利用酵母双杂交膜系统筛选与小麦蓝矮植原体免疫膜蛋白互作的异沙叶蝉蛋白

正小麦蓝矮病(Wheat blue dwarf,WBD)是我国西北麦区一种重要植原体病害,在我国西部地区危害严重。该病害由异沙叶蝉(Psammotettix alienus L.)专化性传播,介体传毒成为病害流行的重要中心环节[1]。本实验室前期通过免疫荧光标记研究发现WBD植原体免疫膜蛋白(immunodominant membrane protein, IMP)与介体异沙叶蝉肌动蛋白互作,说明IMP在植原体传播和致病过程中起关键作用。     

蚜虫共生细菌多重PCR检测体系的建立

蚜虫中具有多种共生菌,使用常规PCR对它们进行检测,耗时耗力,而多重PCR可以更加高效地进行多种细菌的检测。沃尔巴克氏菌Wolbachia pipientis、杀雄菌属共生菌Arsenophonus和蚜虫U型共生菌Regiella insecticola是蚜虫中常见的3种共生菌。本研究针对沃尔巴克氏菌、杀雄菌属共生菌和蚜虫U型共生菌,分别选择以wsp基因、yaeT基因和gltA基因作为靶标,进行了多重PCR引物的设计和扩增体系的优化。结果显示,本研究建立的多重PCR体系在检测3种蚜虫常见共生菌时,具有较高的扩增特异性、准确性和直观性及较高的检测灵敏度,共生菌的最低检测浓度为104拷贝/μL,远低于共生菌在蚜虫1龄若虫总DNA中的浓度(108拷贝/μL),可以完全满足蚜虫共生菌检测工作的需要。     

我国草地贪夜蛾应急化学防控风险评估及对策

草地贪夜蛾Spodoptera frugiperda (J.E.Smith)是世界性重大农业迁飞害虫, 在我国已呈严重暴发态势, 对我国玉米等农作物生产安全构成严重威胁?农药防治是草地贪夜蛾应急防控中最有效的手段之一, 但是不合理的使用农药会对环境安全和施药人员带来潜在的风险?本文结合我国田间化学农药防治草地贪夜蛾的实践和效果, 评估了8种田间常用防治药剂的环境风险及其对施药人员的健康风险?推荐甲氨基阿维菌素苯甲酸盐?乙基多杀菌素?氯虫苯甲酰胺?虱螨脲作为草地贪夜蛾应急防控的首推农药, 甘蓝夜蛾核型多角体病毒作为首推生物药剂, 高效氯氟氰菊酯和乙酰甲胺磷须谨慎使用?本研究从农药应用风险角度提出了具体的草地贪夜蛾合理用药建议, 以期为草地贪夜蛾的有效安全防控提供科学依据?     

AM真菌对加拿大一枝黄花与菌根植物和非菌根植物种间作用的影响

为明确丛枝菌根(arbuscular mycorrhizal,AM)真菌对加拿大一枝黄花Solidago canadensis与本地菌根植物和非菌根植物种间竞争格局的调控作用,采用温室盆栽试验,通过接种摩西球囊霉Glomus mosseae(GM)、根内球囊霉G. intraradices(GI)及其混合菌种(GM+GI)3种处理,分析AM真菌对加拿大一枝黄花与本地菌根植物玉米Zea mays和非菌根植物油菜Brassica campestris种间作用的影响。结果表明:与对照相比,接种AM真菌均显著提高了加拿大一枝黄花和玉米的菌根侵染率,菌根侵染率为13.720%～50.015%,且前者的菌根侵染率明显高于后者。单独种植时,与对照相比,接种AM真菌尤其是接种混合菌种显著提高了加拿大一枝黄花的株高、叶片数和总干重。在加拿大一枝黄花与玉米混合种植时,与单独种植相比,加拿大一枝黄花的株高、叶片数、根长和总干重均较低;同时,与对照相比,接种AM真菌显著提高了玉米的相对竞争强度而对加拿大一枝黄花的相对竞争强度没有显著影响。在加拿大一枝黄花和油菜混合种植时,与对照相比,接种AM真菌则显著提高了加拿大一枝黄花的株高、叶片数、净光合速率和总干重;同时,接种AM真菌促进了入侵种的竞争优势而抑制了非菌根植物油菜的生长。说明加拿大一枝黄花与本地种的竞争格局受到与之混生物种的菌根依赖性强度以及AM真菌的种类差异影响。     

