转Pi9抗稻瘟病基因水稻株系的比较转录组分析

【目的】在转录水平上解析Pi9基因介导的稻瘟病抗性调控机理,为培育抗病水稻品种提供理论依据。【方法】向水稻品种日本晴(NPB)及其转Pi9抗稻瘟病基因株系(NPB/Pi9)接种稻瘟菌。分别于接种后0 h、12 h、24 h、36 h提取叶组织样品,选取12503个水稻基因定制基因芯片,进行水稻基因转录组分析,并通过qRT-PCR对部分差异表达基因进行验证。【结果】NPB/Pi9在接种后12 h、24 h和36 h的基因表达量分别与其接种0 h表达量比较,共检测到7754个差异表达基因;相应地,感病水稻NPB在以上时间点共检测到7385个差异表达基因;在接种后36 h,NPB/Pi9的差异表达基因数目显著多于NPB。比较NPB/Pi9和NPB相同时间点的基因表达量,共获得4065个差异表达基因,其中接种后36 h的差异表达基因显著多于接种后0 h、12 h或24 h。因此,NPB/Pi9的稻瘟病防御反应更强烈。对NPB/Pi9与NPB相同时间点的差异表达基因进行GO和KEGG分析,细胞外区域、植物对刺激应答、转录调控、氧化还原、离子结合、次生代谢和植物激素相关的GO分类在接种后呈显著富集,苯丙氨酸代谢、类黄酮生物合成和植物激素信号途径的KEGG通路在接种后显著富集。与效应分子触发的免疫反应(ETI)相关的水杨酸信号途径、几丁质酶,以及与病原相关分子模式触发的免疫反应(PTI)相关的胞外区域、对刺激的应答、木质素合成等,均在抗感水稻之间差异表达。而且PTI/ETI共有的WRKY转录因子、MAPK激酶、茉莉酸和乙烯信号途径等发生差异表达。综上所述,NPB/Pi9和NPB的差异表达模式与ETI和PTI相关,两者相互联系并在Pi9介导的稻瘟病抗性中发挥作用。【结论】与日本晴比较,抗病基因型NPB/Pi9对稻瘟病防御反应更强烈。转录因子、激酶、NBS-LRR基因、几丁质酶、水杨酸、茉莉酸和乙烯信号途径,以及植物次生代谢在Pi9介导的稻瘟病抗病反应中发挥重要作用。     

长江下游不同生态区双季优质晚稻生长特性和温光利用差异

【目的】研究在机插条件下长江下游不同生态区各类型优质晚稻产量、生长特性和温光利用的差异,为选择适宜在该地区作为双季种植的优质晚稻品种提供参考依据。【方法】以2016年和2017年筛选适合长江下游机插的双季优质晚稻为材料(常规籼稻、杂交籼稻、常规粳稻和常优杂粳共20个品种),比较在机插条件下浙江富阳(30.05°N, 119.95°E,海拔17.9 m)与安徽庐江(31.15ºN, 117.16ºE,海拔14 m)两个生态区在产量、生育期、干物质积累以及温光利用方面的差异。【结果】各类型晚稻产量高纬度试点均高于低纬度试验点。与浙江富阳点相比,安徽庐江点种植的常规籼稻、杂交籼稻、常规粳稻、常优杂粳稻产量分别高11.1%、12.9%、6.6%和12.4%。同一试点种植时,常优杂粳产量最高,常规籼稻最低。高纬度点种植时,生育期延长,干物质积累量增加。高纬度点生育期延长杂交籼稻最长(10.4 d),干物质积累量高纬度点增幅常规粳稻最大(齐穗期和成熟期分别增加11.93%和9.44%)。同一试点种植时,干物质积累量杂交稻大于常规稻。籼稻灌浆期和全生育期累积的有效积温两个纬度点差异不明显,但日照时数和太阳辐射及其利用率均是高纬度点显著高;粳稻灌浆期和全生育期累积的有效积温高纬度点明显较低,累积日照时数高纬度点变化不明显,而累积太阳辐射则显著增加;温光资源利用率的变化趋势与此一致;同一试点种植时,生育期、干物质积累量以及温光资源利用率均是粳稻大于籼稻。【结论】晚籼稻在安徽庐江点种植时能充分利用温光资源从而提高产量,晚粳稻对温光资源利用率差异不明显,安徽庐江点产量增加的原因是生育期延长和干物质增加。     

