虫害诱导植物信息化合物介导的植物间交流及机制

当遭受植食性昆虫取食时, 植物会释放复杂和多样的挥发性有机化合物。虫害诱导的挥发物在调控植物与不同营养层昆虫群落相互关系中发挥重要作用。同时, 邻近植物也能感知这种虫害诱导挥发物, 对可能即将到来的虫害威胁做出防御准备。获得防御准备的植物在受到虫害损伤时, 会立即启动相应的防御反应。为了应对植物的这种害虫防御策略, 某些昆虫可通过调控植物挥发物信号来传递“假信息”, 从而抑制相邻植物的防御反应。这种信息交流既可发生在同种植物之间, 也可发生在不同科属的植物之间。近年, 植物间的信息交流现象已得到广泛研究, 但相关的生化和分子机制及生态学意义尚不清楚。本文主要探讨了虫害诱导信息化合物介导的植物间交流类型、机制和生态学意义, 以及影响植物间交流的生物或非生物因子, 分析了利用植物间信息交流开展害虫绿色防控的前景。     

烟粉虱MED隐种气味结合蛋白OBP8的克隆、原核表达及与植物挥发物的结合特性

烟粉虱为重要的入侵性经济作物害虫,对入侵地寄主植物存在选择性和偏好性。为明确烟粉虱气味结合蛋白(odorant binding protein,OBPs)的相关特性,通过克隆其OBP8基因Btab OBP8,进行同源基因进化关系分析,构建原核表达载体诱导表达重组蛋白,并利用基于荧光探针N-苯基-1-萘胺(N-phenyl-1-naphthylamine,1-NPN)的荧光竞争结合试验测试了Btab OBP8与不同寄主植物挥发物的结合功能。结果表明,Btab OBP8基因的开放阅读框全长480 bp,编码159个氨基酸,与半翅目其它害虫的OBP8基因进化关系较远。Btab OBP8蛋白重组后,4种化合物即β-紫罗兰酮、月桂烯、柠檬烯和P-伞花烃将1-NPN的相对荧光强度降低到50%以下,其中β-紫罗兰酮和月桂烯与Btab OBP8的结合能力最强,解离常数分别为13.32μmol/L和21.53μmol/L。表明β-紫罗兰酮和月桂烯与Btab OBP8具有良好的亲和力,推测Btab OBP8对β-紫罗兰酮和月桂烯的识别可能参与了烟粉虱对绿色开花植物的吸引和选择作用。     

蚜虫唾液主要成分及其在寄主和害虫互作中的作用

刺吸式害虫唾液里的某些成分通常是植物诱导反应中一些共有的或特异性诱导信号物质。本文综述了蚜虫取食、唾液的主要成分和取食诱发的植物防御信号传导途径,例如水杨酸途径、茉莉酸/乙烯途径,以及唾液诱导使植物防御因子上调效应的分子检测方法;同时还展望了蚜虫唾液研究的应用前景。     

三种化学物质诱导观赏百合对黑斑病抗性的研究

［目的］ 确定水杨酸、纳米硅、草酸铵等3种化学物质对观赏百合黑斑病抗病性的诱导效果,为百合生长期病害的防治提供理论依据。［方法］ 测定3种化学物质对观赏百合黑斑病菌的抑菌活性和诱导寄主抗性效果。［结果］3种化学物质对观赏百合黑斑病菌抑菌率较低,最高仅为5.43%,但处理百合叶片后,诱导百合产生较高抗病性。在100、50 μg/mL和25 μg/mL浓度下,纳米硅的诱导抗病效果最好,分别为55.55%、60.69%、48.57%。水杨酸诱导处理可使观赏百合叶片β-1,3-葡聚糖酶在第1 天达到峰值,纳米硅可以使过氧化物酶在第5天达到峰值,草酸铵可以使苯丙氨酸解氨酶在第5天达到峰值,分别为对照的3.95倍、2.10倍和1.15倍;先诱导处理再接种黑斑病菌1 d后叶片组织内β-1,3-葡聚糖酶、过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶活性均明显高于对照;水杨酸、纳米硅和草酸铵处理7 d后田间诱导防病效果分别为35.38%、43.55%和31.07%;处理14 d后,与第7天相比诱导防病效果明显降低。［结论］水杨酸、纳米硅和草酸铵3种化学物质对百合均有一定诱导抗病作用,其中纳米硅酸的诱导抗病效果最好,可达到48%以上。     

Comparison of root and foliar applications of potassium silicate in potentiating post‐infection defences of melon against powdery mildew

The application of silicon to the roots or leaves reduces the severity of powdery mildew (Podosphaera xanthii) in melon but the latter treatment is less effective. This study compared key biochemical defence responses of melon triggered by P. xanthii after root or foliar treatment with potassium silicate (PS). Treatments consisted of pathogen‐inoculated or mock‐inoculated plants supplied with PS via roots or foliarly, as well as a non‐treated control. The activity of defence enzymes and the concentration of phenolic compounds, lignin and malondialdehyde were determined from leaf samples at different time points after inoculation. Pathogen‐inoculated plants irrigated with PS showed both an accumulation of silicon and primed defence responses in leaves that were not observed in pathogen‐inoculated plants either sprayed with PS or not treated. These responses included the anticipated activity of peroxidase and accumulation of soluble phenols, the activation of chitinase and repression of catalase, and the stronger activation of superoxide dismutase, peroxidase and β‐1,3‐glucanase. Moreover, the lignin concentration increased in response to inoculation, whereas the malondialdehyde concentration decreased. For the foliar treatment, however, only an increase in lignin deposition was observed compared with the control plants. The results show that silicon strongly plays an active role in modulating the defence responses of melon against P. xanthii when supplied to the roots as opposed to the foliage.     

