几种牧草幼苗对冷蒿茎叶水浸提液化感作用的生理响应

采用沙培法对草木樨、披碱草、冰草和羊草进行幼苗生长试验,研究了不同浓度冷蒿茎叶水浸提液处理对4种牧草幼苗生长、根系活力、叶绿素含量以及抗氧化保护酶活性的影响,并采用气相色谱-质谱(GC-MS)联用技术对冷蒿茎叶水浸提液的化学成分进行了分析。结果表明:冷蒿茎叶水浸提液对草木樨、披碱草、冰草和羊草4种牧草幼苗生长有明显的影响,这种影响效应与牧草的种类及冷蒿茎叶水浸提液浓度显著相关。其中,25mgDw·mL-1的冷蒿茎叶水浸提液均表现出对4种牧草幼苗生长指标有极显著的抑制作用(P0.01),4种牧草幼苗根系活力分别降低了46.7%、65.9%、59.3%和66.7%,草木樨、披碱草和羊草幼苗叶绿素含量分别下降了47.3%、56.6%和46.7%。当冷蒿茎叶水浸提液浓度为10mgDw·mL-1时,对4种牧草幼苗体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性有显著的促进作用;当浓度为25mgDw·mL-1时,对4种牧草幼苗体内SOD、POD和CAT活性有显著的抑制作用,同时使幼苗体内丙二醛(MDA)的含量显著增加。冷蒿茎叶水浸提液有30种化感类次生代谢化合物,主要成分是樟脑(27.6%)、龙脑(10.1%)、蓍草苦素(9.8%)、桉树脑(8.7%)、喇叭烯醇(4.1%)和对-1-薄荷烯-4-醇(4.1%),占总量的60%以上。     

冷蒿挥发性有机化合物主要成分分析及其地上部分结构研究

冷蒿(Artemisia frigida)挥发性有机化合物(volatile organic compounds, VOCs)具有特殊气味, 在植物受损伤时, 此气味会更加浓烈。该文通过对未损伤与损伤冷蒿VOCs成分分析、地上部分结构观察, 初步揭示了冷蒿VOCs释放与结构之间的关系。结果表明, 未损伤冷蒿VOCs主要含有22种化合物, 其主要成分是莰烯(14.27%)、(E)-乙酸-3-己烯酯(10.85%)、对-伞花烃(9.05%)、桉树脑(39.80%)、α-萜品醇(10.04%)、β-萜品醇(2.48%)、樟脑(5.66%)和(R)-(-)-对薄荷-1-烯-4-醇(3.84%)。损伤较未损伤冷蒿VOCs增加了12种物质, 其中相对含量大于1%的化合物分别为顺-3-己烯醛(1.15%)、2-己烯醛(1.34%)、顺-牻牛儿醇(2.66%)、冰片(4.47%)、(1R,4R)(+)-对-薄荷-2,8-二烯(9.15%)、乙酸冰片酯(1.37%)和4(14), 11-桉叶双烯(1.30%)。冷蒿叶片中栅栏组织发达, 叶柄内具有2-3处栅栏组织, 并且栅栏组织中都具有发达的气室, 同时气室与气孔相连。因此, 损伤较未损伤冷蒿VOCs种类和浓度增多的原因可能为: 冷蒿VOCs合成后大量储存于气室中, 当叶片损伤时, VOCs大量释放出来, 同时合成释放一些新的VOCs, 致使损伤冷蒿VOCs种类和浓度增加。     

