链霉菌5102的固体发酵

我组在寻找农用抗菌素过程中,1972年分离到一株能抑制多种植物病原真菌的链霉菌,编号为5102,定名为吸水链霉菌应城变种(Streptomyces hygroscopicus var.yingchengensis Yan et Ruan n.var.)。几年来,通过室内和小区试验证明,链霉菌5102所产生的抗菌素(农抗5102)对防治水稻纹枯病、水稻小球菌核病、小麦赤霉病、玉米小斑病、棉花立枯病和炭疽病等     

云南小麦的现有类型及其主要性状的遗传研究

普通小麦中的云南小麦亚种（Triticum。。－ tivum ssp. yunnanense, King）为我国云南省所 特有的小麦类型。它具有许多与普通小麦有明 显区别的较为原始的性状,如穗轴易断（下节位 断裂,即每个小穗都与自己着生的穗轴节片联 在一起）,颖壳与籽粒包被很紧,护颖龙骨突出 直达基部,籽粒的颊面呈三角形等。当地叫做 铁壳麦、火炕麦、硬壳麦、臀小麦等。     

小麦赤霉病新抗源的发掘与抗性位点的检测分析

小麦赤霉病是由禾谷镰刀菌引起的世界性重要病害,发掘优异的抗性种质资源、培育抗病品种是持续防治赤霉病最经济且环境友好的措施。为发掘新的赤霉病抗源,本研究于2017—2021年在弥雾保湿大棚中,采用单花滴注法对642份小麦种质资源的赤霉病抗扩展性进行鉴定,同时利用已知抗赤霉病基因/位点Fhb1~Fhb7的分子标记对筛选出的抗性种质基因型进行分析。结果表明,不同年份间赤霉病病小穗率的相关性均达到极显著水平。筛选到3年及以上赤霉病抗性优于扬麦158的种质81份,主要来自长江中下游麦区,其中33份种质连续4年抗性优于扬麦158;筛选到3年及以上抗性与苏麦3号相当的种质9份,分别为望水白、Grandin、浩麦1号、剑子麦、魁小麦、农林26、软秆洋麦、苏麦2号和武农6号,其中剑子麦、软秆洋麦、苏麦2号和Grandin连续4年抗性与苏麦3号相当。对抗性种质携带的抗赤霉病基因/位点进行分析发现,浩麦1号、冀师7225-28、南农13Y110、石优17和武农6号不携带任何已知抗赤霉病基因/QTL,为小麦抗赤霉病研究和品种培育提供了新的种质资源和理论依据。     

小麦赤霉病原菌拮抗菌Bacillus amyloliquefaciens 7M1产抗菌素的研究

【目的】从小麦根际土壤分离鉴定一株赤霉病拮抗菌,对该菌产的抗菌素进行生物学性质研究、种类鉴定和抑菌实验。【方法】利用牛津杯法和光照培养箱实验对其抑菌活性进行测定,通过16S r RNA基因序列分析对目标菌株的种属进行初步鉴定,根据抗菌素相关基因进行PCR扩增和测序,利用在线软件Pro Param tool和TMHMM对编码蛋白进行生物信息学分析。【结果】7M1菌体和抗菌素对禾谷镰刀菌的抑菌圈直径分别为16.33±0.13 mm和15.43±0.21 mm,16S r RNA基因序列分析结果显示其为芽孢杆菌,并与解淀粉芽孢杆菌具有较近的亲缘关系,菌株7M1抗菌素对小麦赤霉病的温室防治效果为76.41%,而且热稳定性好,可被蛋白酶K、胰蛋白酶、胃蛋白酶降解,在p H 5.0-10.0有较好的抑菌活性,但是紫外线辐射会降低其抑菌活性。菌株7M1含有bac AB、itu C、bam D 3种基因,通过与Gen Bank中相关的抗菌素基因进行比对,发现其编码的氨基酸序列与Gen Bank库中的芽孢杆菌溶素、伊枯草菌素和杆菌抗霉素D等抗菌素的相似性达到99%。bac AB编码蛋白和itu C编码蛋白是稳定蛋白,bam D编码蛋白是不稳定蛋白,此外,3种基因的编码产物不具有明显的跨膜结构。【结论】从该菌发酵液提取的抗菌素有很好的抗禾谷镰刀菌活性而且性质稳定,因而在小麦赤霉病的生物防治中具有潜在的应用价值。     

