再植枸杞根际真菌群落对长期连作的响应研究

受枸杞自身种植特点和道地产区土地资源限制,连作障碍已成为制约宁夏枸杞产业可持续发展的主要因素之一,导致严重的经济损失和生态问题。前期研究表明,连作能够显著影响再植枸杞根际土壤细菌的群落结构和多样性,但就连作对真菌群落结构和功能的影响目前仍不清楚。本文利用实时荧光定量PCR和高通量测序技术,研究连作对再植枸杞根际真菌群落丰度及多样性的影响。实时荧光定量PCR分析表明,与对照样地相比,连作显著促进再植枸杞根际及非根际土壤中细菌和真菌的丰度。但连作对真菌的促进作用明显高于细菌,导致细菌/真菌比例失衡,使再植枸杞根际及非根际土壤微生物环境偏向于真菌型。对测序结果的分析发现,所测定样地中枸杞根际及非根际土壤中的优势真菌门分别为子囊菌门、担子菌门、接合菌门、壶菌门及球囊菌门,其中连作地再植枸杞根际子囊菌门的相对丰度较对照样地显著降低,而接合菌门的相对丰度则显著增加(P0.05)。FUNGuild真菌功能预测也证实连作显著抑制再植枸杞根际土壤丛枝菌根真菌的相对丰度(P0.05)。基于距离的冗余分析(db-RDA)结果表明,土壤pH、电导率、硝态氮和有效磷含量是影响枸杞根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05),而土壤硝态氮和有效磷含量则是解释非根际土壤真菌群落变化的主要因子(P0.05)。这些结果说明长期施用化肥可能是改变连作地再植枸杞根际土壤真菌群落结构及枸杞-真菌互作关系的主要因素之一。这一研究结果为理解枸杞连作障碍的形成机制提供理论基础。     

海南粗榧内生真菌F127发酵液的次级代谢产物研究

对海南粗榧(Cephalotaxus hainanensis Li.)内生真菌F127发酵液化学组分进行研究。用多种色谱技术对F127代谢产物进行分离纯化,以LC-MS、ESI-MS和超导核磁共振分析鉴定化合物结构,最后采用MTT法测定化合物的抗肿瘤活性。从海南粗榧内生真菌F127的发酵液中分离得到5个单体化合物,分别鉴定为oblongolide T(1)、sorbicillin(2)、邻苯二甲酸二丁酯(3)、phomopsolide B(4)、6,8-二羟基-3-甲基-3,4-二氢异香豆素(5),且化合物1、4、5对肿瘤细胞K562、NB4、HL-60、Hep G-2和Lovo表现出不同抑制活性。化合物4对5株肿瘤细胞均表现出抑制活性,对K562、NB4、HL-60抑制效果显著,IC50值分别为3.35、0.014和0.16μg/m L,对Hep G-2和Lo Vo只有温和抑制作用;化合物1对K562、NB4、HL-60抑制作用良好,IC50值分别为51.82、54.25和29.31μg/m L;化合物5对NB4和Hep G-2则具有一定抑制活性;化合物2和3对测试细胞株未表现出抑制活性。5个化合物均是首次从海南粗榧内生真菌中分离得到,并首次报道了化合物1、4对K562、NB4、HL-60的优良细胞毒活性,为进一步研究海南粗榧内生真菌中的活性天然产物奠定了基础。     

生防菌R-4的鉴定及其对玉米南方锈病的防效

对分离自玉米植株的内生细菌R-4进行鉴定,测试其对玉米南方锈病(SCR)的防病增产效果。用盆栽方法测定菌株R-4对玉米植株的促生效果,根据16S r DNA序列对菌株R-4进行鉴定,采用自然发病方式测试其对SCR的防病增产效果。结果表明,菌株R-4处理玉米的发芽率、播种后18 d株高、播种后28 d株高、植株地上部干重及根干重比对照分别增加17.19%、32.03%、41.80%、92.53%和37.03%。通过16S r DNA序列分析,将菌株R-4鉴定为蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)。菌株R-4在先玉335、银糯1号、浚单20上对SCR的防效达39.2%~92.1%(平均为65.7%),经该菌处理后玉米增产2.58%~9.02%(平均为6.66%)。     

寄主诱导的基因沉默提高植物真菌病害抗性研究进展

寄主诱导的基因沉默(host-induced gene silencing,HIGS)以病原菌生长发育、产孢繁殖、侵染或致病过程中的关键基因作为靶点,在寄主植物中表达针对靶基因的RNAi构建体,在病原菌侵染植物的过程中,摄入相应的ds RNA或si RNA分子,通过识别、结合特异核苷酸序列,干扰病菌靶基因表达,从而抑制病菌侵染和扩展,使植物表现抗病。这项技术为培育基于病原菌特异序列的植物抗病性奠定了基础,显示了巨大的应用潜力。本文综述了利用HIGS技术提高植物真菌病抗性的最新研究进展,总结了国内外利用这项技术改良植物真菌病害抗性的主要策略、技术路线,展望了发展应用前景。     

