水稻耐盐相关QTL研究进展

盐害是影响水稻生长的非生物胁迫之一。综述了近年来水稻耐盐性数量性状基因座位（QTL）定位和基因克隆所取得的进展,并提出了建议,为今后深入开展水稻耐盐性研究提供了参考。     

层出镰孢高效杀菌剂筛选及田间防效

玉米鞘腐病是玉米上的一种重要鞘部病害,其病原主要为层出镰孢。为筛选该病的有效防治药剂,本研究选取9种杀菌剂进行了室内毒力测定,并对效果较好的药剂进行了田间防治试验。结果表明:苯醚甲环唑、吡唑醚菌酯、苯甲·嘧菌酯、咪鲜胺、硅唑·咪鲜胺对层出镰孢均有一定的抑制效果,其中苯醚甲环唑、吡唑醚菌酯、咪鲜胺和硅唑·咪鲜胺对层出镰孢具有较好的防治效果,其EC50值分别为2.16,1.59,0.01,0.01mg/L;对孢子萌发的抑制率分别为6.57%,9.09%,59.09%,58.08%;田间防效分别达55.72%,62.54%,52.32%和45.51%,挽回玉米产量损失率分别为2.61%,0.39%,8.45%,10.15%。综合上述结果可知,上述4种杀菌剂对玉米鞘腐病防效显著,可作为防治该病的备选药剂。     

基底硬度对玉米大斑病菌主要侵染结构和黑色素沉积的影响

 基底硬度是调控植物病原真菌侵染结构形成的重要物理信号。为探讨基底硬度对玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)侵染能力的影响,本研究利用不同硬度的PDA培养基进行模拟试验,并在不同叶龄的玉米叶片上进一步验证,结果表明,基底硬度越大,气生菌丝越少,菌丝分枝越多;硬基底上,病菌的分生孢子产量高,是软基底和适中硬度基底上的29.93和6.82倍,且硬基底上病菌附着胞形成率显著高于软基底。研究发现,在硬基底上生长的大斑病菌菌落颜色较深,菌丝中黑色素含量高。利用实时荧光定量PCR技术分析病菌黑色素合成途径中相关基因的表达情况,发现在硬基底上StMR1、StPKS、St4HNR、StSCD、St3HNR、StLAC1、StLAC2和StLAC4基因的相对表达量均高于软基底。上述结果说明,基底硬度影响了病菌形态结构的发育,导致了与侵染相关的黑色素含量的变化和侵染结构的形成,研究结果为探究植物病原真菌的侵染机制和病害防控提供了理论依据。     

DHN黑色素与玉米大斑病菌附着胞膨压形成的关系

 【目的】探讨玉米大斑病菌胞内DHN黑色素在附着胞膨压产生过程中的作用,明确玉米大斑病菌的侵入机理。【方法】通过诱导玉米大斑病菌附着胞产生,确定附着胞形成的最佳条件,利用溶质排斥技术及incipient-cytorrhysis技术对玉米大斑病菌野生型菌株01-23和黑色素缺失突变体△St3hnr附着胞细胞壁孔径大小和膨压进行测定。【结果】野生型菌株01-23细胞壁孔径范围是2.1—2.7 nm,膨压在5.4 MPa左右;黑色素缺失突变体△St3hnr细胞壁孔径范围是2.7—3.3 nm,膨压在4.1 MPa左右;缺乏黑色素的附着胞不能形成高膨压,丧失了穿透能力。【结论】黑色素层对溶质分子外渗的阻挡作用导致了附着胞高膨压的产生,膨压产生的机械穿透力在玉米大斑病菌穿透基质平面的过程中发挥了重要作用。     

夏玉米丝黑穗病菌保存环境与致病力关系研究

为探索夏玉米丝黑穗病发病条件,对不同保存时间（1 a、2 a、3 a、4 a和5 a）和不同保存方式（库存、地表0 cm、地下10 cm土层、地下20 cm土层、地下30 cm土层和地下40 cm土层）下夏玉米丝黑穗病菌的萌发率和致病力进行了测定。结果表明：随着保存时间的延长和土层保存深度的增加,丝黑穗病菌冬孢子的萌发率均呈逐渐下降趋势。相同保存方式下,随着保存时间的延长,丝黑穗病菌的致病力逐渐下降;相同保存时间下,随着土层保存深度的增加,不同保存方式下的丝黑穗病菌致病力依次下降。相关分析表明,不同保存方式和不同保存时间均与病菌活力密切相关,符合二元线性回归方程;病菌致病力与病菌保存深度（负值）呈极显著正相关关系,与病菌保存时间呈极显著负相关关系。建议在夏玉米丝黑穗病发生区,采取清除田间病株、深翻以及2 a以上轮作等措施,以有效减轻玉米丝黑穗病害的发生。     