农用抗菌素402的研究 Ⅱ.分离、提纯和理化性质

直丝淡紫灰链霉菌(Streptomyces lavendulorectus)“402”产生的农用抗菌素“402”(以下简称“402”),不论在离体或整体条件下对麦类赤霉病都有抑制作用。本文报道“402”的分离、提纯和理化性质的研究结果。     

小麦赤霉病抗病机制研究进展

小麦赤霉病是一种小麦穗部病害,严重影响小麦的产量和品质。挖掘小麦赤霉病抗性基因,揭示其抗病机制,对于提高小麦赤霉病抗性,推动小麦赤霉病抗性育种进程具有重要的意义。系统阐述了抗赤霉病相关QTL、多组学研究、细胞壁防卫、信号转导、次生代谢物合成、识别应答等小麦赤霉病抗性机制的研究进展,并对未来小麦赤霉病抗性机制的研究方向进行了探讨。希望以此加深研究者对小麦赤霉病抗性机制的了解,为未来小麦抗赤霉病分子机制研究提供理论基础,为小麦抗赤霉病遗传改良提供丰富的基因资源。     

江苏省小麦赤霉病综合影响指数构建及时空变化特征

基于2002—2017年江苏省13个市、南通市通州区、盐城市建湖县和阜宁县的小麦赤霉病病穗率资料与生育期观测资料及相应时段内的逐日气象数据,采用灰色关联、合成分析、相关普查、百分位法等统计方法,构建了小麦赤霉病综合影响指数和等级指标,并进行独立样本检验和历史回代检验,依据建立的赤霉病等级指标分析了江苏小麦赤霉病的时空变化特征。结果表明:累计雨日、平均相对湿度、平均气温是影响小麦赤霉病的关键气象因子,权重分别为0.348、0.340、0.312,由此构建的综合影响指数可以很好地反映江苏小麦赤霉病的发生情况;基于综合影响指数建立的等级指标能较好地反演出赤霉病不同发生程度的时空变化特征,近16年江苏小麦赤霉病维持着南重北轻的空间格局,但赤霉病发生最严重的区域有所变化,江淮之间东部沿海地区(主要集中在盐城)赤霉病大发生的次数明显高于其他地方,自2010年江苏各地小麦赤霉病发生严重的频次有所增加。本研究可用于赤霉病的预测和影响评估,对赤霉病的科学防控具有指导意义。     

小麦品系CP98(11)不同器官表皮蜡质组分和蜡质晶体结构的差异分析

为明确小麦不同器官表皮蜡质晶体结构和蜡质组分的差异,该研究以小麦品系CP98(11)为材料,在小麦扬花期分别取小麦的旗叶、叶鞘、穗下茎、花药和颖壳,利用气相色谱技术对各器官表皮蜡质组分进行鉴定,并通过扫描电镜观察其蜡质晶体结构。结果表明:(1)小麦不同器官的蜡质成分共鉴定出30种,主要为初级醇、二酮、烷烃、脂肪醛、脂肪酸、酯。(2)叶鞘、穗下茎、颖壳的蜡质中二酮含量最高,分别占蜡质总量的78.96%、67.03%和68.6%;花药的蜡质中烷烃含量最高(75.82%);旗叶的蜡质中初级醇含量最高(45.91%),其次为烷烃33.19%。(3)扫描电镜观察显示,旗叶正面的蜡质晶体呈片状结构,旗叶反面和颖壳的蜡质晶体结构呈片状与柱状混合的结构,花药的蜡质呈明显的波浪状结构,穗下茎和叶鞘的蜡质晶体呈柱状结构。     

