2种自制助剂与3种除草剂对夏玉米田杂草防效与安全性研究

为了提升夏玉米田除草剂防效,减少除草剂的使用量,筛选出对夏玉米田杂草防效好、安全性高的除草剂和除草剂助剂组合。本研究在实验室前期研究结果基础上,选用2种自制除草剂助剂分别与4%烟嘧磺隆、10%硝磺草酮和30%苯唑草酮3种除草剂制剂桶混进行大田茎叶喷雾处理,从而达到除草剂减量增效的作用。结果表明,4%烟嘧磺隆45g(a.i.)/hm~2+0.5%的椰子油助剂除草活性最高,28d总株数防效为88.18%,鲜重防效为97.13%,无明显药害症状,且产量为各处理中最高;30%苯唑草酮27g(a.i.)/hm~2+0.5%的椰子油助剂施药处理28d总株数防效为89.28%,鲜重防效为92.28%;10%硝磺草酮150g(a.i.)/hm~2+0.5%的松香助剂施药处理28d总株数防效为84.72%,28d鲜重防效为78.83%。综合比较,烟嘧磺隆、苯唑草酮减量1/4下添加椰子油助剂的施药处理优于其他施药处理。     

蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)XG1的分离、鉴定与除草活性研究

为筛选出具有较高除草活性的微生物菌株,并对其次级代谢产物中除草活性物质进行分离纯化,本试验从西瓜细菌性果腐病病叶上分离纯化微生物菌株,利用茎叶处理法测定了其次级代谢产物除草活性,利用16S rDNA序列和生理生化试验对除草活性最高的菌株进行了种属鉴定,进而利用硅胶柱层析结合高效液相色谱(HPLC)法对其次级代谢产物中的除草活性物质进行了分离纯化。结果表明:共分离得到4株具有除草活性的细菌,其中菌株XG1对马唐的除草活性最高,将其鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。发酵液经液-液萃取,硅胶柱层析和HPLC分离纯化得到了保留时间为15.757 min的除草活性物质Ⅰ。本研究证明,菌株XG1具有开发成微生物源除草剂的潜力,并为今后分离纯化细菌次级代谢产物的除草活性物质和开发新型细菌除草剂奠定了基础。     

玉米大斑病菌Homeobox转录因子家族全基因组鉴定及其表达规律分析

【目的】从全基因组水平上鉴定玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)Homeobox转录因子家族及其分布,阐明该家族的序列及进化特征,分析该家族基因在病菌不同生长发育时期的表达规律。【方法】利用生物信息学手段搜索玉米大斑病菌全基因组数据库,鉴定Homeobox转录因子家族;采用MEGA 5.0软件进行系统进化树分析;利用在线工具GSDS(gene structure display server)(http://gsds1.cbi.pku.edu.cn/index.php)绘制基因结构图;利用Clustal X 1.83软件分析Homeobox保守结构域(HOX保守结构域)的氨基酸序列特征;利用SOPMA(https://npsa-prabi.ibcp.fr/cgi-bin/npsa_automat.plpage=npsa_sopma.html)对Homeobox蛋白的二级结构进行在线预测;利用实时荧光定量PCR(q RT-PCR)技术分析Homeobox转录因子家族在病菌不同发育时期的表达模式。【结果】在玉米大斑病菌中鉴定了8个Homeobox转录因子家族成员(St HTF1-8),根据基因结构及系统进化特征将其分为4类;亚细胞定位预测分析表明,这8个蛋白全部定位在细胞核中;该家族成员均含有HOX保守结构域,其二级结构具有特征性的"螺旋-转角-螺旋"(helix-turn-helix)结构;利用q RT-PCR技术对该家族成员在菌丝、分生孢子形成、芽管形成、附着胞及侵入丝形成等5个时期的表达规律分析,发现不同基因在病菌不同发育时期具有不同的表达水平,其中St HTF1在菌丝发育、分生孢子及附着胞形成等3个时期的表达水平相对较高,St HTF3、St HTF4在分生孢子形成时期表达水平最高,St HTF6在芽管形成时期的表达水平最高,St HTF2、St HTF5、St HTF7和St HTF8在附着胞形成时期的表达水平均较高。【结论】玉米大斑病菌包括Homeobox转录因子家族包含8个成员,在进化上分为4大类,全部成员均分布在细胞核内,其编码蛋白质均含有保守的HOX结构域及"螺旋-转角-螺旋"空间结构;该基因家族成员在病菌不同发育时期呈现不同的表达规律。     

