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...     

水稻产量及其构成因子对空气CO2浓度增高响应的QTL分析

自由空气CO2浓度增加设施（Free air carbon dioxide enrichment．FACE）使得实际地模拟未来植物生长所处的CO2浓度增加环境变为可能。FACE下．作物生长和产量发生不同程度的加速和提高,而分析作物产量因子对CO2浓度增加响应的遗传基础将有利于对CO2环境变化做出敏感响应的遗传特性的认识,有利于适合未来空气CO2浓度增加环境的高产品种的培育。以粳稻品种Asominori与籼稻品种IR24的杂交组合所衍生的染色体片段置换系（CSSLs）为材料进行田间试验,分别在FACE（约570umol CO2／mol）和正常大气（约370umol CO2／mol）下对籽粒产量及其构成因子等数量性状位点（QTL）进行了分析。结果表明,在FACE下,Asominori和IR24的有效穗数、穗粒数和单株籽粒产量均显著高于对照下的,并且FACE下,65个置换系的变幅范围均大于对照下的;在第1．2,4,6．7,9和12染色体上检测到LOD值在2．5—5．7范围内的控制上述产量性状的20个QTL．其中有3个可以同时在FACE和正常大气下检测到．其余的则只是在某一种CO2环境下检测到。此外,还检测到2个QTL（qFT12 and qGP4）存在着与环境的加性互作效应。可以推论．空气中CO2浓度的增加诱导了部分对CO2浓度敏感的QTL表达,控制水稻产量性状的QTL与CO2增加的环境发生了互作效应。预计利用分子标记辅助育种途径可以培育出适用于未来CO2浓度增加环境下的高产水稻品种。     

广东省烟草花叶病病原病毒的鉴定

烟草花叶病是广东省产烟区的主要病害之一。我们在南雄等八个县进行调查,1983年至1984年的一般发病率为2～20％。根据血清学反应、病毒粒体形态、鉴别寄主反应及寄主范围、媒介昆虫种类、物理性质、交互保护反应等各项检验结果,鉴定广东省烟草花叶病病原是:三个黄瓜花叶病毒可能株系(普通株系CMV-C,烟草坏死株系CMV-TN,烟草黄色坏死株系(CMV-TYN),烟草花叶病毒(TMV),马铃薯病毒Y(PVY),烟草脉带花叶病毒(TVBMV)和烟草褪绿斑驳病毒(TCMV)(暂定)。     

RNA介导的病毒抗性在转基因烟草中的遗传分析

以含非翻译马铃薯Y病毒外壳蛋白(PVY—MCP)基因的抗病和感病T0代转基因烟草为材料,对转基因及RNA介导的病毒抗性在T1～T4代转基因植株中的遗传进行了研究。结果表明,在含低拷贝(1～2个)转基因的感病植株后代中,转基因是作为一个单显性遗传位点,遵循孟德尔遗传分离规律,各世代转基因植株仍表现感病。含多拷贝(4～6个)转基因的抗病植株,转基因在T1代的分离虽符合多位点插入的15：1和63：1遗传规律,但转基因发生了重排,RNA介导的病毒抗性表现为不稳定遗传。从含多拷贝转基因的抗病植株的T1代株系中,分离获得了两株含2个拷贝转基因的抗病植株;其后代中,转基因及抗性遗传遵循孟德尔遗传分离规律,可稳定遗传和表达,获得纯合的抗病转基因株系。对转基因在不同抗病类型植株中整合方式分析显示,抗病植株中多存在转基因的反向串联重复序列。     