小麦抗赤霉病研究现状与展望

小麦是我国最重要的口粮作物之一。在小麦生产所面临的各种病害中,赤霉病的发生具有愈来愈严重的趋势,引起小麦产业界的高度关注。近几十年来,科研人员在小麦抗赤霉病遗传育种以及防控技术领域进行了持续不懈的努力,在赤霉病病原菌致病基因、小麦赤霉病抗性基因定位、克隆及功能研究以及抗赤霉病分子育种等方面取得了重大进展。本文主要从赤霉病抗性基因资源的发掘和鉴定、不同抗源遗传基础解析、小麦赤霉病抗性基因、抗赤霉病分子标记辅助选择育种与基因聚合以及小麦抗赤霉病基因的克隆和功能研究等方面进行了综述,分析了目前小麦抗赤霉病研究中存在的问题,并提出应加强基因克隆、功能分子标记开发以及应用单体型辅助选择(HAS)和标记组辅助选择(MSAS)等小麦抗赤霉病研究的相关建议。     

小麦赤霉病拮抗菌JB7的拮抗活性及鉴定

由禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum, Fg)引起的赤霉病是限制小麦生产的主要病害之一。生物防治是一种高效且可持续的防治方法。【目的】从小麦种子内筛选具有抑制禾谷镰刀菌的菌株并对其生防潜力进行评估,为小麦赤霉病生防制剂的开发与利用提供菌种资源及理论支撑。【方法】采用平板对峙、孢子萌发法和无菌上清液抑菌试验筛选小麦种子内对禾谷镰刀菌具有拮抗活性的内生菌株;利用扫描电镜(scanning electron microscope, SEM)和共聚焦扫描电镜(confocal laser scanning microscope, CLSM)观察并分析无菌上清液对Fg的分生孢子形态、膜完整性以及胞内活性氧的影响;通过盆栽试验验证内生菌对小麦赤霉病的生防效果;应用二代Illumina HiSeq测序平台进行全基因组测序。【结果】从小麦种子中分离出一株高效抑制Fg生长的内生菌株JB7,其衰亡期无菌上清液对Fg孢子萌发抑制率高达85.23%。菌株JB7的无菌上清液使Fg孢子表面凹陷,破坏其细胞膜,造成核酸和蛋白质的渗漏,诱导Fg菌丝活性氧的累积,引起Fg菌丝可溶性蛋白和丙二醛含量的显著升高。该菌株具有分泌蛋白酶、纤维素酶、葡聚糖酶和产铁载体的能力。盆栽试验表明菌株JB7能显著降低小麦赤霉病的病情指数(P<0.05)。经全基因组学鉴定为甲基营养型芽孢杆菌(Bacillus methylotrophicus) JB7,该菌株基因组中含有12个抑菌功能的次级代谢产物合成基因簇。【结论】菌株JB7能抑制禾谷镰刀菌的生长,对小麦赤霉病有较强的防效,可作为生物防治小麦赤霉病的候选菌株。     

水稻颖壳颜色的研究及进展

水稻是世界上一半以上人口的主食,对于我国乃至世界的粮食安全具有举足轻重的作用。颖壳是水稻的重要花器官结构,主要由内、外稃组成。目前最常见颖壳颜色为黄色,而黑色、金黄色、褐色等较为少见,研究表明这主要是由于类黄酮的积累不同导致的。通过分析水稻黑色颖壳性状的遗传机制,并以当前报道的两种异常颖壳(金黄壳、褐壳)突变体为对象,解析了相应颜色颖壳的呈色机理;阐述了类黄酮生物合成基因对颖壳颜色的影响,为剖析水稻颖壳的色素沉积模式提供理论参考;对有色稻壳的应用前景做了分析,为观赏稻的选育指明了方向。     

