甘薯NBS类抗病基因类似物的分离与序列分析

利用已克隆植物抗病基因NBS（Nucleotide binding site）序列中的保守模体（motif）“P-loop”和“GLPL”合成简并引物,以甘薯（Ipomoea batatas）栽培品种青农2号基因组DNA为模板进行PCR扩增,通过T/A克隆、测序和序列分析,共得到15条具有连续ORF的抗病基因类似物（Resistance gene analogues,RGAs）序列,它们之间核苷酸序列间的相似性系数在41.2%-99.4%之间,而相应推测的氨基酸序列间的相似性系数在20.6%-100%之间,同时对分离的RGAs的核苷酸和氨基酸序列进行系统发育树分析,表明甘薯RGAs可分为TIR（Drosophila Toll or human interleukin receptor-like）和nonTIR两类.对甘薯RGAs和5个已克隆植物NBS的氨基酸序列进行结构分析表明,它们包括“P-loop”、“Kinase-2”、“Kinase-3a”、“GLPL”4个抗病基因所共有的保守模体.这些表明甘薯与其它物种的NBS类RGAs可能具有同样的起源和进化机制.     

浮游植物群落对海南小水电建设的响应

为探讨浮游植物群落对海南省小水电建设的响应,分别在海南省主要河流的上游支流已建小水电的蓄水水域与河道、规划(未建)小水电河段采集浮游植物样品进行比较分析.共鉴定出浮游植物种类62个属178种,曲壳藻(Achnanthaceae)、异极藻(Gomphonema)、菱形藻(Nitzschia)、颗粒直链藻(Melosira granulat)、席藻(Phormidium)、颤藻(Oscillatoria)、小球藻(Chlorella vulgaris)、平裂藻(Merismopedia)、舟形藻(Navicula)为主要的优势藻类,浮游植物丰度在5.1-163.6×104个/L之间,浮游植物Shannon-Wiener多样性指数在2.73-4.53之间.研究结果表明,小水电建设对浮游植物的种类组成、优势种、丰度及多样性均有较大的影响.就浮游植物优势种而言,规划小水电河道以蓝藻及部分硅藻为主要优势种,已建小水电河道曲壳藻、异极藻、菱形藻等大型硅藻为主要优势种.在浮游植物组成及生物多样性上,未建小水电河道浮游植物Shannon-Wiener多样性指数略高,且种属分布更加均衡,而已建设水电站均趋向某一类藻占主导优势种.就浮游植物丰度而言,规划小水电河道浮游植物丰度均保持在20-30×104个/L内,已建小水电河段浮游植物保持在5-160×104个/L内且浮游植物丰度差异性较规划小水电大,小水电建设促进了浮游植物丰度的提升,但降低了浮游植物群落结构的稳定性、均衡性.虽然存在水电站阻隔,同一河流水系浮游植物种属来源仍可表现一定的趋同性,梯级水电特别是相邻水电间浮游植物群落组成存在较大的相似性.     

不同改良措施对太子参根际土壤酚酸含量及特异菌群的影响

太子参为石竹科多年生草本植物,以根部入药,药用价值高,市场需求大,但其栽培过程中存在严重的连作障碍问题,连作导致产量品质严重下降,病虫害猖獗,探索太子参连作障碍形成的机制及其消减措施意义重大.本研究以广泛栽培的“柘参2号”为试验材料,采用土壤农化分析、高效液相色谱(HPLC)分析、荧光定量PCR(qPCR)等技术对不同连作年限或不同消减措施下太子参根际土壤的主要养分、酚酸含量动态及特异菌群变化进行分析.结果显示: 太子参连作导致产量显著下降,与正茬相比产量下降达43.5%,而水旱轮作和微生物菌肥处理可不同程度缓解其障碍效应.太子参连作土壤主要养分(如速效氮、速效磷、速效钾、全钾)未降反升,但导致土壤酸化.HPLC分析表明,太子参连作下或者随生长时期的推进,土壤酚酸类物质并未表现出明显的积累效应,膨大中期和收获期重茬土壤中大部分酚酸含量甚至低于正茬土壤.进一步荧光定量PCR分析发现,太子参连作导致前期分离筛选到的几类病原菌(如尖孢镰刀菌、踝节霉菌、Kosakonia sacchari)的绝对含量显著上升,而水旱轮作和微生物菌肥处理可有效降低3类病原菌的含量,改善微生态结构.综上认为,太子参连作障碍的发生并非由土壤养分匮乏或者酚酸持续积累直接造成,可能主要与连作下土传病原微生物的大量繁殖爆发有关,本研究结果为深入揭示太子参连作障碍的形成机制及消减修复机制提供了理论依据.     

