砧木及抗性马尾松松脂组分对松材线虫的响应

[目的]通过对马尾松接种松材线虫,分析接种前后松脂化学组分的变化,为马尾松抗松材线虫病的研究提供理论基础。[方法]以浙江省临海市5年生马尾松无性系为研究对象,提取接种前和接种松材线虫1、7、15 d的不同砧木(马尾松砧木和湿地松砧木)、不同抗性(高抗和易感)马尾松的松脂组分,分析各松脂组分含量及动态变化;利用松脂内所得有效萜类对松材线虫实施外源处理,测定松材线虫存活率。[结果]从不同砧木(马尾松砧木和湿地松砧木)、不同抗性(高抗和易感)马尾松中检出19种主要化学组分,其中,α-蒎烯、β-蒎烯、水芹烯、海松酸、山达海松酸、长叶松酸/左旋海松酸、去氢枞酸、枞酸和新枞酸含量较高。接种松材线虫1 d时马尾松砧木中β-月桂烯含量显著高于湿地松砧木(p<0.05);接种松材线虫7 d与15 d时上述组分含量在不同砧木间无显著差异。不同抗性马尾松中α-蒎烯、β-蒎烯、β-月桂烯、柠檬烯、龙脑、长叶烯、α-石竹烯、反式-β-金合欢烯和新枞酸含量在接种松材线虫后变化规律不同,接种松材线虫1 d时高抗马尾松中α-蒎烯和β-蒎烯含量显著高于易感马尾松;接种松材线虫7 d时高抗马尾松中α-蒎烯、β-蒎烯...     

无细菌松材线虫对马尾松的致病性

【目的】探讨松材线虫及其伴生细菌在松材线虫病中的作用,为其致病机制研究及病害防治提供理论依据。【方法】以5年生温室健康马尾松盆栽苗为材料,人工接种无菌松材线虫和带菌松材线虫(8 000条·株-1),观察松苗萎蔫情况,并于接种5、10和30天后取茎段横切面观察松脂分泌情况,对接种20天后的茎段组织解剖结构进行显微观察,接种后30天对植株取样进行线虫再分离,统计线虫在树体内种群增殖情况。【结果】无菌松材线虫和带菌松材线虫均能引起5年生马尾松盆栽苗发病,且症状一致,接种35天后致萎蔫率均达到90%,对照植株保持健康状态;茎段横切面观察结果显示,无菌松材线虫接种5天后松脂停止分泌,10天后茎段开始出现少量空洞,30天时空洞化严重;带菌线虫接种5天后尚有少量松脂分泌,10天松脂分泌停止,30天后茎段产生空洞;对照松树松脂分泌正常,茎段横切面完整平滑。石蜡切片结果显示,2组线虫接种致萎蔫松树茎段的组织解剖结构均发生显著变化,皮层及木质部细胞、髓心细胞大多破碎变形,树脂道上皮细胞破碎解体。无菌松材线虫在松苗体内种群增殖速率高于带菌松材线虫,萎蔫松苗体内线虫数量分别为(8 105±5 661)条·g-1和(4 317±1 896)条·g-1,但二者差异不显著(P=0.361 9)。【结论】无菌松材线虫和带菌松材线虫接种均能使5年生马尾松苗发病,无菌化处理未使松材线虫失去对马尾松苗的致病性,松材线虫的致病性与其伴生细菌无关。     

营养和蒎烯胁迫条件下松材线虫雌雄比变化规律

【目的】研究松材线虫不同环境条件下繁殖策略,为该病种群扩张繁殖生物学的深入研究和防控策略的制定提供理论基础。【方法】通过显微观察检测在营养和蒎烯胁迫条件下松材线虫雌雄比变化规律。【结果】在营养富足条件下,松材线虫雌虫比例增加,反之松材线虫雄虫比例增高;低浓度α-蒎烯和β-蒎烯胁迫条件下,松材线虫雌雄比降低,而高浓度α-蒎烯处理后,松材线虫雌雄比升高,雌性后代比例增大;在低浓度α-蒎烯和低浓度β-蒎烯混合处理条件下,松材线虫雌雄比最低,且一直稳定在较低水平。【结论】松材线虫在适宜环境条件下有利于雌性后代的发育,而不适宜环境条件下雄性后代发育更快,因此,松材线虫可能通过种群雌雄比来调整其种群繁殖力,从而适应不同环境的变化。     