污染作物籽实中As的分布及其结合形态初探

对水稻和小麦籽实中Ａｓ的分布,结合形态及加工去除进行了初步研究,结果表明,Ａｓ在谷物各结构部位中的分布不均,在水稻籽实中浓度分布顺序为胚〉种皮〉颖壳〉胚乳,小麦中Ａｓ的浓度分布顺序为胚〉种皮〉胚乳;Ａｓ在各形态部位的累积量不同,主要存留在胚乳中;Ａｓ主要与蛋白质相结合的形态存在;在稻谷去颖壳、粗米糠和精米糠的过程中,可分别去除Ａｓ１６．５１％、１２．４１％和１０．２６％,小麦也随着加工深度的升级,     

抗茎腐病转基因小麦新种质的筛选

为拓宽小麦茎腐病(又称茎基腐病)抗源种类,筛选抗茎腐病小麦新种质,对43份转TaPIMP1、AtNPR1和Gastrodianin基因小麦纯合株系,进行目的基因表达分析,以及茎腐病、纹枯病和赤霉病抗性鉴定。结果表明,转基因株系的目的基因均能正常表达;转基因株系间茎腐病抗性差异明显,24份转基因株系茎腐病抗性,比受体对照扬麦12显著提高;转基因株系茎腐病抗性与纹枯病抗性相关性显著,与赤霉病相关性不显著。结合农艺性状鉴定,筛选出5份抗茎腐病转基因株系,其中2份兼抗纹枯病和赤霉病,1份兼抗纹枯病,可作为长江中下游麦区茎腐病备用抗源。     

通过组织培养筛选小麦抗赤霉病突变体的研究

选用中抗赤霉病的春小麦品种和品系的花药进行离体培养,以小麦赤霉病29号菌株产生的致病培养滤液为选择剂,结合物理诱变处理,进行抗病鉴定,用赤霉病菌分生孢子直接接种在愈伤组织和再生植株筛选抗病突变体。在83块愈伤中有53块抗病。在11株的再生植株中有9株均比未经培养滤液处理的对照提高了抗病性,从中选出4株抗病性接近或超过“苏麦3号”品种。     

农用抗生素产生菌105N_1的研究

我们从1977年开始,进行了防治麦类赤霉病的农用抗生素筛选工作。经过包括盆栽和大田小区防治试验,得到一株效果显著的链霉菌,编号为105N_1。现将该菌株的生物学特征及对     

植物细胞工程在小麦抗赤霉病育种中的应用

小麦赤霉病是全球性小麦病害,严重影响小麦产量和品质,赤霉菌产生的毒素进一步威胁人畜安全,培育抗病品种是控制小麦赤霉病危害的根本途径。植物细胞工程技术可创造新的遗传变异、加快育种进程,已经广泛应用于小麦抗赤霉病育种。概述了体细胞无性系变异诱导、花药培养、小麦与玉米杂交培育加倍单倍体以及幼胚培养一年多代快速成苗等植物细胞工程技术研究进展,着重介绍了其在抗小麦赤霉病育种中的应用。最后对未来发展趋势做了展望,植物细胞工程结合分子育种技术将在小麦抗赤霉病品种培育中发挥更重要的作用。     

铅在不同基因型稻米中的富集

通过环境扫描电镜结合X射线电子探针显微分析技术,对21种不同基因型水稻颖壳内、外表面以及糙米表面、糊粉层、近糊粉层和米中部Pb含量的测定结果表明,21种不同基因型稻米不同部位Pb含量的变化范围由大到小的顺序为:颖壳内表面>糊粉层>近糊粉层>糙米表面>颖壳外表面>米中部;不同基因型稻米之间对Pb的富集量存在遗传差异,这种差异体现在稻米的同一部位和不同部位之间Pb含量的差异上;不同基因型水稻米中部Pb含量与颖壳内表面、糊粉层、近糊粉层、糙米表面、颖壳外表面之间、水稻糊粉层Pb含量与颖壳内表面、近糊粉层、糙米表面、颖壳外表面、米中部之间以及颖壳内表面Pb含量与颖壳外表面、糊粉层、近糊粉层、糙米表面、米中部之间均存在极显著或显著的非线性关系。一方面反映出不同基因型稻米中部Pb的富集量均通过颖壳和糊粉层调控,即存在相同的调控机制;另一方面揭示了不同基因型稻米不同部位之间对Pb富集的相互调控能力存在差异,并且基因型间的这种差异存在非线性的变化规律。     

