BP神经网络和支持向量机在积温插值中的应用

积温插值是分布式积温获取的重要途径。为了提高积温插值的精度,应用BP(Back Propagation Learning Algorithm)神经网络模型和支持向量机(Support Vector Machine,SVM)模型建立甘肃省及周边地区的积温插值模型。结果显示:1)从积温插值的空间分布来看,SVM模型比BP神经网络模型能够体现出更多的细节;2)SVM模型的插值精度总体上显著高于BP神经网络模型;3)在平均相对误差(MRE)最大的西区,相比BP神经网络模型的7.19%,SVM模型将误差降低到了5.47%;4)东区两种模型的MRE最小,BP神经网络模型为2.97%,SVM模型为2.03%;5)与分区建模前相比,分区后的插值精度有所提高,BP神经网络模型将MRE降低了0.04%,SVM模型降低了0.11%。     

贝莱斯芽胞杆菌YL2021高产嗜铁素的摇瓶发酵工艺优化

贝莱斯芽胞杆菌Bacillus velezensis YL2021是一株对多种植物病原菌具有良好防治效果的生防菌,其基因组中含有完整的儿茶酚型嗜铁素合成基因簇,在缺铁条件下能产生具有抑菌作用的嗜铁素。为了提高贝莱斯芽胞杆菌YL2021嗜铁素的产量,采用摇瓶培养发酵,通过Plackett-Burman(PB)试验、中心组合试验(central composite design,CCD)和响应曲面法(response surface methodology,RSM)分析,优化菌株YL2021高产嗜铁素的发酵培养基成分和培养条件。结果表明,菌株YL2021高产嗜铁素的最优培养基配方：葡萄糖19.43 g/L、NH₄Cl 1.93 g/L、KH₂PO₄ 9.02 g/L、谷氨酸钠6.00 g/L、Mg SO₄ 1.75 g/L和Ca Cl₂0.08 g/L;最优培养条件为：温度30℃、初始p H值7.0、接种量5%、培养时间36.5 h、转速200 r/min和装液量75 m L(25...     

稻曲病菌致病机制研究进展

 稻曲病是一种水稻穗部病害,在世界各水稻主产区均有发生,已成为世界性病害,在我国也属于水稻主要病害之一。稻曲病的发生严重影响水稻产量和稻米品质。研究其病原菌致病机制,对找寻防治药物的特异性靶标具有重要作用,可为抗病分子育种提供新的思路,为稻曲病菌防治药剂研发提供新的靶标。本文综述了稻曲病菌侵染过程、致病相关基因功能研究、水稻响应稻曲病菌侵染等方面的研究进展,提出进一步研究的策略。现有研究表明,稻曲病菌能成功侵染水稻孕穗期雄蕊的花丝引起发病。病原菌可通过抑制多个水稻免疫途径实现成功侵染;还可模仿胚珠受精激活水稻灌浆、糖代谢等途径为稻曲球的形成提供营养物质;全基因组测序完成和基因编辑技术在基因敲除中的成功应用,为稻曲病菌功能基因研究提供了很好的基础。稻曲病菌独特的侵染过程和营养利用机制是未来研究的重要方向。     

江苏省稻瘟病菌致病力分化及无毒基因组成分析

针对2013-2017年从江苏省采集标样并分离得到的共计621个稻瘟病菌[Magnaporthe oryzae (Hebert)Barr]单孢菌株,利用10对稻瘟病菌无毒基因(ACE1、PWL1、Avr-Pita、Avr1-CO39、Avr-Pizt、Avr-Pib、Avr-Pia、Avr-Pii、Avr-Pik、Avr-Pi9)特异性引物进行扩增,分析江苏省稻瘟病菌无毒基因的分布及频率。结果表明:上述10个无毒基因在江苏省均有分布,但出现频率不同,其中平均扩增频率最高的为Avr-Pib,达到74. 56%,最低的是Avr-Pia,只有9. 34%。Avr-Pib、Avr-Pik、Avr-Pizt连续5年扩增频率较高且稳定遗传。此外,采用日本清泽鉴别品种对稻瘟病菌供试菌株进行致病力测定,结果表明供试菌株对Pi-zt、Pi-z、Pi-ta、Pi-ta2、Pi-i表现为弱毒力。综上所述,江苏省稻瘟病菌群体组成较为复杂,且存在较大易变性;无毒基因的分布存在较大差异,且与地理区域密切相关。     

