新一代生物防治及其在天敌瓢虫中的研究进展

生物防治是一种利用自然天敌控制有害生物的手段.当前生物防治的发展面临着使用成本高和效果不稳定的两大难题.这要求我们更精准地选育和释放天敌.随着测序技术的进步,学界提出了新一代生物防治(Next Generation Biological Control),旨在利用遗传学和基因组学来认识天敌昆虫种下水平的多样性和变异规律,以此优化天敌昆虫的选育和释放效果评估.天敌瓢虫是生物防治的重要成员,但它们使用风险大、商品资源少,而新一代生物防治有望提升它们的使用效果.本文介绍新一代生物防治的提出过程和具体内容,以及近几年来该领域在天敌瓢虫中的研究案例,讨论新一代生物防治在我国国情下的发展方向.     

无花果叶共生菌发酵的菌种富集及抑菌活性的筛选

目的从无花果叶中分离和筛选能发酵分解无花果叶及具有抑菌作用的共生菌。方法采用以无花果叶作为唯一碳源的富集培养方法,分离共生菌并分析发酵菌群的构成。同时,通过研磨法直接分离无花果叶内生菌,对分离菌株进行分子生物学鉴定,利用平板滤纸片法进行菌株的抑菌活性分析。结果无花果叶发酵菌群由11种22株细菌构成,其中优势菌为短波单胞菌(Brevundimonas naejangsanensis)、嗜温鞘氨醇杆菌(Sphingobacterium thalpophilum)和副球菌(Paracoccus sp.)。没有获得发酵无花果叶的真菌菌群,只分离出1株产黄青霉菌(Penicillium chrysogenum)。直接分离共获得无花果叶内生细菌8种14株和内生真菌3种9株。抑菌试验表明,来源于富集培养的泡囊短波单胞菌(Brevundimonas vesicularis)和产黄青霉菌以及来源于内生菌的枯草芽胞杆菌(Bacillus subtilis)对枯草芽胞杆菌、大肠埃希菌和金黄色葡萄球菌3种指示菌有不同的抑菌作用,且它们的抑菌谱各不相同。泡囊短波单胞菌只在无花果叶中培养时才表现出抑菌活性。结论短波单胞菌可能与无花果叶的发酵分解有关,泡囊短波单胞菌与无花果叶之间发生了相互作用,因此,这2株菌可以作为无花果叶发酵的候选菌种应用。     

沙芥叶片活性氧和抗坏血酸对干旱胁迫的响应

本文以沙生蔬菜——沙芥为材料,研究干旱胁迫下其叶片内活性氧和抗坏血酸的积累规律和相互关系,为沙生植物干旱胁迫下叶片内活性氧积累和利用提供理论依据,也为植物干旱胁迫下抗坏血酸调控机制研究提供新的思路。结果表明,随着土壤相对含水量的下降,沙芥叶片内AsA、DHA、总AsA、HO·、Pn、Gs含量均呈下降的趋势,而O2ˉ·、H2O2和MDA含量呈上升趋势;同时总AsA与HO·含量极显著正相关,与H2O2显著正相关,与O2ˉ·显著负相关,DHA与HO·显著相关。     

耕作措施对土壤水热特性和微生物生物量碳的影响

通过山西寿阳设置的8a田间定位试验,比较了全量秸秆还田、免耕覆盖和常规耕作3种耕作措施下土壤含水量、温度及土壤微生物生物量碳变化.结果表明:免耕覆盖与全量还田处理显著提高土壤含水量,与常规耕作相比表层土壤体积含水量在玉米苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别高出18％、22％、29％、21％和3％、10％、12％、13％,具有保水保墒的作用.在苗期不同耕作措施对土壤温度的影响达到显著水平,5 cm处免耕覆盖、全量还田与常规耕作处理土壤温度依次为:18.12、18.76和19.44℃,免耕覆盖和全量还田处理平均温度比常规耕作分别低1.32℃和0.69℃.土壤微生物量碳在整个生育期动态变化是首先迅速上升在玉米生育高峰期(拔节期)达到最高峰,然后开始下降,成熟期趋于平缓.免耕覆盖与全量还田处理下玉米各生育期土壤表层微生物量碳显著高于常规耕作,在苗期、拔节期、灌浆期和成熟期分别比常规耕作高出70％、40％、85％和30％和10％、20％、15％和15％.土壤微生物量碳与土壤温度和土壤含水量相关和极相关.     