山西南部苹果花期冻害时空分布特征及综合防御技术

利用1997—2016年山西南部苹果主产县(市、区)苹果花期逐日最低气温及日平均气温观测资料,根据苹果花期冻害等级划分指标,采用最小二乘法对花期冻害日数进行线性倾向估计,并用Mann-Kendall非参数检验方法对花期冻害日数的变化趋势进行显著性检验,分析山西南部苹果花期冻害的时空分布特征。结果表明: 山西省南部苹果产区发生花期冻害日数年均为3.1 d,各县花期均温介于13.0℃~13.8℃之间。运城地区4月中上旬易发生冻害,临汾地区吉县与隰县4月下旬易发生冻害;山西南部苹果花期冻害日数近20 a气候倾向率为-0.666 d·（10 a）^-1（P≤0.01）,花期极端最低气温气候倾向率为0.165 d·（10 a）^-1（P≤0.01）,花期极端最低气温与冻害日数具有极显著负相关关系。山西南部苹果花期冻害日数突变点在2008年,且在2015年之后苹果花期冻害日数突破α=0.05显著性水平下限。对于苹果花期冻害的综合防御措施,可采用“以防为主,抗补结合”策略。     

基于称重式蒸渗仪的淮北平原冬小麦蒸散估算模型的本地化

为了解不同作物蒸散量估算方法在淮北地区的适用性,利用新马桥实验站称重式蒸渗仪测定了2016-2017年冬小麦全生育期的实际蒸散值,结合Hargreaves-Samani(H-S)、 FAO-56 PM、Turc、Makkind(Mak)、 Priestley-Taylor(P-T)、Mcloud(Mcl)和DeBruin-Keijman(D-K)7个模型,分析了冬小麦田的蒸散特征,将蒸散的估算值(ET_0)和实测值(ET_C)进行了对比。结果表明,相对于ET_C值,7个模型拟合得到的ET_0的RMSE值为0.99～2.29 mm·d~(-1),且H-S FAO-56 PMTurcMakP-TMclD-K; ET_C与ET_0的相关系数为0.74～0.97,其中FAO-56 PM的相关性最高,P-T、 Mak、 D-K、 H-S也表现出较好的相关性。综合来看,H-S法总体表现较好,更适合该地区。对6种主要气象要素与实测蒸散值进行主成分分析发现,温度是影响ET_C的主要因子,湿度、日照时数和平均风速(2 m)对淮北冬小麦田蒸散值的影响不大;H-S模型以温度数据为基础,利用线性订正法和湿度指数项订正法将H-S模型本地化后检验发现,其优化结果良好,RMSE降低(0.68 mm·d~(-1))。     

依据显微结构及光合特性探讨蝴蝶兰花芽分化的时期

以蝴蝶兰‘大辣椒’为试验材料,对花芽分化进程及期间光合特性和碳水化合物、可溶性蛋白及激素含量的变化进行研究。结果表明：花芽长度为0、2、4、8、16和24 cm时,分别处于花芽分化初始期、花序原基分化期、花原基分化期、萼片原基分化期和花瓣原基分化期（16和24 cm）。蝴蝶兰叶片的净CO2吸收速率在花芽发育前期（0 ~ 4 cm）没有显著变化,花芽8 cm时显著降低。花芽中的碳水化合物和可溶性蛋白的含量显著高于叶片,碳水化合物在花芽长度为4 cm时达到稳定水平,可溶性蛋白含量在花芽8 cm时达到叶片与花芽的平衡;赤霉素（GA）的含量在花芽2 cm时达到最大值,生长素（IAA）含量在花芽4 cm时显著升高,玉米素（ZT）含量在花芽8 cm时显著降低,而ABA含量在花芽发育的过程中并没有显著变化。由此可知,当蝴蝶兰花芽开始分化萼片原基（8 cm）时,光合生理及生化物质基本达到一个相对稳定的水平,此阶段的蝴蝶兰花芽已彻底完成成花分化。     

