改良的根冠细胞测定法及其应用前景

本研究用玉米小斑菌(Helminthosporium maydis)为试材系统地研究了影响离体植物根冠细胞测定法的诸因素,对Hawes等(1982)的根冠细胞法进行了全面改进,提出了改良的根冠细胞测定法及其关键技术。这种方法简便,快速、精确,在作物品种抗性测定,生理小种,毒素及其它应用等方面具有广阔的应用前景。 应用抗病品种是防治植物病害最经济有效的措施,在培育抗病品种及测定大量品种的抗病性中,如何进一步提高测定的精确度、     

棉铃虫为害与拟轮生镰孢侵染对玉米穗腐病发生及玉米籽粒中伏马毒素污染水平的影响

本研究以‘浚单20’为供试玉米品种,以棉铃虫为供试昆虫,以拟轮生镰孢为供试病原菌,分别进行单独及复合处理,以明确棉铃虫和拟轮生镰孢单独处理和复合处理对玉米穗腐病发病程度及籽粒中伏马毒素污染水平的影响。结果表明,2011年和2012年均以棉铃虫与拟轮生镰孢侵染复合处理对穗腐病发病程度及籽粒中伏马毒素污染水平的影响最大,穗腐病平均病级分别为0.68±0.05和1.08±0.19;单独接种棉铃虫,2011年和2012年的穗腐病平均病级分别为0.31±0.05和0.71±0.06;单独接种拟轮生镰孢,穗腐病平均病级分别为0.24±0.03和1.05±0.29。复合处理的籽粒中伏马毒素污染水平,2011年和2012年分别为(0.85±0.56)mg/kg和(2.36±0.98)mg/kg;单独接种棉铃虫处理分别为(0.17±0.12)mg/kg和(0.01±0.002)mg/kg;单独接种拟轮生镰孢处理分别为(0.10±0.03)mg/kg和(1.14±0.62)mg/kg。相同处理条件下,降水量大和相对湿度高的气候条件更有利于穗腐病的发生及籽粒中伏马毒素的积累。     

玉米大斑病菌ISSR反应体系的优化和遗传多样性分析

以玉米大斑病菌基因组DNA为模板,采用单因素水平优化的方法对DNA聚合酶的来源及浓度、引物浓度、dNTPs浓度、DNA模板浓度、Tm(退火温度)、PCR反应循环数等重要参数进行摸索和优化,建立了玉米大斑病菌ISSR-PCR优化反应体系,并从40条ISSR引物中筛选出9条多态性较好的ISSR引物。对来自河北、河南、辽宁等玉米主产区的44个菌株进行ISSR分析表明,ISSR标记在我国玉米大斑病菌中存在较高的多态性,多态性条带占40.3%。聚类分析显示,在阈值为0.8时菌株被分为7个类群。对ISSR揭示的玉米大斑病菌的遗传多样性与菌株交配型、地理来源之间的关系进行分析,结果显示菌株的遗传多样性与交配型间的关系密切,而与其地理来源无明显相关性。     

甘肃省玉米籽粒中镰孢菌分离频率及伏马毒素含量监测

为了解甘肃省玉米籽粒中病原镰孢菌的种类以及籽粒中伏马毒素的含量,通过形态学特征、分子生物学鉴定和高效液相色谱法对2011—2012年间采自甘肃省5个地区的225份玉米籽粒样品进行了镰孢菌的分离、鉴定和伏马毒素含量的测定。结果表明,分离获得的516株镰孢菌经鉴定分别属于拟轮生镰孢菌Fusarium verticillioides、层出镰孢菌F.proliferatum、禾谷镰孢复合种F.graminearum species complex、亚粘团镰孢菌F.subglutinans、藤仓镰孢菌F.fujikuroi、木贼镰孢菌F.equiseti、尖镰孢菌F.oxysporum和F.temperatum;其中拟轮生镰孢菌分离频率最高,属甘肃省的优势病原菌。2011和2012年,镰孢菌的分离频率分别为31.0%和10.7%,禾谷镰孢复合种和拟轮生镰孢菌为当年的优势种群。同时,2011和2012年样品中伏马毒素的污染率分别为30.5%和50.9%,平均含量分别为175μg/kg和224μg/kg,但未发现伏马毒素含量超过欧盟委员会限量标准(4 000μg/kg)的样品。     