南美斑潜蝇为害对黄瓜体内4种防御酶活性的影响

植物对昆虫取食产生的防御反应,在昆虫与植物相互作用关系中起着重要的作用。为明确南美斑潜蝇Liriomyza huidobrensis(Blanchard)取食与植物防御之间的作用关系,本文分别测定了南美斑潜蝇幼虫持续为害1、3、5、7及9d后黄瓜叶片中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)及超氧化物歧化酶(SOD)活性的变化。结果表明：在南美斑潜蝇幼虫持续取食下,PAL、PPO、POD和SOD等4种酶活性显著上升;PAL、PPO和POD等3种酶活性随受害程度的加重而上升幅度加大,即重度受害>轻度受害>系统对照>健康对照,而SOD活性变化没有规律。在系统对照黄瓜叶片中,PAL、PPO、POD和SOD等4种酶活性最大值分别在第5、1、5和5d;在轻度受害黄瓜叶片中,PAL、PPO、POD和SOD等4种酶活性最大值分别在第5、9、5和9d;在重度受害黄瓜叶片中,PAL、PPO、POD和SOD等4种酶活性最大值分别在第7、7、5和5d。黄瓜叶片受害后,POD和PPO活性上升幅度较大,PAL和SOD活性上升幅度较小,说明POD和PPO对取食胁迫响应比PAL和SOD更灵敏。     

碱蓬属植物耐盐机理研究进展

碱蓬属(Suaeda)植物是一类典型的真盐生植物,属于重要的盐生植物资源,全球广泛分布.人们已经对20种碱蓬属植物进行了观察和盐胁迫实验,研究了不同器官或组织的生理生化特征及其对盐胁迫的反应,并基于这些研究分析了盐胁迫的应答机制.叶片肉质化、细胞内离子区域化、渗透调节物质增加和抗氧化系统能力增强是碱蓬属植物响应和适应盐胁迫的重要方式和途径.但迄今为止的研究工作尚有一定的局限性,主要包括:研究工作主要集中在植物地上部分,而对植物地下部分的研究较少;多是少数生物学指标或生理学现象的单独观察,而缺乏对生理代谢过程的整体和综合分析;针对某种碱蓬的独立分析较多,而与近缘种的比较研究较少;植物对中性盐胁迫的反应研究较多,而对碱性盐的研究较少.为进一步系统阐明碱蓬属植物的耐盐机制,今后的工作应注重碱蓬属植物响应和适应盐胁迫的信号网络和调控机制研究,基于系统生物学研究思路,采用现代组学技术探索该属植物响应盐胁迫的由复杂信号网络调控的特殊生理特征和特异代谢途径.     

丛枝菌根真菌对西瓜嫁接苗生长和根系防御性酶活性的影响

在温室盆栽条件下,研究丛枝菌根(AM)真菌地表球囊霉(Glomus versiforme)对连作土壤中西瓜自根苗和嫁接苗生长、根系膜透性、丙二醛(MDA)含量和防御性酶活性的影响.结果表明： 接种AM真菌能显著增加西瓜自根苗和嫁接苗的生物量,提高根系活力,降低根系膜透性和MDA含量.接种AM真菌的自根苗地上部鲜质量、地上部干质量和根系活力分别增加了57.6%、60.0%和142.1%,而接种AM真菌的嫁接苗分别增加了26.7%、28.0%和11.0%;自根苗（C）、嫁接苗（G）、接种AM真菌自根苗（C+M）和接种AM真菌嫁接苗（G+M）的根系细胞膜透性为C>G>C+M>G+M,根系MDA含量为C>G>G+M>C+M.接种AM真菌能提高西瓜自根苗和嫁接苗根系的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、几丁质酶和β 1,3 葡聚糖酶活性,而且接种AM真菌的西瓜自根苗和嫁接苗根系POD、PAL和β-1,3-葡聚糖酶活性的峰值比不接种的提前2周出现.接种AM真菌能激活西瓜自根苗和嫁接苗与抗逆性有关的防御性酶反应,使根系对逆境产生快速反应,从而提高其抗连作障碍的能力.     