开放系统中农作物对空气CO2浓度增加的响应

FACE试验（free-air CO2 enrichment)开展的10多年中,供试农作物主要有：C3禾本科作物小麦（Triticum aestivum L.）、多年生黑麦草（Lolium perenne)和水稻（Oryza sativaL.),C4禾本科类高梁（Sorghum bicolor(L.)Moench),C3豆科植物白三叶草（Trifolium repens ),C3非禾本科块茎状作物马铃薯（Solanum tuberosum L.）,以及多年生C3类木作物棉花（Gossypium hirsutum L.)和葡萄（Vitisvinifera l.)。本文系统整理和分析了以下各项参数的结果;光合作用、气孔导度、冠层温度、水分利用、水势、叶面积指数、根茎生物量累积、作物产量、辐射利用率,比叶面积、N含量、N收益、碳水化合物含量、物候变化、土壤微生物、土壤呼吸、痕量气体交换以及土壤碳固定,CO2浓度升高对农作物的影响作用主要表现在以下方面：（1）促进了植物光合作用,增加了其生物量累积;（2）显著提高C3作物产量,但对C4作物产量的影响很小;（3）降低了C3和C4作物气孔导度,非常显著地提高了所有作物的水分利用率;（4）对植物生长的促进作用在水分不足与水分充中时二者相当或前者大于后者;（6）对根系生长的促进作用要大于地上部分;（7）对多年生植物气孔导度的影响较小,但对其生长的促进作用仍很高;（8）降低了植物体内N含量,但作物体内碳水化合物及某些其他含碳化合物含量增加,且叶部含量要明显高于植物其他器官;（9）对大多数作物的物候略有加速;（10）对某些土壤微生物具显著影响,而对有些则无,但都增加了微生物活性;（11）综合多年、多地点的试验结果表明土壤对大气CO2的固定增加,但单独一个试验无法观测到SOC的显著性变化,对FACE和前期的熏气室试验结果都进行了尽可能的对比研究,除了二例以外,发现在大多数情况下二者的结果基本一致,其中,FACE使气孔导度降低的1.5倍,明显高于前期熏气室试验的结果;其二,相对于熏气室,FACE条件下CO2倍增对根的相对促进作用要高于地上部分,因此,我们对基于这二者的结论的准确性和可靠性是充满信心的,不过,更接近自然环境和具更大小区面积的FACE试验仍是必需的,它可以为我们提供在CO2升高条件下更具代表性的田间试验条件,从而为我们提供更多、更有益的多学科交叉的试验数据和研究结果。     

番茄环纹斑点病毒与马铃薯Y病毒复合侵染烟草的细胞病理特征

在自然情况下, 番茄环纹斑点病毒(TZSV)和马铃薯Y病毒(PVY)通常复合侵染同一植株。该文首次报道了TZSV和PVY复合侵染烟草(Nicotiana sp.)植株的细胞病理特征, 并与单独侵染进行了比较分析。复合侵染的烟草植株细胞中, TZSV病毒颗粒明显增多, 并聚集于囊膜内形成包涵体, 与PVY的风轮状及片层状内含体和病毒颗粒聚集体交叉分布于细胞质(内含线粒体明显增多)中, 线粒体、叶绿体和细胞核结构较完整; 两种病毒的颗粒、包涵体和内含体数量均较单一侵染增多, 且对寄主亚细胞结构的破坏较单一侵染为轻, TZSV和PVY及其与寄主的互作可能存在协生作用。     

不同CO2浓度与温度条件下马铃薯叶片的淀粉浓度与比叶重和矿质…

三个马铃薯品种在５００,１０００,１５００,２０００μｍｏｌ．ｍｏｌ＾－１ＣＯ２浓度与１６,２０℃空气温度下生长３５ｄ测定了植株叶片的比叶重,淀粉浓度及主要养分Ｎ,Ｐ,Ｋ,Ｃａ,Ｍｇ的浓度。在１６℃和２５℃下,叶片淀粉浓度随ＣＯ２浓度的增加而增加,且１６℃下的测定值高于２０℃下的测定值,比叶重与以叶面积或干重为基础的叶片淀粉浓度成正相关。     

蓝藻高CO2需求突变株的研究进展

对蓝藻CO2浓缩机制(CO2 concentrating mechanism,CCM)的认识,最终要揭示其作用的生理生化和分子生物学基础,蓝藻高CO2需求突变株的研究为这个目标的实现提供了一条最为有效的途径,1986年,Marcus等第一次把筛选光合作用突变株的方法加以修改,利用化学诱变筛选到第一个单细胞蓝藻Synechococcus PCC7942的高CO2需求突变株,为这一领域的研究在方法学上开辟了一个新的途径。       

