油菜素内酯提高植物抗逆性的研究进展

近二十多年来,油菜素内酯类(BRs)在农林业上的应用逐渐增加,并不断有新的研究成果报导。但对BRs提高植物的抗逆性研究报道较少。介绍了油菜素内酯类(BRs)物质对提高植物的抗逆性(抗旱性、抗冷抗寒性、抗热性、抗盐性、抗药性、抗毒性)的作用以及对植物衰老的调节作用,并从含水量、细胞保护酶活性、脯氨酸累积、光合作用、丙二醛和细胞膜透性等抗逆性指标方面对BRs提高植物抵抗环境胁迫的机理研究进展进行了综评。     

植物抗病性分子机制

 植物对病原物的反应有抗病和感病两大类。从寄主-病原物相互作用角度,抗病反应又叫非亲和性反应,这一系统以寄主抗病和病原物无毒性为特征,寄主植物对病原物有抑制、排斥或减毒作用,病害不发生或受到限制;感病反应又叫亲和性反应,其特征是寄主感病和病原物毒性,结果严重发病。     

黑龙江省反枝苋对噻吩磺隆的抗性水平及其分子机制

正反枝苋Amaranthus retroflexus为一年生阔叶杂草,在我国分布广泛,严重危害大豆、玉米、棉花等作物(李晓晶等,2004)。噻吩磺隆是杜邦公司研发的一种磺酰脲类除草剂,对玉米等作物田的反枝苋、藜等阔叶杂草防效优良。黑龙江省部分地区长期单一使用噻吩磺隆防除反枝苋,防效已明显下降。本研究利用生物测定法及分子生物学手段分析黑龙江省部     

河南省玉米锈病病原菌的分子检测

正玉米锈病是玉米生产中的重要病害,于2004年在河南省首次流行,目前已成为该省玉米生产中的主要病害(袁虹霞等,2010)。该病病原菌在世界范围内有2属3种(谌多仁,1963),我国玉米锈病主要包括由玉米柄锈菌Puccinia sorghi Schweinitz引起的普通型锈病和由多堆柄锈菌P.polysora Underwood引起的南方型锈病,二者从发病症状和病原菌     

油菜素内酯调控植物响应非生物逆境胁迫的生理机制

油菜素内酯属于甾体类激素中的油菜素甾醇类物质,是其生物合成中产生的活性副产物,对植物生长发育具有重要的调节作用。在非生物胁迫条件下,外源施用油菜素内酯可以增强植物的抗氧化系统,增加渗透物质水平,维持内源激素平衡,稳定离子和水分平衡,改善气体交换属性和光合作用,最终减轻逆境危害并促进植物生长。该文综述油菜素内酯对非生物胁迫下植物生长、生理调节的影响及调控途径,对油菜素内酯提高植物抗逆境能力的未来研究方向进行展望。     

外源油菜素内酯对玉米幼苗镉毒害耐受性的影响

采用盆栽试验进行玉米幼苗镉胁迫处理,研究了不同浓度(0,0.004%,0.008%,0.012%,0.016%)的油菜素内酯(BR)对镉胁迫下玉米幼苗生长的缓解作用。结果表明:重金属镉明显抑制了玉米幼苗的生长,与对照相比,玉米幼苗叶片的抗氧化酶CAT、POD和SOD活性分别下降了14.61%、7.59%和46.16%;可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量分别降低了49.78%、62.94%和62.69%;叶绿素含量、根系活力分别降低了74.24%和48.38%;而叶片的丙二醛(MDA)含量和电导率增加,分别增加了38.56%和73.83%,这说明重金属镉对玉米幼苗产生一定的毒害作用。而加入一定浓度(0.012%)的油菜素内酯后有一定的缓解作用,与单独镉胁迫处理相比,玉米幼苗的抗氧化酶CAT、POD和SOD活性分别增加了13.98%、4.21%和67.20%;可溶性蛋白、可溶性糖和脯氨酸含量分别增加了98.34%、53.15%和79.28%;叶绿素含量、根系活力分别增加了90.08%和41.08%,而MDA含量和电导率降低,分别下降了30.01%和39.38%。说明油菜素内酯对镉胁迫下玉米幼苗的生长具有缓解作用,以0.012%效果最佳,增强了玉米幼苗的抗性。     