水稻稻瘟病菌拮抗细菌的筛选与鉴定

采用平板测定法和盆栽试验结合筛选对稻瘟病菌具有高效抑菌活性的拮抗细菌,结果表明：从江苏省南京市、丰县、泗阳县等地的50份稻田水稻根际土壤样品中,得到1 015个细菌分离物,共获得45株对稻瘟病菌具有高效抑菌活性的拮抗细菌,其中10株对稻瘟病菌、水稻纹枯病菌和水稻稻曲病菌、水稻细菌性条斑病菌及水稻白叶枯病菌均表现出较强的广谱抗菌活性(对5种水稻病原菌平均抑制率在45％以上)。水稻苗瘟的盆栽防治效果表明：拮抗细菌T429和T392具有较好的防治效果,分别达到69.4％和61.1％。结合理化特性和16S rDNA鉴定,T429为枯草芽孢杆菌(Bacillus subtilis),T392隶属伯克霍尔德菌属(Burkholderia)。     

稻曲病菌T-DNA插入突变菌株B1241侧翼基因克隆

【目的】分析稻曲病菌(Ustilaginoidea virens)致病力减弱的T-DNA插入突变菌株B1241的生物学性状和致病力,并结合分子生物学手段研究其T-DNA插入位点的侧翼基因,以解析突变基因在稻曲病菌生长和致病过程中的作用,从而为阐明稻曲病菌致病机制提供理论基础。【方法】以野生菌株P1作为对照,观察并检测突变菌株B1241的菌落形态、生长速率、孢子形态、产孢量等生物学性状;采用注射接种的方法将菌丝和孢子的混合液接种于水稻穗苞中,统计每穗发病的病粒数,分析B1241的致病性变化;突变菌株B1241在不含有潮霉素的PSA平板上转接5代之后,PCR检测T-DNA插入的稳定性并通过Southern杂交分析B1241中T-DNA插入的拷贝数;利用HiTail-PCR获得T-DNA插入位点的侧翼序列,经NCBI比对得到侧翼基因;运用RACE-PCR克隆插入位点侧翼基因全长;qRT-PCR分析侧翼基因的表达情况。【结果】经生物学特性观察及田间接种发现,与野生菌株P1相比,突变菌株B1241在固体培养基MM、PSA和TB3上的菌落和孢子形态以及生长速率无显著差异,其致病力、产孢能力均呈极显著下降。B1241在不含潮霉素的PSA平板上转接5代之后,仍能扩增到GFP和HPH基因,说明T-DNA已经稳定地插入到其基因组中。Southern杂交结果显示T-DNA在该突变菌株中以单拷贝的形式插入。经扩增并比对侧翼序列,T-DNA的插入位点处少了28 bp的稻曲序列,有37 bp在T-DNA及稻曲病菌基因组中都没有比对到。NCBI比对发现,侧翼基因Uvt-1241与UV-8b菌株的UV8b-7878基因同源,开放阅读框长2 317 bp,包含81和106 bp的2个内含子,编码709个氨基酸。经RACE-PCR获得基因全长2 650 bp,5'非编码区长度为14 bp,3'非编码区长度为319 bp。T-DNA插入在基因Uvt-1241的启动子区域,位于起始密码子之前516 bp处。qRT-PCR分析结果表明,Uvt-1241在该突变体中表达量下降。该基因编码一个糖基水解酶18家族的蛋白,同时含有一个保守结构域D××D×D×E。【结论】稻曲病菌突变菌株B1241中,T-DNA插入到基因Uvt-1241的启动子区域,从而导致该启动子功能部分缺失,基因表达量下降,使得突变菌株的生长、产孢等生物学特性及致病力发生改变,由此推测该基因可能在稻曲病菌生长及致病过程中起着重要的作用。     