AT毒素胁迫的再生烟草及后代对赤星病的抗性

从4个烤烟品种幼苗心叶叶碟产生的愈伤组织(CA)在含AT毒素的培养基上经两轮筛选,获得的抗毒素CA用于产生了抗病的一次再生植株。用来自抗病性提高50％以上的一次再生株的二代CA产生了抗病的二次再生植株,品种NC89的二次再生抗病植株被称为NC89—TT。获得种子后,NC89—TT二代苗显示出抗毒素损伤、抗病菌侵入、抗病斑扩展的能力,与NC89比,毒素引起的根和叶部病变至少晚8小时、轻64％,病菌孢子侵染率低60％以上,病斑面积减小92％。     

内生球毛壳属真菌CEF-082对棉花黄萎病的控制作用

 内生真菌在生物防治上具有很大的应用潜力,本研究旨在明确棉花内生真菌球毛壳菌(Chaetomium globosum)CEF-082对黄萎病菌(Verticillium dahliae)的拮抗作用及对黄萎病(Verticillium wilt)的防治效果。采用圆盘滤膜法、凹玻片法等测定CEF-082对棉花黄萎病菌的抑制效果;温室采用滤液接种法和基质接种法测定其对棉花黄萎病的防治效果;并采用实时定量PCR检测棉株内防御基因的表达及黄萎病菌的含量。结果表明,CEF-082的非挥发性代谢物对棉花黄萎病菌菌落生长的抑制率为100%,对分生孢子产量的抑制率为70.5%,试验浓度范围内对分生孢子萌发没有明显抑制作用;棉苗预接种CEF-082培养滤液或将CEF-082的玉米沙粒培养物接入基质中再种植棉花,对黄萎病的防治效果分别为62.37%和66.88%;这两种处理对棉花的生长发育没有副作用,且后者对出苗有促进作用;荧光定量PCR结果表明,CEF-082代谢产物显著提高了棉花防御基因苯丙氨酸解氨酶基因(pal)、过氧化物酶基因(pod)和多酚氧化酶基因(ppo)以及β-1,3-glucanase基因的表达量,抑制了黄萎病菌在棉株体内的繁殖。棉花内生真菌CEF-082可以有效地防治棉花黄萎病,其作用机理主要有抗生作用和诱导抗性,在棉花黄萎病防治上具有较好的应用前景。     

稻瘟病菌激发子诱导非寄主植物的抗病效果

 Hyphal cell wall crude elicitor(CWE)of rice blast pathogen could induce hypersensitive response in tobacco and induce other nonhost plants to be resistant to other fungal pathogens.When corn was treated with CWE,they inhibited the infection of Exserohilum turcicum and Curvularia lunata,and when plants of capsicum and cucumber were treated with CWE,they inhibited the infection of Colletotrichum gloeospori-oides.CWE solution showed no bioactivity on spore germination and hyphal growth of the experiment fungi in vitro.Nonhost resistance induced by CWE to other fungal pathogens was not complete resistance.The induced resistant effect(IRE) increased as CWE concentration increased,however,IRE had somehow satura-ted concentration of CWE.Induced nonhost resistance by incompatible pathogen was quantitative to other compatible pathogens.The induced resistance was best at 2 or 3 d after CWE treatment,and then decreased.IRE was about 20 percent in 10 d after CWE treatment.     

SA诱导拟南芥对灰霉病的抗性与木质素含量的关系

对拟南芥植株喷施水杨酸后,接种灰霉病菌(Botrytis cinerea),观察植物对病原物反应的变化。结果表明:喷施水杨酸可以降低拟南芥灰霉病的发生率。在平板培养中,水杨酸对灰霉菌分生孢子的萌发及菌丝的生长均无明显抑制作用,因此认为水杨酸处理后发病率的下降是由于水杨酸处理提高了植物的抗病性,且诱导抗性的持久期在10 d以上。观察中还发现在拟南芥叶片上喷施SA或接种灰霉菌都会使叶片PAL和POD活性上升,进而引起木质素的积累,两者在积累量上和时间程度上具较好的一致性,说明水杨酸诱导拟南芥抗灰霉病的过程中,通过PAL和POD活性的提高进而引起木质素含量的增加,可能是诱导拟南芥产生抗性的机制之一。     

黄粉虫抗菌肽抑制植物病原真菌的适宜诱导处理

对饥饿后黄粉虫幼虫通过饲细菌、针刺饲真菌或放线菌法产生诱导免疫反应;研磨、冷冻离心法获得抗菌肽提取物.采用抑菌圈法测定其对24种植物病原真菌抑菌活性,统计分析抑菌活性处于前3名处理的频次.结果表明,初步得到了抑制植物病原真菌的黄粉虫抗菌肽适宜诱导处理.诱导处理方法对开发包括黄粉虫在内的昆虫抗菌肽是非常重要的.