杨树根系浸提液对3种牧草种子萌发及幼苗生长的影响

采用不同浓度(3、10和30mg/mL)的南林95杨〔PopulusdeltoidsBartr.cv.Lux×P.euramericana(Dode)Guineircv.I 45/51〕和NL 80351杨(P.deltoidsBartr.cv.Lux×P.deltoidsBartr.cv.Harvard)根系浸提液,处理杨树 牧草复合经营系统中3种主要牧草种子,探讨杨树根系浸提液对牧草种子萌发及幼苗生长的影响。结果表明:南林95杨和NL 80351杨根系浸提液对3种牧草种子的萌发及幼苗的生长有一定影响。这2个无性系根系浸提液对紫花苜蓿(MedicagosativaL.)、白三叶(TrifoliumrepensL.)和杂交狼尾草(PennisetumalopecuroidesL.×P.americanumL.)的种子发芽率、幼苗高生长、根长生长及种子活力主要表现为抑制作用,在浓度较高时影响尤为明显;但2个无性系根系浸提液对白三叶的高生长(南林95杨30mg/mL除外)表现出一定的促进作用;在3mg/mL浓度时,2个无性系根系浸提液对白三叶的种子活力也有一定的促进作用。     

离体蒜苗挥发物的化感作用及其成分分析

采用半密闭容器法研究了离体蒜苗挥发物对黄瓜、番茄、萝卜的化感作用,并对其成分进行了GC-MS分析。结果表明:蒜苗挥发物对黄瓜的种子萌发及幼苗生长表现为低促高抑的双重浓度效应,对番茄和萝卜则表现出抑制作用,并且随供体蒜苗质量的增大,抑制作用增强;供体蒜苗质量低于400g时,受体植株SOD、POD、CAT、PPO、PAL等活性增强,供体质量为400g时,受体作物上述酶活性均降低;离体蒜苗挥发物的主要化学成分为二烯丙基二硫化物(23.33%)、1,3-二噻烷(18.34%)和邻苯二甲酸二丁酯(6.30%)。     

葎草挥发性物质化感作用及其化感物质的分析研究

以小麦、生菜、萝卜、黄瓜4种作物为受体,检测了葎草[Humulus scandens（Lour.）Merr]挥发性物质的化感潜势,并采用气相色谱-质谱联用仪对其化感物质进行了初步鉴定.结果表明：新鲜葎草茎叶在密闭系统中释放的挥发性物质对4种受试植物幼苗的生长有极显著的抑制作用（P＜0.01）;用石油醚提取风干葎草茎叶,得到的挥发性物质在密闭系统中对4种受试植物幼苗的生长也具有极显著的抑制作用（P＜0.01）;提取物在2、5、10、20、40、100、200mg/mL等7个不同浓度下,对受试植物生长和种子萌发表现为＂低促高抑＂的化感潜势,且随提取液浓度增大抑制作用增强;GC-MS鉴定出26种有机化合物,主要包括脂肪酸、甾体、萜类及其含氧化合物,均属前人研究较多的生物活性物质.这些结论为利用野生葎草资源挥发物开发新型除草剂等提供依据.     

人参(Panax ginseng)根系分泌物成分对人参致病菌的化感效应

采用室内培养结合生物学测定的试验方法,研究了不同浓度人参(Panax ginseng)根系分泌物成分苯甲酸、邻苯二甲酸二异丁酯、十六酸和2,2-二(4-羟苯基)丙烷对人参立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、黑斑菌(Alternaria panax)、疫病菌(Phytophthora cactorum)、菌核菌(Sclerotinia schinseng)、锈腐菌(Cylindrocarpon destructans)和绿色木霉菌(Trichoderma viride)菌落生长及孢子萌发的化感效应.结果显示,不同浓度人参根系分泌物成分对人参致病菌及绿色木霉菌的化感效应存在显著差异.苯甲酸浓度与人参立枯丝核菌、菌核菌和锈腐菌菌落生长以及人参黑斑菌、锈腐菌孢子萌发呈负相关,与人参黑斑菌、绿色木霉菌菌落生长呈正相关;对人参疫病菌菌落生长的化感效应表现为低浓度和高浓度抑制,中浓度促进.邻苯二甲酸二异丁酯浓度与人参立枯丝核菌、黑斑菌、菌核菌和绿色木霉菌菌落生长以及人参黑斑菌孢子萌发呈负相关;对人参锈腐菌菌落生长和孢子萌发表现为低浓度和高浓度抑制,中浓度促进;对人参疫病菌菌落生长表现为低浓度和中浓度抑制,高浓度促进.2,2-二(4-羟苯基)丙烷浓度与人参立枯丝核菌、黑斑菌、疫病菌、绿色木霉菌菌落生长以及人参黑斑菌、锈腐菌孢子萌发呈负相关;对人参菌核菌、锈腐菌菌落生长表现中浓度促进,高浓度抑制.十六酸浓度与人参锈腐菌、疫病菌和绿色木霉菌菌落生长呈正相关,与人参锈腐菌孢子萌发呈负相关,对黑斑菌孢子萌发表现为中浓度抑制.4种根系分泌物的等量混合物浓度与人参致病菌及拮抗木霉菌菌落生长速率呈负相关.     

