意大利蜜蜂AmCht11基因的克隆鉴定和发育时期表达分析

【目的】克隆鉴定和定量PCR组织表达分析意大利蜜蜂(Apis mellifera)几丁质酶AmCht11基因。【方法】克隆测序鉴定AmCht11基因序列,通过多重序列比对分析该基因编码的氨基酸序列特征和结构域组成;在线预测AmCht11蛋白的二级结构、三级结构以及相互作用靶蛋白,构建系统进化树分析该蛋白在几丁质酶家族中的分类和进化关系;实时定量PCR分析AmCht11基因的组织表达特征。【结果】AmCht11基因cDNA序列全长1404bp,编码468个氨基酸;预测AmCht11蛋白质相对分子质量为53.5kDa,等电点为7.21。多重序列比对和系统进化分析表明,AmCht11蛋白为几丁质酶GH18家族Group-Ⅷ亚家族成员,该蛋白的氨基酸序列N-端含有跨膜域,具典型的几丁质酶催化结构域,无结合结构域,也不具信号肽。进一步实时定量PCR分析表明,AmCht11基因表达量在意大利蜜蜂幼虫发育第2至第5日龄无明显波动,至幼虫后期第6日龄表达量明显上调。【结论】推测AmCht11基因与意大利蜜蜂幼虫发育后期的蜕皮有关。
     

意大利蜜蜂AmCht11基因的克隆鉴定和发育时期表达分析

【目的】克隆鉴定和定量PCR分析不同发育时期意大利蜜蜂(Apis mellifera)几丁质酶AmCht11基因。【方法】克隆测序鉴定AmCht11基因序列,通过多重序列比对分析该基因编码的氨基酸序列特征和结构域组成;在线预测AmCht11蛋白的二级结构、三级结构以及相互作用靶蛋白,构建系统进化树分析该蛋白在几丁质酶家族中的分类和进化关系;实时定量PCR分析AmCht11基因的组织表达特征。【结果】AmCht11基因c DNA序列全长1 404 bp,编码468个氨基酸;预测AmCht11蛋白质相对分子质量为53.5 k Da,等电点为7.21。多重序列比对和系统进化分析表明,AmCht11蛋白为几丁质酶GH18家族Group-Ⅷ亚家族成员,该蛋白的氨基酸序列N-端含有跨膜域,具典型的几丁质酶催化结构域,无结合结构域,也不具信号肽。进一步实时定量PCR分析表明,AmCht11基因表达量在意大利蜜蜂幼虫发育第2至第5日龄无明显波动,至幼虫后期第6日龄表达量明显上调。【结论】推测AmCht11基因与意大利蜜蜂幼虫发育后期的蜕皮有关。     

3种促生有益微生物在上海梨树上的应用

【目的】探究有益促生微生物对梨树生长的影响,并分析其对梨树果实和土壤有效磷的影响,为促生有益微生物作为新型生物肥料在林业上推广应用提供理论依据。【方法】对每棵树采用每次根施800 mL稀释液(含100 mL原液)的方式,将吡咯伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pyrrocinia)JK-SH007菌株、根围促生解淀粉芽孢杆菌(Bacillus amyloliquefaciens)FZB42菌株和水拉恩氏菌(Rahnella aquatilis)JZ-GX1菌株等3种促生有益微生物应用于上海地区生长的梨树上,比较分析它们在促进梨树生长、提升叶片生理指标(叶片的叶绿素含量和叶片组织中的含水率)、增加树体根际土壤有效磷含量,提高果实品质(果实的平均单果质量和可溶性固形物含量)中的作用。【结果】施菌处理8个月后,3种菌剂均可以明显地增加梨树的地径,以施用JK-SH007菌剂的效果最为显著,可以使地径增加0.34 cm; 施菌剂处理5个月后,3种菌剂可提高梨树叶片中叶绿素含量和叶片含水率,且以JZ-GX1菌剂的提高最为显著,可以使叶片中叶绿素含量(以SPAD值表示)增加1.8,使叶片含水率增加3.4%; 施菌处理8个月后,3种菌剂可增加根际土壤的有效磷含量,以施用JK-SH007的土壤增加最多,增加了42.9 mg/kg。施用JK-SH007菌剂可以显著增加6年生梨的平均单果质量,JK-SH007与FZB42菌剂能显著增加6年生梨的可溶性固形物含量。【结论】JK-SH007菌株对梨树具有促进树体生长、提高叶片叶绿素含量和叶片组织含水率、增加根际土壤有效磷含量、增加果实产量和可溶性固形物含量的作用; 相比其他两种促生微生物,JK-SH007菌株在6年生梨树上促生效果更好。     

