黑松与松材线虫互作早期NO应答信号与外在因子的关系

松树与松材线虫互作中,NO作为重要的信号分子参与调控寄主对松材线虫入侵的应答反应,但松材线虫入侵寄主后,是松材线虫还是其代谢产物激发寄主体内NO应答信号尚不明确.本研究用松材线虫活体、线虫分泌物、虫体研磨液等分别接种黑松,研究接种早期黑松体内NO合成酶(NOS)活性和NO含量变化与后期松树症状发展的关系.结果表明:采用虫体研磨液、线虫分泌物处理后黑松体内NOS活性和NO含量均升高;各处理黑松外部均出现感病症状.说明在松树与松材线虫互作中,除线虫活体作用外,线虫体或分泌物中的物质也可激发松树体内NO应答信号的表达,诱导下游应答响应的发生,导致黑松感病.15 ～25℃条件下,随着温度升高,接种黑松体内NOS活性增强,NO含量升高,感病症状出现较早;随着干旱胁迫程度的增强,接种黑松体内NOS活性、NO含量大致呈逐步升高趋势,感病症状也较早出现.在一定范围内,温度升高和干旱程度加剧可诱发感病黑松体内NO相关信号途径表达增强,并加速病程发展.表明在一定条件下,高温干旱环境有利于松材线虫病的发生可能与寄主体内NO应答信号增强有关.     

水拉恩氏菌JZ-GX1产嗜铁素特性及其对林木病原菌的拮抗作用

【背景】嗜铁素被认为是一种具有开发和利用价值的新型生物活性物质,已被逐渐应用到植物病原菌的防治中。【目的】明确根际促生菌水拉恩氏菌(Rahnella aquatilis) JZ-GX1产嗜铁素最佳发酵培养条件,进一步探讨嗜铁素在防治植物根部病害中的潜在作用。【方法】采用摇瓶发酵法,通过铬天青(Chrome azurol S,CAS)检测分析,对影响JZ-GX1菌株嗜铁素分泌的几种发酵因子进行研究,并通过菌丝生长抑制速率法测定嗜铁素对两种林木病原菌的拮抗效果。【结果】以KMB为基础培养基,初始pH 8.0,装液量25 mL/50 mL,按1%接种量接种,在28°C下培养36 h可获得该菌株较高产量的嗜铁素;鉴定其嗜铁素类型为羧酸盐和异羟肟酸型的复合型铁载体;在最适条件下测得其发酵原液对樟疫霉(Phytophthoracinnamomi)和立枯丝核菌(Rhizoctoniasolani)的抑制率均达到100%。【结论】水拉恩氏菌JZ-GX1对碱性土壤上林木根部病害的防治具有较好的潜力。     

中国松材线虫病空间分布格局

应用地统计学和克里格插值方法,分析了松材线虫病在中国的空间分布结构和空间相关性.研究表明,松材线虫病在中国呈聚集分布.在全国和江苏、安徽、广东、浙江5个不同空间尺度下,半变异函数均为球形,空间依赖性距离分别可达10 1888°、3.4464°、2.1581°、3.08°和2.4376°.松材线虫病在中国有着2个明显的聚集分布区域,一个位于(30.5～32.5°N,117.7～120.5°E),以南京为中心,包括江苏、安徽大部和浙江西北部,另一个位于(22.5～24°N,113～114.5°E ),在广东境内.松材线虫病在中国早期空间分布自然扩散模型为R = 5.4743e0.4139t(R2 = 0.9204).     

黑松三种菌根苗根系构型差异及其与生长的关系

为探讨林木不同菌根根系亚宏观结构对植物生长的影响,将黑松(Pinus thunbergii)分别接种黄色须腹菌(Rhizopogen luteous,简称Rl)、彩色豆马勃(Pisolithus tinctorius,简称 Pt2)和美味牛肝菌(Boletus edulis,简称Be)3种外生菌根菌,研究了不同菌根苗根系构型的差异及其与黑松生长的关系.结果表明,黑松3种菌根苗的根系参数(主根长、侧根总级数、一级侧根数量及直径、吸收根分布的范围、吸收根的数量及比表面积等)均比对照有不同程度的增加,且与黑松生长呈一定的正相关性;黑松不同处理菌根苗的根系整体构型差异显著:在生长最好的Rl菌根苗根系中,主根与侧根间具不同夹角的一级侧根分布均衡,且横向生长(80～90°)的侧根较多,其它角度(60～80°和<60°)的一级侧根依次递减,使整个根系呈""型,有效扩大了根系吸收的空间范围;生长相对较差的Be菌根苗其根系不同角度的一级侧根分布不均或80～90°的侧根较少;Pt2菌根苗生长较好,其根系构型界于前二者之间;而生长差的对照苗根最少,几乎没有80～90°的一级侧根.由此可见,不同菌根菌可通过影响根系的结构发育而影响黑松苗木的生长.     

