甘氨酸对黄瓜幼苗硝酸盐吸收还原和硝态及氨态氮积累的影响（简报）

经甘氨酸溶液浸叶处理的黄瓜幼苗光下对NO_3~-的吸收和还原明显受到促进,地上部氨态氮积累增加,硝态氮减少,而根部硝态氮和氨态氮均增加。     

低温下黄瓜幼苗子叶硫氢基（SH）含量变化与膜脂过氧化

随着温度的降低,黄瓜(Cucumis sativus)幼苗子叶中的 SH 基含量逐渐减少;子叶电解质泄漏逐渐提高;SH 基含量的减少与丙二醛(MDA)的增加呈负相关。在黄瓜幼苗子叶中由低温引起的 SH 含量降低和 MDA 增加可因苯甲酸钠和 Vit E 预处理而抑制,因甲基紫精(MV)预处理而加剧。随着对黄瓜幼苗预处理的 MDA 浓度的增大,幼苗子叶中 SH 基含量的降低和电解质泄漏的增加越来越剧,显示出 MDA 对 SH 基具有一定的破坏作用。     

H2S作为下游信号参与SA对低温弱光下黄瓜幼苗光合作用的调控

水杨酸(SA)和硫化氢(H₂S)在调控非生物胁迫下植物生长发育和生理代谢中均起着非常重要的作用,但二者作为信号分子在调控低温弱光下黄瓜光合作用中的互作关系还不清楚。本试验以黄瓜幼苗为试材,分别用SA和硫氢化钠(NaHS,H₂S供体)及其清除剂或抑制剂喷撒叶面,以适宜温光下去离子水处理为对照(CK),研究低温(8 ℃/5 ℃,昼/夜)弱光(100 μmol·m^-2·s^-1)下SA和H₂S对黄瓜幼苗光合作用的调控及互作关系。结果表明: SA可明显增强L-/D-半胱氨酸脱巯基酶(LCD、DCD)活性及其mRNA表达,促进内源H₂S产生;NaHS对苯丙氨酸解氨酶和异分支酸合成酶活性、mRNA表达量及内源SA含量影响不大。SA和NaHS可使低温弱光下黄瓜幼苗的光合速率、气孔导度和蒸腾速率明显提高,胞间CO₂浓度显著降低;同时增强核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶、Rubisco活化酶、景天庚酮糖-1,7-二磷酸酯酶和果糖-1,6-二磷酸醛缩酶活性及其mRNA表达,促进光合碳同化;提高光下PSⅡ实际光化学效率和暗下PSⅡ最大光化学效率,从而减轻低温弱光胁迫对黄瓜幼苗的光合机构的损伤和生长量的影响。H₂S清除剂次牛磺酸(HT)可使SA对低温弱光下黄瓜幼苗的光合作用和生长促进效应明显减弱,而SA抑制剂多效唑和氨基茚磷酸对H₂S诱导的黄瓜幼苗光合机构对低温弱光的耐受性无显著影响,说明H₂S作为SA的下游信号,参与调控低温弱光下黄瓜幼苗的光合作用。     

解磷菌对设施土壤金属元素有效含量及黄瓜秧苗金属元素吸收量的影响

通过向设施土壤中添加解磷菌和秸秆,达到活化土壤中作物所需金属元素的含量,促进作物对中微量元素吸收的目的。试验设置对照、秸秆、解磷菌、解磷菌+秸秆4个处理,在不同时间测试土壤及秧苗中钙、镁、铜、铁、锌等的含量,确定解磷菌及秸秆对设施土壤金属元素含量及黄瓜秧苗吸收量的影响。试验结果表明,秸秆、解磷菌、秸秆+解磷菌处理能明显增加黄瓜秧苗吸收钙、镁、铁、铜的能力,对锌的吸收没有影响,其中秸秆+解磷菌处理对黄瓜秧苗吸收钙、镁、铜影响最大,促进作用分别达到6.26%、8.25%和11.57%,3种处理对设施土壤中有效钙、镁、铁的含量没有影响,但是能明显提高土壤中有效铜、锌的含量,盛果后期有效铜含量分别比对照提高12.19%、15.41%、16.49%,盛果后期有效锌含量分别比对照区提高38.8%、33.26%、56.81%。     