我国北方稻区水稻条纹病毒分子变异和水稻品种抗病性分析

为了明确我国北方稻区水稻条纹病毒(Rice stripe virus,RSV)群体的分子变异和水稻品种的抗性情况,测定了2004年和2005年从我国6省9个地区采集的34个RSV分离物的外壳蛋白(coat protein,CP)基因的序列,并对其进行了分析,同时用强致病性江苏分离物(RSV-JS)对河南、安徽、山东、河北等省的25个推广品种进行了抗性研究。结果表明,供试RSV分离物间的核苷酸序列一致性和氨基酸序列的一致性分别在93.9%～100%和96.3%～100.0%之间。根据CP基因核苷酸序列一致性,所有分离物可以分为2组。云南4个分离物为一组,其余为一组。在第2组中各分离物CP基因的核苷酸序列和氨基酸序列的一致性与地域无必然联系。且在2年之内,RSVCP基因变异不大。抗病性鉴定表明同一分离物在不同水稻品种上表现不同症状。表现高抗(HR)的品种占供试品种的24%;60%以上的品种表现为感病,且不同水稻品种上表现不同症状。因此,我国北方稻区RSV的CP基因非常保守,但同一分离物在不同水稻品种上可能表现不同症状,不同水稻品种对RSV抗性有显著差异。这些结果为我国北方稻区水稻条纹叶枯病防治和抗病毒基因工程提供了理论依据。     

外源油菜素内酯与不同水分处理对水稻生长生理、产量及氮素利用的影响

于2022年以‘徐稻3号’为材料，设置生育期正常灌溉（土壤水势为0 kPa）、中度水分胁迫（土壤水势为-30 kPa）两种水分处理及4种不同浓度（0、0.1、1.0、5.0 μmol·L^-1）油菜素内酯（BR）喷施处理，研究不同水分处理以及油菜素内酯耦合对根系生长、根系氮代谢酶活性、地上部生长以及氮素利用的影响。结果表明：与生育期正常灌溉相比，中度水分胁迫显著降低了水稻总根长、根表面积、根体积、根系活跃吸收面积、总吸收面积、地上部干质量、株高、分蘖数及净光合速率，降幅分别为21.8%、20.6%、12.9%、13.9%、13.4%、26.3%、13.8%、17.7%与13.1%；显著增加了抽穗期根平均直径、根系活力及根冠比，平均增幅分别为8.0%、28.6%与26.6%。随着外源油菜素内酯浓度的增加，水稻总根长、根表面积、根平均直径、根体积、根系活跃吸收面积、根系总吸收面积、硝酸还原酶活性、谷氨酰胺合成酶活性、地上部干质量、株高、分蘖数、净光合速率及叶绿素含量均呈先升高后降低的趋势，在0.1 μmol·L^-1浓度(B1)处理下达到最大值。主要生育时期水稻总根长、根表面积、根体积、根系总吸收面积、根系活跃吸收面积、谷氨酰胺合成酶活性、地上部干质量、株高、分蘖数、净光合速率、叶绿素含量与产量及氮肥农学利用率均呈显著或极显著正相关关系。综上，生育期正常灌溉配合喷施0.1 μmol·L^-1油菜素内酯（BR）有利于水稻产量的提高，为本研究条件下最佳的水分与油菜素内酯耦合运筹模式。     

紫杆油菜对病毒病抗病性的调查

武义县种植的油菜品种都是本地种:有紫杆的、青杆的、还有一种中间类型的,常混合播种。在同一丘田里可以看到这三种油菜,当地群众普遍     

噻虫嗪对B型烟粉虱抗性种群取食行为的影响

<正>烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)是一类全球广泛分布的农业害虫,由至少24个生物型组成,其中B和Q型烟粉虱入侵性最强、为害最重。目前,化学防治仍是防治烟粉虱的主要手段,吡虫啉、噻虫嗪等新烟碱类药剂因杀虫效果好、持效期长而成为防治该虫的重要药剂。但是大量持续使用药剂易导     

