苍耳柄锈菌三裂叶豚草专化型冬孢子基因组DNA快速提取方法的比较研究

以苍耳柄锈菌三裂叶豚草专化型Puccinia xanthii f. sp. ambrosiae-trifidae为研究试材,比较研究了其冬孢子DNA提取的9种方法,其中CTAB-钢珠法、改良的微型电钻法以及EZ-Kit改良法获得的基因组DNA经检测质量较好。在此基础上,利用ITS-PCR和ISSR引物UBC#835将待用DNA进行PCR扩增检测。结果表明,上述3种方法提取的DNA适合于ISSR反应。研究结果为专性寄生锈菌分子遗传变异的研究提供了保障。     

苍耳柄锈菌三裂叶豚草专化型的超微结构观察

20 0 3年在沈阳的三裂叶豚草 (AmbrosiatrifidaL .)上发现了苍耳柄锈菌三裂叶豚草专化型 (PucciniaxanthiiSchwein .f.sp .ambrosia trifidaeS .W .T .Batra) ,这是在我国三裂叶豚草上发现的一种新病菌。试验采用扫描电镜和透射电镜对该锈菌的冬孢子和吸器的形态结构进行了观察。     

小麦条锈菌CY32夏孢子萌发研究

研究夏孢子萌发过程的分子机制对于从分子水平上理解条锈菌的侵染过程及其与寄主互作的关系具有重要的理论意义。本研究以小麦条锈菌Pucciniastriiformisf.sptritici32号生理小种(CY32)为材料,研究了用水培方法萌发夏孢子的适宜条件。结果显示,CY32夏孢子萌发的最适温度为9℃,最适宜的孢子量是6mg/200mL水,适宜的溶液是无菌蒸馏水。水化能促进夏孢子的萌发,新鲜夏孢子和干燥容器中放置2d的夏孢子经水化15h后,萌发率显著提高。此方法获得的萌发夏孢子提取的RNA可以满足cDNA文库构建和基因表达分析等分子生物学研究的要求,并为小麦条锈菌的分子生物学研究奠定了物质基础。     

豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子萌发与入侵扩散关系

豚草(Ambrosia artemisiifoliaLinn.)和三裂叶豚草(A. trifidaLinn.)是我国恶性入侵物种,分布常呈高密度单一种群,且结实量庞大。探讨二者不同植株部位种子萌发(休眠)与扩散特点,对了解二者入侵机制具有重要意义。以新疆伊犁新源县发生的豚草和三裂叶豚草为材料,在种子成熟期,根据植株高度、枝条长度,按比例从上到下分为9个部位,对不同植株部位种子的形态特征、数量和萌发特性进行比较,分析这两种植物不同植株部位种子萌发与扩散的共性和差异性,研究二者种群密度调节和入侵的关系。结果表明:1)两个物种内不同植株部位间种子的长、宽、百粒重无显著差异,但三裂叶豚草种子的长度和宽度分别是豚草的2—3倍,百粒重高7倍。结合两个物种在伊犁地区分布差异,认为种子大小是两个物种分布区域性差异的原因之一。2)豚草和三裂叶豚草植株外部的上顶、中顶、上中部位种子数占植株总种子数量的50%,中中、下顶占比约23%,而下部的上基、中基、下中、下基的种子数占比约27%,表明当年生产的种子有近73%的比例具有远距离扩散的潜力。3)豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子的萌发率具有上端中端下端的趋势;初始萌发时间为下端中端上端;萌发持续时间为上端中端下端。这种萌发方式避免了同一生长季大批种子同时萌发有可能导致高密度死亡的风险。基于上述研究分析,认为豚草和三裂叶豚草不同植株部位种子具有不同的适应功能。其中,上部所产生的种子具较强的扩散能力和低休眠性,有利于两物种快速占据新生境并扩大种群;而中、下部位的种子在母株周围就近扩散,翌年萌发率低,缓解了种群竞争。豚草和三裂叶豚草不同植株部位生产的种子特性和萌发差异是两个物种进行种群密度调节和扩散入侵的重要原因。     

