H2O2对陈化马铃薯切片抗氰呼吸的诱导作用研究

研究了H₂O₂对陈化马铃薯切片抗氰呼吸的诱导作用.用切片和纯化线粒体进行测定的结果均表明外源H₂O₂(5.0 mmol/L)处理对陈化马铃薯切片的总呼吸只有微弱的影响,但却可以明显诱导切片的抗氰呼吸,并显著提高抗氰呼吸对总呼吸的贡献.应用交替氧化酶的单克隆抗体进行Western杂交的结果表明,H₂O₂处理可以增强陈化马铃薯切片中交替氧化酶的表达,表明H₂O₂对抗氰呼吸的诱导作用与其时交替氧化酶表达的诱导有关.抗氰呼吸可能参与了H₂O₂调控植物抗病防御反应的作用机制.     

稻曲病菌毒素对水稻幼根转录组的影响

稻曲病菌(Villosiclava virens)可侵染水稻(Oryza sativa)引发稻曲病而导致水稻显著减产,还可产生对动物和植物都有害的毒素。目前对稻曲病菌毒素的植物毒性机理尚不清楚。本研究首先发现稻曲球水溶性粗毒素对水稻幼苗的根和叶片的生长都具有明显的抑制作用,对根的抑制作用更甚于对叶片的抑制作用。进而以稻曲球水溶性粗毒素处理水稻幼根,利用高通量测序技术进行转录组分析,得到2 665个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)。对DEGs进行基因本体(Gene Ontology,GO)富集分析,在细胞成分的分类(term)中,囊泡和胞外区富集的DEGs最多;在生物过程的分类中,胁迫响应和氧化还原过程富集的DEGs最多;在分子功能的分类中,氧化还原酶活性和转移酶活性富集的DEGs最多。对DEGs进行京都基因与基因组百科全书(Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes,KEGG)通路(Pathway)富集的结果表明,稻曲病菌毒素处理对糖代谢、氨基酸代谢和次生物质代谢有较大影响。经分析发现,DEGs中有62个植物转录因子家族,分属于7种植物转录因子,其中5种参与调控植物对生物胁迫的抗性。实验结果也表明,稻曲球粗毒素明显下调15个植物抗病蛋白编码基因的表达。上述实验结果表明,稻曲病菌毒素主要通过干扰水稻幼根呼吸作用而影响能量供应,通过干扰氨基酸代谢而影响蛋白质合成,进而抑制水稻幼根的生长。此外,本研究推测稻曲病菌在侵染水稻的过程中,可能通过分泌毒素来下调某些水稻抗病蛋白的表达,以降低水稻抵抗稻曲病菌入侵的能力,从而利于稻曲病菌在水稻组织内生存并扩展。本研究为深入探讨稻曲病菌毒素对植物产生毒性的机理提供了基础资料。     

马铃薯Y病毒株系分类及中国大田马铃薯感染的马铃薯Y病毒株系谱研究进展

为了更科学、合理地检测、检疫马铃薯Y病毒(PVY)株系,和全面掌握侵染中国大田马铃薯的PVY株系情况,总结了PVY株系的分类方法,分析了中国大田马铃薯感染的PVY株系谱。认为目前广泛使用的血清型划分法、基因组重组与否划分法、PTNRD效应划分法、过敏反应互作基因划分法,以及Singh等提出的株系群划分法都无法对PVY株系予以完全合理的划分。提出有必要鉴定PVY基因组中决定马铃薯病理效应的基序并通过对基序测序来鉴定PVY株系,通过对株系间基因组差异区段的短序列测序来鉴定PVY株系是目前最接近基序测序分类法的思路。指出感染中国大田马铃薯的PVY目前有PVY^O、PVY^N、PVY^NTN、PVY^N:O、PVY^N-Wi和PVY^NW这6种株系,隶属于2个株系群PVY^O和PVY^N,其中PVY^N株系和PVY^N株系群病样占绝大多数,以非重组株系为主,但重组株系已占一定比例,其发展趋势值得关注。     