基于高通量转录组测序筛选马尾松抗松材线虫病相关基因

[目的]研究马尾松抗松材线虫病相关基因,为解析马尾松抗性机理和高抗马尾松早期选择提供理论依据。[方法]对高抗和易感2种马尾松基因型接种松材线虫,在接种后第1、15和30天取样进行转录组高通量测序,通过对高抗和易感马尾松差异基因识别以及富集分析,以筛选与抗松材线虫病相关的组成型差异基因。[结果]对高抗和易感马尾松接种松材线虫后的转录组进行比较,在接种后第1、15和30天分别获得2 866、679和1 657个差异基因,且在接种松材线虫后不同时间点间,共有差异基因相对较少。对差异基因进行GO富集分析,结果显示:在接种后第1、15和30天,最显著的生物学进程是氧化-还原过程,而GO项刺激反应、转录调节以及香叶基二磷酸代谢过程也显著富集。对这几类GO项相关基因进一步分析,发现接种后3个时间点GO项刺激反应中共包括26个R基因,除了2个R基因外,其它R基因表达皆为组成型,在接种松材线虫和对照间差异不显著,而GO项转录调节中仅2个差异基因被nr注释为ERF转录因子,其余为未知基因。接种松材线虫后,ERF转录因子在高抗马尾松上的表达量始终高于易感马尾松上的表达量,且在接种松材线虫和对照间表达量变化不显著,也为组成型基因表达。GO项香叶基二磷酸代谢过程中,GGPPS 3个基因也在高抗马尾松上具有更高表达量,为组成型基因表达。这些基因中TIR-NBS-LRR基因(c65785.graph_c0)、ERF转录因子(c78073.graph_c0)和3个GGPPS基因在高抗马尾松中表达量较高,而在易感马尾松中表达量较低,甚至为0,可作为开发分子标记的候选基因用于鉴定抗性马尾松。[结论]高抗和易感马尾松在接种松材线虫后第1天其表达量差异达到显著水平的基因最多,其中,LRR基因、ERF转录因子和GGPPS与马尾松的抗性相关,部分TIR-NBS-LRR基因、ERF转录因子和GGPPS有望被开发为鉴定高抗马尾松的分子标记。     

不同抗性马尾松接种松材线虫后针叶内化学信号物质的变化

【目的】研究不同抗性马尾松防御松材线虫病过程中针叶内一些信号分子的变化规律,为阐明马尾松的抗性机制提供理论依据。【方法】对经严格程序选育的高抗和易感马尾松在接种松材线虫后第1、3、7、15、30天时针叶内H2O2、O-·2、NO和Ca2+等信号分子含量进行动态监测。【结果】接种松材线虫后,易感马尾松体不同部位均检测到大量松材线虫,而高抗马尾松体内未发现松材线虫。在接种后第1、3和7天,高抗与易感马尾松针叶内H2O2含量显著升高;但高抗马尾松在接种后15天,针叶内H2O2含量逐渐恢复到正常水平,而易感马尾松针叶内H2O2含量仍继续升高,在接种后30天,易感马尾松针叶内H2O2含量约为高抗马尾松的1.77倍。高抗和易感马尾松针叶内O-·2含量在接种松材线虫后1~15天也显著升高,高抗与易感马尾松针叶内O-·2含量差异不显著,且变化趋势一致;接种后30天,高抗马尾松针叶内O-·2含量较前期显著下降,而易感马尾松针叶内O-·2含量仍继续增加。高抗马尾松针叶内NO含量在接种松材线后1~15天与对照差异不显著,仅在接种后30天才显著高于对照。而易感马尾松在接种松材线虫后每个时间点,针叶内NO含量显著高于对照和高抗马尾松。高抗和易感马尾松在接种松材线虫后针叶内Ca2+含量变化趋势基本一致,呈现"升-降-升-降"趋势,但高抗马尾松除在接种后第1、15天针叶内Ca2+含量显著高于对照和易感马尾松外,其他时间点皆保持在正常水平,而易感马尾松针叶内Ca2+含量在任何时间点均显著高于对照。【结论】接种松材线虫后,针叶内H2O2、O-·2和Ca2+均迅速升高,作为信号分子诱导防卫反应,且高抗马尾松能有效控制其在体内的含量,最终恢复到正常生理代谢水平,而易感马尾松不能有效控制,多余的ROS和Ca2+会对植株产生毒害。接种松材线虫后高抗马尾松针叶内NO含量在体内的变化基本不明显,但易感马尾松体针叶内内在每个时间点均积累了过多的NO,不利于植株正常代谢。     