西瓜食酸菌与黄瓜互作转录组分析

【背景】细菌性果斑病是一种严重的种传细菌病害,其病原菌为西瓜食酸菌。截至目前对该病病原菌与寄主的互作机制认识极为有限。葫芦科的模式植物黄瓜易被西瓜食酸菌侵染发病,对西瓜食酸菌-黄瓜互作体系进行转录组分析,可以为探究西瓜食酸菌与寄主互作机制奠定重要基础。【目的】解析西瓜食酸菌-黄瓜互作时的相互响应规律。【方法】以细菌悬液注射接种6d黄瓜子叶,处理48 h的子叶作为转录组测序样本。利用RNA-Seq技术分析西瓜食酸菌FC440菌株与黄瓜9930品种互作时基因的表达特征。【结果】测序数据质量分析发现,各样品不同重复间相关性较强,与参考基因组比对率达95%以上,聚类分析发现对照组与处理组表达模式相反,样品处理达到一定效果,表明数据整体质量较高。选取6个差异表达基因进行RT-qPCR验证,结果显示6个基因的表达模式与转录组结果基本一致,表明转录组测序结果比较可靠。西瓜食酸菌和黄瓜互作48 h后,在转录组水平分别检测到1 618个和8 698个差异表达基因。Gene Ontology (GO)功能注释显示,细菌的差异基因显著富集在细胞组分中的细胞膜(37.5%)和膜部分(27.0%),生物过程中的氧化还原过程(66.7%)以及分子功能中的水解酶活性(66.5%);黄瓜的差异基因显著富集在细胞组分中的质体(22.2%)和叶绿体(21.3%),分子功能中的催化活性(70.0%)以及生物过程中的碳水化合物衍生物代谢(32.2%)。Kyoto Encyclopedia of Genes and Genomes (KEGG)分析显示,细菌中致病相关基因显著富集在群体感应及细菌趋化性途径,而且群体感应系统基因下调更显著。黄瓜中调控钙依赖蛋白激酶(Calcium-Dependent Protein Kinase,CDPK)、钙调素和类钙调素(Calmodulin and Calmodulin-Like,CaMCML)及呼吸氧暴发激酶(Respiratory Burst Oxidase Homologne,Rboh)的基因总体上调,调控苯丙氨酸裂解酶(Phenylalanine Ammonia-Lyase,PAL)的基因和谷胱甘肽S-转移酶(Glutathione S-Transferase,GST)的基因在相应代谢途径中数量最多且上调程度明显。【结论】获得较高质量的西瓜食酸菌与黄瓜互作的转录组测序结果。群体感应与西瓜食酸菌FC440菌株致病力密切相关;寄主黄瓜应对西瓜食酸菌侵染以Ca~(2+)信号激活的防御反应为主。PAL和GST在黄瓜抵抗西瓜食酸菌侵染中发挥重要作用。本研究为进一步深入解析西瓜食酸菌与寄主互作的机制奠定了基础。     

蓝光对蔬菜烟粉虱的控制作用

利用灯光控制害虫是蔬菜害虫绿色防控的重要手段。本研究探讨了蓝光对黄瓜烟粉虱种群及黄瓜营养物质、次生代谢物、抗性相关酶的影响。结果表明: 在直接驱避试验条件下,蓝光对烟粉虱成虫有较强的驱避作用,光照强度越大、照射时间越长,对烟粉虱的驱避作用越强。在相同光强和光照时间下,直射光较透射光的驱避作用强。其中,1200 lx的蓝光直射烟粉虱5 min后,烟粉虱的虫口减退率为77.7%,比透射光高17.4%;1750 lx的蓝光直射2 min后,虫口减退率41.2%,比透射光高10.6%。盆栽条件下,蓝光照射对黄瓜叶片上的烟粉虱也有较好的驱避作用,100 lx蓝光照射5 h后,烟粉虱种群的校正虫口减退率达到88.5%。蓝光对烟粉虱的生长发育有一定的影响,随着蓝光照射时间的延长,烟粉虱发育历期延长。此外,蓝光照射显著提高了黄瓜叶片中可溶性糖、游离蛋白、总酚和类黄酮含量,降低了脯氨酸含量,与烟粉虱抗性相关的挥发物反式-β-法尼烯、反式-2-己烯醛、顺式-4-庚烯醛、反式β-罗勒烯、D-香芹酮、长叶烯和3-蒈烯含量,以及过氧化物酶、过氧化氢酶、超氧化物歧化酶和抗坏血酸过氧化物酶活性均显著提高。说明蓝光照射能直接驱离烟粉虱,并通过改变烟粉虱寄主蔬菜的代谢途径来提高寄主蔬菜对烟粉虱的抗性。其中100 lx的蓝光照射对田间烟粉虱有较好的控制作用。     