4种阿魏酸端链衍生物的合成及除草活性的初步测定

为了从天然产物中获得新的除草活性物质,通过酰胺化和缩合反应,得到4个阿魏酸端链衍生物,以反枝苋、稗草、马唐、油菜为供试植物,以莠去津为阳性对照,将化合物的浓度设置为200mg/L,利用小杯法和茎叶喷雾法对这4种化合物的除草活性进行了测定。小杯法的结果表明化合物1对油菜的根茎均有抑制效果,对根的抑制率为87.32%。对马唐的茎抑制率为67.48%。化合物2抑制反枝苋根生长,抑制率为62.02%,对油菜的根抑制率达到90.74%。化合物3对反枝苋根的抑制率为54.11%,对油菜根的抑制率为88.68%。化合物4对稗草、马唐和油菜根的抑制效果明显,抑制率均达到50%以上,对油菜根的抑制率为84.24%。茎叶处理结果表明,化合物1和化合物4对稗草地上部抑制率为61.46%和60.55%。     

磷、钾、蔗糖对玉米茎腐病的田间防治效果

玉米茎腐病(青枯病)是继玉米大小斑病和丝黑穗病之后的又一大病害.全国各玉米产区均有发生,一般发病率为5%～10%,重者20%～30%,严重地块可达60%～70%以上.大量的研究表明:土壤肥力和玉米基部茎节内糖的含量是影响茎腐病发生的重要因素[1～3],选用抗病品种及通过改善栽培管理提高玉米的抗病性是防治茎腐病经济有效的措施.为了探讨营养成分(磷、钾、蔗糖)在抗玉米茎腐病中的作用机制,我们在研究了不同营养配比对抗感玉米形态结构及生理生化影响的基础上,找出了营养元素的最佳配比,并以此为根据,比较了田间不同营养配比与发病的关系,试图为玉米茎腐病的施肥管理提供理论上的依据.     

玉米大斑病菌RAPD分析最佳反应体系的建立

通过对玉米大斑病菌RAPD反应程序中的一些重要参数进行摸索和优化试验,建立了一套适合玉米大斑病菌的扩增反应体系及反应程序:25μL体系中,加入Taq DNA聚合酶2 0 U、25 mmol L的MgCl2 2 0 mmol L、dNTP 200μmol L、随机引物30 ng、10×PCR buffer 1μL、DNA模板30 ng、用重蒸水补足25μL。反应程序为:94℃预变性3 min;94℃变性1 min, 37℃退火1 min,72℃延伸2 min,40循环; 72℃延伸6 min。     