唐古特白刺NtCBL1、NtCBL2基因克隆及表达分析

【目的】唐古特白刺(Nitraria tangutorum)是土壤荒漠化和盐碱化防治的先锋植物,对高盐和干旱有极强的适应能力,植物CBL基因作为钙离子感受器,在植物逆境应答及发育过程中具有重要功能。以盐生植物唐古特白刺为材料,开展唐古特白刺CBL基因克隆及表达分析,以深入了解唐古特白刺的抗逆分子机制。【方法】根据唐古特白刺的转录组数据,设计特异性引物,克隆两个CBL基因,并对其进行生物信息学分析和亚细胞定位鉴定。使用实时荧光定量PCR技术分析盐胁迫条件下唐古特白刺CBL基在叶片中的表达模式。【结果】克隆鉴定了唐古特白刺的NtCBL1、NtCBL2基因,NtCBL1基因cDNA编码区长度为642 bp,可编码213个氨基酸,蛋白质分子质量为52.77 ku,分子式为C_{1 971}H_{3 302}N₆₄₂O₈₃₆S₁₀₆;NtCBL2基因cDNA编码区长度为681 bp,可编码226个氨基酸,蛋白质分子质量为26.10 ku,分子式为C_{1 179}H_{1 832}N₂₉₈O₃₅₆S₇。亚细胞定位预测和鉴定结果显示NtCBL1、NtCBL2蛋白均定位于细胞膜上。在胁迫、干旱迫、冷胁迫处理下,NtCBL1、NtCBL2基因均表现出不同程度的变化,而NtCBL1基因的变化更为明显,推测其在盐、干旱胁迫中发挥重要作用。【结论】从唐古特白刺中克隆出NtCBL1、NtCBL2基因,发现NtCBL1基因在盐胁迫下表达量明显上升,而NtCBL2基因变化不大。结果表明NtCBL1基因可能参与唐古特白刺的盐、干旱胁迫响应,而NtCBL2基因在冷胁迫下起一定作用。     

杉木ClWRKY44基因克隆及其表达特性分析

【目的】以杉木幼叶为试验材料,通过克隆杉木ClWRKY44基因,分析其表达特性,为揭示杉木抗逆生理的分子机制提供理论依据。【方法】采用RT-PCR技术克隆杉木ClWRKY44 基因,对其进行生物信息学分析和亚细胞定位研究,并利用实时荧光定量PCR技术分析其表达情况。【结果】杉木ClWRKY44 基因的开放阅读框(ORF)为1 776 bp,编码591个氨基酸,具有WRKY结构域。系统进化树分析结果显示ClWRKY44 基因与拟南芥(Arabidopsis thaliana)ATWRKY44 的亲缘关系较密切,其在杉木的不同器官(叶、根、茎) 中均有表达,嫩叶中的表达量最高,茎中次之,根中最低。低温胁迫处理6 h,ClWRKY44 基因相对表达量最高,约是对照组的79.8倍。干旱胁迫处理24 h,ClWRKY44 基因在高浓度干旱胁迫处理下的相对表达量最高,约是对照组的46.6倍。【结论】杉木ClWRKY44基因编码的蛋白质序列与拟南芥ATWRKY44的同源性很高,在调控植物逆境胁迫应答过程中可以发挥功能,为杉木幼苗生长发育的适应性提供参考。     