基于单克隆抗体的南方菜豆花叶病毒血清学检测技术

为建立南方菜豆花叶病毒(southern bean mosaic virus,SBMV)的快速、简便、高通量检测技术,加强该病毒的口岸检验检疫,以提纯的SBMV粒子为免疫原免疫BALB/C小鼠,利用杂交瘤技术获得3株杂交瘤细胞株19C3、19H9和20G4,其分泌的SBMV腹水单抗效价均达到10-7,且3个单抗与感染SBMV大豆叶片组织粗提液有强烈的特异性免疫反应,而不与感染南方豇豆花叶病毒(southern cowpea mosaic virus,SCPMV)的豇豆、健康的大豆、毛豆、豌豆、蚕豆和菜豆叶片组织粗提液发生免疫反应。以制备的单抗为核心,建立了检测植物中SBMV的ACP-ELISA和dotELISA两种血清学方法。3个单抗中19H9单抗的检测灵敏度最高,以其建立的ACP-ELISA和dot-ELISA方法检测大豆病叶粗提液的灵敏度分别达到1∶163 840和1∶10 240稀释浓度。利用建立的dot-ELISA方法可从上海口岸截获的大豆种子中检测出SBMV,且该检测结果得到RT-PCR方法验证。表明制备的SBMV单抗及建立的SBMV血清学检测技术可有效用于我国SBMV的口岸检验检疫。     

黑龙江省稻瘟病菌育性及其交配型分析

为明确黑龙江省采集自不同年份、不同地区的稻瘟病菌Magnaporthe oryzae的育性能力和交配型分布,采用2株标准菌株GUY11(MAT1-2)和KA3(MAT1-1)对2016—2017年黑龙江省西部、东部、中部3个地区经单孢分离的241株稻瘟病菌进行育性测定,并利用PCR技术对其交配型进行检测。结果表明,黑龙江省西部、东部、中部的241株稻瘟病菌中可育性菌株比例为11.62%,其中雌性菌株、雄性菌株、两性菌株分别占1.66%、4.56%和1.25%,不能判断其性别的未知菌株占4.15%。采集自不同地区、不同年份的稻瘟病菌可育性差异均较大,西部、东部、中部地区可育性菌株出现频率分别为13.25%、7.27%和12.62%;2016年采集的稻瘟病菌可育性较高,可育性菌株出现频率为25.30%。黑龙江省稻瘟病菌群体中同时存在MAT1-1和MAT1-2两种交配型,主要以交配型MAT1-1占优势,出现频率为58.92%,交配型为MAT1-2的菌株出现频率为8.30%。不同地区稻瘟病菌的交配型亦有差异,交配型为MAT1-1的菌株在黑龙江省东部地区出现频率最高,为72.73%,在中部、西部地区的出现频率次之,分别为61.17%和46.99%。表明黑龙江省水稻种植区的稻瘟病菌同时存在2种交配型菌株,其交配型存在丰富的多态性,但其可育性及交配型分布不均衡。     

Quantitative trait loci mapping for yield-related traits under low and high planting densities in maize (Zea mays)