短小芽胞杆菌Bacillus pumilus HR10增殖扩繁培养基组分优化

短小芽胞杆菌Bacillus pumilus HR10是1株优良的菌根辅助细菌(Mycorrhiza Helper Bacteria,MHB),无论单独接种或与外生菌根真菌(Ectomycorrhizal Fungi,EMF)黄色须腹菌(Rhizopogen luteous)互作,都能显著促进马尾松(Pinus massoniana)的生长。应规模应用需要,从10种碳源、8种氮源及8种无机盐中以单因素试验初步筛选出主要组分,在此基础上采用正交试验及响应面分析法优化短小芽胞杆菌HR10增殖扩繁的培养基成分。结果表明,该菌株增殖扩繁培养基最佳组分配比为黄豆粉10.332 g/L,玉米粉7.296 g/L,蛋白胨10.718 g/L,KCl 2.5 g/L,KH2PO42.5 g/L。研究结果为菌根辅助细菌短小芽胞杆菌B.pumilus HR10菌剂开发应用提供了参考依据。     

一株嗜松青霉JP-NJ4的解磷特性

【目的】土壤中磷素供应不足是造成马尾松林地力衰退的原因之一。本研究对前期从马尾松根际土样中分离筛选出的一株解磷能力较强的嗜松青霉JP-NJ4的解无机磷及解有机磷能力进行探讨。【方法】探究嗜松青霉JP-NJ4对4种无机磷源及2种有机磷源的降解能力,并对其分泌的有机酸和酶类进行测定,对其解磷特性进行初步分析。【结果】表明JP-NJ4菌株可在4种不同无机磷源的培养基中生长,其中对磷酸钙[Ca3(PO4)2]的解磷效果最好,对4种磷源的解磷能力大小为:磷酸钙磷酸铝磷酸氢钙磷酸铁;其分泌的有机酸种类主要为葡萄糖酸、草酸及丙二酸;JP-NJ4菌株的磷酸酶活性较高,并具有一定的植酸酶活性;同时对草甘膦具有较好的生物降解功能,降解率达49.6%。【结论】嗜松青霉JP-NJ4解磷能力受磷源的结构组成影响,且解磷能力与发酵液pH值呈负相关关系;该菌株分泌的葡萄糖酸和草酸对磷酸钙及磷酸铝的溶解效果较明显。本研究供试菌株嗜松青霉JP-NJ4具有良好的解磷功能,在作为林业生物菌肥方面具有极大的应用潜力。     

抗性赤松体胚发生细胞结构观察与增殖条件的优化

为了更有针对性地优化原生抗性赤松体胚发生培养体系,本研究通过体式镜定性观察种室中的合子胚分布、胚性胚柄细胞结构变化,通过Image-Pro Plus软件定量分析胚性细胞团在不同生长调节物质配方下胚头胚柄的比例变化,了解体胚发生的营养需求。结果发现,抗性赤松裂生多胚更易形成胚性细胞团;改变原有培养条件细胞团会出现胚头胚柄分离、胚头细胞颜色加深的反应;使用低浓度的混合生长调节物质配比(0.1 mg·L~(-1)2,4-D+1 mg·L~(-1) NAA+0.5 mg·L~(-1) 6-BA)能够提高体胚增殖速度;表明抗性赤松胚性细胞团增殖速度加快的内在机理为增加胚性细胞团中胚头与胚柄的比例。     