刚毛柽柳ThPCS 1基因克隆与镉胁迫应答分析

【目的】探究刚毛柽柳(Tamarix hispida)植物络合素合酶(phytochelatin synthase,PCS)基因ThPCS1的镉胁迫应答功能。【方法】通过逆转录聚合酶链式反应(RT-PCR)对刚毛柽柳ThPCS1基因进行克隆;通过BioEdit、MEGA 5.0等软件对ThPCS1蛋白进行生物信息学分析;通过实时荧光定量PCR(RT-qPCR)技术分析镉(Cd)胁迫条件下ThPCS1基因在柽柳根和叶中的表达水平;构建pROKII-ThPCS1过表达载体,通过瞬时侵染技术获得转ThPCS1基因柽柳,分析比较转基因和对照柽柳Cd胁迫应答相关生理指标和生理染色情况。【结果】从刚毛柽柳转录组数据中分离出ThPCS1基因的全长转录组序列,预测该基因的开放阅读框为1 581 bp,编码526个氨基酸,编码蛋白质的分子质量为130.75 ku,理论等电点pI为5.0。保守结构域的多重比对分析结果均显示ThPCS1蛋白在N端具有PCS结构域。RT-qPCR结果显示在镉胁迫条件下,ThPCS1基因在柽柳根中被诱导表达,且呈现出组织特异性的表达模式。对镉胁迫处理后的刚毛柽柳ThPCS1转基因植株和对照植株相关生理指标进行测定,结果显示,同对照植株相比,转基因植株的活性氧和镉离子含量降低,细胞膜损伤减小。【结论】刚毛柽柳ThPCS1基因在根中的表达明显受到镉胁迫诱导,可能参与了刚毛柽柳对镉胁迫的应答。本研究初步证明刚毛柽柳ThPCS1基因可能提高了转基因植物的耐镉能力,是一个耐镉分子育种的候选基因。     

白桦BpTCPs基因家族生物信息学及时空表达分析

【目的】通过研究白桦TCP转录因子的序列特征及其在不同时期组织中的表达规律,为揭示BpTCPs 在白桦生长发育中的作用提供证据。【方法】依据白桦45个转录组测序结果,共获得 15 条TCPs 基因。利用生物信息学方法对TCPs基因进行了全面分析,采用实时荧光定量PCR技术分析基因在不同组织中的表达模式。【结果】生物信息学分析发现,15 条 BpTCPs均含有 1 个高度保守的bHLH结构域,系统进化分析发现 15条白桦TCP分属于TCP 蛋白的两大类; qRT-PCR分析结果显示,自5月到 9月的生长阶段中,顶芽中 BpTCPs 的表达水平呈现不同程度升高的变化趋势; 茎中BpTCP3在整个生长季上调表达; BpTCP4、BpTCP10及BpTCP7、BpTCP8分别在越冬后的雌花及雄花中上调表达。【结论】明确了BpTCPs基因的功能及揭示其参与调控植物生长的分子机制奠定基础。     

马尾松PmCBL3基因的克隆及其表达分析

【目的】为明确马尾松(Pinus massoniana)CBL基因结构特征及干旱胁迫下的表达特性,探讨该基因在马尾松抗旱调控过程中的生物学功能。【方法】以马尾松优良家系为试材,采用RT-PCR和RACE方法克隆马尾松CBL基因全长cDNA,运用生物信息学方法,分析其蛋白质性质和亲缘关系,利用荧光定量PCR分析干旱胁迫下的基因表达特性。【结果】获得马尾松的一个CBL同源基因,命名为PmCBL3,该基因cDNA序列全长1 035 bp,包括681 bp的完整开放阅读框,编码226个氨基酸。PmCBL3蛋白含4个EF-hand功能域,且相邻EF-hand功能域之间的氨基酸数目非常保守,属于EFh家族蛋白。系统进化分析表明:该蛋白与其他植物CBL同源性达62%～98%,其中与北美云杉(Picea sitchensis)CBL亲缘关系最近。qRT-PCR结果显示,PmCBL3在马尾松根中表达量最高,茎和叶次之; 干旱第15天表达量最大,随干旱胁迫加剧,表达量逐渐降低。【结论】PmCBL3基因属于CBLs家族,与北美云杉亲缘关系最近。该基因响应干旱胁迫,推测其可能参与马尾松干旱逆境的应答调控。     

