鱼腥草炭疽病病原鉴定及室内药剂筛选

【目的】明确鱼腥草炭疽病病原菌种类,筛选出有效的防治药剂,为鱼腥草炭疽病大田防治提供参考。【方法】采用组织分离法对湖北省宜昌市当阳市两河镇鱼腥草炭疽病病原菌进行分离,基于柯赫氏法则进行病原菌致病性测定,并对病原菌的ITS、GAPDH、TUB2、ACT和CAL基因序列进行扩增,结合多基因序列分析和形态学特征对病原菌进行种类鉴定,利用菌丝生长速率法测定病原菌生物学特性和5种常用杀菌剂对病原菌的室内毒力。【结果】从病叶样本中共分离获得6株菌株,选取具有代表性的菌株YXC26进行形态特征和致病性测定。致病性测定结果显示菌株YXC26为鱼腥草炭疽病致病菌。结合菌株YXC26形态观察和多基因序列分析结果,确定菌株YXC26为胶孢炭疽菌（Colletotrichum gloeosporioides）。菌株YXC26生物学特性测定结果显示,菌株YXC26菌丝生长的最适pH为6,最佳碳源为麦芽糖和葡萄糖,最佳氮源为酵母提取物和牛肉浸粉,菌丝致死温度为53℃处理10 min。5种供试杀菌剂中,50%多菌灵可湿性粉剂对菌株YXC26菌丝生长的抑制效果最好,其抑制中浓度（EC₅₀）为0.04 mg/L;其次为25%吡唑醚菌酯悬浮剂,其EC₅₀为0.14 mg/L;62%嘧环·咯菌腈水分散粒剂的EC₅₀为1.16 mg/L,抑制效果也较好;30%甲霜噁霉灵水剂和250 g/L嘧菌酯悬浮剂的EC₅₀均超过30.00 mg/L,抑制效果较差。【结论】湖北省宜昌市当阳市两河镇鱼腥草炭疽病病原菌为胶孢炭疽菌。50%多菌灵可湿性粉剂、25%吡唑醚菌酯悬浮剂和62%嘧环·咯菌腈水分散粒剂对鱼腥草炭疽病菌菌丝生长均有较好的抑制作用,可作为鱼腥草炭疽病田间防治的候选药剂。     

江西省芝麻地方种质表型性状遗传多样分析

【目的】对江西省芝麻地方种质资源进行表型性状遗传多样分析,为江西芝麻种质资源的有效利用及开发提供理论参考。【方法】依托“第三次全国农作物种质资源普查与收集行动”从江西省39个县(市、区)收集到的132份芝麻地方种质为试验材料,对其23个表型性状(12个质量性状和11个数量性状)进行测定,并计算遗传多样性指数和变异系数。同时,对11个数量性状进行相关分析,并对供试种质进行聚类分析。【结果】23个表型性状的平均遗传多样性指数为1.2821,其中,12个质量性状的遗传多样性指数为0.3217~1.0307,平均0.7290;11个数量性状的变异系数为4.70%~43.58%,遗传多样性指数为1.6138~2.0627,平均1.8855。3种粒色类型芝麻种质中,以46份白芝麻种质表型性状的平均遗传多样性指数最高,为1.3602,74份黑芝麻种质和12份其他粒色(黄色、褐色、黄褐色、红褐色等)芝麻种质表型性状的平均遗传多样性指数分别为1.1782和1.0476。生育期与株高、始蒴高度、蒴果长、千粒重和蛋白含量呈极显著正相关(P<0.01,下同),但与含油量呈极显著负相关。供试的132份芝麻种质资源可分为四大类,不同类群种质的来源地存在地理位置的交错分布现象,其中,第Ⅰ类群可作为潜在选育芝麻高含油量新品种的亲本材料,第Ⅱ类群可作为潜在高产优良芝麻材料利用,第Ⅲ类群可作为潜在矮杆株型的亲本材料,第Ⅳ类群可作为潜在的高蛋白型亲本材料加以利用。【结论】江西芝麻地方种质资源的主要表型性状变异较大,遗传多样性较丰富,其中以46份白芝麻种质的遗传多样性更丰富。种质间亲缘关系与地理来源无必然联系。以高产高蛋白为育种目标时应选择株高较高,始蒴高度适中、蒴果较大、千粒重较高的材料为亲本,并据此进行后代选择。     

