱性

以15份稳定遗传的转CarNAC1基因棉花及受体材料K62进行田间和室内试验,通过加权隶属函数法、主成分分析法及聚类分析等方法比较棉花光合指标、农艺性状、产量性状、纤维品质和生理指标的变化情况。结果表明:干旱胁迫后,转基因棉花品系气孔导度下降趋势及净光合速率显著高于受体材料K62;转基因棉花品系平均单铃重高于受体材料0.363~0.657 g;除丙二醛含量为转基因棉花品系低于受体材料K62外,转基因棉花品系的脯氨酸、可溶性糖含量及过氧化氢酶、过氧化物酶、超氧化物歧化酶活力均高于受体材料。基于农艺性状和产量性状指标主成分分析结果,将16个品系的9个指标综合为2个相互独立的综合指标,结合D值及聚类分析结果筛选出干旱胁迫后仍能保持相对较高产量的品系:ZK62-10、ZK62-6、ZK62-1。基于纤维品质指标主成分分析结果,将16个品系的7个指标综合为3个相互独立的综合指标,结合D值及聚类分析结果筛选出干旱胁迫后仍能保持相对较高纤维品质水平的品系:ZK62-6、ZK62-12、ZK62-15。可以得出以下结论:干旱胁迫下,转CarNAC1基因棉花品系的产量及品质均优于受体材料K62;转CarNAC1基因棉花品系可能通过降低气孔导度、增强渗透条件等方法提高棉花抗旱能力;筛选出综合抗旱能力最优的棉花品系ZK62-6。     

白菜型冬油菜NCED3基因、启动子的克隆及其表达分析

从2个不同抗寒性的冬油菜品种中克隆了NCED3基因及其启动子序列,并分析其在叶片和根中的表达,研究NCED3基因在冬油菜中的作用机理。结果表明,陇油6号的NCED3基因开放阅读框(ORF)长度为1 794 bp,编码597个氨基酸,分子量65.74 kD,理论等电点为5.81;天油2号的ORF与其长度相同,分子量为65.78 kD,理论等电点为5.94。2个蛋白都是亲水蛋白,具有疏水峰。根据预测,启动子具有生物过程中常见的顺式作用元件如CAAT-box等、分生组织表达CAT-box相关的顺式作用元件、-30 TATA box附近的核心启动子元件等,还有ABRE、TGA-element、CGTCA-motif、TGACG-element等激素响应元件,此外,还鉴定出低温响应元件（LTR）。2个品种启动子序列的相似度为99.38%,只有1个不同的顺式作用元件,即circadian,推测其与昼夜节律相关。低温、PEG及ABA处理后NCED3在叶片和根中的表达均高于对照,增加范围为0.07~6.48,且均于8 h达到峰值。与根系的表达特性相比,胁迫处理后叶片的基因表达均在2 h显著升高,天油2号的升高幅度（1.54~6.00）均大于陇油6号（0.04~1.95）。     

枯草芽孢杆菌微囊剂的制备及其对番茄立枯病的防治效果

为开发环境相容性好、贮藏稳定性高的生物农药新剂型,采用喷雾干燥法制备了枯草芽孢杆菌微囊剂。通过单因素试验确定该微囊剂壁材麦芽糊精与芯材枯草芽孢杆菌发酵液(以下简称发酵液)的最佳配比;通过正交试验优化了喷雾干燥条件;通过田间试验验证了该微囊剂对番茄立枯病的防治效果。结果表明:制备枯草芽孢杆菌微囊剂时,壁材与芯材的最佳配比为m(麦芽糊精)∶V(发酵液)=1∶1;喷雾干燥的最优条件为进风温度125℃,进样流量750 m L/h,喷雾压力0.20 M Pa;所制备微囊剂常温贮存360 d后,菌体存活率仍高达91.36%,显著高于对照枯草芽孢杆菌可湿性粉剂。田间药效试验表明,该枯草芽孢杆菌微囊剂用量为300 g/hm2(芽孢浓度为1.5×107cfu/m2)时,对番茄立枯病的防效最高,为72.76%。     

烟草青枯病菌与其拮抗菌解淀粉芽胞杆菌的代谢表型差异分析

为探究解淀粉芽胞杆菌X60作为烟草青枯病生防菌剂的潜力,采用Biolog代谢表型技术比较了2种细菌的不同代谢表型。结果表明,烟草青枯病菌和解淀粉芽胞杆菌分别能代谢19%、41%的碳源,43%、77%的氮源,95%、86%的磷源以及100%、69%的硫源,分别有94、91种生物合成途径,49、95种渗透压表型以及19、94种pH代谢表型;解淀粉芽胞杆菌比烟草青枯病菌代谢显著的碳源有L-果胶糖、D-甘露糖等34种,氮源有腺苷、胞苷等29种;烟草青枯病菌比解淀粉芽胞杆菌代谢显著的碳源有D-糖二酸、半乳糖醇等9种,氮源有缩二脲、葡萄糖苷酸等11种;解淀粉芽胞杆菌的渗透压和pH环境适应力比烟草青枯病菌强;解淀粉芽胞杆菌具有脱羧酶和脱胺酶的活性。研究表明,2种细菌的代谢表型间存在较大差异,解淀粉芽胞杆菌的碳源、氮源、渗透压及pH代谢表型较烟草青枯病菌的丰富,烟草青枯病菌的磷源、硫源和生物合成途径代谢表型较解淀粉芽胞杆菌的丰富。     