挥发性有机化合物(VOCs)对IVF实验室影响的研究进展

体外受精-胚胎移植技术已成为当今治疗不育症的主要手段,为取得令人满意的临床妊娠率,体外受精(IVF)实验室的空气质量控制成为生殖助孕工作者关注的重点。胚胎培养室的挥发性有机化合物(volatileorganiccompounds,VOCs)含量对配子-胚胎发育的影响至关重要,体外胚胎对VOCs的耐受能力差,其含量超过一定界限时则会对配子和胚胎造成影响。本文概述了IVF实验室VOCs的来源,VOCs的生殖毒性,VOCs的测定方法以及胚胎培养室内VOCs的控制途径等,旨在更严格的进行IVF实验室的空气质量控制,尽可能杜绝VOCs的污染,提高IVF的成功率。     

化感水稻PI312777苗期根系分泌物中化学成分分析

在接近自然栽培的田间土壤条件下,以无种植水稻秧苗的田间土壤为对照,采用循环法分别收集化感水稻品种PI312777(PI)苗期(3～4叶)根系分泌物和对照土壤溶液,经乙醚萃取,GC-MS分析和仪器谱图库(NIST98 & WILEY)检索.结果表明,在水稻PI根系分泌物的乙醚萃取物中检测到3个化合物,其中萜类9个(峰面积10.97%)、酚醌类8个(5.87%)、酯类个(10.8%)、醛酮类3个(1.44%)、杂环类4个(8.04%)、醇类2个(1.23%)、醚类2个(0.57%)和其他物质2个(1.20%),萜类之间、酚醌类之间的化合物结构具有明显的相似性.在对照土壤溶液的乙醚萃取物中检测到39个化合物,其中有7个化合物与水稻PI根系分泌物中化合物相同.此外,还讨论了水稻根系分泌物与对照土壤溶液之间物质的差异和各类物质的化感作用机理.     

大蒜根系分泌物的化感作用

以苍山白蒜和蔡家坡紫蒜为材料,采用水培方法收集根系分泌物,研究了2个大蒜品种的根系分泌物对莴苣种子发芽和幼苗生长及对黄瓜枯萎病菌、西瓜枯萎病菌的化感效应.结果表明:2个大蒜品种的根系分泌物对莴苣种子发芽和幼苗生长均表现为低浓度(0.1、0.2 g·mL-1)促进、高浓度(0.4、0.6 g·mL-1)抑制,高浓度时蔡家坡紫蒜的抑制作用大于苍山白蒜;对黄瓜枯萎病菌和西瓜枯萎病菌的菌丝生长及孢子萌发均表现为抑制作用,随着根系分泌物浓度的提高,抑制作用增强,其中黄瓜枯萎病菌较敏感,且蔡家坡紫蒜的抑制作用大于苍山白蒜.     

嫁接黄瓜地上部的南瓜根系分泌物对种子萌发的影响

经嫁接黄瓜接穗的南瓜根系分泌物对黄瓜和南瓜的发芽率和胚根、胚轴的伸长均具有明显的抑制作用.分析表明:嫁接黄瓜根系分泌物可以促进黄瓜和南瓜体内吲哚乙酸氧化酶的活性,抑制淀粉酶的活性,从而降低其吲哚乙酸(IAA)水平,影响子叶中贮藏物质的转化和利用,抑制其萌发和生长.     