云南药用野生稻对四种水稻主要病害的抗性鉴定

 对云南药用野生稻7个不同居群的稻瘟病、纹枯病、白叶枯病和细菌性条斑病抗型表型进行鉴定,筛选抗源,并检测已克隆的抗稻瘟病、抗白叶枯病基因在它们中的存在情况。结果表明:用云南稻瘟病菌毒性菌株16t接种云南药用野生稻7个居群,除勐海药野(7)表型为感病外,其他6个居群均为抗病;勐遮药用野生稻(4)和景纳上沟药用野生稻(1)分别不含Pib和Pi2基因片段,其他5个居群都含有Pib、Pi2、Pi9、Pid2、Pikp、Pis和Pi56等基因片段;所有的参试药用野生稻高抗纹枯病;除勐往药野(13)和澜沧孟矿药野(14)对细菌性条斑病菌菌株RS105表现为感病和勐遮药野(5)对菌株RS1-20表现为感病外,其他材料对菌株RS105和RS1-20都表现为抗病;云南白叶枯病菌强致病性菌株CX30-1、菲律宾菌株PXO99和PXO86对景纳上沟药用野生稻(1)和澜沧孟矿药用野生稻(14)具有强致病性,其他居群表现为抗病至中抗;7个居群都含有Xa5、Xa13、Xa21基因片段。本文首次报道了云南药用野生稻多个居群类型对4种主要病害的抗性,这些结果为深度挖掘利用云南药用野生稻资源的有效抗病基因奠定了基础。     

cryIA(b)基因及其介导的抗性在转基因水稻中的遗传

研究了cryLA(b)基因及其介导的抗虫性在转基因水稻自交或回交后代中的遗传规律和遗传稳定性。结果表明：cryLA(b)基因及其连锁的bar基因作为一个显性遗传位点遵循孟德尔遗传分离规律；在T1代群体中遵循3：1的分离规律，T2代稳定纯合；在BC11～BC4代群体中遵循1：1的分离规律，BC群体自交的BCF9群体中遵循3：1分离规律。cryLA(b)基因及其介导抗性已稳定地遗传至T7代和BC4代。室内及田间抗虫性鉴定显示，不同世代的转基因植株均保持稳定的高度抗虫性。     

固相萃取-高效液相色谱-串联质谱法检测稻田中硝磺草酮和2甲4氯钠残留

建立了一种同步检测稻田中硝磺草酮和2甲4氯残留的固相萃取-高效液相色谱-串联质谱（SPE-LC-MS/MS）分析方法。样品经乙酸乙酯提取后,用PSA吸附、C₁₈固相萃取小柱净化,C₁₈色谱柱分离,0.1%甲酸水-0.1%甲酸甲醇溶液为流动相,梯度洗脱分离,在电喷雾ESI离子源正、负离子模式下,采用质谱多反应监测（MRM）模式定性分析。结果表明:硝磺草酮和2甲4氯的检出限（LOD）分别为0.005和0.025 ng,定量限（LOQ）分别为0.01和0.05 mg/L。在0.001~2 mg/L和0.005~5 mg/L范围内,硝磺草酮和2甲4氯的质量浓度与对应的峰面积间呈良好的线性关系,其相关系数均大于0.999 7。在0.01~2 mg/L添加水平下,硝磺草酮在田水、土壤、植株、稻壳和糙米中的平均回收率为75%~103%,相对标准偏差（RSD）为0.1%~8.2%;在0.05~10 mg/L添加水平下,2甲4氯在田水、土壤、植株、稻壳和糙米中的平均回收率为90%~113%,RSD为0.5%~7.4%。说明该方法高效、快捷、精确度高,能够满足硝磺草酮和2甲4氯钠在稻田中的残留量检测分析要求。     

OsHsp18.0-CI调控水稻对白叶枯病的抗性

 热激蛋白广泛存在于各种生物中,响应多种生物胁迫和非生物胁迫。前期研究结果显示,在水稻中超量表达小热激蛋白OsHsp18.0-CI基因,能通过增强水稻的基础防卫反应提高对水稻细菌性条斑病的抗性。本研究发现,OsHsp18.0-CI基因也能够受到白叶枯病菌的诱导表达,超量表达OsHsp18.0-CI的转基因水稻也增强了对多个白叶枯病致病菌株的抗性。转录组测序分析发现,OsHsp18.0-CI基因介导的水稻对白叶枯病的抗病信号途径有部分类似于其介导的对细菌性条斑病的抗性路径,同时也有大量新的未知功能基因的参与。以上结果表明,OsHsp18.0-CI基因受到病原菌的侵染时,也能通过增强水稻的基础防卫反应来提高对白叶枯病的抗性。     

Biotransformation of clomazone in rice (Oryza sativa) and early watergrass (Echinochloa oryzoides)