拟南芥PMRP的表达特性及功能分析

【目的】分析拟南芥中功能未知基因PMRP（putative membrane related protein）的表达特性;明确PMRP在调控拟南芥生长发育过程中的作用。【方法】利用生物信息学方法,寻找拟南芥中与PMRP含相同结构域的基因,并绘制进化树;利用Real-time PCR技术分析PMRP在生长8和21 d的拟南芥根、茎中的相对表达量,比较生长21 d的拟南芥第1、2、3、4对莲座叶及茎生叶中PMRP的表达情况,分析花器官的萼片、花瓣和雄蕊及生长后期拟南芥种子中PMRP的表达量的高低;构建35S::PMRP过表达载体,转化Columbia野生型拟南芥,通过RT-PCR技术验证PMRP的表达量,获得过表达PMRP的转基因植株;通过对过表达PMRP的转基因拟南芥的表型观察,分析PMRP对拟南芥叶片发生、茎的生长部位等的调控作用;通过对过表达PMRP转基因拟南芥茎秆横切面的石蜡切片观察,分析PMRP在茎秆维管束木质部和韧皮部分化过程的作用;通过对花器官的解剖学观察,明确PMRP对拟南芥花器官生长发育的影响;通过对过表达PMRP转基因拟南芥果荚形成的观察,分析PMRP对拟南芥育性的影响。【结果】PMRP是一个含有START保守域的411个氨基酸的蛋白质,具有跨膜结构域,在拟南芥中含有START结构的基因共35个;Real-time PCR结果表明,PMRP在茎生叶中表达量最高（相对表达量约为2 935）、莲座叶中次之,且莲座叶生长时间越长,PMRP的表达量越多（PMRP在第1、2、3、4对莲座叶中的相对表达量分别约为1 650、1 113、734、507）,然后是花器官中的萼片（PMRP相对表达量约为937）,PMRP在茎、根、种子中都有的表达,但相对表达量都低于270;PMRP在花器官中雄蕊的相对表达量最低（约为64）,远远低于同属花器官的萼片中PMRP表达量（937）,PMRP在根、茎中的表达量随生长时间的增加而增加,PMRP在8和21 d的根中相对表达量分别为154和222,PMRP在8和21 d的茎中相对表达量分别为200和264;过表达PMRP转基因拟南芥表现为在枝条上产生莲座叶,茎秆容易倒伏,维管束没有明显的形成层,且木质部和韧皮部排列紊乱,花器官中雄蕊的花丝变短,形成的角果数量减少,育性降低。【结论】START结构域在功能上极度保守;PMRP在拟南芥不同组织器官均有表达,且随着时间的延长,PMRP的表达量也增加,但在花器官的雄蕊表达最低,一旦过表达PMRP,拟南芥花器官的雄蕊发育异常,造成育性降低;PMRP对拟南芥的叶片发生、茎秆维管束分化和花器官发育具有重要作用。     

河北省棉花黄萎菌落叶型和非落叶型菌系初步鉴定

利用PCR特异性扩增技术对从采自河北省的228株棉花黄萎菌(Verticillium dahliae)、四川省的2株棉花黄萎菌(菌株Sch-1和Sch-3)、辽宁省的1株黄萎菌(菌株Ly-1)、棉花黄萎菌标准菌株(落叶型标准菌株T9和非落叶型标准菌株V97)和3株棉花枯萎菌(Fusarium oxysporum f.sp.vasinfectum)菌株进行了落叶型和非落叶型菌系的鉴定.结果表明,利用V.dahliae特异性引物DB19/DB22从233株黄萎菌中均可获得500 bp的特异性片段,而3株棉花枯萎菌中不能获得扩增产物.分别利用非落叶型特异性引物INTNDf/INTNDr和落叶型特异性引物INTD2f/INTD2r对233株黄萎菌进行PCR扩增.菌株Sch-1、Sch-3、Ly-1及非落叶型黄萎菌标准菌株V97利用非落叶型特异性引物INTNDf/INTNDr可扩增出1 100 bp的产物;采自河北省的228株黄萎菌和落叶型标准菌株T9利用落叶型特异性引物INTD2f/INTD2r可扩增出450 bp的产物.结果表明,目前河北省主要棉区棉花黄萎病菌以落叶型黄萎菌菌株为主.     

棉花TCP家族转录因子基因GhTCP1的克隆与表达分析

通过比对拟南芥、金鱼草、水稻和玉米等植物中已知TCP家族转录因子的氨基酸序列,根据保守区设计兼并引物,以陆地棉(Gossypium hirsutum L.)品种新陆早13号的DNA为模板,获得棉花转录因子基因GhTCP1的中间保守区序列。根据该段序列设计特异性引物,采用5'和3'RACE技术获得了全长cDNA序列,编码397个氨基酸。基因组DNA序列分析表明,GhTCP1基因含有一个内含子。棉花GhTCP1蛋白与其它植物中的TCP家族转录因子有较高的相似性,证明该基因在进化过程中是相当保守的。半定量RT-PCR表达分析结果显示,该基因在棉花的侧芽中特异表达。