枯草芽胞杆菌与氟环唑联用对禾谷镰孢霉的增效作用机制

为验证枯草芽胞杆菌与氟环唑联用对禾谷镰孢霉的增效作用,用平板倒扣法和固体平板扩散法—打孔法测定菌药联用后枯草芽胞杆菌挥发性物质、抗真菌蛋白对禾谷镰孢霉的抑菌活性,观察抗真菌蛋白对禾谷镰孢霉菌丝形态的影响,并用刚果红染色法测定菌药联用后枯草芽胞杆菌纤维素酶活性。结果表明:菌药联用对禾谷镰孢霉的最高抑菌活性可达74.44%,表现增效和持效作用;枯草芽胞杆菌挥发性物质和抗真菌蛋白分别与氟环唑联用均可增强禾谷镰孢霉抑菌活性;菌药联用后枯草芽胞杆菌纤维素酶活性提高。研究表明枯草芽胞杆菌与氟环唑联用的增效机制是增强枯草芽胞杆菌挥发性物质对禾谷镰孢霉的抑菌活性,抗真菌蛋白活性的提高加强了禾谷镰孢霉菌丝溶解的程度,纤维素酶活性的增强提高了禾谷镰孢霉空间竞争作用和生物防治潜能。     

解淀粉芽胞杆菌HRH317对串珠镰孢菌菌丝形态和超微结构的影响

为明确新型生防菌解淀粉芽胞杆菌Bacillus amyloliquefaciens HRH317菌株对病原菌串珠镰孢菌Fusarium moniliforme的抑制作用,采用牛津杯法对HRH317菌株抑菌活性进行测定,并采用扫描电子显微镜、透射电子显微镜和荧光显微镜对经HRH317菌株发酵上清液处理后的串珠镰孢菌菌丝形态及超微结构进行观察。结果显示,HRH317菌株发酵上清液对串珠镰孢菌有很好的抑菌活性,抑菌圈平均直径可达33.31 mm。扫描电镜结果显示,HRH317菌株发酵上清液处理24 h时,串珠镰孢菌菌丝体出现断裂现象;处理72 h时,串珠镰孢菌菌丝体断裂较严重,多处裂解;处理96 h时,串珠镰孢菌菌丝体彻底瓦解,且无完整菌丝体。透射电镜结果显示,HRH317菌株发酵上清液处理72 h时,串珠镰孢菌菌丝体细胞形态扭曲变形,细胞内结构紊乱,遭破坏。荧光显微镜结果显示,经PI染料染色处理12 h时,串珠镰孢菌细胞有少数细胞被染成红色,细胞膜通透性受一定程度破坏;处理16 h时,串珠镰孢菌细胞大面积被染红;处理20 h时,串珠镰孢菌细胞被染色面积增大;处理24 h时,串珠镰孢菌细胞膜受破坏程度增加,细胞内大面积被染色。表明解淀粉芽胞杆菌HRH317菌株对串珠镰孢菌菌丝形态和超微结构有破坏作用,能抑制病原菌串珠镰孢菌菌丝体生长。     

对大黑鳃金龟甲幼虫高效的苏云金芽胞杆菌筛选及cry基因鉴定

为获得对大黑鳃金龟甲幼虫具有较高杀虫活性的菌株,利用拌土法测定了本实验室分离的500株苏云金芽胞杆菌(Bacillus thuringiensis,Bt)对大黑鳃金龟甲的杀虫活性,建立Bt菌株比较鉴别技术来进行多样性分析,并对菌株的晶体形态及幼虫感染Bt后的中肠组织切片进行观察。结果显示,从500株Bt菌株中筛选到42株对大黑鳃金龟甲幼虫具有不同程度活性的菌株,分属于14个菌株类型;其中有10株校正死亡率大于60%,261-1菌株杀虫活性最高,7 d校正死亡率达100%。从14个菌株类型中各选取1个代表菌株进行基因鉴定,仅P65-1、1126-1、FCD114和78-2菌株分别含有cry8Ma、cry8Ca、cry8Ab、cry8Ga、cry8Ea共5个cry8类新基因,其它10个菌株均不含cry3、cry8、cry18、cry23、cry37、cry43等对鞘翅目害虫有效的杀虫基因。14个菌株中,78-3、127-2和1198-1菌株能产生双锥体型晶体,261-1、FCD114、P65-1、FTL84、78-2和1126-1菌株能产生球形晶体。幼虫感染261-1、1198-1、FCD114、1126-1、QDL40-2菌株后,中肠组织发生明显的病理变化:2 d时肠壁细胞明显出现空洞化,排列疏松,4 d时受到严重破坏并脱离底膜。表明筛选到的Bt菌株具有防治大黑鳃金龟甲幼虫的潜力。     