冷蒿和苜蓿对意大利蝗生长及生殖力的影响

以紫花苜蓿 Medicago sativa (L.)、冷蒿 Artemisia frigida Willd.Sp.Pl.以及二者1:1混合饲喂意大利蝗Calliptamus italicus (L.)一龄蝗蝻,冷蒿饲喂不能完成其生活史,两种食料混合饲喂的发育进度要快于紫花苜蓿饲喂的个体。以三种食料分别饲喂意大利蝗成虫,研究其生长及生殖力的变化,结果表明：与取食紫花苜蓿和取食混合食料相比,取食冷蒿抑制了意大利蝗成虫体长、体重、雌雄成虫寿命、交配率和单雌产卵量,导致交配期提前,雌虫死亡率升高,而对卵囊内卵粒数无影响。与取食紫花苜蓿相比,取食混合食料促进了卵囊内卵粒数的增加,其余指标没有显著变化。这些结果表明两种牧草的隔离种植对减轻意大利蝗为害是十分必要的。     

城市植物源挥发性有机化合物排放特征及其大气环境效应研究进展

在外界环境的刺激下,植物会通过释放挥发性有机化合物来维护自身生长。城市是人类活动的主要集聚地,剧烈的人为干扰导致城市环境特征呈现出复杂的变化趋势,从而使城市植物排放挥发性有机化合物的过程与自然界出现较大差异。城市中的植物源挥发性有机化合物(Biogenic Volatile Organic Compounds, BVOCs)会直接与城市中的氧化物质接触,生成二次污染物,并在高温、强光照的条件下发生光化学反应,严重破坏城市大气环境,危害居民健康。总结了城市BVOCs的常见类型、作用机制及现有研究方法,分析了不同时间、空间和人类活动背景下的城市BVOCs排放特征,并进一步梳理了当前研究的不足,提出未来重点研究方向,旨在为大气环境治理、环境空间规划、居民健康保障等方面的城市管理工作提供指导。     

A comparison of the effects of auxin on cluster root initiation and development in Grevillea robusta Cunn. ex R. Br. (Proteaceae) and in the genus Lupinus (Leguminosae)

The effect of NAA (naphthaleneacetic acid) on the development of cluster roots in members of the Proteaceae and Leguminosae was investigated. The exogenous addition of NAA led to initiation of cluster roots in phosphate conditions normally inhibitory for their development, but initiation took place within the limits of the cluster pattern under –P conditions. There was no change in spacing within the cluster root nor between cluster roots in Grevillea robusta Cunn. ex R. Br. or in rootlet length or cluster root length. In Lupinus albus L., change in rootlet length and cluster root length was noted at 10^-10 and 10¹² M NAA. In L. albus, the length of time that roots were exposed to NAA does not appear to be important, with similar levels of cluster root initiation after 48 h and 7 days. Cluster root production in G. robusta differed from that in L. albus in terms of the concentration of NAA needed to induce initiation, and in the effects of extremely low levels of NAA on rootlet numbers and lengths. L. arboreus L. does not produce cluster roots under –P conditions. Furthermore, neither L. arboreus L., L. angustifolius L., L. luteus L. nor L. mutabilis L. were induced to produce cluster roots under –P conditions, nor under +P conditions in the presence of exogenous NAA. Thus, exogenous NAA only leads to the induction of cluster roots, at levels of P normally inhibitive of their development, in species of Lupinus that produce them under –P conditions. Auxin-induced cluster roots develop within the same constraints as those developing under –P conditions. NAA does not induce cluster roots in species of Lupinus that do not produce them under –P conditions.     