阿魏酸衍生物的合成及其除草活性测定

为从天然产物中获取新的除草活性成分,通过化学合成的方法对分离自瓜果腐霉Pythium aphanidermatum代谢产物中的阿魏酸进行了结构改造,并采用小杯法,以马唐、马齿苋和播娘蒿为供试杂草对所得化合物进行了除草活性测定。结果显示:所合成的4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯、4-羟基-3-甲氧基肉桂酸邻氯苯胺、4-羟基-3-甲氧基肉桂酸酰肼、4-羟基-3-甲氧基肉桂酸叔丁酯和4-乙酰氧基-3-甲氧基肉桂酸5种化合物的回收率分别为96.81%、97.39%、82.20%、75.67%和98.29%。4-羟基-3-甲氧基肉桂酸酰肼和4-乙酰氧基-3-甲氧基肉桂酸对马齿苋胚根的抑制活性最强,IC50分别为87.50 mg/L和74.86 mg/L,其余3种活性相对较弱;4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯和4-乙酰氧基-3-甲氧基肉桂酸分别在500 mg/L和1 000 mg/L浓度下可完全抑制播娘蒿和马齿苋胚根、芽的生长,而4-羟基-3-甲氧基肉桂酸邻氯苯胺则在1 000 mg/L浓度下可完全抑制播娘蒿胚根的生长。表明在阿魏酸分子中的不同位点引入适当的基团结构可以提高或者降低阿魏酸分子的除草活性,并获得新的除草活性物质。     

4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯的生物活性及其除草作用机制

为明确以天然产物阿魏酸为母体进行化学结构改造得到的化合物4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯的生物活性及其除草机制,利用茎叶喷雾法和小杯法测定其对马唐和反枝苋的生物活性,基于生理生化指标及功能基因表达量对其除草作用机制进行研究。结果表明:4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯对马唐茎叶鲜重抑制中浓度IC50为46.27 mg/L;对反枝苋胚根和芽的IC50分别为129.94 mg/L和147.33 mg/L,且在500 mg/L浓度处理时可抑制反枝苋种子萌发;对拟南芥根长的IC50为43.82 mg/L,在160 mg/L浓度处理时拟南芥几乎停止生长、叶片发黄、根毛堆积。该化合物以1 000 mg/L浓度处理马唐叶片2、3、8 h后,电导率较对照组分别增加了22.70%、18.46%和25.62%;1 000 mg/L浓度处理下叶绿素a/b为2.43,较对照的3.62显著下降;处理后叶表微观结构观察发现化合物浓度越大,植物叶片表皮毛倒伏和褶皱越严重;拟南芥AT4G04820基因表达量显著下降,在处理45 min时下降最显著,与对照组相差42.52倍,微管蛋白含量下降,造成微管解离,从而抑制植物生长。表明4-羟基-3-甲氧基肉桂酸乙酯具有较强的除草活性,可能通过破坏细胞结构、抑制光合作用及阻止根生长等途径使杂草生长受到抑制甚至死亡。     

113种植物的乙醇提取物对反枝苋和马唐种子萌发及生长的抑制活性

筛选和评价植物资源的除草活性可为新型植物源除草剂的研发提供候选材料和理论依据。本研究用种子萌发法和平皿法,评价了56科113种植物提取物对反枝苋和马唐种子萌发和生长的抑制活性。结果表明,在125 mg DW/mL的供试浓度下,大黄、牡丹皮、大叶三升麻、木香、佩兰、楸树、安息香树、泡桐、短叶罗汉松和杜衡提取物对马唐种子萌发和生长的抑制作用最为明显;牡丹皮、佩兰、木香、鹿藿和短叶罗汉松提取物对反枝苋种子萌发和生长的抑制活性最为明显。毒力测定表明,楸树、木香、杜衡、泡桐、佩兰、安息香树和大叶三升麻提取物对马唐幼根的抑制中浓度（IC50）分别为39.30、5.93、13.93、28.69、8.72、19.19和15.19 mg DW/mL;对马唐幼芽的IC50分别为48.22、8.13、15.28、42.12、22.39、7.78、23.43和12.92 mg DW/mL。木香、牡丹皮、短叶罗汉松、鹿藿、佩兰和紫背浮萍对反枝苋幼根的IC50分别为2.46、2.85、2.59、1.03、2.24和2.79 mg DW/mL;对反枝苋幼芽的IC50分别为7.05、31.21、24.17、4.52和...     