解淀粉芽胞杆菌对小麦黄花叶病的生物防治

为探索新型生防菌剂解淀粉芽胞杆菌对小麦黄花叶病的防治作用,通过盆栽和田间药效试验研究了解淀粉芽胞杆菌对小麦黄花叶病的防治效果和对小麦幼苗的促生长作用。结果表明,解淀粉芽胞杆菌对小麦黄花叶病有较好的预防效果和一定的治疗效果,浓度为500~2 000 mg/L时,预防效果为24.86%~84.55%,治疗效果为13.61%~62.58%,预防效果明显优于治疗效果。其中灌根处理的防治效果显著高于喷雾、拌种处理,且随着施用浓度的增大,防治效果提高;当灌根处理浓度为2 000 mg/L时效果最好,预防和治疗效果分别达到84.55%和62.58%。另外解淀粉芽胞杆菌对小麦有一定的促生作用,并可提高麦苗的地上部鲜重,浓度为1 200 mg/L时,地上部鲜重增重最大,较对照提高52.76%。表明解淀粉芽胞杆菌可作为生防菌剂防治小麦黄花叶病。     

四种Bt毒素蛋白对二点委夜蛾幼虫毒力测定及中肠组织病理学变化

为更好地了解苏云金芽胞杆菌Bacillus thuringiensis毒素蛋白对二点委夜蛾Athetis lepigone的毒力以及作用机理,通过饲喂含有Cry1Ac、Cry1Ab、Cry2Ab和Vip3Aa四种不同Bt毒素蛋白饲料,测定Bt毒素蛋白对二点委夜蛾幼虫的毒力,并观察取食4种毒素蛋白后幼虫中肠组织的病理学变化。结果显示,二点委夜蛾幼虫取食毒素蛋白后72 h,Cry1Ab和Cry1Ac毒素蛋白对二点委夜蛾幼虫的杀虫活性较高,校正死亡率为84.7%和76.4%;Vip3Aa和Cry2Ab毒素蛋白的毒力较弱。二点委夜蛾幼虫取食4种Bt毒素蛋白后,中肠柱状细胞微绒毛脱落,杂乱地分散在肠腔内,杯状细胞变形和腔内微绒毛脱落,线粒体和内质网等变形破裂,细胞核的核膜消失、核质凝聚和形状发生变化,经Cry1Ab和Cry1Ac毒素蛋白处理后中肠细胞的病变症状和速度明显高于Cry2Ab和Vip3Aa毒素蛋白处理。表明Cry1Ab和Cry1Ac毒素蛋白对二点委夜蛾幼虫杀虫活性较高,显著高于Cry2Ab和Vip3Aa毒素蛋白,且对其中肠细胞的破坏作用也较强。     

海洋生境贝莱斯芽孢杆菌TCS001的鉴定及抑真菌活性

为研究海洋生境芽孢杆菌TCS001的分类地位和抑菌活性,通过形态和生理生化特征观察,并结合gyrA序列同源性分析对菌株进行了鉴定;通过平板对峙培养法测定了菌株TCS001对多种植物病原真菌的抑菌谱;采用菌丝生长速率法和凹玻片法,测定了不同浓度TCS001菌株发酵滤液对靶标菌黄瓜灰霉病菌Botrytis cinerea菌丝生长和孢子萌发的影响。结果显示:该菌株为贝莱斯芽孢杆菌Bacillus velezensis,其对6种供试病原菌均有一定的抑制效果,其中对黄瓜灰霉病菌的抑制率最高,达87.66%。不同稀释倍数下,TCS001发酵滤液对黄瓜灰霉病菌均有一定的抑制作用,其中,稀释5倍时对菌丝生长和孢子萌发的抑制率最高,分别为96.24%和98.05%,稀释20倍时抑制率也均达90%以上。形态学观察发现,TCS001发酵滤液可导致黄瓜灰霉病菌孢子萌发芽管中间或顶端膨大畸形。研究表明,海洋生境贝莱斯芽孢杆菌TCS001极具开发为微生物农药的潜能。     

烟嘧磺隆降解菌枯草芽孢杆菌YB1颗粒剂的加工及应用

YB1是从农药厂污水中分离筛选得到的一株对烟嘧磺隆具有较好降解作用的枯草芽孢杆菌Bacillus subtilis。为探究YB1对土壤中烟嘧磺隆的降解能力，本研究对YB1固体发酵产物进行了颗粒剂加工，并对菌株载体和保护剂进行了筛选。优化后的YB1颗粒剂的加工方法为:将YB1固体发酵产物与载体活性白土按质量比1:1混合，加入质量分数为3%的保护剂酪氨酸和5%的淀粉进行挤压造粒，所得颗粒剂的有效活菌数为8.75×108 CFU/g。以小麦为指示植物，应用室内盆栽法研究了YB1颗粒剂对土壤中烟嘧磺隆的降解效果。结果表明，1 kg土壤中添加20 g YB1颗粒剂28 d后可将土壤中1 mg/kg的烟嘧磺隆降解至对小麦无明显药害水平。研究结果表明，YB1颗粒剂对含有烟嘧磺隆残留的土壤具有一定的修复能力。