内生白色链霉菌OsiSh-10对拟南芥根系结构的影响

内生菌与宿主植物之间存在着复杂的相互作用。为了研究内生放线菌OsiSh-10对植物的影响,本研究构建了带荧光标记的OsiSh-10-GFP菌株,发现其主要定植于拟南芥的根部表皮细胞。将内生菌OsiSh-10与拟南芥进行共培养,发现该菌能抑制拟南芥初生根的生长并促进侧根形成。液质联用色谱分析结果显示,内生菌OsiSh-10能够分泌激动素。直接利用激动素处理与利用内生菌OsiSh-10处理的拟南芥根毛长度和密度有相似的表型,显示内生菌OsiSh-10可能通过产生激动素来影响拟南芥根系结构的形成,实验结果为研究内生放线菌与宿主植物的相互作用提供了一个新的思路。     

水稻内生放线菌OsiRt-1的分离鉴定及对稻瘟病的防治作用

【目的】从水稻中分离、筛选并鉴定出对稻瘟病真菌具有拮抗性能的内生放线菌,对高抗菌株进行稻瘟病生防效果评定,初步探讨其作用机制。【方法】采用4种分离培养基对水稻内生放线菌进行分离,用平板对峙法筛选出对稻瘟病菌拮抗性能最好的菌株,结合其菌落形态、生理生化及16S rRNA基因序列分析进行鉴定;用环境扫描电镜(SEM)观察拮抗菌对稻瘟病菌菌丝形态影响,用菌丝生长速率法对拮抗菌发酵滤液进行抗菌活性评价;大田条件下,喷洒拮抗菌孢子液于水稻,检测其稻瘟病控制效果;同时,对拮抗菌进行产酶和次级代谢产物分析,检测其聚酮合酶基因(PKSⅡ型)和非核糖体多肽合成酶基因(NRPS)。【结果】从1 800个水稻样品中分离出117株内生放线菌,从中筛选出拮抗性能最好的菌株Osi Rt-1,鉴定为米修链霉菌Streptomyces misionensis。该菌株使稻瘟病菌菌丝出现畸形,其无菌滤液对病菌菌丝生长的抑制率为28.06%;大田条件下,Osi Rt-1对水稻苗瘟、穗瘟均有较好防效,其中对苗瘟防效为7.76%,穗瘟防效高达25.65%,损失率降低了17.46%。与之对应,Osi Rt-1处理过的水稻地上部分,Osi Rt-1所占内生放线菌的比例明显高于未处理水稻。该菌株具有可能降解真菌细胞壁的纤维素酶、蛋白酶活性,同时可产生植物生长促进剂铁载体、IAA、ACC脱氨酶。菌株Osi Rt-1呈现PKSⅡ型和NRPS阳性。【结论】菌株Osi Rt-1是一株具生防潜力的内生放线菌,在农业上具有实际研发价值。     

拟南芥GEF14不独立参与ROP10介导的ABA信号转导途径

通过PCR扩增技术,从DNA和mRNA水平上鉴定出拟南芥GEF14基因的T-DNA插入纯合突变体gef14-1。不同浓度ABA处理拟南芥野生型(Col-0)及gef14-1的7 d龄幼苗,采用实时荧光定量PCR(Real-time quantitative PCR,Q-PCR)方法,分析小G蛋白ROP10的表达模式,结果表明gef14-1在不同浓度ABA处理下的ROP10的表达模式与Col-0中的一致;表型分析结果显示gef14-1与野生型并无明显区别。推测GEF14不参与ROP10介导的ABA信号转导途径或其调控与其他GEFs存在功能冗余。     

拟南芥RALF多肽家族的功能多样性初步分析

绿色植物中的快速碱化因子(Rapid alkalinization factor,RALF)为一类进化保守的多肽信号分子,以基因家族形式存在。模式植物拟南芥中至少存在35个RALF基因成员,前期研究显示拟南芥RALF家族的部分成员,比如RALF1/23,RALF4/19可分别作为Cr RLK1L类蛋白受体激酶家族成员FERONIA及BUPS1/2的配体,调控细胞伸长、植物免疫应答及双受精等过程,但是RALF家族其他成员是否具有生物学活性,以及不同成员之间是否具有功能性差异均尚不清楚。因此,本研究异源表达了19个代表性的RALF,并对其生物学活性和功能性差异进行了分析。实验结果表明,19个RALF均对根的生长起到不同程度的抑制作用,进一步挑选了部分代表性RALF成员进行了活性氧(Reactive oxygen species,ROS)迸发及丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase,MAPK)磷酸化实验分析,实验结果表明,我们确证了11个RALF蛋白参与了MAPK信号的响应,同时,证实16个RALF蛋白抑制了由flg22引起的ROS的释放。此外,不同RALF成员在下胚轴细胞伸长上的作用也存在明显差异,比如RALF10促进下胚轴的伸长。以上研究结果表明不同RALF之间既存在功能冗余性,又存在功能性差异。本研究丰富了对RALF功能复杂性和多样性的认识。     

植物内生真菌防治根结线虫研究进展

根结线虫病是对农作物危害严重且难以防治的病害，并随着我国设施农业的发展日趋严重。常规的化学防治方法因毒性大、破坏生态环境而不适应农业的可持续发展。作为一种能稳定寄生在作物体内的生物防治真菌，内生真菌通过抑制卵的孵化、降低J2期线虫幼虫活力、抑制线虫的入侵、延缓雌虫发育、减少产卵数目、降低作物根中根结和卵块数量，来实现稳定、高效、安全地防治根结线虫病害。近年来，内生真菌的作用机制得到广泛关注和研究，取得了显著进展。本文综述近年来内生真菌生物防治根结线虫机制的研究进展，总结了内生真菌直接攻击、资源竞争、代谢物胁迫、防御激活等4种主要机制，探讨其存在的问题，以期为进一步开发、应用植物内生真菌进行生物防治提供帮助。