不同木薯品种对草地贪夜蛾的抗性鉴定

为探讨草地贪夜蛾 Spodoptera frugiperda对木薯的寄主选择性,采用虫害指数以及发育与繁殖系统鉴定评价20个木薯品种对草地贪夜蛾的抗性。结果显示, C1115、 SC5和Miandian品种对草地贪夜蛾表现为抗虫性, SC15、 SC8、 SC10、 Limin、 SC124和NZ199品种对草地贪夜蛾表现为中抗,SC9、 SC12、 GR891、 SC8002、 SC6068、 GR10、 SC205和TMS60444品种对草地贪夜蛾表现为敏感,BAR900、 KU50、 Bread对草地贪夜蛾表现为高感。与对照甜玉米YT29相比,取食抗、感木薯品种的草地贪夜蛾发育与繁殖均受到显著抑制,其中抗虫木薯品种的抑制效果最好,取食抗虫木薯品种C1115、 SC5、 Miandian的草地贪夜蛾的发育历期最长,幼虫死亡率最高,雌雄成虫寿命最短,单雌产卵量、卵孵化率和雌虫比最低,表明草地贪夜蛾发育与繁殖受到显著抑制可能是抗虫木薯品种对其表现出较低寄主适合度的重要原因。     

梨火疫病菌luxR转录调节因子的克隆与功能分析

梨火疫病菌(Erwinia amylovora)是一种具有毁灭性的植物病原细菌,能够侵染梨、苹果和其他蔷薇科植物引起火疫病,造成严重的经济损失。luxR家族调控因子具有重要的生理生化作用,是细菌群体感应机制中研究较多的一类重要的转录调节基因。本研究采用PCR技术从梨火疫病菌中扩增出一个luxR同源基因,命名为EaluxR,应用同源重组的方法构建了突变株(EaΔluxR),并对其功能进行初步研究。实验结果表明,EaΔluxR与野生型菌株相比产生的多烯大环内酯类代谢产物在抗氧化压力和生长情况方面有明显差异,对梨幼苗及幼果的致病能力下降;但是EaΔluxR仍能引起烟草过敏性反应,并且在抗生素耐受水平和生物膜的生成方面与野生型菌株相比没有明显差异。研究表明,梨火疫病菌对病菌的生长、次级代谢产物、抗氧化压力以及致病性方面具有关键作用,为深入认识梨火疫的群体感应系统提供了科学依据。     

南方根结线虫MiV901基因在拟南芥中的异源表达及其表型分析

为明确南方根结线虫Meloidogyne incognita效应蛋白MiV901在其寄生过程中的生物学功能,通过构建MiV901基因的植物表达载体,利用根癌农杆菌Agrobacterium tumefaciens介导的花序浸染法将其转化拟南芥Arabidopsis thaliana,并采用室内人工接种法测定转基因植株对灰葡萄孢 Botrytis cinerea侵染及南方根结线虫寄生的影响。结果显示：经Southern blot检测,MiV901基因以不同的拷贝数插入到转基因拟南芥株系901-6、901-8和901-12的基因组中,且qPCR检测结果证实 MiV901基因能够正常表达。3个转基因拟南芥株系901-6、901-8和901-12叶部接种灰葡萄孢3 d后,叶片上形成的病斑平均直径分别为1.00、1.06、1.05 cm,比野生型对照扩大了9.9%~16.5%。相比野生型对照,转基因拟南芥株系901-12、901-6和901-8接种南方根结线虫2龄幼虫后根系上产生了更多的雌虫和卵块,雌虫数分别显著增加了45.4%、34.4%和23.7%,卵块数分别显著增加了51.2%、 46.3%和31.7%。表明异源表达MiV901基因能够抑制植物免疫,增加拟南芥对灰葡萄孢和南方根结线虫侵染的敏感性。     

68个主推小麦品种的白粉病抗性分析及基因推导

【目的】对中国68个主推小麦品种进行抗白粉病分析和基因推导,为白粉病流行预警和防治提供依据。【方法】2011年春季在西南、西北、长江中下游、华北、黄淮和新疆麦区等12个省（自治区）采集1 094个单孢子堆白粉病菌株,并用每个菌株分别接种68个品种离体叶段进行抗感性测定;应用NTSYSpc2.10e软件对表型抗感性数据进行UPGAMA（unweighted pair group arithmetic mean analysis）聚类分析;用实验室长期收集保存的31个毒谱不同的菌株作为鉴别菌株对30个含已知抗白粉病基因材料和68个主推品种的离体叶段进行接种,比较68个品种和单基因材料对31个鉴别菌株的抗性谱,从而推导68个主推品种所含的抗白粉病基因。【结果】抗性测定结果表明,品种间抗谱存在明显差异。内麦8号、内麦9号和绵麦37抗谱宽,对各省菌群的抗性频率均大于99%;济麦22、扬麦11、扬麦12、扬麦13和轮选987等5个品种抗性频率在70%—90%;有54个品种的抗性频率小于40%,占供试品种总数的79.4%,表明大部分主推品种的抗性已被克服。某品种对该品种推广种植区域菌群的抗性频率低于对其它非种植区域菌群的抗性频率。聚类分析可将68个品种分成4大类,第I类包括6个品种,其中5个品种抗性频率在40%—70%;第II类包括7个品种,抗性频率均大于70%;第III类包括54个品种,抗性频率均小于40%;第IV类包括1个品种,抗性频率为46.1%;聚类显示来自于同一省的品种、抗性频率相近的品种具有相似或相近的抗性遗传背景。基因推导表明,内麦8号、内麦9号含有Pm21,偃展4110、新麦208和扬麦11均含有Pm4b;济麦22含有Pm2+ta;其余品种含有其它未知抗白粉病因子。【结论】当前中国主推小麦品种中近80%的品种对全国白粉病菌群的抗性频率不高,特别是就单个品种而言,对该品种种植区的白粉菌群抗性频率更低,存在小麦白粉病在条件适合时暴发流行的风险,必须加强病害预警。同省品种的抗性频率聚类大多聚到同一组,说明同省品种的抗源异质性不高,中国小麦白粉病育种应该引进更丰富抗源。     