无菌和带菌松材线虫对赤松的致病性

【目的】探讨无菌和带菌松材线虫对赤松的致病性,明确松材线虫在松树萎蔫病中的地位,为致病机制研究及病害防控提供依据。【方法】以赤松胚性愈伤组织为材料,每块组织接种无菌松材线虫250条,培养12天后,利用2,3,5-三苯基氯化四氮唑(TTC)染色法对愈伤组织进行染色,分析无菌松材线虫对赤松愈伤组织细胞活性的影响。以赤松组培苗和4年生盆栽实生苗为对象,每株接种无菌松材线虫和带菌松材线虫(组培苗250条,4年生苗3 000条),分别于18天和35天后统计2种类型线虫接种所致松苗萎蔫率,并对植株体内线虫进行再分离,分析2种类型松材线虫对赤松幼苗的致病能力。【结果】无菌松材线虫接种导致赤松胚性愈伤组织严重水渍化,TTC染色为米黄色或淡粉色,证明愈伤组织已失去活性。无菌松材线虫和带菌松材线虫接种均能导致赤松组培苗萎蔫,接种18天后,萎蔫率分别为70%和60%;萎蔫植株中均可再分离到松材线虫,其每株平均分别为599±567条和365+240条,二者差异显著(P0.01)。剩余外观健康的赤松组培苗中也分离到线虫,但数量较少(仅10~20条)。2种类型松材线虫接种引起赤松盆栽苗同等程度的萎蔫,接种35天后的萎蔫率均达80%,无菌和带菌松材线虫致萎蔫植株中均可再分离到松材线虫,其每株平均分别为34 733±34 162条和25 057±21 410条,但差异不显著(P=0.508)。其余外观尚健康的松苗也进行线虫分离,2株接种无菌松材线虫的植株体内线虫分别为486条和22条;接种带菌松材线虫的2株松苗中,1株分离到646条线虫,另1株没有分离到线虫。【结论】无菌和带菌松材线虫均对赤松具有致病性,松材线虫是赤松萎蔫的直接原因,伴生细菌并非赤松萎蔫的必须因子。     

松材线虫病的潜伏侵染及松墨天牛传播新途径

在南京用松材线虫接种 7种松树 ,于第 2a在无任何症状的松树的接种点上方 10cm处取样 ,分离线虫。结果表明松材线虫病的潜伏侵染现象比较普遍。在不同的松树品种上潜伏侵染现象有所差异。感病黑松和赤松很快死亡 ,只有在接种量小的情况下才有潜伏侵染现象发生。抗病性强的火炬松和湿地松感病后潜伏侵染现象比较普遍 ,并且样品中的线虫量也较高。而抗病性中等的马尾松和刚松感病后潜伏侵染现象的普遍性及样品中的线虫量均处于中等。短针松接种松材线虫后既不枯死 ,也无潜伏侵染现象。松墨天牛传播松材线虫的试验结果表明 ,未携带松材线虫的松墨天牛成虫在松材线虫病松枝上取食后 ,再到健康松枝上取食 ,有传播松材线虫的可能。这些结果表明在松材线虫病新病区清理病死木时 ,应采取早期诊断技术 ,把未表现症状的松树一起清除 ,以达到防治目的。     

