利迪链霉菌M01对番茄生长、青枯病发病率及根际细菌群落组成的影响

【背景】利迪链霉菌(Streptomyces lydicus)对多种作物均有较好的促生效果,且对病原真菌具有广谱抑制作用,但该菌对细菌性青枯病的防控研究较少。【目的】探究利迪链霉菌M01能否促进番茄生长并抑制番茄青枯病,以及M01对番茄生长的影响是否通过影响根际细菌群落结构实现。【方法】采用温室盆栽试验和扩增子高通量测序技术研究M01对番茄生长、青枯病发病率及根际细菌群落组成的影响。【结果】施用利迪链霉菌M01的番茄植株鲜重、干重、株高、用土壤与作物分析开发(soil and plant analyzer develotrnent, SPAD)方法测量的叶绿素浓度、根系活力和植株P含量比对照分别提高了22.7%、12.5%、16.0%、28.1%、18.4%和17.9%,其中对株高、SPAD值和植株磷含量影响显著(P<0.05)。M01处理延缓了番茄青枯病的发病时间,接种9周后发病率比对照降低了41.8%。此外,M01对番茄根际细菌群落无显著影响(门水平群落组成,P=0.4;属水平群落组成,P=0.4)。【结论】利迪链霉菌M01可促进番茄植株生长并抑制番茄青枯病,利迪链霉菌M01对番茄生长的影响并非通过调控根际细菌群落实现。     

设施番茄果实生长与环境因子的关系

在设施环境下,研究环境因子与番茄果实生长的关系,以期为设施番茄精准管理提供参考。以1h为步长,记录设施内温度、光照强度及空气湿度,每7d进行1次果径测定,将采集的环境数据细分为7个变量,分析7个变量与果实日增量随时间的变化,采用DPS软件进行逐步回归,建立显著环境因子与果实日增量的回归模型。春茬两个棚环境因子随时间动态变化规律较一致,秋茬日光温室与其有所不同。番茄品种'粉冠’和'金棚’果实日增量呈现先升高后降低的趋势,品种'珍琪’果实日增量变化波动较大。3个设施内影响果实日增量的显著环境因子有所不同,7个环境变量之间相互影响、相互制约。剔除不显著的环境变量后,建立了3个番茄品种果实日增量与显著环境变量的回归模型,确定了7个环境因子对果实生长的影响及果实生长适宜的环境变量范围。     

不同轮作模式下设施土壤丛枝菌根真菌群落结构的季相变化

以番茄-甜瓜、番茄-豆角两种轮作模式为研究对象,采集番茄生长季(休耕期、花期、果期)的土壤样品,利用Illumina MiSeq高通量测序技术分析两种轮作模式下土壤AM真菌群落结构的差异特征,并探讨驱动AM真菌多样性和群落组成差异的关键因子。结果表明: 引入豆科作物的轮作模式显著改变了AM真菌的α多样性,与番茄-甜瓜相比,番茄-豆角土壤中AM真菌Shannon多样性和Pielou均匀度分别显著降低了24.9%和24.0%。AM真菌丰富度、Shannon多样性和系统发育多样性在番茄生育期(花期、果期)相比于休耕期分别显著下降了55.6%～67.5%、49.6%～51.5%及21.4%～23.7%。引入豆科作物的轮作模式在3个时期均提高了球囊霉属的相对丰度,降低了花期和果期类球囊霉属及原囊霉属的相对丰度。近明球囊霉属的相对丰度在休耕期表现为番茄-甜瓜>番茄-豆角,花期则相反。两性囊霉属、多孢囊霉属和盾巨孢囊霉属仅在花期番茄-豆角土壤中存在。置换多元方差分析(PERMANOVA)和非度量多维度分析(NMDS)结果表明,轮作模式和生长季均显著影响AM真菌群落结构,土壤湿度、pH、速效磷等是调控AM真菌群落结构和多样性的主要环境因子。结构方程模型(SEM)结果进一步表明,轮作模式和生长季主要通过影响土壤pH间接驱动AM真菌群落组成及多样性变化。     