草地贪夜蛾对小麦的为害风险:取食为害性及解毒酶活性变化初探

为了探究草地贪夜蛾对小麦的为害风险,我们以取食玉米作为对照,开展研究取食小麦对草地贪夜蛾的存活率、取食选择性、生长量和3种解毒酶及乙酰胆碱酯酶的影响。结果表明:草地贪夜蛾初孵幼虫在小麦上的存活率与玉米并无显著差异,高达90%以上。用小麦连续饲喂3龄幼虫7 d,日均体重增加迅速,与取食玉米无显著差异(P0.05)。2龄幼虫取食选择率为小麦玉米,3龄和4龄幼虫的取食选择率为玉米小麦,但均无显著差异。值得注意的是,小麦饲喂48 h后草地贪夜蛾谷胱甘肽S-转移酶活性和多功能氧化酶含量表现为显著诱导上升,而羧酸酯酶和乙酰胆碱酯酶的活性无显著变化。本试验结果初步表明草地贪夜蛾存在为害小麦的风险,应加强草地贪夜蛾在麦田发生情况的监测,同时应重视草地贪夜蛾取食不同寄主对药剂敏感性机制的研究。     

小麦赤霉病自动监测预警系统应用效果评价

2018年在江苏、陕西、河南、湖北、安徽共18个县(市)安装了小麦赤霉病预报器,在周边设置未防治麦田进行赤霉病调查,并与预警软件平台预测结果相比较,评价小麦赤霉自动监测预警系统的准确性。评价结果表明,2018年该系统预测的准确性达71.8%。结合陕西省植保总站、西安市植保站、渭南华州区植保站、商洛洛南县植保站、安徽凤台县植保站2016年-2018年对该系统的评价结果,证实该系统预测准确性较高,系统工作稳定,自动化程度高,可为小麦赤霉病的科学防控提供重要的参考依据,具有一定的应用前景。     

露地栽培番茄斑萎病毒病发生流行规律调查及TSWV重要寄主植物监测

为明确云南省昆明市露地栽培条件下番茄斑萎病毒病的发生流行特征,于2014—2015年采用病害系统调查法结合病毒ELISA及RT-PCR检测方法研究露地栽培条件下由番茄斑萎病毒(tomato spotted wilt virus,TSWV)引起的病毒病发生规律及其重要寄主种类,并研究利用防虫网隔离蓟马对番茄斑萎病毒病的防控效果。结果表明:番茄斑萎病毒病在露地番茄主要种植期3—10月普遍发生,番茄苗期和移栽初期是该病毒病防控的关键期,带毒种苗调运是该病毒病的主要传播途径;田间多种茄科和菊科植物是TSWV的重要中间寄主。在田间,菊科寄主植物油麦菜、莴苣、鬼针草、牛膝菊上TSWV的检出率均较高,在42.53%～81.63%之间;茄科寄主植物中辣椒上TSWV的检出率最高,为41.99%,其次为马铃薯,TSWV检出率为27.78%,在番茄上TSWV的检出率为19.02%,因此生产中应对这些TSWV重要中间寄主给予更多关注和防控。应用防虫网能有效隔离蓟马,使番茄斑萎病毒病发病率和病情指数较对照分别降低了6.44个百分点和5.31,可有效降低番茄苗期及定植期斑萎病毒病的发生。     

响应面法优化纳豆混合发酵工艺的研究

为了改善纳豆的风味和口感,提高其可食用性,通过优化纳豆芽孢杆菌与酿酒酵母混合发酵工艺,降低纳豆的氨腥味;在此基础上,利用单因素试验和响应面法对纳豆固态发酵条件进行优化。确定纳豆固态发酵的最优条件为:混合菌种比例为3∶1,大豆含水量为60%,大豆的铺层厚度为3 cm,高温蒸煮30 min,接种量6%,发酵温度35℃,发酵时间28 h,后熟1 d,此条件下,挥发性盐基氮含量降低了40.1%,纳豆激酶活力提高了39.1%,纳豆的风味和口感均得到提升,更适合我国居民食用。