Average maize yield per hectare has increased significantly because of the improvement in high-density tolerance, but little attention has been paid to the genetic mechanism of grain yield response to high planting density. Here, we used a population of 301 recombinant inbred lines (RILs) derived from the cross YE478 × 08–641 to detect quantitative trait loci (QTLs) for 16 yield-related traits under two planting densities (57,000 and 114,000 plants per ha) across four environments. These yield-related traits responded differently to high-density stress. A total of 110 QTLs were observed for these traits: 33 QTLs only under low planting density, 50 QTLs under high planting density and 27 QTLs across both densities. Only two major QTLs, qCD6 and qWKEL2-2, were identified across low- and high-density treatments. Seven environmentally stable QTLs were also observed containing qED6, qWKEL3, qRN3-3, qRN7-2, qRN9-2 and qRN10 across both densities, as well as qRN9-1 under low density. In addition, 16 and eight pairs of loci with epistasis interaction (EPI) were detected under low and high planting densities, respectively. Additionally, nine and 17 loci showed QTL × environment interaction (QEI) under low- and high-density conditions, respectively. These interactions are of lesser importance than the main QTL effects. We also observed 26 pleiotropic QTL clusters, and the hotspot region 3.08 concentrated nine QTLs, suggesting its great importance for maize yield. These findings suggested that multiple minor QTLs, loci with EPI and QEI, pleiotropy and the complex network of “crosstalk” among them for yield-related traits were greatly influenced by plant density, which increases our understanding of the genetic mechanism of yield-related traits for high-density tolerance.     

农业现代化与农民职业化耦合视角下新型职业农民培育路径——以黑龙江为例

培育新型职业农民是推动小农户与现代农业发展有机衔接的重要举措之一,对保障农村人力资本和缓解"农村空心化、农业边缘化、农民老龄化"等农村建设问题具有支撑作用。基于农业现代化与农民职业化耦合视角,以黑龙江省为例,利用熵值法和耦合协调度模型,分析二者发展特征和耦合协调发展关系,以此为基础探究新型职业农民培育路径。结果表明,2015—2017年黑龙江省农业现代化综合评价指数在0.330～0.351间波动,农民职业化综合评价指数在0.323～0.329间波动。考察期内农业现代化的发展略超前于农民职业化的发展,且各地级市农业现代化和农民职业化综合发展水平存在较大差异,高值区集中在哈尔滨、绥化、齐齐哈尔等西南部城市。黑龙江省两大系统耦合度波动幅度较小,维持在0.478～0.481之间,整体处于拮抗耦合阶段;耦合协调度保持在0.387～0.389之间,耦合协调等级整体处于轻度失调阶段。耦合协调度在空间格局分布上呈现由东北部城市向西南部城市递增趋势。因此,为尽快实现农业现代化和农民职业化向优质协调方向发展,需进一步优化发展较为薄弱的新型职业农民培育工作,提出因地制宜制定培育目标;因势利导丰富培育内容;推陈出新探索培育模式;多措并举完善政策扶持体系来优化新型职业农民培育路径。     

施氮量对农田土壤有机氮组分及酶活性的影响

【目的】探讨不同施氮量条件下土壤氮素转化酶活性和有机氮组分含量的变化规律,并分析氮素转化酶活性与各有机氮组分之间的关系,为陇中黄土高原旱作农业区合理制定施肥量和施肥方案提供参考依据。【方法】基于设置在陇中黄土高原定西市李家堡镇麻子川村的不同施氮量（0（CK）、52.5（N1）、105（N2）、157.5（N3）、210（N4）kg N·hm^-2）春小麦长期定位试验,收获后使用Bremner法测定0—40 cm土层中有机氮组分含量,以及4种氮素转化相关酶的活性。【结果】土壤有机氮组分分配比例顺序为氨基酸态氮>酸解铵态氮>酸解未知态氮>氨基糖态氮,同一土层随着施氮量的增加土壤有机碳、全氮、酸解总氮、氨基酸态氮、酸解铵态氮和脲酶活性、蛋白酶活性均呈先增大后降低的趋势,除全氮外其余都在N2处理时最大,全氮含量在N3处理时达到最大;同一处理不同土层间均随土层加深而降低。冗余分析结果表明,全氮含量和蛋白酶活性是影响陇中黄土高原农田有机氮组分分布与转化的关键因子;碳氮比与所有有机氮组分均呈负相关,蛋白酶、有机碳和脲酶与氨基酸态氮呈极显著正相关。【结论】综合而言,N2处理土壤供氮潜力最高,全氮和蛋白酶是影响该区春小麦土壤有机氮组分转化的关键因子。氮肥合理施用能明显提高土壤有机氮含量,不同施氮量条件下土壤有机氮组分变化差异明显,改变了氮素相关转化酶的活性。