黄瓜抗黑星病相关基因的差异表达分析

以抗黑星病黄瓜材料HX1为试材,接种黑星病菌（Cladosporium cucumerinum）2h、8h、20h、32h和72h的叶片作为试验方（Tester）,相应的未接种叶片作为对照方（Driver）,利用SSH技术,构建了黑星病菌侵染初期的正向和反向cDNA-SSH文库。用巢式引物PCR检测插入片段,获得了200个阳性克隆,通过测序,除去重复序列,共得到105个Unique ESTs。与非冗余蛋白数据库进行BLASTx比对,结果显示,17条ESTs未找到同源序列,88条非重复序列和已知基因的同源性较高,占全部ESTs序列的83.8%,其中86条ESTs与非冗余蛋白数据库已知功能的蛋白具有高度的相似性。结合高密度点阵膜杂交差异筛选,阳性率为75.0%。经初步分析这些序列的功能,差异表达的ESTs功能涉及能量和基础代谢、信号转导、蛋白和核酸代谢、光合作用及逆境中特异表达的基因等方面。为研究黄瓜抗黑星病基因提供了依据。     

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。     

西芹种子浸提液处理后黄瓜枯萎病菌弱毒菌株的筛选

研究了西芹种子浸提液对黄瓜枯萎病菌菌落生长的抑制作用及浸提液处理后病菌致病力的变化.结果表明:在连续5代浸提液作用下,50 mg·mL-1的西芹种子乙醇、丙酮浸提液处理与其对照相比,显著抑制了黄瓜枯萎病菌菌落的生长;50 mg·mL-1的西芹种子蒸馏水浸提液处理在1～3代培养过程中,显著抑制了黄瓜枯萎病菌菌落的生长,而在4～5代培养过程中,与其对照相比,抑制菌落生长的差异不显著;用各代经西芹不同浸提液处理的黄瓜枯萎病菌接种到黄瓜上进行致病力测定,并于1周开始发病后调查病情,西芹种子丙酮、乙醇和蒸馏水浸提液处理的病情指数分别由第1代的26.7％、20.8％和22.5％降为第5代的17.5％、3.3％和18.3％;3种浸提液与其对照相比,其病情指数也表现降低,其中,乙醇浸提液处理与其对照差异达显著水平;接种至第5代时,乙醇浸提液处理的病情指数为3.3％,病菌毒力的致弱作用最强.综上所述,西芹种子浸提液不但抑制黄瓜枯萎病菌菌落的生长,而且还能弱化病菌的毒力.实验通过浸提液的连续处理获得了黄瓜枯萎病菌的弱毒菌株.     

离子对高效液相色谱法分析黄瓜花叶病毒侵染烟草的总RNA水平变化

为研究植物病毒在RNA水平上对寄主植物的基因表达产生的影响,采用离子对高效液相色谱法,对黄瓜花叶病毒侵染烟草造成的总RNA的组成成分变化进行研究。离子对液相色谱法,是近几年才应用于对RNA进行分离、纯化和分析的一种试验技术,具有操作简单、重复性好、所需时间短等优点。选择适宜的离子对试剂,并对选定的离子对试剂正己胺/1,1,1,3,3,3-六氟-2-丙醇进行了优化,达到了较好的总RNA分离效果,并观察到健康植株和染病植株分离峰之间的差异,有差异的RNA种类还需进一步试验来验证。为研究植物病毒的致病机制提供一种新的试验方法和途径。