基于农艺性状和ISSR标记的秀珍菇遗传多样性分析

【目的】分析评价秀珍菇菌株的农艺性状与遗传多样性,为秀珍菇种质资源分类鉴定、遗传育种等提供理论参考。【方法】通过ISSR分子标记技术对10个秀珍菇菌株进行PCR产物扩增电泳检测,以ISSR聚类图谱分析不同菌株间的亲缘关系;对各菌株开展品比试验,观测各菌株的菌丝生长、子实体农艺性状和产量等农艺性状,并对其进行综合分析。【结果】聚类分析结果表明,10个秀珍菇菌株遗传相似水平为0.47~0.92,在0.69水平上可分为4个类群;依据农艺性状的遗传多样性分析表明,各性状的遗传多样性指数变化幅度为0.496~1.828,变异系数为7.76%~25.21%,存在着丰富的遗传多样性。Pearson相关分析发现,秀珍菇菌株的产量与菌丝生长速度呈极显著正相关（P<0.01,下同）,而菌盖宽度与菌盖厚度、菌柄直径呈显著正相关（P<0.05）,菌盖厚度与菌柄直径呈极显著正相关。主成分分析表明,4个主成分的特征值均大于1,累积贡献率为84.891%,主成分为菌柄直径、菌盖厚度、产量、菌盖颜色和黄菇病,能较好地解释所有变量包含的全部遗传信息。【结论】依据菌株农艺性状与分子标记分析结果,台秀1号、秀珍菇12和中农秀珍菇菌株可作为品种选育的亲本使用,其中秀珍菇12和中农秀珍菇菌株各项农艺性状均表现较好,可在浙江地区进行推广栽培。     

水稻幼苗响应褐飞虱和稻瘿蚊的转录组分析

【目的】筛选出同时响应褐飞虱和稻瘿蚊取食的基因,揭示水稻幼苗应对2种害虫时基因表达层面的差异,为后续挖掘广谱抗虫基因和解析水稻抗虫机制打下理论基础。【方法】以水稻品种9311为供试植物,分别对15日龄的水稻幼苗进行褐飞虱和稻瘿蚊接虫处理,观测幼苗表型,并通过转录组测序技术分别对褐飞虱接入后24 h和稻瘿蚊接入后7 d的水稻幼苗进行转录组测序。以水稻日本晴基因组作为参考基因组进行对比,利用FPKM法计算基因表达量,设定参数（|log₂ FC|>1且P<0.05）筛选差异表达基因。结合基因差异表达分析和功能富集分析,研究水稻响应2种害虫的机制异同点。【结果】鉴定出响应褐飞虱取食的差异表达基因3963个,响应稻瘿蚊取食的差异表达基因1206个,有251个差异表达基因同时响应2种害虫,其中108个具有相同表达模式,143个具有相反表达模式。GO功能注释分析表明,褐飞虱取食显著影响植物体内细胞壁合成和缺水响应,而稻瘿蚊取食则对植物光合作用的影响更显著,具有相同表达模式的差异表达基因主要富集在光合作用、水杨酸合成、茉莉酸信号转导和伤害响应等生物学功能,而具有相反表达模式的差异表达基因仅富集在乙醛酸循环。KEGG信号通路富集分析表明,褐飞虱和稻瘿蚊取食均显著影响植物体内次生代谢物的合成,相同表达模式的差异表达基因富集到MAPK信号通路、植物激素信号转导通路及光合作用等6个通路,而相反表达模式的差异表达基因没有富集的通路。【结论】水稻应对褐飞虱和稻瘿蚊的基因表达调控存在相同点和不同之处,共响应2种害虫的调控通路可能在水稻抗虫过程中发挥重要作用。     

生姜主栽品种枯萎病抗性评价及抗病性鉴定指标筛选

【目的】筛选抗枯萎病的生姜品种,建立抗病评价体系,为生姜枯萎病抗病品种选育及抗病机理研究提供理论参考。【方法】选取5个生姜主产区的主栽品种,采用室内人工接种法测定枯萎病菌(腐皮镰刀菌)侵染对不同生姜品种超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶(CHI)、β-1,3-葡聚糖苷酶(GLU)活性及次生抗菌物质含量、超氧阴离子(O₂-·)、过氧化氢(H₂O₂)、丙二醛(MDA)含量等的影响,结合抗病系数、主成分分析、聚类分析、相关分析和隶属函数对5个生姜品种幼苗的抗病性进行综合评价。【结果】山东大姜病情指数最低(4.0)、发病率最低(4%)、发病周期最长(24 d),表现出较强的抗病性;罗平小黄姜病情指数最高(45.2)、发病周期最短(7 d),表现抗病性较弱。不同生姜品种幼苗接菌后的生理生化指标均出现不同程度的变化,其中,山东大姜的抗氧化酶(SOD、POD、CAT)活性、防御酶(PAL、CHI、GLU)活性和次生抗菌物质(总酚、类黄酮、木质素)含量均高于其他品种,O₂-·、H₂O₂和MDA含量低于其他品种,而罗平小黄姜呈现相反趋势。主成分分析将12个单项生理生化指标转换为3个独立综合指标,聚类分析将5个生姜品种划分为3类,结合隶属函数综合评价结果,5个生姜品种抗病性强弱表现为:山东大姜>凤头姜>竹根姜>贵州黄姜>罗平小黄姜,与人工接种试验中5个品种的发病程度一致。相关分析结果显示,SOD和类黄酮与抗病性综合评价值(D值)呈极显著正相关(P<0.01)。【结论】5个生姜品种中山东大姜抗病性最强,罗平小黄姜抗病性最弱;SOD和类黄酮可作为生姜枯萎病抗性鉴定的主要参考指标。     