豚草锈菌对三裂叶豚草光合生理特性的影响

【背景】外来人侵恶性杂草——三裂叶豚草在我国迅速蔓延,并对我国经济、人民健康、生态等方面造成巨大影响。【方法】本文运用光合仪（CIRAS-1）测定豚草锈菌侵染后的三裂叶豚草叶片的光合效率、蒸腾速率、叶表面蒸汽压差、胞间CO2浓度、气孔导度等指标,以探讨豚草锈菌影响三裂叶豚草光合作用的机制。【结果】豚草锈菌侵染三裂叶豚草叶片后,对叶片水分代谢与光合代谢有明显影响,从而影响叶片有机物质的合成。豚草锈菌侵染显症1—4d后,受侵染叶片蒸腾速率与气孔导度下降,光合作用有所加强,导致胞间CO2浓度下降,进而使叶片细胞水分代谢与光合代谢加强。显症4d后,随着叶片发病程度增加（4～5级）,胞间CO2浓度增加,蒸腾速率与气孔导度大幅降低,光合速率下降。【结论与意义】豚草锈菌能干扰三裂叶豚草叶片的光合生理活动。该结果可为防治三裂叶豚草提供参考。     

黄檗鞘锈菌担子发育及担孢子萌发的细胞学研究

为了解黄檗鞘锈菌Coleosporium phellodendri担子发育及担孢子萌发的细胞学变化,采用光学显微镜观察了冬孢子萌发、担子发育及担孢子萌发过程,并利用苏木精染色法对冬孢子萌发过程中细胞核的变化进行了研究。结果表明:未成熟的冬孢子含有两个细胞核,成熟时冬孢子伸长,两个细胞核融合成为1个核;冬孢子萌发时,中间形成一隔膜,将冬孢子分成两部分,上部分含金黄色的原生质体,下部呈透明的柄状结构;上部分发育形成4个细胞的内担子,然后发育形成担孢子。担孢子萌发时,产生1个芽管,顶端形成外观上与担孢子形态大小基本一致的次生孢子。次生孢子萌发产生芽管,形成菌丝。有极个别的次生孢子可再次形成次生孢子。冬孢子和担孢子在5–25℃温度范围内均能萌发,其中以15–25℃为适宜萌发的温度范围。     

小麦叶锈菌休眠与萌发夏孢子的差异表达

【目的】小麦叶锈菌引起的小麦叶锈病是小麦的重要病害之一,孢子萌发和侵入气孔是保证叶锈菌正常侵染寄主的重要前提。本研究旨在研究小麦叶锈菌夏孢子萌发的差异表达特性,为揭示萌发的机制及其与致病的关系提供依据。【方法】利用小麦叶锈菌致病类型THTT的休眠夏孢子和萌发夏孢子进行RNA-seq分析。【结果】在萌发夏孢子中筛选出相比休眠夏孢子上调表达的基因为4400个,下调基因5325个。GO富集分析发现,上调差异基因主要涉及细胞进程、有机物代谢、信号传导、单个有机体过程、催化酶活性等;下调基因主要涉及单组织过程、单个有机体细胞过程、有机物代谢过程、催化活性调节等过程。利用KEGG分析发现,差异基因共参与109条通路,从中筛选出两条与孢子萌发相关的通路——丝裂原活化蛋白激酶(MAPK)信号通路和囊泡运输中的SNARE蛋白交流。10个基因的定量分析结果与基因数字表达谱分析结果一致。【结论】研究获得了叶锈菌孢子萌发及侵入气孔过程中的重要差异基因,研究结果为研究叶锈菌致病机制奠定基础。     

三裂叶豚草的化感作用研究

 本文研究了在我国东北地区广泛蔓延的菊科杂草—三裂叶豚草(Ambrosia trifida)对大豆、玉米、小麦、水稻的化感作用(Allelopathy)。通过对三裂叶豚草的不同部位(挥发物、茎叶、根、根区土壤)的化感活性的研究,发现三裂叶豚草的挥发物和根区土壤对作物无明显的作用;茎叶部分的水浸液对实验作物的种子萌发和幼苗的幼根伸长有明显的抑制作用,同时使根系形态发生较大的变化;根的水浸液对作物的幼芽伸长有一定的促进作用。在上述的研究基础上,对不同的活性组分进行了GC、GC/MS分析．结果表明主要的化感成分可能为α-蒎烯、β-蒎烯、2-冰片烯、里那醇、冰片、4-萜品醇、樟脑、α-萜品醇、马鞭烯酮、橙花叔醇、法尼烯、勺叶桉醇等。由此我们分析三裂叶豚草主要是通过雨水淋溶的方式向周围环境释放化感物质,从而对其它植物产生影响,加强自身在自然界的竞争力。     