松材线虫cul-1基因的表达特性与功能

【目的】研究松材线虫Bxy-cul-1基因的表达特性和生物学功能,明确该基因在松材线虫生长发育中的作用,为从生长发育角度探索特异性的线虫种群增长控制措施提供理论基础。【方法】根据松材线虫基因组数据设计引物、克隆Bxy-cul-1基因,对Bxy-cul-1进行序列、系统发育和蛋白结构预测等生物信息学分析。利用实时荧光定量PCR技术和原位杂交技术探究Bxy-cul-1基因在松材线虫各龄期的表达水平和表达部位,明确其时空动态表达特性,采用RNA干扰技术探究该基因在松材线虫生长发育中的作用。【结果】生物信息学分析结果显示,Bxy-cul-1基因CDS全长2 292 bp,编码763个氨基酸,属于Cullin蛋白家族。原位杂交结果表明,Bxy-cul-1基因在松材线虫各发育阶段均有表达,胚胎期全胚胎表达,2龄期广泛表达,3龄期和4龄期主要在肠道、体壁肌肉和尾部表达;成虫期,Bxy-cul-1基因在雌虫的卵母细胞和阴户、雄虫的腹部、交合刺和尾部表达。实时荧光定量PCR结果显示,Bxy-cul-1基因在松材线虫2龄期表达量最高,胚胎期次之,3龄期、4龄期、成虫期表达量依次递减。对松材线虫胚胎干扰后发...     

黑松和马尾松苗受松材线虫侵染后部分化学物质的响应

为研究松材线虫侵染对寄主植物生理生化物质代谢的影响,以黑松和马尾松4 5年生苗为实验材料,测定了接种松材线虫对2种寄主植物的营养物质和次生代谢物质含量的变化及其规律。结果显示:接种松材线虫初期,黑松和马尾松的总糖含量均较高,随接种时间的延长,总糖含量呈不断下降趋势;黑松的可溶性糖含量一直降低并明显低于对照,马尾松的可溶性糖含量在侵染前期与对照相比变化不明显,而15 d后快速降低;黑松和马尾松的可溶性蛋白含量侵染前期均低于对照,后升高,再降低;黑松的单宁含量明显高于对照,马尾松的单宁含量接种第1天略低于对照,第3天后开始升高;黑松和马尾松的总酚含量均在侵染前期高于对照,而后降低。这些物质的变化趋势显示松材线虫侵染不同寄主植物的生理反应。     

马尾松钙调素基因的克隆及响应松材线虫侵染的表达特征

松材线虫病是由松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)侵染引起的严重病害,引起重大的经济和生态损失。钙调素(CaM)是真核生物中Ca2+主要传导蛋白,本研究采用RT-PCR方法,首次从马尾松中克隆获得CaM,命名为pmCaM,并检测了其响应松材线虫侵染的表达特征。序列分析表明:pmCaM完整的开放阅读框核苷酸序列为450bp,编码149个氨基酸的蛋白质;该蛋白含有4个EF-hand结构域,具有钙调素的典型特征,与其它植物的CaM蛋白均有较高同源性。实时荧光定量PCR分析显示:接种松材线虫后30 180 min时间段,马尾松苗根、茎、叶器官中的pmCaM均下调表达,但不同器官间显著下调表达的时间点存在差异;同时,不同器官pmCaM表达量变化均存在特异的随时间发展的波动特征,其中发现,根茎pmCaM在松材线虫接种45 min时均处于表达量高峰。本研究结果显示pmCaM表达响应了松材线虫侵染,揭示pmCaM可能参与了调控松材线虫-马尾松互作早期的钙信号响应。     