电诱导酵母属与短梗霉属属间融合的研究

本文报道了经GH一401 型电诱导细胞融合、基因转移仪诱导实现的酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae NK491) 与出芽短梗霉 (Aureobasidium pullulans NKB93—0061eu)的原生质体电诱导融合。在融合小罐中用3个强度为11 Kv／cm,时程为10μs的高压电脉冲处理原生质体,获得的融合子营养互补的融合频率为5.8×10^-5。在选择培养基上连续传代10次,然后在完全培养基上传代20次,最终得到4株稳定的融台子。融合子的细胞形态、大小、核的DNA含量以及酒精发酵等特性的观察和测定表明,4株融合子与双亲均有明显差异。实验结果表明,电诱导原生质体融台对酵母菌的属间融合是一种行之有效的方法,具有较高的融合频率。     

不同技术迭代对太子参连作障碍的消减效果及作用机制

太子参是一种以根部入药的传统中药材,其在人工单一集约化种植过程中表现出严重的连作障碍现象。为了探索有效克服这一问题的技术方法,本研究以太子参为材料,通过种植太子参后采用休耕(RP-F-RP)、休耕配施专用微生物菌肥(RP-F-BF)、淹水(RP-WF)、淹水落干后配施专用微生物菌肥(RP-WF-BF)4种技术迭代处理组合,并以新植太子参(正茬)为对照,研究不同技术迭代处理方式对连作下太子参土壤环境修复和太子参光合生理和产量形成的影响及其作用机制。结果表明: 4种模式中,只有淹水配施微生物菌肥模式能够分别恢复重茬一年和重茬两年太子参产量至正茬的90%和70%以上,其他模式未能显著提升重茬太子参的产量。淹水配施微生物菌肥(RP-WF-BF)处理的太子参多糖和总皂苷含量分别比正茬显著提升15.3%和16.5%,且根际有益微生物丰度普遍升高而病原菌丰度显著降低,根际土壤氮循环过程得到改善,相较于休耕模式(RP-F-RP),RP-WF-BF技术处理后的太子参根际土壤中氮循环相关基因AOB、nosZ和nirK含量分别提高9.31、1.24和1.00倍,土壤酸化程度得到缓解,太子参抗氧化酶系统稳定性增强,苗期及膨大前期叶片的生长发育改善,叶绿素含量、叶面积指数和光合作用速率显著提升,最终使产量及品质得到明显提升。研究发现,单独淹水(RP-WF)和单独微生物菌肥(RP-F-BF)处理未能显著消减太子参的连作障碍,但两者叠加(RP-WF-BF)能产生“1+1>2”的强化效应,表明合理的技术迭代组合可以更好地消减连作障碍。     

果蔗SoSGT1与Gibberella fujikuroi侵染下果蔗叶片蛋白的互作研究

为了解果蔗(Saccharum officenarum L.)在防御Gibberella fujikuroi 过程中与SoSGT1 互作的蛋白,利用GST 蛋白标签载体pGEX-6p-1 与果蔗SoSgt1 基因构建pGEX-6p-1-sgt1 表达载体,诱导表达GST-SoSGT1 融合蛋白,并通过GST pull down 技术捕捉到7 个与SoSGT1 互作蛋白.这些蛋白的功能主要归类为信号转导、抗逆与能量代谢相关蛋白,其中一些蛋白可能与果蔗SoSGT1 直接互作,如HSP90 与RAR1 蛋白,另外一些蛋白与果蔗SoSGT1 可能产生次级互作.在G. fujikuroi 侵染果蔗‘福农’叶片时,HSP70、14-3-3 蛋白、2-半胱氨酸-过氧化物酶与吡哆醇生物合成蛋白的编码基因呈上调表达,初步说明这些蛋白可能与SoSGT1 蛋白互作共同参与了果蔗防御梢腐病病原G. fujikuroi的病理过程.     