同时鉴别6种鸡病毒性呼吸道病GeXP检测方法的建立

为了建立一种能够同时鉴别H5、H7、H9亚型禽流感、新城疫、传染性支气管炎和传染性喉气管炎6种鸡病毒性呼吸道传染病病原体的GeXP检测方法,本研究根据这些病原体各自的基因保守序列,设计合成了7对特异性引物,优化反应条件,用单一病毒、混合病毒样品来验证所建立的GeXP方法的特异性和准确性,以不同拷贝数的克隆质粒来检测GeXP方法的灵敏度。检测34份临床阳性样品,进一步验证该法的可靠性。结果显示,在7对引物同时存在的GeXP反应体系中,可特异性地扩增出相关6种病毒目的片段,并可在102拷贝/μL水平同时特异地检测出鸡6种病毒性呼吸道传染病,GeXP方法检测34份临床阳性样品结果与病毒分离一致。本研究建立的GeXP方法不仅可高通量检测6种病原体,而且具有特异性强和灵敏度高的特点,适用于临床样品混合感染的快速鉴别诊断,对这6种发病特征及临床症状相似的鸡病毒性呼吸道病的有效防控有很高的实际应用价值。     

基于多重置换扩增技术的RNA病毒基因组扩增方法研究

为了便于新发或罕见病毒性传染病的筛查检测,本研究利用多重置换扩增技术,以负链RNA病毒—发热伴血小板减少综合征病毒和正链RNA病毒—登革病毒为模拟样本探索临床样本中RNA病毒基因组非特异性扩增方法。研究中通过梯度稀释的RNA病毒模拟样本中可能存在的不同丰度的病原体,样本核酸依次加工成单链cDNA、双链cDNA、T4DNA连接酶处理后的双链cDNA以及添加外源辅助RNA后合成并连接的双链cDNA形式,然后进行Phi29DNA聚合酶等温扩增,使用荧光定量PCR方法比较各种方法对RNA病毒核酸扩增的影响。结果显示,对于不同类型的RNA病毒模拟标本,多重置换扩增对于单链及双链cDNA的扩增效果有限,而双链cDNA经DNA连接酶处理后的扩增能达到6×103倍;在cDNA合成过程中加入外源辅助RNA,模拟样本中病毒基因组的扩增可达2×105倍,尤其是对含有低丰度病原体的模拟样本扩增效果的改善更为明显。本研究摸索建立了基于多重置换扩增技术的RNA病毒基因组扩增方法,能够对样本中低丰度RNA病毒基因组实现有效扩增,可满足开展多种病原体筛查检测的需求。     

石参总黄酮对一氧化氮致大鼠胰岛细胞损伤的保护作用

采用硝普钠为NO供体,造成大鼠胰岛β细胞RIN-m的损伤,通过检测细胞活力、细胞内丙二醛(MAD)含量、总谷胱甘肽(GSH)含量和总超氧化物歧化酶(SOD)活性,探讨石参总黄酮的保护作用和机制。结果显示,石参总黄酮能明显提高损伤细胞的活力,降低细胞内MDA的含量、提高总GSH含量和SOD活力,表明石参总黄酮对NO所致RIN-m细胞的损伤具有保护作用,其机制可能与提高细胞内GSH含量与SOD活力有关。