温带典型森林树种的萜烯类化合物排放及其与环境要素的相关性

【目的】确定植物源萜烯类化合物的排放种类、相对含量和速率,为建立植物源挥发性有机物(VOCs)成分谱库和优化城市森林配置提供理论依据。【方法】采用便携式光合仪Li-6400、Tenax吸附管和采样泵相结合的半闭合循环采气方式,在北京鹫峰国家森林公园进行植物源VOCs采集,探究温带5种典型森林树种(针叶:油松、侧柏;阔叶:毛白杨、栓皮栎、色木槭)VOCs的排放差异,分析植物源VOCs排放与环境因素和植物生理特征因素的关系。【结果】5种典型森林树种均排放烯烃类、烷烃类、多环芳烃类、酸酯类等化合物。油松和侧柏2种针叶树种主要排放单萜类物质,其中α-蒎烯分别占到总挥发性物质的34.16%和25.05%;毛白杨、栓皮栎和色木槭3种阔叶树种主要排放异戊二烯,分别占排放总量的76.47%,55.25%和32.61%。在萜烯类物质排放日变化上,5种树种排放异戊二烯呈现单峰分布,在11:00—12:00排放量最大,峰值出现在10:00—13:00,在17:00—18:00出现谷值。毛白杨单位叶面积挥发性有机物排放速率最大,高达52.81 nmol·m-2s-1,其次为油松。侧柏排放α-蒎烯和柠檬烯速率较高,分别为4.16,3.82 nmol·m-2s-1;油松的α-蒎烯和月桂烯释放速率较大,分别为22.14,10.3nmol·m-2s-1。阔叶树种单位叶面积排放异戊二烯速率较高,而针叶树种排放单萜烯速率较高。监测期间不同树种排放的萜烯类物质相对含量与温度和光照成正相关,与相对湿度呈负相关;与净光合速率、气孔导度和蒸腾速率呈极显著正相关。【结论】阔叶树种排放异戊二烯较多,针叶树种排放单萜烯类物质较多。植物排放萜烯类物质相对含量随温度、光照的升高而增加,随着相对湿度增加而降低。净光合速率、气孔导度和蒸腾速率等植物生理特征因素的变化与萜烯类物质相对含量的变化规律一致性较强。     

松树松材线虫病抗性育种成果的早期利用

松树抗性育种,是通过一定的选择程序,确定和选拔出具有一定抗性的新品种。在对松材线虫病的抗性上,松树的不同品种、不同种源及单株个体之间,都可能存在差异。抗病品种选择,主要是在松材线虫病的发生区,在发病时间久、病情严重的林分中,所残存的极少数健康植株极有可能具有一定的抗病遗传性。2001年10月,我省实施在省内松材线虫病疫区的残存木上采种育苗,并连续两年在苗木上接种松材线虫,经过选择,初步确定接种线虫后能存活下来的苗木就具有一定的抗性。之后,又在省内其他地区及非疫区采种育苗,并接种松材线虫进行选择。对已选拔出的具有抗性的马尾松家系侯选木进行有效保存,并在现有的条件下加以利用。抗性育种工作流程一、接种材料来源从2001年开始,分别在省内10个县(市、区)的一些马尾松母树上采种,播种育苗后第二年对苗木第一次线虫接种,第三年对保存的苗木又进行第二次线虫接种。期间共选拔抗性苗木家系251个。线虫是从病害的高发区滁州市、和县和广德县等3市县的16棵被害木上采集,经实验室分离和增殖培养后分析,最后选择出致病力最强的线虫作为苗木接种的虫源。二、接种成活苗木的利用在马尾松实生苗木上接种松材线虫后进行人工筛选,第一次在每株苗木上接...     

松材线虫侵染对马尾松苯丙烷类代谢的影响

1.5年生马尾松植株接种松材线虫后,苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)的活性水平均高于对照,活性高峰通常出现在症状表现前夕,并在植株发病后下降.叶内PAL和POD活性高峰的出现晚于茎,与叶部病害发展一致.茎中酚类物质的含量随着线虫侵染时间的延长逐渐增加,至发病时达到高峰.酚类物质含量的变化与PAL、POD、PPO 3种酶活性的变化趋势基本一致.松材线虫的侵染明显影响寄主植物的苯丙烷类代谢,由此可知,松材线虫病的发生发展与松材线虫诱导感病寄主苯丙烷类代谢的异常变化有关.     