田间条件下植物促生细菌缓解太子参连作障碍的效果评价

太子参是一种名贵中药材,存在连作障碍问题。本研究利用促生细菌(Bacillus subtilis和Burkholderia为主)研制的不同微生物菌肥,对太子参连作障碍进行消减处理。以未施肥(CK)、正茬(NP)、重茬(SP)、Bacillus subtilis菌肥(1号)、Burkholderia菌肥(2号)、Bacillus subtilis和Burkholderia混合菌肥(3号)等不同处理的太子参根围土壤为供试土样,分析不同菌肥对连作太子参根围土壤理化性质及真菌群落结构的影响,评价不同菌肥对太子参连作障碍消减效果。结果表明:3种外源微生物菌肥都能显著提高重茬太子参的产量,其中菌肥1号、2号和3号处理的产量比重茬地分别增产107%、112%和96%。另外,3种微生物菌肥显著提高连作太子参的土壤p H值,增加土壤速效氮含量及降低速效钾和速效磷含量,说明微生物菌肥中含有的大量功能菌能有效促进土壤养分的转化与利用。结合DGGE发现菌肥2号与3号处理的根围土壤真菌群落结构特征与正茬接近,其结果通过q PCR进一步验证。这表明微生物菌剂施加在重茬土壤中可以促进土壤微生物群落结构和功能多样性朝着正茬的根围微生态方向演变,即菌肥具备减少连作病害对太子参产量和品质的影响的潜力,同时可改善土壤质量,为优化太子参规范化栽培技术提供技术支持。     

不同年限茶树根际土壤微生物群落PLFA生物标记多样性分析

以1年生、6年生与20年生茶树根际土壤为研究对象,利用磷脂脂肪酸(PLFAs)生物标记法,对不同年限茶树根际土壤微生物多样性进行了研究.结果表明:6年生茶树根际土壤的PLFA总量最大,其细菌、放线菌与原生动物的PLFA含量高于其他土壤样品;20年生茶树根际土壤的真菌PLFA含量高于其他土壤样品,细菌PLFA含量与1年生茶树根际土壤相近(P＞0.05),放线菌与原生动物PLFA含量均低于其他土壤样品(P＜0.01);在20年生茶树土壤中,一些参与土壤物质循环的微生物类群的丰度在下降,一些代谢能力低的类群丰度增加;土壤酶活性分析结果表明,与6年生茶树土壤相比,20年生茶树土壤的脲酶、酸性磷酸单酯酶与过氧化物酶活性较低,蔗糖酶与多酚氧化酶活性较高;通过相关性分析发现,不同年限茶树土壤细菌、放线菌、真菌、原生动物各总PLFA与酶活性、土壤肥力因子之间密切相关;随着茶树种植年限的增加,茶树根际土壤的微生物群落结构发生了较大的变化,体现在微生物群落的多样性降低,适应于贫瘠条件与低代谢能力的种群增多,反映出根际土壤质量与一些关键酶活性出现较大幅度下降.     

Gibberella fujikuroi侵染果蔗叶片病程相关蛋白编码基因的表达分析

利用实时荧光定量RT-PCR,用梢腐病病原菌(Gibberella fujikuroi)侵染不同果蔗品种叶片,对病程相关蛋白编码基因SoSOD、SoCHIT、SoPOD与SoTPS6P的转录水平进行了分析。结果表明,果蔗的SoSOD、SoCHIT、SoPOD与SoTPS6P受到梢腐病病原菌的诱导表达,丰城紫皮、白鳝、福安与拔地拉果蔗叶片中它们的表达量较高,而在温岭、宁德与歪干担叶片中的表达量较低。这说明这些病程相关蛋白编码基因表达水平与不同果蔗品种的梢腐病抗病性存在一定的关联。