艾草和窃衣挥发物的提取鉴定及其对烟粉虱MED隐种成虫选择性的影响

[目的]在前期研究中,我们发现艾草Artemisia argyi和窃衣Torilis scabra都有吸引或驱避昆虫的作用.然而还未见有研究报道艾草和窃衣以及它们的挥发物对烟粉虱Bemisia tabaci MED隐种成虫的作用.本研究旨在检测能否利用艾草和窃衣及其挥发物对烟粉虱MED隐种成虫实施绿色防控.[方法]通过...     

被害马尾松（Pinus massoniana）针叶挥发性物质的提取、鉴定及蚕饰腹寄蝇（Blepharipa zebina）的电生理活性

试验使用动态顶空吸附的方法,提取了被害马尾松(Pinus massoniana)针叶挥发物,并通过气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)及标准样品进行鉴定。结果表明,被害马尾松针叶挥发性物质主要包括绿叶挥发物、单萜、含氧单萜及倍半萜等四大类物质;挥发物中以单萜的含量最高,其它3类物质含量较低。通过触角电位图(EAG)技术,测定了23种挥发性物质标准样品的石蜡油溶液对蚕饰腹寄蝇(Blepharipa zebina)雌蝇的电生理活性。结果表明,蚕饰腹寄蝇雌蝇对α-蒎烯、β-蒎烯、长叶烯、莰烯、乙酸冰片酯等的相对触角电位反应值与湿润空气对照相比并无显著差异;雌蝇对其它刺激物的相对触角电位反应值与湿润空气对照相比均存在显著差异。同时测定了雌蝇对8种标样,在5个浓度系列下的剂量-反应,并分析了反应阈值。结果表明,蚕饰腹寄蝇雌蝇对顺-3-己烯-1-醇和里哪醇的反应阈值为0.1μg/μl,对壬醛的反应阈值为1μg/μl,对柠檬烯、α-水芹烯、2,6-二甲基-2,4,6-辛三烯、β-石竹烯4种物质的反应阈值为100μg/μl,而对α-蒎烯,在测试的剂量范围内不存在反应阈值。在确定对蚕饰腹寄蝇有生理活性的物质成分和分析反应阈值的基础上,对寄生蝇类定位寄主的机制进行了讨论。     

PVY侵染后烟草营养成分的变化及其对介体烟蚜生长发育的影响

【目的】明确马铃薯Y病毒(potato virus Y, PVY)侵染后诱导的烟草营养成分的变化及其对烟蚜Myzus persicae生命特性的影响,旨在进一步解析PVY-烟草-烟蚜三者间的互作机制。【方法】通过蒽酮比色法和氨基酸自动分析仪测定了PVY不同侵染时期烟株体内的可溶性糖和游离氨基酸含量的变化;测定和比较了感病与健康烟草植株上烟蚜种群生长发育、成虫寿命、繁殖力和有翅蚜产生量的差异性。【结果】PVY侵染前、中、后期(分别为侵染后5, 12和20 d)的烟草叶片中游离氨基酸的总量均显著高于健康烟草叶片。相较于健康烟草叶片,在PVY侵染前期的烟草叶片中,谷氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、色氨酸、缬氨酸、赖氨酸和组氨酸的含量显著增加;PVY侵染中期,感病叶片中丝氨酸含量显著下降,谷氨酸、天冬氨酸、色氨酸、缬氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、精氨酸和组氨酸含量显著提高;PVY侵染后期,感病叶片中甘氨酸含量显著下降,谷氨酸、脯氨酸、天冬氨酸、苏氨酸、缬氨酸、亮氨酸、丙氨酸、苯丙氨酸、组氨酸、酪氨酸和精氨酸含量显著提高。在PVY侵染的前期和中期,感病叶片中的可溶性糖含量显著高于健康烟叶,而在侵染后期感病叶片...     