转舞毒蛾LdCYP6AN15v1基因果蝇品系对氯虫苯甲酰胺胁迫响应

【目的】舞毒蛾是林业重要害虫,细胞色素P450是昆虫体内广泛分布的参与外源化合物代谢关键酶系,探讨P450家族基因CYP6AN15v1对杀虫剂代谢解毒功能,为舞毒蛾有效治理提供依据。【方法】通过RT-PCR法获得Ld CYP6AN15v1基因c DNA全长,采用传统酶切连接的方法构建转CYP6AN15v1基因果蝇载体,通过转基因技术获得表达Ld CYP6AN15v1果蝇品系(命名为att P40CYP6AN15v1)。采用分光光度计法研究低剂量氯虫苯甲酰胺(7.17mg·L~(-1))处理对转基因和非转基因果蝇品系细胞色素P450活性的影响,并采用qRT-PCR法测定其对CYP6AN15v1基因表达的影响。【结果】从舞毒蛾无参照转录本文库中克隆获得CYP6AN15v1全长基因,编码512个氨基酸,蛋白分子质量为59.02 k Da;系统进化树分析表明CYP6AN15v1与甜菜夜蛾和棉铃虫关系较近。以DNA和c DNA为模板,att P40CYP6AN15v1果蝇品系均检测到1 539 bp目的基因,表明Ld CYP6AN15v1基因成功整合到果蝇基因组。与非转基因att P40果蝇品系相比,转基因att P40CYP6AN15v1果蝇品系对氯虫苯甲酰胺的敏感性显著降低,致死中浓度LC50为非转基因果蝇的2.92倍;低剂量(7.17 mg·L~(-1))氯虫苯甲酰胺胁迫下,舞毒蛾细胞色素P450酶活性和CYP6AN15v1基因的诱导作用呈现时间效应,att P40CYP6AN15v1果蝇品系P450活性为非转基因果蝇的1.09~1.93倍,主要表现为诱导效应;att P40CYP6AN15v1果蝇品系的CYP6AN15v1基因mRNA表达量呈诱导激活,其表达量为非转基因的44.54~137.80倍。【结论】利用转基因技术成功构建了转Ld CYP6AN15v1果蝇品系att P40CYP6AN15v1;氯虫苯甲酰胺可能通过诱导Ld CYP6AN15v1基因mRNA的上调表达而增强黑腹果蝇P450酶活性,从而参与对氯虫苯甲酰胺的解毒作用。     

马尾松毛虫常灾区、偶灾区和无灾区松针挥发物特征

【目的】马尾松毛虫是我国发生最为严重的针叶林食叶害虫,呈现周期性暴发。不同暴发区松林生理特征影响松毛虫暴发过程的机制还不清楚。植物挥发物参与了许多重要的生理、生态过程,通过揭示不同松毛虫发生区域马尾松挥发物的释放特性,以及不同地区的松针挥发物含量与松毛虫暴发情况的相关性,可为更加精确地利用植物挥发物进行松毛虫趋避或者天敌引诱提供可靠的依据。【方法】在广西凭祥大青山地区选取3个典型的松毛虫暴发类型区即无灾区、偶灾区和常灾区,鉴定并比较3个林场松针挥发物的组分及含量。【结果】马尾松针叶挥发物主要包括 S －α－蒎烯、R －α－蒎烯、月桂烯、R －β－蒎烯、S －β－蒎烯、(+)－3－蒈烯、α－萜品烯、(+)－柠檬烯、(－)－柠檬烯、γ－萜品烯。常灾区、偶灾区和无灾区的松针挥发物组成比例差异很大。这些挥发物可以分为4类：第1类包括 R－α－蒎烯和月桂烯,与马尾松毛虫的暴发频率呈负相关( P ＜0.05);第2类包括S－β－蒎烯、γ－萜品烯和 (+)－3－蒈烯,与马尾松毛虫的暴发频率呈正相关(P＜0.01);第3类包括 R －β－蒎烯和(+)－柠檬烯,它们在3种松毛虫暴发区域的松针挥发物中呈现显著但不规则变化(P ＜0.05),最后一类包括S－α－蒎烯,(－)－柠檬烯和α－萜品烯,它们在3种松毛虫暴发区域的松针挥发物中无明显变化。【结论】松针挥发物的组成比例可能影响松毛虫的暴发情况。另外,天敌是控制松毛虫的重要因子,因此松针挥发物对马尾松毛虫天敌的作用程度也可影响害虫的暴发;无灾区或者偶灾区的针叶挥发物可能吸引更多的松毛虫天敌,从而对松毛虫的暴发起一定的控制作用。     