荔枝霜疫霉自噬相关基因的鉴定与表达分析

 细胞自噬(Autophagy)是一种真核生物中高度保守的胞内物质降解和循环再利用的生理过程,其调控细胞动态平衡、压力适应和细胞程序性死亡,与植物病原真菌生长发育、孢子形成、侵染等一系列过程密切相关。荔枝霜疫霉(Peronophythora litchii)侵染引起的荔枝霜疫病严重危害荔枝生产及采后贮藏。本研究利用模式物种中已知的自噬相关蛋白,采用同源比对的方法在荔枝霜疫霉基因组数据库中鉴定到19个同源蛋白,分属16种蛋白类型。分析基因结构和蛋白保守功能域,发现荔枝霜疫霉自噬相关基因均具有内含子,且数目差异明显;所鉴定候选蛋白都具有相应分组的保守功能域,而PlATG1a在C端具有2个额外的ATG11功能域,PlATG11则在其N端包含1个APG17功能域。进一步对具有核心功能且多成员的自噬相关蛋白ATG1、ATG6、ATG8和ATG18进行系统进化和序列模块分析发现,这些蛋白在不同物种之间十分保守,但是其同源蛋白间存在分化。通过转录组数据分析和qRT-PCR验证结果显示,荔枝霜疫霉中自噬相关基因在生长发育和侵染阶段均有表达,与菌丝阶段相比,PlATG1a、 PlATG2、PlATG3、PlATG6a、PlATG8、PlATG18a基因在游动孢子阶段特异上调表达,其中PlATG8最为显著;PlVPS34在孢子囊阶段特异诱导表达,PlATG1b、PlATG12、PlATG17在孢子囊与游动孢子阶段上调表达但是在侵染阶段下调表达;PlATG6b、PlATG9、PlATG10、PlATG13、PlATG14及PlVPS15基因在生长发育和侵染阶段均表现出不同程度的上调表达,PlATG7、PlATG11、PlATG18b 则在侵染阶段显著下调表达。结果表明,细胞自噬可能参与调控荔枝霜疫霉的生长发育及致病过程。     

基于GIS的小麦孢囊线虫病在江苏省的发生分布与群体密度分析

 2009-2011年间对江苏省12地1市共59个区县市290个乡镇的小麦孢囊线虫病发生情况进行了系统调查,并结合GIS软件,绘制了该病害的发生分布、群体密度及其与土壤质地之间关系的地理信息矢量图。调查结果表明： 在580个调查点中,有47个区市县152个乡镇的301个调查点发现CCN;在苏北的徐州地区、苏中的泰州和扬州地区以及苏南的镇江地区CCN发生较为普遍,而江苏其他地区发生率相对较低。不同地区平均CCN群体密度差异较大, 徐州、扬州和泰州地区样品分别为34.4、17.5和17.1个孢囊/100 mL土,而连云港、南通和苏州等地区仅为3~5个孢囊/100 mL土;ArcGIS矢量图显示江苏省小麦孢囊线虫病发病田的孢囊群体密度与土壤质地有密切的关系,在土壤质地为沙土和沙壤土的发病田孢囊群体密度普遍较高,徐州沛县王店镇的CCN样品孢囊群体密度最高达到了191.0个/100 mL土,而土壤质地为粘土的病田小麦孢囊线虫群体密度相对较低。本研究为宏观了解小麦孢囊线虫病在江苏省的发生情况和监测发病重灾区CCN的田间发生动态规律提供参考, 并为今后的病害综合防控技术示范与推广提供理论依据。     

