牡丹皮提取物除草活性初步研究

为明确牡丹皮(Cortex Moutan Radicis)的除草活性并初步探索其活性成分分离条件,采用平皿法、土壤喷雾法及茎叶喷雾法测定了牡丹皮不同极性溶剂萃取物对反枝苋Amaranthus retroflexus和稗Echinochloa crus-galli的除草活性。平皿法测定结果显示,在1 mg/mL浓度下,牡丹皮正丁醇萃取物的除草活性最强,对反枝苋幼根和幼茎的抑制率分别为67.88%和65.71%,对稗草幼根和幼茎的抑制率分别为68.72%和71.32%;毒力测定结果表明,牡丹皮正丁醇萃取物对反枝苋幼根和幼茎的IC₅₀分别为12.28 mg/L和19.67 mg/L,对稗草幼根和幼茎的IC₅₀分别为43.35 mg/L和72.79 mg/L。土壤喷雾法和茎叶喷雾法测定结果显示,在5 mg/mL浓度下,牡丹皮正丁醇萃取物对反枝苋和稗草的鲜重抑制率最高,其中土壤喷雾法对反枝苋和稗草的鲜重抑制率分别为81.43%和83.18%;茎叶喷雾法对两种杂草的鲜重抑制率分别为80.83%和83.65%。由此可见,牡丹皮的除草活性成分主要集中在正丁醇...     

87种植物提取物抑菌活性初步研究

筛选和评价植物资源的抑菌活性是植物源农药研发的重要基础性工作?本研究以46科87种药用植物为试验材料, 以葡萄座腔菌Botryosphaeria dothidea和禾谷镰孢Fusarium graminearum为靶标菌, 采用生长速率法测定了不同植物乙醇提取物的抑菌活性, 初步筛选出具有抑菌活性的植物提取物; 在此基础上, 进一步测定了活性较高的植物提取物的抑菌毒力和抑菌谱, 以期为植物源杀菌剂的开发提供依据?结果显示, 在2 mg/mL浓度下, 厚朴Houpoea officinalis和麻叶蟛蜞菊Indocypraea montana提取物对葡萄座腔菌具有较好的抑菌活性, 抑制率分别为95.80%和78.31%; 厚朴?麦冬Ophiopogon japonicus和乌药Lindera aggregata提取物对禾谷镰孢具有较好的抑菌效果, 抑菌率分别为78.75%?66.52%和60.42%?进一步的毒力测定显示, 处理96 h后, 厚朴和麻叶蟛蜞菊提取物对葡萄座腔菌的EC50分别为0.10 mg/mL和1.57 mg/mL; 厚朴?乌药和麦冬提取物对禾谷镰孢的EC50分别为0.45?1.54 mg/mL和4.07 mg/mL?抑菌谱测定结果表明, 厚朴?麻叶蟛蜞菊?乌药及麦冬提取物对异旋孢腔菌Cochliobolus heterostrophus (野生型)的抑菌率以及厚朴提取物对异旋孢腔菌的抑菌效果较好, 抑菌率均达到90%以上; 厚朴?乌药和麻叶蟛蜞菊对拟轮枝镰孢Fusarium verticillioides的抑菌率在60%以上?由此可见, 厚朴和麻叶蟛蜞菊提取物对葡萄座腔菌突变体的抑菌活性较好; 厚朴?乌药和麦冬提取物对禾谷镰孢的抑菌活性较好, 且上述植物均具有较广的抑菌谱, 具有进一步研究价值?     

灰葡萄孢致病力增强突变体BCt98的突变基因分析

为获得灰葡萄孢的致病相关基因并研究其基因功能,筛选灰葡萄孢的T-DNA插入突变体库,获得了一株致病力增强的突变体BCt98。利用PCR和Southern Blotting技术,对突变体BCt98进行鉴定。利用TAIL-PCR技术结合生物信息学方法,确定了突变体BCt98中T-DNA插入位点位于BC1G_07014.1基因的第3个外显子上。利用RT-PCR技术,确定了突变体BCt98的突变基因为BC1G_07014.1。突变体BCt98生长速度较快,菌落颜色较浅,菌丝较为致密,不产生分生孢子和菌核,且胞壁降解酶(PMG、PG和Cx)及毒素活性较野生型明显增强。表明BC1G_07014.1基因在灰葡萄孢生长、发育和致病力调控方面发挥重要作用,且参与调控病菌的胞壁降解酶活性和毒素活性。     