松材线虫热激转录因子Bx-HSF-1基因的克隆及表达分析

【目的】通过对热激转录因子基因Bx-HSF-1的克隆和表达分析,为深入研究c GMP、TGFβ-like和Insulin/IGF等热激抗逆代谢路径提供理论基础。【方法】根据松材线虫基因组数据设计引物克隆松材线虫Bx-HSF-1基因。进一步对Bx-HSF-1进行Gene Ontology基因功能预测、系统发育分析、保守结构域分析等生物信息学分析。应用JASPAR预测Bx-HSF-1靶位点DNA序列,根据松材线虫基因组数据筛选含有该序列的靶基因,并通过蛋白质三维结构分析和分子对接验证。应用荧光定量q-PCR检测Bx-HSF-1及其靶基因在热激和低温处理条件下4个时间点的表达量,结合转录组数据对Bx-HSF-1及其靶基因的表达量相关性进行分析。采用原位杂交对Bx-HSF-1基因在松材线虫体内的表达部位进行了分析。【结果】根据基因组数据,克隆到松材线虫热激转录因子Bx-HSF-1基因长度为1 404 bp的涵盖完整蛋白编码区基因序列。结构域分析表明Bx-HSF-1基因编码蛋白质的氨基酸序列含有DNA结合结构域和亮氨酸拉链结构域。GO分析表明该基因参与延长线虫寿命、正向调控繁殖率、运动、热激反应、抗逆态幼虫发育和抗逆反应等生理过程,并具有特异DNA序列结合的分子功能。氨基酸疏水性分析表明该DNA结合结构域由3个α螺旋和4个反向平行的β折叠构成一个疏水核心,该疏水核心可以与热激元件靶位点互作。对松材线虫基因组进行BLAST比对筛选出Bx-DAF-7是Bx-HSF-1的靶基因,Bx-DAF-7基因TATA盒上游序列具有Bx-HSF-1靶位点序列。荧光定量q-PCR结果表明热激和低温处理同样促进Bx-HSF-1转录、抑制Bx-DAF-7转录,Bx-HSF-1与Bx-DAF-7的表达量负相关。原位杂交结果表明Bx-HSF-1基因在正常培养线虫体内各细胞均有微量表达,热激培养线虫前体部信号显著,峡部和肠区体壁信号较显著。【结论】本研究表明Bx-HSF-1具有特异DNA序列结合的分子功能。预测抗逆态幼虫形成基因Bx-DAF-7是Bx-HSF-1靶基因。转录组测序及q-PCR结果表明Bx-HSF-1与Bx-DAF-7的表达量负相关。Bx-HSF-1基因受温度刺激后多数体细胞内均有较高表达,特别是神经元、体壁肌肉细胞和皮下细胞中表达显著。     

马尾松抗松材线虫病的验证及黑松感病进程

对马尾松22个种源以及黑松和刚松4次接种松材线虫Barsaphelenchusxylophilus。马尾松、刚松无1株感病;黑松接种后40天感病率为20%,感病指数7.5,第257天感病株率100%,感病指数90.0,死亡率为33.3%。302天时极大部分频死状态,1年后全部死亡。     