番茄Sly-MIR167的抗冷性研究

以番茄为材料,采用Northern杂交技术,分析番茄MIR167(Sly-MIR167)在低温胁迫下的表达模式,以明确Sly-MIR167在冷胁迫下的分子调控机制,为基因工程在改良番茄品种中的实际应用提供依据。结果显示:(1)25℃下Sly-MIR167在番茄根、茎、花瓣、果实、叶片都有表达,4℃低温胁迫下的表达量均增加,表明Sly-MIR167表达受低温诱导。(2)采用农杆菌侵染构建表达载体并转化番茄获得转基因植株,冷胁迫实验结果显示:转基因植株在冷胁迫处理的生长状况明显优于对照;另外,冷胁迫下2个转基因株系(T2-5和T2-19)的最大光化学效率、叶绿素含量下降幅度明显低于野生型;脯氨酸含量高于野生型;MDA含量低于野生型,表明Sly-MIR167能够提高番茄对冷胁迫的耐受性。(3)通过miRU在线软件预测Sly-MIR167的靶基因为NF-YA1、NF-YA2,利用RT-PCR技术分析其表达下调,证明它们被MIR167负调控。     

冷激对高温胁迫下番茄幼苗生长及花芽分化的影响

为了解苗期冷激锻炼对番茄幼苗生长和花芽分化的影响,试验采用人工气候箱模拟夏季设施高温环境,每天对番茄幼苗进行10 ℃、10 min的冷激锻炼,研究冷激处理对高温胁迫下番茄幼苗生长、叶片超微结构和花芽分化进程的影响,并观察定植后开花和坐果情况.结果表明：在4叶期经过冷激锻炼的番茄幼苗茎粗、壮苗指数分别比对照提高了7.2%和55.5%;经过冷激锻炼处理的番茄幼苗叶片中叶绿体和线粒体等细胞器形状及结构正常完整,一定程度上缓解了高温对番茄幼苗叶肉细胞超微结构的破坏;冷激锻炼显著提高了番茄幼苗早期花芽分化的分化进程,但随着苗龄的延长这种差异变得不显著.定植后经冷激处理的番茄幼苗第1、2穗果的坐果数和坐果率显著高于未经冷激处理.表明冷激锻炼不仅能够缓解高温对番茄幼苗细胞超微结构的伤害和生长的胁迫,还有利于早期花芽分化进程的提前,提高番茄坐果数和坐果率.     

亚适宜温光下萘乙酸钠对番茄幼苗生长与生理特性的影响

以番茄“中杂105”为试材,研究亚适宜温光条件下根施10 mg·L^-1萘乙酸钠对番茄幼苗生长与生理特性的影响.结果表明： 亚适宜温光处理番茄幼苗生物量、壮苗指数、根系活力、光合速率、根系和叶片中全氮含量均显著下降,超氧化物歧化酶和过氧化物酶活性升高,过氧化氢酶活性降低,玉米素核苷含量显著下降,而脱落酸含量显著增加.亚适宜温光条件下,与对照相比,根施10 mg·L^-1萘乙酸钠可使番茄幼苗全株干质量、壮苗指数分别提高16.4%、22.9%,并使根、叶中全N含量及光合速率分别增加8.5%、28.5%、37.0%,提高根系活力和保护酶活性,增加吲哚乙酸和玉米素核苷含量,抑制脱落酸含量的增加.亚适宜温光处理下,根施10 mg·L^-1萘乙酸钠可以通过提高番茄幼苗根系活力、保护酶活性和光合速率,调控内源激素水平变化,促进番茄幼苗生长.     

番茄（Lycopersicon）的化感作用研究

采用室内生测、室外盆栽和水培相结合的研究方法,以多种受体品种来探讨番茄 的化感作用．结果表明,番茄植物不仅具有自毒作用,番茄植株的水提液对黄瓜、萝卜、生 菜、白菜、包心菜的幼苗生长均有显著的抑制作用;番茄植株的挥发物对黄瓜的生长具有 明显的抑制作用,但对绿豆、白菜、生菜及番茄自身的幼苗生长则无明显的影响;番茄移苗 后４０ ｄ之内,其根分泌物对黄瓜生长有明显抑制作用,但对生菜作用不明显认为自毒作 用是造成番茄连作障碍的原因之一,指出番茄种植应采用轮作方式,水培或大棚种植番茄 时,应避免与黄瓜间种．     