植物病原真菌产漆酶菌株的筛选

 【目的】从常见植物病原真菌中筛选具有漆酶活性的病原菌,对相对酶活力较高的菌株进行漆酶致病力测定,为深入研究漆酶在植物病原真菌致病过程中所发挥的作用及病菌的扩展机理奠定基础。【方法】以2,2’-连氮-双[3-乙基苯并噻唑-6-磺酸](ABTS)为底物,通过平板显色反应筛选得到产漆酶的病原菌,同时利用苯胺蓝(Azure-B)脱色法确定目标菌株降解木质素作用,采用分光光度计法在420 nm下测定漆酶活性,最后利用组织病理学分析漆酶对病原菌致病力的影响。【结果】从20种重要植物病原真菌中筛选得到10种产漆酶的病原菌,且均具有降解木质素的作用,对其中6种颜色变化不同的病原菌进行漆酶活力测定,发现玉米大斑病菌的胞内漆酶活力最高,为18.984 U?mL-1,小孢拟盘多毛孢的胞外漆酶活力最高,为0.919 U?mL-1。致病力测定表明,在玉米大斑病菌的致病过程中,漆酶可以氧化玉米叶片并能够促进病原菌在寄主组织中的扩散。【结论】在产漆酶的植物病原真菌中,漆酶大多以胞内酶形式存在,并具有降解木质素的作用,漆酶可以促进玉米大斑病菌在寄主组织中扩展。     

基于增强回归树的海河平原小麦赤霉病预测模型构建与验证

[背景]自1995年至今,小麦赤霉病(Fusarium head blight,FHB)逐渐在海河平原蔓延,由零星出现演变成连片发生,在流行年份呈现出暴发快、面积大、损失重的特点,小麦赤霉病已由次要病害上升为主要病害之一.准确的预测预报是有效控制小麦赤霉病发生与发展的关键和难点.[目的]根据海河平原小麦赤霉病发生情况的...     

基于液质联用的玉米大斑病菌代谢组的方法优化

为了对玉米大斑病菌菌丝的代谢组进行分析,通过正交试验优化液质联用检测的提取条件,并对其化合物进行定性分析。结果表明,优化后的提取条件为体积分数80%的甲醇4℃超声提取30 min,对UPLC-Triple TOF/MS洗脱条件优化后菌丝提取代谢物总离子色谱图峰形良好,分布相对均匀。共得到12 323个质谱峰,比对数据库后发现,正离子模式下可鉴定化合物的数量优于负离子模式,且样品间相对标准偏差小于20%的化合物占89.607%以上。鉴定得到脂类代谢、氨基酸代谢和核苷酸代谢相关化合物及呋喃等杂环化合物,进一步提供的信息可用于玉米大斑病菌非靶向代谢组学的研究。     

拟轮枝镰孢与玉米籽粒互作的差异基因筛选及代谢通路分析

【目的】拟轮枝镰孢(Fusarium verticillioides)引起的玉米穗腐病是我国玉米产区发生严重的病害之一,论文旨在了解病原菌与玉米籽粒互作过程中的基因表达差异,为揭示病原菌的致病机制和玉米抗病机制提供依据。【方法】对拟轮枝镰孢侵染玉米籽粒0、4、12和72 h的样品进行转录组测序,之后采用生物信息学分析,分别以玉米和拟轮枝镰孢基因组为参考,以|log₂FC|≥1,P-adjust<0.05为阈值筛选互作过程中玉米和拟轮枝镰孢的差异表达基因,利用GO和KEGG对其进行功能注释及富集分析。Goatools软件分析植物-病原互作、MAPK途径和植物激素信号转导通路相关差异基因的表达变化,采用实时荧光定量PCR(qRT-PCR)方法对测序差异基因进行验证。【结果】在互作4、12和72 h后拟轮枝镰孢分别有140、400和1 945个基因上调表达,有9、302和1 784个基因下调表达;玉米分别有293、692和1 426个基因上调表达,320、482和153个基因下调表达。GO和KEGG富集分析显示,侵染早期拟轮枝镰孢在细胞间隙生长,差异基因主要富集在...     

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。