油茶根系与内生细菌枯草芽孢杆菌互作早期的转录组分析

【目的】研究油茶-内生细菌互作早期的油茶根系转录组变化规律,为阐明油茶与内生细菌互作的分子机制提供依据。【方法】构建内生细菌枯草芽孢杆菌1-L-29gfp^r与油茶根系互作体系,以不同时间（0、6、12、24 h）的互作体系为研究材料,利用RNA-Seq技术对油茶根部进行转录组测序及分析。【结果】1)转录组测序共产生52 958 922条序列,约46.1 Gb,差异表达基因10 314条（FDR<0.05且|log₂FC|>1）。随着互作时间的延长差异表达基因数量呈高-低-高的趋势,接种6 h后差异表达基因数量为6 306个,其中显著上调3 434个,显著下调2 572个;接种12 h后显著上调903个,显著下调526个;接种24 h后显著上调1 195个,显著下调1 384个。2)GO富集分析表明：接种6 h油茶的生物学过程、分子功能方面变化最为明显,生物学过程中磷酸代谢、含磷化合物代谢、响应激素途径、茉莉酸代谢、响应细菌途径等;分子功能中萜烯合酶活性、双加氧酶活性等;细胞组分中膜固有成分等得到富集。3)KEGG通路分析中差异表达...     

伊氏线虫真菌碳氮条件下的表型和毒力基因表达差异

【目的】研究松材线虫生防真菌伊氏线虫菌(EV)碳氮条件下表型和毒力基因表达差异,为培养高毒力菌株提供依据。【方法】分别选取碳、氮培养基培养EV,测定生长速度及产孢量。收获菌丝体并提取RNA进行建库和差异分析。结合经FDR法校正后的P值及以2为底的倍数变化的对数的绝对值(|log2Fold Change|)判断差异表达的显著性。【结果】EV在氮培养条件下生长速度更快,且基因表达的总量和特异表达的数量均高于碳培养条件下表达的数量。氮组相对碳组显著差异表达的基因共有7 138个,其中3 571个显著上调,3 567个显著下调;474个基因在氮组中特异表达,295个基因在碳组中特异表达,且氮组特异表达的基因涉及杀线虫基因的数量高于碳组。经过聚类分析,差异基因表达水平变化趋势分为4个类群,其中,在氮组表达远高于碳组表达的基因数量为165个;在碳组表达远高于氮组表达的基因数量仅有65个。枯草杆菌蛋白酶及毒素合成相关基因在氮组中显著上调表达,其中枯草杆菌蛋白酶在氮组中表达量为相对于碳组表达的2.29～363.52倍。【结论】碳、氮培养基对EV生防真菌的转录具有显著影响,氮培养条件下表达的总基因数量和特异表达的基因数量高于碳培养条件下的基因表达。具有杀灭和侵染线虫作用的枯草杆菌蛋白酶、毒素合成相关基因在氮培养下显著上调。可为高毒力EV菌株的培养、基因功能研究和菌株改良提供重要依据。     

利用HS-SPME-GC/MS法分析横坑切梢小蠹危害细叶云南松诱导抗性挥发物质

【目的】掌握横坑切梢小蠹危害与细叶云南松应激响应规律,探讨其与抗性有关的代谢挥发物关系,以期提出有效的防治措施。【方法】以广西乐业县雅长林场不同危害程度细叶云南松嫩梢为对象,利用顶空固相微萃取-气相色谱/质谱法研究细叶云南松诱导抗性挥发物质。SPME萃取优化条件为:在75℃固相萃取仪上平衡15 min,用75μm萃取头(DVB/CAR/PDMS)萃取15 min。【结果】重度危害检测出最多挥发组分,主要为萜烯类、醇类。细叶云南松主要代谢挥发产物与其受危害程度密切相关,随着受害程度的增加,α-蒎烯、3-蒈烯、β-石竹烯、β-毕澄茄烯的含量随之增加,β-蒎烯含量逐渐减少,且仅对照含有少量长叶烯成分。重度危害类型中β-蒎烯含量最低仅为对照的47.85%,而3-蒈烯升高幅度最大,高于对照62.83%。单萜类及倍半萜类含氧衍生物总量随受害程度增加而增加,表明含氧化合物增多其抗虫性减弱。【结论】3-蒈烯、β-蒎烯、β-榄香烯、β-石竹烯和β-毕澄茄烯含量差异是导致细叶云南松诱导横坑切梢小蠹虫抗性的主要原因。顶空固相微萃取-气相色谱-质谱联用技术适用于松针挥发性成分的快速分析,并为细叶云南松小蠹诱导抗性物质研究提供科学依据。