基于线粒体DNA-COI序列的禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫双重PCR检测

【目的】设计禾谷孢囊线虫（Heterodera avenae）和菲利普孢囊线虫（Heterodera filipjevi）特异性引物,建立同步快速检测这两种线虫的双重PCR体系,为中国小麦孢囊线虫（cereal cyst nematodes,CCN）的田间快速诊断与综合治理提供技术支持。【方法】通过比对分析10种植物寄生线虫24个群体的线粒体DNA（mtDNA）COI序列,分别设计并筛选禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫的上游特异性引物HaF8和HfF9,以及下游通用引物HafR8;通过引物浓度比和退火温度的优化,建立针对这两种CCN的双重PCR检测体系;利用该体系对中国黄淮麦区部分CCN样品进行种类鉴定。【结果】筛选并获得的特异性引物HaF8/HafR8及HfF9/HafR8,可在一步PCR反应中实现对禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫的特异性检测。引物HaF8/HafR8对禾谷孢囊线虫的特异性扩增产物为200 bp,而HfF9/HafR8对菲利普孢囊线虫的特异性扩增产物为320 bp,条带区分较明显。对双重PCR检测体系的优化发现,引物HaF8、HfF9、HafR8的退火温度为58℃时,该检测体系具有较高的特异性和扩增效率;引物HaF8﹕HfF9﹕HafR8浓度比为0.24﹕0.16﹕0.4 μ·L^-1时,该检测体系能从不同供试线虫中同时特异性地检测出禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫,且扩增效率较高。该检测体系对禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫单孢囊的检测灵敏度为1/2 000 000个孢囊,而对2龄幼虫的检测灵敏度则分别为1/640条线虫和1/1 280条线虫。对采集自中国黄淮麦区CCN病田的14份土样进行双重PCR检测,发现有8个样本只扩增出200 bp的条带,表明这些样本的CCN种类为禾谷孢囊线虫,有4个样本只扩增出320 bp的条带,表明CCN种类为菲利普孢囊线虫,2个样本同时扩增出200和320 bp两个条带,表明样品为禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫的混合发生。以上结果表明,该检测体系可以成功用于两种小麦孢囊线虫田间复合侵染情况的快速诊断。【结论】基于mtDNA-COI序列开发的特异性引物以及建立的双重PCR检测体系,可用于禾谷孢囊线虫和菲利普孢囊线虫田间单一和混合发生样本的同步快速检测。     

广聚萤叶甲幼虫取食植物对产卵选择行为的影响

产卵选择性是衡量植食性昆虫寄主专一性的主要性状之一。为揭示广聚萤叶甲幼虫取食的植物是否影响其成虫产卵植物选择性,于室外网室中采用重复观测设计开展试验,研究幼虫期取食靶标豚草或非靶标苍耳对成虫在这2种植物上的产卵选择性。在非选择性试验中,广聚萤叶甲幼虫取食豚草和苍耳后的产卵数量没有显著差异;但成虫在2种植物上的产卵数量存在显著差异,如幼虫分别在豚草和苍耳上取食,其成虫在豚草上分别产18.94和21.90粒卵,而在苍耳上分别产24.39和25.12粒卵。对卵粒大小(用体积表示)的分析表明,产卵植物之间及其与幼虫取食植物互作对卵粒大小均无显著影响,但幼虫取食不同植物的成虫所产卵粒大小存在显著差异,幼虫取食豚草的成虫产卵粒显著大于取食苍耳的产卵粒。卵孵化率为60%~70%,在各处理之间没有显著差异。在选择性试验中,对产卵选择频次的分析未发现幼虫取食不同植物以及成虫产卵测试植物等处理影响产卵选择偏好。本研究结果说明,广聚萤叶甲雌成虫产卵数量决策行为受幼虫取食植物的影响不大。     

国内橡胶树主要种质对棒孢霉落叶病的抗性评价

棒孢霉落叶病是近年来我国橡胶树新发病害, 发生面积和危害程度有逐年加重的趋势, 已经成为相关产业发展的潜在限制性因素。培育和种植抗病种质是防治该病最经济有效的控制措施, 而育种材料的抗性评价是相关工作的前提。在前期工作基础上, 本研究通过4种方法对国内46份橡胶树主要种质进行了抗病性评价。结果发现, 不同接种方法获得的抗病性评价结果基本一致, 且抗感种质间的差异达到了极显著水平。在供试的46份橡胶种质中, 高抗(HR)种质3份, 占6.52%, 中抗(MR)种质13份, 占28.26%, 轻感(S)和中感(MS)种质各11份, 分别占23.92% , 高感(HS)种质8份, 占17.40%。     

青枯劳尔氏菌蛋白PopW表达条件优化及其诱导植物抗病功能

蛋白PopW是从青枯劳尔氏菌ZJ3721中鉴定得到的一种新的Harpin蛋白,为降低成本,我们对诱导剂IPTG的浓度进行了筛选,结果表明,诱导PopW蛋白表达的最适IPTG浓度为0.01 mmol/L。对蛋白PopW在诱导烟草抗TMV防卫反应中最适宜浓度和持效性的研究结果表明,用蛋白PopW处理的烟草在接种TMV后,其叶片上的枯斑数显著少于对照,且PopW浓度为2.5 mg/L时持效性可达8 d。同时,用蛋白PopW预处理的烟草接种TMV后,其叶片中PR-1a的表达量显著高于对照。浓度为2.5 mg/L的蛋白PopW可以分别诱导番茄对叶霉病、水稻对稻曲病的抗病性,防效达80.19%和86.84%。蛋白 PopW对辣椒还有一定的促生作用,田间经2.5 mg/L的PopW蛋白处理后可增产16.89%。