L-半胱氨酸对稻曲病菌菌丝生长的抑制作用及其转录组分析

 分别应用3个稻曲病菌菌株ZJ09、XS14、XS1214,以及马铃薯蔗糖琼脂(potato sucrose agar,PSA)固体培养基、马铃薯葡萄糖琼脂(potato dextrose agar,PDA)固体培养基、TB₃固体培养基和马铃薯蔗糖(potato sucrose,PS)液体培养基,进行固体或液体培养,实验结果表明补充0.250~0.500 g·L^-1 L-半胱氨酸对稻曲病菌菌丝生长具有明显的抑制作用,作用强度随L-半胱氨酸浓度提高而增加。分别采集未补充L-半胱氨酸和补充0.250 g·L^-1 L-半胱氨酸的PSA固体培养基平板上培养6 d的两组ZJ09菌丝进行转录组测序,得到2 138个差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs),其中985个被L-半胱氨酸上调表达,1 153个被L-半胱氨酸下调表达。针对转录组测序结果获得的6个DEGs进行了RT-qPCR验证。GO富集结果显示,DEGs在细胞组分、分子功能和生物过程3个类别中均有富集,说明L-半胱氨酸抑制菌丝生长机制复杂。KEGG通路注释结果表明,L-半胱氨酸抑制菌丝生长可能主要与其影响内质网中蛋白质的加工有关。分析DEGs功能后还发现,L-半胱氨酸显著削弱菌丝中几丁质合酶D、细胞分裂控制蛋白6(cell division control protein,CDC6)及细胞分裂控制蛋白48(CDC48)编码基因的表达,推测可能与其对稻曲病菌菌丝生长的抑制作用有关。     

应用焦磷酸测序鉴定马铃薯感染的马铃薯Y病毒株系

为了检验是否可以通过焦磷酸测序法进行短序列测序,来鉴别马铃薯Y病毒(PVY)株系,从NCBI库中选取了代表9个PVY株系的全基因组序列30个,通过比对P1和CP蛋白的氨基酸序列,分别找出一个差异区段,针对这2个区域设计了反转录引物、PCR引物和测序引物。分别从黑龙江省克山县和讷河市各采集了一份马铃薯病叶样品,通过提取总RNA,反转录,再进行PCR扩增获得扩增产物,并对扩增产物进行了焦磷酸测序。测序结果显示,尽管两份马铃薯病叶症状不同,但均感染了PVY(N-Wi株系)(PVYN-Wi)。上述研究表明,利用本试验设计的引物,通过焦磷酸测序法进行短序列测序,可以鉴定马铃薯感染的PVY株系。     

甘蓝型油菜DH系产量及产量相关性状的主成分分析

以甘蓝型油菜DH系群体为材料,连续3 a在不同环境下,对产量及产量相关性状的表型变异,相关性和主成分进行分析,研究影响产量及构成的主导因子。研究结果表明:单株产量的变异系数最大,为22.24%,其次为单株生物量,为20.16%,株高的变异系数最小,为8.88%;单株产量与大多数相关性状呈极显著的正相关,且与千粒重和单株生物量的相关性最高,达到0.8以上,表明了生物量和千粒重对于产量的提高具有重要作用;千粒重和一次有效分枝数皆与角果粒数呈极显著的负相关,表明了角果粒数的减少有利于油菜籽粒重量的增加和一次有效分枝数的增多;株高与分枝高度呈极显著正相关,降低株高可以有效降低油菜分枝高度,从而有利于选育抗倒伏油菜材料。对产量及产量相关性状的主成分分析发现,这些性状可归纳为产量因子、籽粒因子、有效分枝相关因子和主花序角果因子等4个综合指标;4个主成分累积贡献率达到82.40%,基本上可以反映油菜在正常生长条件下,产量相关性状和产量状况。因此,在油菜高产育种中,首先需要加强单株生物量、千粒重和角果粒数的选择;其次是株高、分枝高度、一次有效分枝数、主花序长度和主花序角果数等性状的改良。     

抗坏血酸与植物病理反应调控

抗坏血酸是高等植物中一种非常重要的化学物质,在植物细胞中具有抗逆和抗病等许多重要的生物学功能.在病原物侵染植物时,植物可以通过AsA-GSH循环来调节细胞中的ROS,以维持细胞中ROS的平衡;利用ROS清除系统AsA-GSG循环中AsA-GSH氧化还原态的不平衡,来促进过敏性坏死反应的发生,从而产生对病原的抗性,提高植物的抗病性.在此过程中,AsA和GSH起着关键性作用.AsA也可以作为一种分子信号来激活防卫基因来提高抗病性.因此,AsA与植物病理反应调控的研究在国际上比较热门,而国内研究较少,有必要综述介绍.     