大旗瓣凤仙花与瑶山凤仙花叶绿体全基因组比较及系统发育分析

【目的】比较大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花的叶绿体全基因组序列,并分析凤仙花属20个物种的系统发育情况及遗传进化关系,为证实这两个分类群的早期植物学分类及其种质资源利用和遗传改良提供理论依据。【方法】基于BGISEQ-500测序平台,对大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组进行测序,利用Fastp软件和NOVOPlasty v.2.6.2程序对叶绿体基因组进行组装。利用CpGAVAS在线工具对叶绿体基因组序列进行注释,并使用MAFFT v.7.0、CAIcal、REPuter、MISA和FastTree等生物信息学软件进行序列比对、密码子偏性分析、重复序列定位及简单重复序列(SSRs)和系统发育分析。【结果】大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组长度分别为152437和152286 bp,GC含量分别为36.77%和36.80%;其中大单拷贝(LSC)区分别为83331和83212 bp,小单拷贝(SSC)区分别为17376和17312 bp,反向重复区(IRa和IRb)分别为25865和25881 bp。大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组均包含88个蛋白编码基因、8个rRNA基因和37个t RNA基因,且无假基因。系统发育分析结果表明,凤仙花属内的物种分类与基于系统形态学分析的早期植物学分类一致;虽然大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花叶绿体基因组非常接近,但二者为不同的凤仙花属种类,而不是早期形态分类学上的两个亚种水平。【结论】大旗瓣凤仙花和瑶山凤仙花为2个独立的凤仙花属种类,二者叶绿体基因组发生部分遗传变异,鉴定出的SSRs位点可用于物种鉴定和群体遗传学研究。     

Tomato mottle mosaic virus: Characterization,resistance gene effectiveness,and quintuplex RT-PCR detection system

Tomato mottle mosaic virus (ToMMV), an economically important species of the genus Tobamovirus, causes significant loss in yield and quality of tomato fruits. Here, we identified the Shandong isolate of ToMMV (ToMMV-SD) collected from symptomatic tomato fruits in Weifang, Shandong Province of China. ToMMV-SD caused symptoms such as severe mosaic, mottling, and necrosis of tomato leaves, yellow spot and necrotic lesions on tomato fruits. The obtained full genome of ToMMV-SD was 6 399 nucleotides (accession number MW373515) and had the highest identity of 99.5% with that of isolate SC13-051 from the United States of America at the genomic level. The infectious clone of ToMMV-SD was constructed and induced clear mosaic and necrotic symptoms onto Nicotiana benthamiana leaves. Several commercial tomato cultivars, harboring Tm-2² resistance gene, and pepper cultivars, containing L resistance gene, were susceptible to ToMMV-SD. Plants of Solanum melongena (eggplant) and Brassica pekinensis (napa cabbage) showed mottling symptoms, while N. tabacum cv. Zhongyan 100 displayed latent infection. ToMMV-SD did not infect plants of N. tabacum cv. Xanthi NN, Brassica rapa ssp. chinensis (bok choy), Raphanus sativus (radish), Vigna unguiculata cv. Yuanzhong 28-2 (cowpea), or Tm-2² transgenic N. benthamiana. A quintuplex RT-PCR system differentiated ToMMV from tomato mosaic virus, tomato brown rugose fruit virus, tobacco mosaic virus, and tomato spotted wilt virus, with the threshold amount of 0.02 pg. These results highlight the threat posed by ToMMV to tomato and pepper cultivation and offer an efficient detection system for the simultaneous detection of four tobamoviruses and tomato spotted wilt virus infecting tomato plants in the field.     

低纬高原甘蔗中后期灾害性真菌病害发生为害调查分析

为了明确甘蔗中后期灾害性真菌病害种类及灾害特性,对云南蔗区中后期灾害性真菌病害发生分布和品种抗性进行调查鉴定,在成熟期称量和测定甘蔗产量、糖分及损失率。结果表明,云南蔗区中后期灾害性真菌病害有梢腐病、褐条病、锈病3种,梢腐病菌为Fusarium verticillioides和Fusarium proliferatum,褐条病菌为Bipolaris setariae,锈病菌为Puccinia kuehnii和Puccinia melanocephala;‘桂糖11-1076’、‘闽糖12-1404’、‘福农09-2201’、‘福农09-71111’、‘桂糖06-1492’、‘桂糖08-1180’、‘云蔗11-1074’、‘桂糖06-2081’、‘桂糖08-1589’、‘粤甘48号’、‘柳城09-15’、‘云蔗05-51’、‘云蔗11-1204’、‘福农07-3206’等新品种高度抗病。梢腐病、褐条病和锈病实测产量损失率平均为38.43%、25.6%、24.9%,甘蔗糖分平均降低3.54%、2.82%、3.11%。本研究明确了低纬高原甘蔗中后期灾害性真菌病害种类及灾害特性,为防控提供了科学依据。