酚类化合物代谢中受UV-C辐照调控的转录因子的筛选

SlPAL5基因是酚类化合物代谢的关键基因。UV-C辐照可以有效提高番茄果实中酚类化合物的含量。因此研究调控SlPAL5基因表达的转录因子,对于进一步阐明UV-C诱导番茄果实酚类化合物合成的调控机制具有重要意义。文中通过构建番茄酵母单杂交文库,利用酵母单杂交技术筛选调控酚类化合物合成关键基因SlPAL5表达的转录因子。通过测序和Blast同源性分析得到转录因子SlERF7,并证实SlERF7可以与SlPAL5的启动子相互作用。另外,UV-C辐照可以显著提高SlERF7的表达水平。结果表明受UV-C辐照诱导的SlERF7可能参与了SlPAL5的转录调控,为研究UV-C诱导番茄果实酚类化合物合成的调控机制提供了基础。     

基于源库生长单位的温室番茄干物质生产-分配模拟

为了量化研究温室番茄果穗间干物质的分配,提高温室番茄栽培的效益,采用源库生长单位的测定方法,将经典的单叶同化物生产模型与GreenLab模型相结合,构建了干物质向源库生长单位内茎节、叶片、果实分配的动态模型,利用越冬茬、早春茬和春夏茬温室番茄各器官的干物质测定数据对模型进行了验证.结果表明:所构建的模型模拟结果与实测结果吻合性较好,不同茬口同化物生产模拟值与实测值的回归方程斜率为0.93,R~2为0.92;源库生长单位内茎节、叶片、果实以及根系的模拟值与实测值间回归方程斜率在0.85～0.89之间,其相对误差(R_e)均值分别为5.3%、5.6%、8.1%和3.6%,说明模型的模拟准确度较高,可为不同茬口温室番茄栽培管理提供理论依据和决策支持.     

施氮水平影响蚯蚓介导的番茄生长及抗虫性

过量施用氮肥不仅导致严重的生态环境问题, 还会限制土壤生物驱动的生态系统服务功能。蚯蚓的取食和掘穴等活动可以促进土壤肥力和植物生长, 进而影响植物与病虫害的关系。了解氮肥与害虫作用下蚯蚓对植物抗虫性的影响, 有助于揭示土壤动物的生态功能调控机制。采用蚯蚓(威廉腔环蚓Metaphire guillelmi)、西花蓟马(Frankliniella occidentalis)和氮肥用量的三因子完全交互设计, 利用番茄(Lycopersicon esculentum)盆栽实验探索了不同氮水平下蚯蚓对番茄生长及对植食者抗性的影响。结果表明, 在低氮条件下蚯蚓显著降低了番茄茎叶干生物量、根系干生物量及茎叶可溶性糖含量, 而茎叶的茉莉酸和水杨酸含量分别是无蚯蚓对照的6倍和3倍, 且伴随着西花蓟马数量下降了58%。在高氮水平时, 蚯蚓未影响番茄茎叶茉莉酸、茎叶水杨酸含量及西花蓟马数量。蚯蚓介导的番茄营养物质(茎叶可溶性糖和茎叶全氮)和防御信号物质(茎叶茉莉酸和茎叶水杨酸)含量分别与西花蓟马数量呈显著的正相关和负相关。总之, 氮肥施用改变的土壤氮有效性通过改变植物资源和防御物质含量转变了蚯蚓介导的植物抗虫性响应; 全面了解土壤生物对植物生长的影响需要综合考虑土壤管理-土壤动物-植物病原物三者之间的关系。     

风洞技术

风洞技术是测定信息化学物质对昆虫行为影响研究中非常重要的实验手段,可为确定信息物质的浓度、配比提供参考,也可辅助诱芯的改进和诱捕器的设计。实际上风洞实验是一种信息物质田间应用前的室内模拟测试。风洞实验前要做好充分的准备,观察和记录的指标因测试的是性信息素还是植物挥发物而不同。本文重点介绍了风洞实验的具体操作步骤,列举了风洞技术在苹果蠹蛾Cydia pomonella多成分性信息素研究和葡萄藤蛾Lobesia botrana对葡萄主要挥发物的行为反应研究中的两个应用实例,最后还讨论了风洞与嗅觉仪的区别、风洞的优缺点,以及风洞的日常维护等。     

RNA干扰与技术

RNA干扰(RNA interference,RNAi)是由双链RNA诱导的、序列特异的基因沉默机制。它是自然存在于植物、线虫和果蝇中抵抗外来基因(包括病毒、转座子)入侵的方式。在哺乳动物细胞中,能够人工诱导RNA干扰,沉默有同源序列基因表达。这一新技术具有特异性、高效性。因此,正被用来研究人类基因组的功能、肿瘤和抗病毒感染等。