人工培养基上稻曲病菌拟菌核诱导的初步研究

 稻曲病菌在水稻孕穗期侵染水稻小花,在水稻灌浆后期只在个别稻曲球上形成菌核。因此,稻曲病菌菌核分化与发育基因功能研究的相关试验难度较高。为了探究稻曲病菌在人工培养基上能否形成菌核,本文利用低温或杀菌剂环境对稻曲病菌进行了筛选。结果发现,在81个菌株中有13个在人工培养基上形成拟菌核组织,且它们可在低温处理时稳定地产生拟菌核组织。这些拟菌核组织在结构上与菌核类似,但体积较小且组织较为疏松,无法像菌核一样越冬和完成有性生殖。     

2019年浙江省部分地区小麦赤霉病菌种群组成及其对杀菌剂的敏感性调查

为了解2019年浙江省小麦赤霉病菌的种群组成及其对杀菌剂的敏感性,调查了浙江省3个地区(杭州市萧山区、杭州市桐庐县、宁波市象山县)麦田的稻桩带菌率和小麦病穗率,利用PCR和DNA测序技术鉴定病菌的种群组成。结果显示,3月份3个地区田间稻桩的赤霉病菌子囊壳携带率为26.4%～55.4%,其释放的子囊孢子能正常萌发长出菌丝并快速形成菌落;小麦田间3月份空气中赤霉病菌游动孢子数量最多,4-5月份数量有所下降;田间小麦于4月份中旬开始出现病穗,4月下旬病穗率快速攀升;从386个分离菌株中随机选择的32个菌株均被鉴定为亚洲镰孢菌(Fusarium asiaticum);72个菌株被认定为多菌灵(10 mg·L^-1)抗性菌株,约占分离菌株的18.65%。采用菌丝生长速率法检测16个分离菌株对杀菌药剂的敏感性,发现75%肟菌·戊唑醇水分散粒剂和30%唑醚·戊唑醇悬浮剂对分离菌株的EC₅₀值(有效抑制中浓度)均低于5.0 mg·L^-1,40%戊唑·咪鲜胺微乳剂和25%氰烯菌酯悬浮剂对分离菌株的EC₅₀值均低于2.0...     

稻叶黑粉病菌侵染水稻叶片的细胞学研究

稻叶黑粉病是由担子菌Entyloma oryzae侵染水稻叶片或叶鞘引起的真菌病害,但对病原菌与寄主互作的细胞学机制一直缺少了解。本文对采自田间自然发病叶片上的病斑进行了初步的细胞学分析,结果发现,病原菌侵染后,寄主病斑部位的表皮细胞外部形态基本保持完整;病原菌主要在寄主叶肉细胞部位产生大量的厚垣孢子并逐渐取代叶肉细胞;病原菌菌丝在寄主胞外扩展,未见其穿透寄主细胞壁进入细胞内,也没有产生典型的真菌吸器。靠近病原菌菌丝的寄主各种细胞内的细胞器均发生降解,降解产生的脂类物质凝聚成了体积较大的脂质球。寄主维管束组织的细胞壁一直保持完整,未发现病原菌菌丝进入维管束,病原菌菌丝和孢子被限制在寄主相邻两个维管束之间。在发病后期,由于寄主叶片表皮结构整体性破坏导致大量细菌进入,加速了叶片的衰老死亡。本研究结果表明,稻叶黑粉病菌的侵染模式为胞外侵染,类似于活体营养真菌;但病原菌的侵染导致附近寄主细胞降解死亡,类似于腐生营养真菌。