杨树根特异性表达β-果糖苷酶抑制子的功能性验证

【目的】植物细胞壁转化酶(CWI)和液泡转化酶(VI)是分配碳水化合物、维持库器官强度和环境胁迫应答的重要因子。大量证据表明CWI和VI由β-果糖苷酶蛋白抑制子的翻译后调控机制介导。然而,关于C/VIFs家族的分子和遗传学基础以及生化特性研究目前还不清楚。【方法】应用生物信息学分析基因结构特征和系统进化关系,并利用实时荧光定量PCR研究转录本在组织中的丰富度。同时,结合烟草叶片瞬时和拟南芥遗传转化法的荧光表达,以及重组蛋白系统分别对PtC/VIF1亚细胞定位特征和体外抑制活性进行深入鉴定。【结果】共39个PtC/VIF候选编码基因家族被筛选出来。PtC/VIF1在根中具有高转录水平;共聚焦显微镜观察证实PtC/VIF1是分泌到细胞外空间。重组蛋白活性检测表明其对CWI蛋白具有特异的亲和抑制活性,说明PtC/VIF1是定位于质外体的β-果糖苷酶抑制子。【结论】对C/VIF编码基因家族生物信息学分析和PtC/VIF1在杨树中的功能性鉴定属于首次报道,可为后期进一步深入探索该基因的生理学作用和参与抗病防御路径以及环境胁迫响应的潜在功能提供理论基础和研究依据。     

基于嗜铁素介导的吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007促生作用机制研究

【目的】分析吡咯伯克霍尔德菌 JK-SH007基于产嗜铁素的促生作用机制。【方法】通过萃取、过柱等操作,分离纯化,获得吡咯伯克霍尔德菌 JK-SH007所产嗜铁素(简称JK-SH007-嗜铁素)的纯品,通过HPLC和LC-MS对其结构进行鉴定,通过与病原菌共培养,测菌丝干质量的方法,分析其对3种杨树溃疡病病原真菌(金黄壳囊孢、拟茎点霉和七叶树壳梭孢)的抑制作用,以商品嗜铁素磺酸去铁胺(DFOB)作为对照,比较JK-SH007-细菌重悬液、1.4 mg/mL JK-SH007-嗜铁素溶液对番茄、黄瓜种子的萌发作用,并继续观察对黄瓜幼苗的促生作用和番茄挂果果品改善效果,评估JK-SH007-嗜铁素的直接与间接的促生作用。【结果】与对照相比,JK-SH007-嗜铁素显示出比DFOB更有效的抑制真菌生长的活性,3种病原真菌抑菌率分别为(89±0.9)%,(76±0.6)%和(90±0.7)%。同时,与JK-SH007-菌悬液相比,JK-SH007-嗜铁素溶液对番茄、黄瓜种子和幼苗活力的提高表现更好,而对于黄瓜幼苗的生长促进作用和番茄挂果的改善作用,其效果与菌悬液相近。【结论】嗜铁素为促生菌吡咯伯克霍尔德氏菌 JK-SH007的主要促生生防因子之一。     

吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007分批发酵 动力学模型的构建

吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007是分离自杨树中的一种细菌,其对杨树病原真菌具有抑制作用,是一种具有生防应用潜力的有益菌株。为深入了解该菌株的发酵进程,放大发酵规模,并对发酵过程进行最优化控制,笔者对JK-SH007菌株液体分批发酵产生抑菌活性的动力学进行了研究。根据发酵实验数据,分别选用Logistic 方程、Luedeking-Piret 方程和Luedeking-Piret like方程建立了模拟菌体生长、抑制真菌活性产生和葡萄糖消耗的动力学模型。经拟合分析发现,动力学模型的计算值与实验值拟合良好,可直观反映JK-SH007菌株分批发酵过程中的动力学特征。     

松材线虫性别决定基因Bx-sex-1表达特征和生物学功能分析

【目的】揭示松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)性别决定基因Bx-sex-1的表达特征和生物学功能。【方法】通过Mega 6中的Jones-Taylor-Thornton (JTT)模型,采用邻接法(neighbor joining,NJ)对Bx-sex-1和其他线虫的氨基酸序列进行系统发育构建。采用同步培养的方法分别收集不同龄期的松材线虫并提取总RNA,反转录获得cDNA并采用实时荧光定量PCR (qRT-PCR) 的方法,研究Bx-sex-1在松材线虫不同发育阶段的相对表达量。同时采用qRT-PCR并通过绝对定量法分析Bx-sex-1基因在雌虫和雄虫基因组的拷贝数。采用dsRNA浸泡法对目的基因进行干扰,观察松材线虫后代卵的孵化率和雌雄比的变化。【结果】系统进化树显示松材线虫Bx-sex-1和其他两个植物寄生线虫成为一支,与自由生线虫和寄生动物线虫分别进化为不同的分支。松材线虫Bx-sex-1在不同发育阶段相对表达量有差异,在卵期相对表达量最高,而在2龄幼虫时期最低,从2龄幼虫时期到成虫时期相对表达量逐渐升高。qRT-PCR结果显示Bx-sex-1基因在雌虫和雄虫基因组中均为单拷贝。Bx-sex-1被干扰后,卵的孵化率下降,雌雄比降低。【结论】松材线虫Bx-sex-1基因在卵的发育过程和性别决定中可能具有重要作用。     

专题报道Ⅰ：松材线虫病致病机理与病害防治（执行主编 叶建仁）专题编者按

松材线虫病是在我国发生最严重的毁灭性森林病害,已经在10多个省市区造成了严重的经济和生态损失。该病害原产地为北美洲,自20世纪初先后传入东亚的日本、中国和韩国等,给这些国家的松林带来了巨大的破坏。我国于1982年首次在南京发现松材线虫病,40年来病害一直在不断扩展蔓延。至2021年底,我国有19个省（自治区、直辖市）的728个县级行政区被划分为疫区,当年病死松树达到数千万株,防控形势异常严峻。本专题针对当前松材线虫病流行与防控中的一些热点和难点问题,围绕分子致病机理、疫源追溯和病害防治方法等方面开展研究,通过RNA干扰、基因重组和酵母转化实验明确松材线虫性别分化基因和热激转录因子在生长发育过程中和性别分化中具有的重要作用;以新一代测序技术、分子标记手段研究分析松材线虫在我国的种群分化情况,揭示不同线虫类群与地理区域间呈现的相关性;利用微生物培养、浸渍提取法和生理生化指标测定等方法,筛选并获得一系列对松材线虫具有明显拮抗作用的腐生线虫、松树内生细菌和植物提取物。本专题研究内容有助于深入解析松材线虫病在我国的传播蔓延规律,揭示松材线虫致病关键基因功能,提出病害防控的新方法,从而为更好地防控这一重大外来入侵物种引起的病害提供重要的理论和实践支撑。     