我国小麦赤霉病成灾原因分析及防控策略探讨

小麦是世界上三大粮食作物之一,是全球30亿以上人口的主粮。近年来,由于各种病虫害危害,全球小麦生产和粮食安全受到严重威胁,其中由禾谷镰刀菌引起的小麦赤霉病是小麦生产上重要的病害之一。此外,病菌会产生多种真菌毒素对人畜生命健康构成严重威胁。化学药剂的使用以及抗病品种的种植可以有效地控制小麦赤霉病的发生。但是,由于高产优质抗病品种匮乏、气候变暖等因素影响,小麦赤霉病在我国小麦主产区频繁暴发;同时,赤霉病菌抗药性产生致使化学农药的防控效果大大降低。从气候变化、耕作制度改变、小麦品种抗性及病菌抗药性等方面,分析了赤霉病暴发成灾的主要原因。在此基础上,结合当前赤霉病防控研究进展以及存在的科学问题,探讨该病害持续绿色防控的对策建议,以期为我国小麦赤霉病的防控研究提供参考。     

冬小麦持绿和灌浆特征及其抗早衰特性评价

选择23个小麦品种(系),在大田条件下测定了小麦花后旗叶叶绿素含量、颖壳叶绿素含量、籽粒重量、籽粒饱满度等与早衰有关的形态和生理指标,并分别对其花后旗叶叶绿素含量、花后旗叶与颖壳的叶绿素含量比值、粒重比和饱满度以及综合4项指标进行聚类分析,以建立科学的早衰鉴定指标。结果显示:(1)23份小麦材料以花后旗叶叶绿素含量变化可分为4个类型:下降迟且幅度小型、下降早而幅度较大型、下降早且幅度小型、下降早且幅度大型,除第2类型外,其花后旗叶叶绿素含量下降幅度依次增大。(2)以花后旗叶和颖壳叶绿素含量比值变化将其分为3种类型:穗黄叶绿型、同步转黄型、穗绿叶黄型,其比值依次减小。(3)以粒重比可分为3种类型:灌浆充实型、灌浆相对不充实型、灌浆不充实型,其比值依次减小。(4)以饱满度可分为4个类型:饱满型、相对饱满型、相对瘪瘦型和瘪瘦型,其饱满度依次减小。(5)综合以上4项指标可分为4种类型:穗黄叶绿型、正常落黄成熟型、轻度早衰型和典型早衰型;而以饱满度为鉴定指标最接近综合鉴定分析结果。研究发现,籽粒饱满度(干籽粒体积与其充分吸涨后的体积的比值)可作为鉴定小麦早衰的简单、快捷指标,旗叶和颖壳叶绿素含量比较分析可作为田间的初步鉴定指标。     

小麦种子成熟和萌发过程中的假萌发素活性

用SDS-PAGE方法研究了假萌发素(ψG)在小麦种子成熟和萌发过程中活性的变化.结果表明:在种子成熟过程中只有ψG表达,扬花后10 d,在颖壳、内外桴、种皮和果皮中皆可检测到ψG的草酸氧化酶活性,随着发育进程的推进,ψG的活性增大.在种子萌发过程中,在小麦品种中育5号的维管束过渡区中除了萌发素G和G'外,还可检测到ψG的草酸氧化酶活性.由于ψG在种子成熟过程中主要存在于颖壳、内外桴、果皮及种皮这些保护组织中,且开始大量表达的时间正是生长接近停止时,于是推测ψG很可能通过降解草酸产生H2O2而推动这些组织细胞壁的木质化.