真菌毒素的生物测定方法研究概况Ⅲ．酶及代谢水平的生物测定

真菌毒素可以影响寄主植物体内酶及代谢途径发生改变，本文报道了５种酶类和４种代谢途径在毒素影响下的变化情况，这不仅可以做为毒素的定量生物测定方法，还可以用来研究毒素的作用位点。     

玉米大斑病菌GPCRs超家族的基因鉴定及其在孢子发育过程中的转录模式

G蛋白偶联受体(G protein-coupled receptors,GPCRs)广泛存在于动物、植物以及微生物中,是最大的涉及信号转导的膜受体家族.本研究通过基于隐马尔科夫模型的HMMER 3.0软件搜索玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)基因组数据库,鉴定并获得GPCRs超家族基因及其基因组定位;采用MEGA 6.0软件进行系统进化分析;通过通用样品数据系统(generalized sample data system,GSDS)工具进行基因结构分析;利用InterPro和SMART工具分析GPCRs的保守结构域.进一步利用qRT-PCR技术,对所确定的GPCR基因在分生孢子发育形成侵染结构的过程中不同阶段的相对表达量进行分析.结果表明,在玉米大斑病菌基因组中至少有9个典型的GPCR,其中3个属氮源感应因子类,信息素受体和碳源感应因子类各2个,类环磷酸腺苷受体和真菌视蛋白类各1个.这些基因散布在玉米大斑病菌基因组中,且结构复杂多样,但所有成员编码产物均由N端、7个跨膜结构域、3个胞内环、3个胞外环及C端组成.每个跨膜结构域包含20～25个氨基酸.以分生孢子为对照,所有基因在附着胞成熟时期接种后12 h(12 hours post inoculation,12 hpi)均显著下调(P＜0.05);除基因StRtc1和Stfdd123以外,全部基因整体变化趋势均呈现上调/持平(3 hpi)-上调(6 hpi)-下调(12 hpi)-上调(24 hpi)的规律,尤其在侵入丝形成时期(24 hpi)显著上调(P＜0.05).在附着胞形成时期(6 hpi),仅StSte2p和StRtc2表达显著上调.St Rtc1和Stfdd123在各阶段中的表达量与对照差异不显著或显著降低.本研究为深入解析植物病原真菌GPCR超家族的功能提供了理论依据.     

灰葡萄孢致病基因BcPDR1与Gα亚基基因的关系研究

为了探究灰葡萄孢致病基因BcPDR1与病菌G蛋白α亚基基因之间的关系,利用qRT-PCR技术分析BcPDR1基因突变对Gα亚基基因BcBCG2和BcBCG3表达的影响以及BcBCG2、BcBCG3基因突变对BcPDR1基因表达的影响;在敲除突变体ΔBcpdr1的基础上,构建BcBCG2、BcBCG3基因过表达菌株ΔBcpdr1/BcBCG2-OE、ΔBcpdr1/BcBCG3-OE,对过表达菌株的表型和致病力进行分析。结果发现,BcPDR1基因的缺失突变体中BcBCG2、BcBCG3基因的表达水平显著升高,BcBCG2、BcBCG3基因沉默突变体中的BcPDR1基因的表达水平显著降低;BcBCG2、BcBCG3基因的过表达菌株的菌落形态、菌丝形态、生长速率、产孢量和致病力均与野生型BC22菌株基本一致,而与ΔBcpdr1突变体存在显著差异。结果表明,灰葡萄孢BcPDR1与Gα亚基基因BcBCG2、BcBCG3之间密切相关,BcPDR1负调控BcBCG2、BcBCG3基因的表达,BcBCG2、BcBCG3正调控BcPDR1基因的表达。研究结果为阐明灰葡萄孢致病基因BcPDR1调控病菌生长发育和致病力的机制奠定了基础。