鞭毛蛋白毒素导致的黑松超微结构病理学变化

【目的】以松材线虫、致病细菌荧光假单胞菌及其鞭毛蛋白毒素、非致病细菌缓慢葡萄球菌等材料对3年生黑松进行接种试验,通过其样枝切片的超微结构病理学变化,了解致病细菌毒素在松萎蔫病中的作用。【方法】分别以野生松材线虫悬液、荧光假单胞菌菌株GcM5-1A无细胞滤液、无菌松材线虫+荧光假单胞菌菌株GcM5-1A、荧光假单胞菌菌株GcM5-1A的鞭毛蛋白毒素Flg、无菌松材线虫+缓慢葡萄球菌菌株AM2C、无菌松材线虫悬液接种黑松,以健康松树为对照。对于发病的处理,在接种后病程的第2或第3阶段取样; 对于未发病的处理,则在接种11 d后取样。取样时,在距离接种点不同位置进行,然后制备透射电镜样品,观察这些切片的超微结构变化。【结果】野生松材线虫、GcM5-1A无细胞滤液、无菌松材线虫+GcM5-1A、GcM5-1A鞭毛蛋白毒素等4种处理下黑松树体组织的超微结构均遭受严重破坏,病理学变化趋势一致。无菌松材线虫、无菌松材线虫+AM2C等两种处理下树体组织基本未遭受破坏,超微结构观察结果与健康松树的基本一致。GcM5-1A无细胞滤液与野生松材线虫的处理中,在靠近接种点处,前者处理下切片的超微结构受害比后者严重; 在远离接种点处,前者受害反而比后者轻。通过GcM5-1A无细胞滤液与野生松材线虫接种观察结果比较,发现松材线虫在树体内的移动加速了致病菌的扩散,导致毒素的增产和扩散,加速了松树的死亡。【结论】在接种处理的第2阶段是松萎蔫病发展的关键阶段。无菌松材线虫不能致死松树,而松材线虫携带的致病细菌产生的毒素是致死松树的真正原因,验证了松萎蔫病是松材线虫与其携带致病细菌的复合侵染导致病害的假说,而松材线虫在树体内的移动加速了致病菌的扩散,最终导致松树加速死亡。     

白桦BpTCP8基因生物信息学及表达特性分析

【目的】通过研究白桦BpTCP8基因的序列特征及其在不同组织部位、激素处理与胁迫应答中的表达特性,为揭示BpTCP8在白桦生长发育中的功能提供依据。【方法】利用生物信息学方法对BpTCP8基因进行分析,采用实时荧光定量 PCR 技术分析BpTCP8基因在不同组织部位、激素处理与胁迫应答中的表达特性。【结果】生物信息学分析发现,BpTCP8含有TCP家族高度保守的bHLH结构域;qRT-PCR分析结果表明,白桦BpTCP8在发育和衰老初期的叶片中表达量高,并在深裂型叶片、顶芽、木质部、韧皮部中都上调表达。在激素(GA₃、ME-JA、ABA)与非生物胁迫(PEG、NaCl、CdCl₂、NaHCO₃)处理下,BpTCP8都对其产生了相应的应答。【结论】BpTCP8基因可能参与到了白桦叶片成熟、叶型、顶芽、木质部和韧皮部的生长过程中;该基因在GA₃、JA处理中呈现正调控的应答模式,并且可能通过ABA信号途径影响植物抗旱,耐盐、碱、重金属胁迫等。     

蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株防治松材线虫病研究

【目的】松材线虫病是一种由松材线虫对赤松、马尾松、黑松等易感树种寄生取食继而引起树种死亡的病害,其发病速度快、易传播,传统的物理、化学防治成本高,且化学防治对环境易造成不可逆的污染,目前还没有较好的防治方法。为寻找安全有效的生物防治方法,笔者探究蜡样芽孢杆菌在温室下对马尾松盆栽苗松材线虫病的防治效果。【方法】采用人工皮接法将2 000、4 000和6 000条松材线虫AMA3虫株分别接种到2年生马尾松幼苗上,测定发生松材线虫病症状的临界值;蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株是从南京湿地松上分离出的具有杀线虫作用的松树内生细菌,在接种松材线虫AMA3虫株的前7天、当天和接种后第7天用灌根法灌入蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株菌粉水悬液,并设置对照试验:将发酵液、菌悬液和发酵滤液稀释10倍后,各取20 mL灌注到2年生马尾松根部,其中发酵液和菌悬液的菌体浓度为4×10⁸ cfu/mL,以无菌水和培养基处理为对照,比较蜡样芽孢杆菌不同发酵产物对松材线虫病的防治效果;以灌根法分别施入20 mL菌体浓度为4×10⁸、4×10⁷、2×10⁷ cfu/mL的蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株菌粉水悬液;将蜡样芽孢杆菌以菌粉水悬液灌根法和菌粉涂抹法两种方式处理2年生马尾松幼苗。从施菌浓度、施菌方法和施菌时间等3个方面对经过低温喷雾干燥制备的蜡样芽孢杆菌菌粉进行防治松材线虫病试验,观察各处理下马尾松的发病情况。【结果】2年生马尾松接种松材线虫AMA3虫株后发病的临界值为4 000条。采用灌根法施入蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株的发酵液和无菌发酵滤液后不能对松材线虫病起到预防作用,施蜡样芽孢杆菌菌悬液对松材线虫病有一定的预防效果(33%)。蜡样芽孢杆菌对马尾松松材线虫病的预防效果要大于治疗效果,健康马尾松在接种线虫之前以灌根法施入蜡样芽孢杆菌的预防效果会更好。将蜡样芽孢杆菌菌粉直接涂抹松枝,与菌粉水悬液灌根的方法相比,两者对松材线虫病的防治效果相当。同一菌体浓度下蜡样芽孢杆菌菌粉水悬液和发酵菌悬液对松材线虫病的预防效果相当;施用蜡样芽孢杆菌菌粉水悬液对松材线虫病的防治效果随菌体浓度的增加有所提高,当菌体浓度达到一定值以后,增加浓度也不会提高防治效果。【结论】在蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株防治2年生马尾松幼苗松材线虫病前,先筛选2年生马尾松接种松材线虫的临界值,能有效避免因接种松材线虫浓度过大而使真实防治效果降低的缺点。蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株菌悬液和经低温喷雾干燥制得的菌粉对松材线虫病均有一定的预防效果,在马尾松未感染松材线虫的健康状态施用蜡样芽孢杆菌NJSZ-13菌株效果更好,通过菌粉涂抹法处理松枝可以对松材线虫病产生预防效果。     

白桦BpGRAS1基因的克隆及耐盐功能分析

【目的】 GRAS转录因子是植物特有的转录因子家族之一,在植物响应盐、干旱等非生物胁迫中发挥重要的调控作用。从白桦(Betula platyphylla )中克隆GRAS转录因子基因,研究其耐盐功能,为研究木本植物GRAS转录因子的抗逆机制奠定理论基础。【方法】 在白桦转录组数据库中获得一个GRAS转录因子基因,命名为BpGRAS1 (GenBank 登录号: MN117546.1)。利用生物信息学进行多序列比对、构建进化树。分别构建植物过表达(pROKⅡ-BpGRAS1) 及抑制表达(pFGC5941-BpGRAS1) 载体。利用农杆菌介导高效瞬时遗传转化体系获得BpGRAS1基因瞬时过表达(OE)、抑制表达(IE) 及对照 (WT) 白桦植株。通过实时荧光定量RT-PCR(qRT-PCR) 技术分析盐胁迫下OE、IE及WT植株中BpGRAS1基因的表达情况,鉴定转基因植株中BpGRAS1的表达效率是否响应盐胁迫。在盐胁迫下比较了BpGRAS1基因瞬时过表达、抑制表达及对照白桦植株的电解质渗透率、失水率、丙二醛(MDA) 含量、过氧化物酶 (POD) 和超氧化物歧化酶 (SOD) 活性。【结果】 BpGRAS1基因的开放阅读框为1 425 bp,编码 474个氨基酸。BpGRAS1具有GRAS家族的序列特征,在C端的氨基酸序列相似度较高,与AtSHR亲缘关系较近。盐胁迫处理下,BpGRAS1的表达量升高,过表达植株中表达量高于对照,抑制表达植株中表达量低于对照,说明BpGRAS1受盐胁迫诱导,成功获得过表达及抑制表达植株。过表达BpGRAS1基因能降低白桦在盐胁迫下的电解质渗透率、失水率及 MDA 的积累,并显著增强了 POD 和 SOD 酶的活性,从而提高转基因植株的耐盐性。【结论】 BpGRAS1基因响应盐胁迫,过表达BpGRAS1基因降低了盐胁迫下植株细胞受损程度,通过增强POD 和 SOD 活性提高白桦的耐盐能力。     