油菜素内酯提高玉米抗禾谷镰孢菌侵染的生理机制

为明确油菜素内酯(BR)增强玉米抗禾谷镰孢侵染的作用及机制,以玉米郑单958为试验材料,分设喷施BR和未喷施BR的处理,在玉米喷施BR 10 d后,接种禾谷镰孢菌,调查比较喷施BR后玉米感染禾谷镰孢菌的发病情况,确定油菜素内酯提高玉米抗禾谷镰孢侵染的确切作用,结果表明,在未喷施BR的自然生长条件下,在玉米上接种禾谷镰孢,发现茎秆表面有明显的病原菌沿接种针孔侵染扩散的痕迹,玉米茎剖面内髓组织黑褐色严重,几乎整个节间均已被病原菌侵染;但在喷施BR 10 d后再接种禾谷镰孢,玉米茎剖面内的髓组织被病原菌侵染面积明显减少,发病明显减轻,说明BR提高了玉米抗禾谷镰孢侵染的能力。用含BR的PDA培养基培养禾谷镰孢,与对照相比,禾谷镰孢发育未受到明显的影响。BR处理后,玉米叶片脯氨酸含量增加,Real-time PCR分析编码脯氨酸合成酶的基因Zm P5CS的表达量,发现其表达量确实受BR的诱导。同时BR处理后玉米叶片可溶性糖含量极显著增加,保护酶SOD和PAL活性显著增加,POD活性极显著增加。说明BR提高玉米自身抗逆性来提高抵抗禾谷镰孢侵染。油菜素内酯对禾谷镰孢的生长发育没有明显的影响;油菜素内酯提高玉米抗禾谷镰孢侵染的原因可能不是抑制禾谷镰孢的生长发育,而是通过提高玉米脯氨酸合成、保护酶活性、可溶性糖含量,从而提高玉米自身免疫能力。     

TOR途径对玉米大斑病菌发育调控作用的研究

 大斑刚毛球腔菌(Setosphaeria turcica)引起的玉米大斑病(Northern corn leaf blight)是危害玉米的一种重要真菌性叶部病害。大量研究表明,真菌病原物的生长发育及致病性受多种信号转导途径的调控,其中TOR是雷帕霉素的作用靶标,它既是一种蛋白激酶,也是一种信号转导分子,在调控细胞生长方面起核心作用。本试验用雷帕霉素处理玉米大斑病菌菌株,观察其菌落生长、菌丝形态、产孢量、附着胞形成及穿透情况。结果表明,当雷帕霉素处理浓度为25 ng·mL^-1时,菌落直径为1.65 cm,抑菌率达到81.9%, 雷帕霉素对菌丝体生长的半抑制浓度IC₅₀为0.665 ng·mL^-1;病菌产孢量为0.1×10⁴个·mL^-1,仅为对照组的10%。随着雷帕霉素浓度的增加,分生孢子萌发、附着胞形成及穿透能力均被不同程度抑制,但形态未出现异常。qRT-PCR分析表明,雷帕霉素处理后,StTOR、StTAP42及PP2A结构亚基StPP2A-A和调节亚基StPP2A-B的表达均显著下调。第5 d时,分别降低至甲醇对照组的约42%、38%、47%和42%;第10 d时,分别降低至甲醇对照组的约36%、31%、26%和21%,而PP2A的催化亚基StPP2A-C表达量变化不显著,表明雷帕霉素在抑制TOR活性的同时,还可以抑制StTOR、StTAP42及PP2A结构亚基和调节亚基的转录。本研究为深入探究TOR信号通路对玉米大斑病菌发育过程的调控作用提供了依据。     

拟南芥感染灰霉病菌后差异表达基因分析

利用SSH(抑制性消减杂交)技术,对接种灰霉病菌后不同拟南芥生态型差异表达的基因进行了分析,对SSH产物条带进行回收和二次扩增,得到6个差异表达条带。经反式NORTHERN杂交检测均为阳性片段。对其进行克隆、序列测定,获得了7个差异表达的序列。同源性分析表明,它们与转录、膜内外物质转移、蛋白合成、信号传递等生命活动相关的基因有一定的同源性,其中1个片段的序列与拟南芥乙烯信号传递途径有关,推测其可能关联到拟南芥对病菌的抗性。对这些基因片段进行深入的分析和功能研究,将会对拟南芥与灰霉病菌互作的分子机理有更进一步的认识。     