Root‐associated microbes in sustainable agriculture: models,metabolites and mechanisms

Since the discovery of penicillin in 1928 and throughout the ‘age of antibiotics’ from the 1940s until the 1980s, the detection of novel antibiotics was restricted by lack of knowledge about the distribution and ecology of antibiotic producers in nature. The discovery that a phenazine compound produced by Pseudomonas bacteria could suppress soilborne plant pathogens, and its recovery from rhizosphere soil in 1990, provided the first incontrovertible evidence that natural metabolites could control plant pathogens in the environment and opened a new era in biological control by root‐associated rhizobacteria. More recently, the advent of genomics, the availability of highly sensitive bioanalytical instrumentation, and the discovery of protective endophytes have accelerated progress toward overcoming many of the impediments that until now have limited the exploitation of beneficial plant‐associated microbes to enhance agricultural sustainability. Here, we present key developments that have established the importance of these microbes in the control of pathogens, discuss concepts resulting from the exploration of classical model systems, and highlight advances emerging from ongoing investigations. © 2019 Society of Chemical Industry     

Ergosterol and microbial biomass relationship in soil

Ergosterol and microbial biomass C were measured in 26 arable, 16 grassland and 30 forest soils. The ergosterol content ranged from 0.75 to 12.94 g g^-1 soil. The geometric mean ergosterol content of grassland and forest soils was around 5.5 g g^-1, that of the arable soils 2.14 g g^-1. The ergosterol was significantly correlated with biomass C in the entire group of soils, but not in the subgroups of grassland and forest soils. The geometric mean of the ergosterol: microbial biomass C ratio was 6.0 mg g^-1, increasing in the order grassland (5.1), arable land (5.4) and woodland (7.2). The ergosterol:microbial biomass C ratio had a strong negative relationship with the decreasing cation exchange capacity and soil pH, indicating that the fungal part of the total microbial biomass in soils increased when the buffer capacity decreased. The average ergosterol concentration calculated from literature data was 5.1 mg g^-1 fungal dry weight. Assuming that fungi contain 46% C, the conversion factor from micrograms ergosterol to micrograms fungal biomass C is 90. For soil samples, neither saponification of the extract nor the more effective direct saponification during extraction seems to be really necessary.     

核桃细菌性疫病菌特性及其与核桃内生菌的竞争作用

为了明确本实验室前期分离得到的一株核桃细菌性疫病菌Xaj DW3F3的相关特性及其与寄主内生菌的竞争能力。对该病原细菌进行了显微观察、生物膜形成测定,不同培养基上多糖和色素含量,以及18项生理生化指标测定。通过毛细管法和滴落法观察其趋化作用,并测试其与寄主内生菌的竞争能力。结果表明,病原菌DW3F3为杆状、极生鞭毛、有运动性并能形成生物膜。其在YPGA、King’B 和NA培养基上生长较好,产生多糖和色素较多。病原菌有较强的耐盐性,致死温度达60℃,对纤维素和淀粉都有较强的分解能力,对NaCl和寄主叶片表现出一定的趋性。在其与核桃叶部内生菌的共培养中表现出一定竞争优势。该病菌菌DW3F3有树生黄单胞菌核桃致病变种（Xanthomonas arboricola pv.juglandis,Xaj）的基本特征及致病相关特性,这些特征可能与其致病性强及病害难以控制有关。     

植物内生菌对柑橘溃疡病的生物防治作用及应用前景

从植物内生菌的抗病机理及生物防治病害作用方面综述了利用植物内生菌防治柑橘溃疡病的机理与优势,并对其生物防治应用前景进行了展望。     

重金属Cd胁迫下内生真菌感染对德兰臭草种子萌发及生长的影响

【目的】 研究Cd对(E+)(E-)种子萌发、植株生长生理及植株内Cd含量的变化规律,为评价共生微生物增强植物重金属耐性和重金属Cd污染防治提供理论依据。【方法】 以德兰臭草感染内生真菌(endophyte infected,E+)与不感染内生真菌(endophyte free,E-)的种子为材料,用不同浓度的(镉)Cd对德兰臭草种子进行胁迫萌发试验,分析重金属Cd胁迫下内生真菌感染对宿主种子萌发及生长的影响。【结果】 Cd胁迫浓度低于30 mg/L时,种子萌发指标均高于对照,胁迫浓度高于30 mg/L时,种子的各萌发指标呈下降趋势,胁迫浓度达到200 mg/L以上时,强烈抑制种子萌发。随着胁迫浓度的升高,无论是幼芽还是幼根,干物质的量都呈现增加的趋势,且Cd转移系数逐渐增大。胁迫浓度低于150 mg/L时,E+的发芽率、发芽势、活力指数均显著高于同一浓度下的E-(P<0.05),且德兰臭草幼根中的重金属含量显著高于同一浓度下的幼芽(P<0.05),E-植株中的Cd含量显著高于E+植株(P<0.05)。【结论】 内生真菌的侵染有效缓解了Cd对德兰臭草种子萌发和生长的毒害作用,证实了共生微生物能增强宿主德兰臭草对重金属Cd的耐受性。