寄主作物对B型烟粉虱生长发育和种群增殖的影响

在恒温28℃、湿度80％的条件下研究了5种寄主植物对B型烟粉虱(Bemisia tubaci)生长、发育和繁殖的影响。结果表明：取食棉花、烟草、花生、大豆和玉米的烟粉虱。其形态、发育历期、存活率、成虫繁殖力和寿命等生命参数均有明显差异。棉花、大豆和玉米不利于烟粉虱卵和若虫的生长发育。表现为虫体较小、卵期和生命周期延长、存活率降低。烟粉虱在棉花、大豆、花生、烟草和玉米上的生命周期分别为32．03d、32．11d、25．69d、24．43d和20．68d。其存活率分别为49．86％、54．41％、86．86％、69．93％和29．38％。与烟草和玉米相比。棉花、大豆和花生明显有利于烟粉虱的种群繁殖．在棉花、大豆、花生、烟草和玉米上生长发育的成虫寿命和单雌产卵量分别是27．8d和235．O粒、23．2d和191．1粒、22．Od和131．1粒、6．25d和28．O粒、2．42d和5．1粒。在花生、大豆、棉花、烟草和玉米上的内禀增长率(rm)分别为O．1590、O．1364、O．1236、O．0841和-O．0285．其种群趋势指数(I)分别为113．85、117．38、103．98、19．58和O．4274。     

Characterization of volatile organic compounds emitted by kiwifruit plants infected with <Emphasis Type="Italic">Pseudomonas syringae</Emphasis> pv. <Emphasis Type="Italic">actinidiae</Emphasis> and their effects on host defences

Key message

Specific VOC emissions from infected plants allow their recognition and elicit defence responses in neighboring plants, which are, however, insufficient to induce resistance.

Abstract

A wide range of volatile organic compounds (VOCs) is released during plant–pathogen interactions both by the pathogens and the hosts. Some of these VOCs are specific for the different diseases and are known to play a role in the pathogenicity or in plant defence responses. Besides, disease-specific VOCs may serve as markers for diagnostic protocols, which allow a non-destructive and rapid screening of bulk samples of plant material. This work aimed to verify the feasibility of a VOC-based diagnosis and to investigate the possible biological role of VOCs released during the plant–pathogen interactions. The volatile emissions from Pseudomonas syringae pv. actinidiae in axenic cultures and from inoculated in vitro kiwifruit plants were characterized by gas chromatography–mass spectrometry (GC–MS) and proton transfer reaction–time-of-flight-mass spectrometry (PTR–ToF-MS). By GC–MS, several putative biochemical markers, such as 1-undecene, were identified. PTR–ToF-MS resulted highly effective in screening the plant material for latent infections. To develop a more user-friendly, portable and less expensive diagnosis system, two different electronic nose models were tested for the early diagnosis of P. syringae pv. actinidiae in asymptomatic plant material. Our experiments demonstrated the feasibility of the electronic nose-based screening of infected plant material. Concerning the biological role of the VOCs released during the plant–pathogen interactions, the exposure of healthy plants to VOCs from infected ones influences the plant growth and induces the stimulation of protective responses. However, after the infection, P. syringae pv. actinidiae is able to selectively inactivate the induced plant defences.

     

The vesicular-arbuscular (VA) mycorrhiza and its effects on growth of vegetatively propagated Theobroma cacao L.

A greenhouse experiment was conducted to study the effects of mycorrhizal inoculation on growth and nutrient uptake of vegetatively propagated cocoa plants from the Sabah hybrid (NA 33 × PA 7) raised on unsterilized Munchong soils. Inoculation with mixed species of Scutellospora and Glomus, resulted in higher dry matter yield and stem diameter of mycorrhizal plants obtained through budding, air layering or marcotting (a form of asexual plant propagation using vegetative parts and the selection of a healthy branch and scraping off the bark at the lower end of the branch, forcing it to root by covering it with a ball of soil) and stem cutting. Budded and marcotted mycorrhizal plants gave a significant increase in P content of shoots. In contrast, only budded mycorrhizal plants (on both young and old rootstocks) gave a significantly higher Ca concentration in tops, compared to uninoculated plants.