Rice (Oryza sativa), a relatively tolerant species, and early watergrass (Echinochloa oryzoides; EWG), a relatively susceptible species, were exposed to ¹⁴C-labeled clomazone to determine accumulation, biotransformation, and mass balance. On a total mass basis, rice absorbed more clomazone than EWG (p < 0.05), but on a nmol/g basis, there was no significant difference between the two species (p > 0.05). Rice contained more extractable ¹⁴C residues (7.7 ± 0.5 vs. 4.8 ± 0.5 nmol in rice vs. EWG, respectively; p < 0.5), but the concentration in EWG was significantly higher (4.2 ± 0.5 vs. 1.8 ± 0.1 nmol/g in EWG vs. rice, respectively; p < 0.01). More metabolized residue was measured in EWG compared to rice (84.1% vs. 67.9%; p < 0.01). Both species produced hydroxylated forms, β-d-glucoside conjugates, and several other unidentified polar metabolites, but EWG generally produced higher metabolite concentrations. The concentration of the suspected active metabolite, 5-ketoclomazone, was significantly higher in EWG vs. rice (21 ± 2 vs. 5.7 ± 0.5 pmol/g, respectively; p < 0.01). Differences in sensitivity to clomazone between rice and EWG appear to be due to differential metabolism, but in this case the more susceptible EWG qualitatively and quantitatively metabolized more clomazone than the more tolerant rice. This is consistent with the action of a metabolically activated herbicide. This metabolic difference could be exploited to develop herbicide safeners for use with clomazone.     

山东小麦白粉病菌的毒性监测及遗传多样性分析

<正>小麦白粉病在山东各麦区均有发生,一般造成减产10%~50%,严重制约小麦高产。小麦白粉菌群体的研究常采用毒性鉴定法,通过病原菌对不同抗病基因的毒性频率来监测群体毒性的变异(段霞瑜等,1998)。但寄主对相应毒性基因具有选择性,仅凭毒性频率揭示病菌群体结构存在局限性,而ISSR标记可快速高效地检测出基因组DNA的多态性。贾少锋等(2007)首次构建了小麦白粉菌的IS-     

OsDCL1基因沉默突变体诱导稻瘟病抗性的转录组分析

稻瘟病是严重危害水稻生长的真菌病害,每年给水稻生产带来重大经济损失。与野生型日本晴NPB相比,OsDCL1基因沉默突变体增强了水稻对稻瘟菌的广谱抗病性。为了解水稻OsDCL1-RNAi突变体的抗病机制,我们分析和比较了它和野生型日本晴NPB在稻瘟菌侵染前后转录组水平的变化。响应稻瘟菌侵染的7 129个差异表达基因(DEGs)中,NPB和OsDCL1-RNAi突变体分别有5 382和5 180个基因表达发生了变化,参与生物胁迫反应、信号通路、蛋白代谢和RNA调控4个通路的基因明显被富集。以野生型未受稻瘟菌侵染的基因表达为对照,在OsDCL1-RNAi突变体中共发现1 318个DEGs,且超过70%是上调的,其中很多基因参与了生物胁迫反应(26.9%)和信号通路(11%),上调表达基因中与生物胁迫反应相关的主要为PR基因和细胞壁相关基因。另外,还发现10个茉莉酸相关基因和11个水杨酸相关基因分别在OsDCL1-RNAi突变体中显著下调和上调表达。在OsDCL1-RNAi突变体中还发现WRKY和MYB等一些转录因子家族以及部分受体类激酶被诱导表达。用qRT-PCR方法验证部分差异表达的基因,其结果与DEGs基本一致。OsDCL1-RNAi突变体中转录组变化的分析,为深入了解该突变体抗瘟性增强的机制奠定了基础。     

非亲和性稻瘟病菌对水稻的诱导抗性

为研究稻瘟病菌Magnaporthe oryzae不同菌株间的相互作用,选择与单抗性基因系水稻IRBL5-M （携带抗性基因Pi5）表现为亲和性的菌株HN52与非亲和性的菌株HN119为研究对象,将其单独或混合接种到单抗性基因系水稻IRBL5-M中,并通过荧光显微镜观察接种后水稻叶鞘的发病情况及病斑面积,测定接种后水稻内相关抗性基因OsWRKY45、OsNPR1、OsPR10、OsMAPK2的表达量以及活性氧的变化。结果显示,相较于单独接种亲和性菌株,混合接种后单抗性基因系水稻IRBL5-M病斑发病面积减少;混合接种中亲和性菌株HN52菌丝侵染能力降低,侵染菌丝细胞间扩展率显著降低73.13%;同时单抗性基因系水稻IRBL5-M中OsWRKY45、OsNPR1、OsPR10和OsMAPK2抗性基因表达量显著增加,水稻叶片中活性氧含量增加,表明在菌株混合侵染过程中,非亲和性菌株可通过激发水稻的抗性反应来降低亲和性菌株对水稻的侵染程度。