水稻细菌性条斑病菌拮抗细菌的筛选、评价与应用研究

从江苏省南京、泰州、扬州和宿迁等地区水稻田采集水稻病叶、健叶、根围土等样品90份,分离纯化得到1173个细菌分离物,对其进行水稻细菌性条斑病菌Xanthomonasoryzaepv．oryzicola皿内抑制试验,共获得12株拮抗能力较强的细菌,其中4株拮抗细菌抑菌圈直径大于27mm。盆栽试验结果表明,12株拮抗能力较强的细菌中有4株对水稻细菌性条斑病菌防效大于50％,其中菌株Lx-1l盆栽防效达62．5％。大面积示范试验结果表明菌株Lx．11田间防效达60．2％,显著高于化学药剂20％叶枯唑的防效（51．2％和45．8％）。形态特征、理化特性和分子鉴定分析确定菌株Lx．11为解淀粉芽孢杆菌Bacillusamyloliquefaciens。     

江西省稻瘟病菌毒性的群体结构分析

用江苏省的吴江、赣榆、通州、高邮和宜兴等5个代表地区的324个稻瘟病菌株接种13个日本已知抗病基因品种，结果表明，江苏省稻瘟病菌对携带有Pi-Ka,Pi-ta,Pi-ta2和Pi-sh抗病基因品种的可致病比例较高，毒力频率达64．2％－97．2％，对携带有Pi-iPi-z和Pi-b抗病基因的品种毒力频率较低，在0－11．9％之间；江苏省稻瘟病菌毒性的群体结构年度间有一定变化，表现为对某些抗病基因品种毒力频率的明显上升或下降。从江苏省10年主栽品种上分离的稻瘟病菌株对13个已知抗病基因品种的毒力频率测定结果表明，不同类型主栽品种上分离的菌株其毒性结构组成有一定差异,表明江苏省水稻主栽品种的抗性类型存在一定差异。     

集成生物防治和秸秆还田技术对设施番茄增产及土传病害防控效果研究

本研究在设施条件下,评估了综合使用秸秆还田和生防菌技术对设施番茄连作土传病害的防治效果及增产作用。研究表明：1）秸秆还田技术有利于温室内C02积累,比常规温室C02的含量普遍高200-400μL．L-1,同时能够提高地温0．5℃;2）分别单独使用2个生防菌、单独使用秸秆还田技术和2项技术集成使用的5个处理中,生防菌PTS394＋秸秆综合处理效果最好,株高和茎粗分别比常规增加达到35．9％和20．9％,理论产量达9302．7kg·667m^-2;3）土传病害防效调查显示,生防菌PTS394＋秸秆和B1619＋秸秆2个综合处理防效最好,分别为68．0％和66．2％。基于理论产量、市场番茄价格及投入成本情况,最终计算得出综合应用生防菌PTS394和秸秆还田技术处理的理论亩纯收益最高,为23071元,番茄效益增收达41．7％。本研究为生防菌和秸秆还田技术在田间的综合使用提供了理论基础。     

假隔链格孢SF-193的产孢特性及其分生孢子对空心莲子草的致病力

为了探明SF-193的产孢特性,选取了8种产孢培养基,研究分别在自然光、黑光灯和黑暗的条件下对SF-193产孢的影响程度。试验结果表明,在黑光灯连续照射11d后,SF-193在PCA、CA、SNA、Czapek和组织煎汁5种培养基上有少量分生孢子产生,而在其他3种琼脂培养基上不产生分生孢子。PCA培养基中马铃薯与胡萝卜比例为1：5时,SF-193在9d后产孢量最大,10×10倍显微观察约60个孢子/视野;当CA培养基中的胡萝卜含量提高至80%左右时, SF-193在3d后达到最大产孢量,10×10倍显微观察约300个孢子/视野。研究了黑光灯照度与胡萝卜含量对SF-193产孢的影响。结果表明,在黑光灯照度为195～210lx、胡萝卜含量约为0.8g/ml时,SF-193在25℃培养6d后产孢量最大,约为6.5×10^5个孢子/ml。SF-193的分生孢子在田间对空心莲子草的致病力测定结果表明,经孢子浓度10^4个孢子/ml处理后,空心莲子草的病情指数为67.7。