三裂叶豚草锈菌侵染寄主叶片的显微和超微观察

【背景】三裂叶豚草是我国重要的外来入侵植物之一,其传播速度快,已给我国造成巨大的经济损失。近年来发现的三裂叶豚草锈菌是一种对其具有生物防治潜力的病原菌。【方法】本文利用显微技术研究了三裂叶豚草锈菌的侵染过程及其对寄主结构的影响。【结果】三裂叶豚草锈菌菌丝可从多处侵入同一个叶肉细胞,胞间菌丝与叶肉细胞相接触可使部分细胞壁增厚。锈菌侵染使三裂叶豚草叶脉末梢导管分枝增多,造成三裂叶豚草水分代谢失调;叶片细胞内膜系统破碎化,细胞器结构受到不同程度的破坏,导致细胞内膜系统紊乱,细胞器结构稳定性降低。【结论与意义】豚草锈菌侵染破坏了三裂叶豚草叶片的细胞结构。本研究为深入研究豚草锈菌的致病机理奠定了基础。     

三裂叶野葛种子的休眠及萌发（简报）

２０mg.L^-1激动素（ＫＴ）浸种的三裂叶野葛种子萌发效果最佳,萌发率达７５％,用石英砂研靡破种皮后,再以２０mg.L^-1ＫＴ浸种的三裂叶野葛种子的萌发率达到９５％,提早５d萌发。根据种子抑制物实验的结果认为,三裂叶野葛种子的种皮和种仁中可能存在抑制种子萌发的物质。     

三裂叶豚草锈病发生和流行规律的研究

通过田间调查与定点系统观察,结合沈阳地区的气象条件,对三裂叶豚草锈病在沈阳地区的发生和流行规律进行了研究。结果表明：三裂叶豚草锈病属于喜高温、高湿型病害;该病于6月初在沈阳地区开始发病,可持续至9月,以7～8月发病最重。人工接种试验结果表明：在30℃和相对湿度96．9％条件下接种锈菌冬孢子,4d后三裂叶豚草即可发病;冷冻保藏（-20℃）可打破冬孢子休眠,在沈阳地区冬孢子是第二年锈病发生的初侵染菌源。苍耳柄锈菌三裂叶豚草专化型对三裂叶豚草表现出了显著的致病性、致死性及专一性,证明是防治三裂叶豚草的理想生防菌。     

豚草锈菌对三裂叶豚草叶片生理生化特性的影响

【背景】自20世纪50年代三裂叶豚草传入我国以来,迅速蔓延,已给我国农业生产、生态环境、人民健康造成巨大威胁。近年来发现的豚草锈菌对三裂叶豚草有一定的致病性,具备生物防治潜力。【方法】本文利用植物生理学技术研究了豚草锈菌对三裂叶豚草叶片生理生化特性的影响。【结果】锈菌侵染后,三裂叶豚草叶片的相对电导率随病级的增高和侵染时间的延长而上升,说明锈菌破坏了豚草叶片的细胞膜,导致其电解质外渗。同时,发病初期叶片内的丙二醛(MDA)与超氧自由基(O2.-)含量逐渐上升;当发病程度为3级时,O2.-含量达到最高;4级时,MDA含量达到最高。此外,锈菌侵染后,三裂叶豚草叶片抗坏血酸(AsA)含量持续上升,而脯氨酸(Pro)含量在发病后期下降,说明在三裂叶豚草与锈菌互作时,AsA含量虽然增加,但抗性并不明显,而Pro可能具有更为重要的作用。【结论与意义】豚草锈菌的侵入干扰了三裂叶豚草的生理生化反应,这将为深入研究豚草锈菌的致病机理、发挥其生物防治潜力奠定基础。     

Seasonal variations in the occurrence of Golovinomyces orontii and Podosphaera xanthii,causal agents of cucurbit powdery mildew in Northern Italy