吡咯伯克霍尔德氏菌JK-SH007抗菌蛋白的分离纯化

对拮抗细菌吡咯伯克霍尔德氏菌(Burkholderia pyrrocinia)JK-SH007菌株抗菌蛋白进行了初步研究。研究发现,JK-SH007菌株的抗菌粗蛋白对热和蛋白酶K不敏感,碱性环境不利于抑菌蛋白活性的发挥。JK-SH007菌株的无菌发酵滤液经硫酸铵沉淀、透析(3.5kD)、冷丙酮沉淀(-20℃)、Sephadex G-50葡聚糖凝胶分子筛层析及DEAE-Sephadex A-25离子交换层析分离纯化,得到了蛋白组分A-Ⅱ-2,经SDS聚丙烯酰胺凝胶电泳检测不是单一组分,该复合组分具有明显抑制3种杨树溃疡病病原真菌金黄壳囊孢(Cytospora chrysosperma)、拟茎点霉(Phomopsis macrospore)、七叶树壳梭孢(Fusicoccum aesculi)生长的作用。     

H2O2在黑松-松材线虫早期互作应答中的调控作用

松材线虫病已对中国森林资源以及生态环境造成严重破坏和威胁.近年信号分子H2O2在植物病害中的作用已成为研究热点,然而对松树-松材线虫互作中H2O2方面的功能研究不多见.本实验以三年生黑松(Pinus thunbergii)为材料,通过施用外源H2O2供给剂和抑制剂(AsA)探讨H2O2对松树-松材线虫互作体系中抗氧化保护酶、苯丙烷代谢途径的调控作用;同时对黑松感染松材线虫后体内H2O2产生的酶途径加以研究.结果表明,外源H2O2处理提前诱发了染虫黑松体内H2O2含量大幅度升高;AsA可在接种早期抑制染虫黑松体内H2O2含量,推迟了H2O2大量积累的发生.同步测定染虫黑松体内相关酶活性发现,外源H2O2处理后,染虫黑松体内APX和CAT活性下降幅度更大,MDA含量、PAL酶活性均提前积累;而外源AsA处理则推迟染虫黑松体内APX和CAT活性大幅下降的发生,延迟且削弱了MDA含量大量积累的发生和累积程度,PAL酶活性升高也滞后.同步观察黑松感病症状,发现H2O2处理组染虫黑松发病最快;仅接种松材线虫处理组次之;AsA处理组染虫黑松发病最慢.这表明,受松材线虫侵染后,黑松体内大量累积的信号分子H2O2可影响寄主体内抗氧化保护酶活性、苯丙烷代谢途径的表达,进一步影响了感病症状的表达.对黑松体内H2O2产生酶来源研究发现,黄嘌呤氧化酶(XO)抑制剂别嘌呤醇和NADPH氧化酶抑制剂二亚苯基碘(DPI)处理均能明显抑制黑松体内H2O2含量,说明XO和NADPH氧化酶均是黑松与松材线虫互作体系中内源H2O2合成的重要酶.     

松材线虫拮抗细菌的杀线活性及其发酵培养特性

旨为筛选具有高效杀松材线虫活性的拮抗细菌。采用浸测法对3株芽孢杆菌进行杀线活性测定,并对高效杀线菌株发酵滤液处理线虫后的虫体进行形态观察及该菌株培养条件和杀线物质稳定性测定。结果表明3株细菌发酵滤液处理松材线虫(Bursaphelenchus xylophilus)48 h后,线虫校正死亡率均达100%,且松材线虫在蜡样芽孢杆菌(Bacillus cereus)JK-XZ3发酵滤液4倍和8倍稀释液中处理48 h后,其校正死亡率分别达99.55%和88.32%,明显高于短小芽孢杆菌(B. pumilus)HR10和瓦雷兹芽孢杆菌(B. velezensis)YH-20;该JK-XZ3菌株发酵滤液处理过的线虫虫体断裂,内含物外溢,体壁消解;该菌株在30℃培养4 d的发酵滤液杀线活性最高,且松材线虫在发酵滤液4倍和8倍稀释液中处理48 h后,其校正死亡率均达100%;松材线虫在40℃、60℃、80℃和100℃处理后的发酵滤液8倍稀释液中处理48 h后,其校正死亡率均在84%以上;在pH为8-10的发酵滤液8倍稀释液处理48 h后,其校正死亡率均在88%以上;说明该菌株发酵滤液具有耐高温和耐碱特性。蜡样芽孢杆菌JK-XZ3是一株具有开发和应用潜力的高毒力杀线菌株。