赤霉素对盆栽白桦无性系早期生长及结实的影响

【目的】种子园种子产量低以及丰歉年周期性结实问题一直是白桦等林木良种生产的瓶颈。开展赤霉素处理对白桦生长及结实影响的研究,筛选最佳激素处理方案进而提高其生长量及结实量,对于白桦良种生产及推广具有重要意义。【方法】以1个白桦无性系为研究对象,分别用质量浓度0、0.2、0.4、0.6 g/L的GA₃和GA₄₊₇处理,连续试验3 a,第2年调查其高生长节律,第4年调查各处理下的树高、胸径及结实量。【结果】树高、胸径及结实量等性状的方差分析显示,不同浓度的GA₃和GA₄₊₇ 处理下,树高及结实量性状的差异均达到极显著水平(P<0.01)。GA₃和GA₄₊₇均能促进白桦生长及结实量,其中GA₄₊₇的效果更好,综合生长及结实性状确定处理的最佳质量浓度为0.4 g/L,该处理下高生长较对照提高了13.69%,单株果序数、单株果序鲜质量、单株种子干质量较对照分别提高了203.6%、186.8%、187.2%。白桦无性系在各浓度赤霉素处理下树高生长符合“S”形曲线模型, 各处理下拟合的Logistic方程系数均高于0.99。根据白桦树高生长模型参数可知,赤霉素促进白桦生长量的增加主要是延长了速生期的生长时间所致。【结论】GA₄₊₇和GA₃均促进白桦生长及结实,GA₄₊₇较GA₃效果好;确定0.4 g/L的GA₄₊₇是促进白桦结实的最适激素处理。     

蛋白毒素AP-Toxin诱导撑绿杂交竹抗梢枯病及其分泌物响应

【目的】以撑绿杂交竹梢枯病病原菌(Arthrinium phaeospermum)灭活的蛋白毒素AP-Toxin为诱导因子,对在其诱导下3个杂交竹品种分泌物特性与病情指数、诱抗效果相关性进行分析,为诱导抗病性在林木病害治理中的应用奠定理论基础。【方法】选择健康的1年生撑绿杂交竹3号(No.3)、6号(No.6)、8号(No.8),对其上部嫩枝按4种处理方式进行针刺接种,接种后在4个不同时期分别采样。采用修订后的索姆基(Sormgy)糖含量测定法、双缩脲法、碱液滴定法分别测定分泌物中糖、蛋白质和脂类含量,分析糖、蛋白质和脂类分泌物对灭活毒素诱导的响应。【结果】撑绿杂交竹在引入灭活蛋白毒素作为诱导因子后,其分泌物(蛋白质、可溶性多糖、总糖、脂类)含量增加,病情指数显著下降、诱抗效果显著增加,撑绿杂交竹抵抗病原菌侵染的能力增强。在3个品种中,诱导后病情指数No.6最低、动态变化最小,其次是No.3,No.8病情指数最高。相关性分析表明,蛋白质、可溶性糖、总糖和脂类含量与病情指数和抗性显著正相关,其中还原糖含量与抗性呈显著负相关。【结论】暗孢节菱孢菌灭活蛋白毒素诱导后能使撑绿杂交竹抗性增强,抵抗病原菌的侵染;且抗性越强的品种,诱抗效果越好。