Powdery mildew, caused by Golovinomyces orontii and Podosphaera xanthii, is a widespread disease that causes important losses in cucurbit production. To determine the aetiology and the epidemiology of cucurbit powdery mildew disease in the North of Italy, observations on the occurrence of the main disease‐causing fungal species were conducted during the 2010, 2011 and 2012 growing seasons. Samples of infected leaves of zucchini, melon and pumpkin plants, either from field or greenhouse crops, were collected every 15–18 days from May to September/October. To identify the fungal species, both morphological observations based on the asexual stage and molecular identifications by a Multiplex‐PCR reaction with species‐specific primers were performed. Climatic parameters of temperature and relative humidity were also monitored. Pearson's correlation coefficient and Principal Component Analysis showed a negative significant correlation between the two species, and a peculiar epidemiological behaviour was also observed: the earlier infections were caused by G. orontii, which was the predominant species till the end of June–middle of July. At this time, this species progressively decreased in frequency and was replaced by P. xanthii that became the main species infecting cucurbits till the end of the growing season. As the two species have different ecological requirements, these seasonal variations in the cucurbit powdery mildew species composition could possibly be explained by the influence of temperature and relative humidity on the pathogen epidemiology during the growing season but also by the different overwintering strategies adopted by the two species.     

Understanding biological and ecological factors affecting seed germination of the multipurpose tree Anogeissus leiocarpa

• Anogeissus leiocarpa (DC.) Guill. & Perr. (Combretaceae) has important economic and cultural value in West Africa as source of wood, dye and medicine. Although this tree is in high demand by local communities, its planting remains limited due to its very low propagation via seed.
• In this study, X‐rays were used to select filled fruits in order to characterise their morphology and seed germination responses to treatment with sulphuric acid and different incubation temperatures.
• Morphological observations highlighted a straight orthotropous seed structure. The increase in mass detected for both intact and scarified fruits through imbibition tests, as well as morphological observations of fruits soaked in methylene blue solution, confirmed that they are water‐permeable, although acid‐scarified fruits reached significantly higher mass increment values than intact ones. Acid scarification (10 min soaking in 98% H₂SO₄) positively affected seed germination rate but not final germination proportions. When intact fruits where incubated at a range of temperatures, no seeds germinated at 10 °C, while maximum seed germination (ca. 80%) was reached at 20 °C. T₅₀ values ranged from a minimum of ca. 12 days at 25 °C to a maximum of ca. 34 days at 15 and 35 °C. A theoretical base temperature for germination (T_b) of ca. 10 °C and a thermal requirement for 50% germination (S) of ca. 195 °Cd were also identified for intact fruits.
• The results of this study revealed the seed germination characteristics driven by fruit and seed morphology of this species, which will help in its wider propagation in plantations.

     

不同月份采集的贝加尔针茅地上部的分解特征及影响因素

利用植物生长过程中植物组织内养分元素化学性质的季节性变化特点,在2009年生长季的不同月份(5—9月)采集了呼伦贝尔地区贝加尔针茅地上部(茎和叶),作为分解底物,采用分解袋法,研究其分解特点及其影响因素。结果表明:不同月份采集的贝加尔针茅分解底物之间的分解速度存在明显差异,依采集月份逐渐递减,5月>6月>7月>8月>9月;分解底物初始N、P、Zn、K、Mg和Mn含量与分解速度均呈显著正相关,而碳含量和C∶N与分解速度呈显著负相关,初始钙含量、N∶P与分解速度无显著相关性;土壤微生物生物量N与分解底物的残余质量(%)相关性明显;另外,土壤微生物生物量N与凋落物C、N含量也具有明显的相关性;分解底物质量损失与土壤水分含量显著正相关,而与土壤温度的相关性较弱,说明降水变化通过调节土壤湿度来影响凋落物分解。     

环境因子对努利虫疠霉产孢和孢子萌发的影响

探讨努利虫疠霉Pandoranouryi(Remaudi埁re&Hennebert)H櫣mber在田间蚜虫种群中发生与流行的规律,研究外界环境因子对感菌虫尸产孢和孢子萌发的影响。结果表明,处于水琼脂培养平板上感染努利虫疠霉的桃蚜虫尸在8~25℃的温度范围内均能产生大量的初生分生孢子,在30℃下,仅弹射极少量孢子。8℃下,孢子弹射可以持续120h,当温度高于15℃,大部分的孢子会在48h内完成弹射。相对湿度小于95%,虫尸停止产孢。20℃下,光照条件不会影响虫尸弹射孢子的总量。在8℃和30℃时,24h后处于水琼脂培养平板上的孢子萌发率分别为45.23%和61.74%,显著低于15~25℃温度范围内的孢子萌发率(95%以上)。处于叶片上的真菌孢子,当相对湿度大于74%时出现萌发,但在盖玻片的表面,当湿度低于100%时未发现孢子萌发。