玉米ZmBT2b基因在抵抗禾谷镰孢侵染中的功能研究

为探究玉米BTB-TAZ蛋白ZmBT2b在玉米抵抗病原菌侵染过程中的功能,本研究利用生物信息学技术对ZmBT2b基因进行了系统分析,确定了ZmBT2b具有BTB和TAZ结构域,具有明显的组织表达特性,在生物和非生物胁迫下呈现不同的表达规律。通过构建ZmBT2b基因过表达的拟南芥植株ZmBT2b-OE,对该基因在植物抗病过程中的功能进行研究,结果发现ZmBT2b-OE对灰葡萄孢和Pst. DC3000的抗性显著增强,确定了ZmBT2b基因在植物抗病过程中具有重要功能。为明确ZmBT2b基因在玉米抵抗禾谷镰孢侵染过程中的功能,本研究获得了该基因的玉米突变体Zmbt2b-1和Zmbt2b-2,对突变体的抗病性进行检测发现,突变体Zmbt2b-1和Zmbt2b-2对禾谷镰孢的抗性敏感性显著高于野生型,且突变体中JA合成途径关键合成基因ZmLOXs和病程相关基因ZmPRs在禾谷镰孢侵染过程中显著下调,表明ZmBT2b在玉米抗禾谷镰孢侵染过程中具有正调控功能。研究结果为阐明玉米BTB-TAZ蛋白在玉米抗病过程中的功能及其调控机制奠定了基础,为玉米抗病育种提供了基因资源。     

玉米茎腐病研究进展

总结前人的研究并结合笔者的试验结果 ,重点对玉米茎腐病的抗病机制、抗性遗传进行了综述。以此为基础 ,提出了防治玉米茎腐病的策略     

玉米大斑病菌漆酶基因Stlac2结构分析及原核表达

【目的】对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)漆酶基因Stlac2进行生物信息学分析,推测其蛋白功能,探究木质素降解过程中产生的小分子物质对Stlac2表达的影响,并对其进行克隆及原核表达,以便深入研究该基因在病菌生长、发育及致病过程中的作用。【方法】通过NCBI查询获得玉米大斑病菌EOA90070(Stlac2)基因的全序列,通过Clustal X与马尔尼菲青霉菌(Penicillium marneffei)PbrB(PMAA_082060)基因、烟曲霉(Aspergillus fumigatus)Abr2(AFUA_2G17530)基因、构巢曲菌(Aspergillus nidulans)YA(AN6635)基因等漆酶家族基因进行蛋白序列比对,查看Stlac2中的铜离子结合位点,利用在线软件SOPMA和ProtParam对其二级结构及理化性质进行检测,通过SWISS-MODEL对Stlac2蛋白质的三维结构进行预测,采用SAVES对三维结构进行评价。通过对ABTS的氧化试验确定木质素降解过程中产生的小分子物质对玉米大斑病菌漆酶产量的影响;利用RT-qPCR方法分析小分子物质对Stlac2表达规律的影响;采用原核表达系统,以pET-30a表达载体为框架,对其进行原核表达,并将表达蛋白纯化,以ABTS为底物,420 nm下检测漆酶活性。【结果】Stlac2具有典型的Cu离子结合位点,与漆酶典型的Cu离子结构域相似。其蛋白二级结构中α-螺旋、延伸链、β-转角、无规则卷曲所占比例分别为18.59%、25.63%、11.91%和43.86%,分子量为61.64 k D,等电点为5.00,平均疏水性为-0.37,表明其为亲水蛋白。当在PDA中添加0.01 g·L~(-1)香草醛、4-羟基苯甲醛、丁香醛、香草酸、4-羟基苯甲酸和香兰素时,玉米大斑病菌胞外漆酶的产量为香草酸香兰素4-羟基苯甲醛4-羟基苯甲酸丁香醛对照。而在4-羟基苯甲醛和4-羟基苯甲酸存在时,玉米大斑病菌Stlac2的相对表达量明显升高,约为对照的5—8倍。利用原核表达系统,在67 k D处成功诱导表达出一条特异性蛋白条带,大量表达纯化后,漆酶活性为(40.7±0.3)U·L~(-1)。【结论】阐明了Stlac2的生物信息学特性,初步断定其为漆酶基因;4-羟基苯甲醛和4-羟基苯甲酸可显著提高Stlac2相对表达量,表明其在木质素降解过程中起到了一定的作用;该基因所编码的蛋白可通过pET-30a原核表达系统表达,体外漆酶活性可达(40.7±0.3)U·L~(-1),该研究结果为后期研究蛋白性质打下了基础。     

非寄生专化性植物病原真菌毒素致病机制研究现状

近几年来，关于非寄主专化性植物病原真菌毒素（ＮＨＳＴ）的致病机制研究有很大进展，本文就镰刀菌（Ｆｕｓａｒｉｕｍ）毒素、麦根腐长蠕孢（Ｈｅｌｍｉｎｔｈｏｓｐｏｒｉｕｍｓａｔｉｖｕｍ）毒素、大丽花轮枝菌（Ｖｅｒｔｉｃｉｌｌｉｕｍｄａｈｌｉａｅ）毒素等多种非寄主专化性植物病原真菌毒素的致病机制，尤其是作用于寄主植物后的原初反应进行了综合评述，指出非寄主专化性植物病原真菌毒素在植物病害的发生过程中同样也起着重要作用。