不同盐度下水华束丝藻对CO2浓度倍增的生理响应

本文研究了在盐度分别为2‰和4‰的条件下,CO2浓度倍增对水华束丝藻(Aphanizomenon flos-aquae)生长速率、光合活性及光合色素比例与丙二醛含量的影响。结果表明随着盐度的增加水华束丝藻的生长速率和光合活性受到显著抑制,叶绿素a与藻蓝素比例大幅降低,丙二醛含量明显提高。在实验盐度范围内,CO2浓度倍增显著促进水华束丝藻的生长速率和最大光合电子传递速率(ETRmax)与色素比例,而且盐度越高促进效果越明显。此外CO2浓度倍增能显著降低丙二醛(MDA)含量。从而减少膜脂过氧化,缓解盐度胁迫。     

高CO2浓度对温带三种针叶树光合光响应特性的影响

将长白山地区阔叶红松林中主要针叶树种红松、红皮云杉和长白落叶松的幼苗 ,盆栽于模拟自然光照和人工调节CO2 浓度为 70 0和 40 0 μmol·mol-1的气室内两个生长季 ,在各自的生长环境条件下 ,利用CI 30 1PS便携式CO2 分析系统测定针叶的光合光响应曲线 .结果表明 ,不同树种及同一树种的不同CO2浓度处理间差异明显 .比较饱和净光合速率、暗呼吸、光补偿点、光饱和点、及光能利用率 (QUE)的变化可见 ,长白落叶松为阳性树种 ,其光合作用对高CO2 浓度的适应能力较好 ,红松树种次之 ,阴性树种红皮云杉光合作用对高CO2 浓度适应能力最差 .并初步探讨了供试树种光合生理特性及其演替状况间的联系     

CMV抑制PVYN CP基因沉默及其介导的抗病性

以前曾报道用RNA介导的抗病毒策略,获得了高度抗病的表达马铃薯Y病毒坏死株系外壳蛋白基因(PVY^N CP)的转基因烟草,并对T1、T2代转基因植株进行了遗传和抗病性分析。此次以T,代转基因植株为试验材料,在筛选高度抗病植株并证明其抗病性是基于转基因沉默的基础上,采用Northern杂交的方法,证明CMV侵染抑制了转基因植株中PVY^N CP基因的沉默,而且CMV对PVY^N CP基因沉默的抑制部位是发生在接种后的新生叶上,接种叶及其下部叶片中PVY^N CP基因沉默则未受到影响。采用ELISA方法对CMV PVY^N复合接种的转基因植株进行PVY^N检测,结果表明,接种叶及下部叶没有检测到PVY^N,植株叶片对PVY^N表现为抗病。而在CMV接种后植株新生叶中则检测出了高滴度的PVY^N,植株叶片对PVY^N表现为感病。该文报道了在表达PVY^N CP基因的RNA介导抗性转基因植株中,异源病毒侵染抑制了转基因的沉默,并导致转基因植株的抗病性丧失。     

Comparison of resistance to potyviruses within Solanaceae: infection of potatoes with tobacco etch potyvirus and peppers with potato A and Y potyviruses

The reaction of several cultivated potato varieties (Solarium tuberosum L.) to three strains of tobacco etch potyvirus (TEV-F, TEV-Mex21 and TEV-ATCC) and the reaction of several pepper lines (Capsicum annuum L. and C. chinense L.) to two strains of potato Y potyvirus (PVY^O and PVY^N) and one strain of potato A potyvirus (PVA-M) was tested. The potato varieties included in this study carried resistance genes against PVY, PVA and potato V potyvirus, but all were susceptible to TEV and developed mottle and mosaic symptoms. TEV was readily transmitted by mechanical inoculation from tobacco and potato to potato, whereas transmission from pepper to potato occurred infrequently. TEV was transmitted through potato tubers, and from pepper to potato plants by aphids. Lack of detectable systemic infection following graft-inoculation indicated extreme resistance to PVY^O and PVA in several pepper lines. No pepper line was systemically infected with PVY^N following mechanical inoculation (graft-inoculation was not carried out with PVY^N). The development of necrotic lesions following mechanical and graft-inoculation indicated hypersensitive response to PVY^O in several pepper lines which resembled the resistance responses to these potyvirus strains in potato. Results of this study together with previous work indicate that C. annuum cv. Avelar is resistant to four potyviruses [PVY, PVA, pepper mottle potyvirus (PepMoV) and some isolates of TEV]; C. annuum cv. Criollo de Morelos and C. chinense PI 152225 and PI 159236 are resistant to three potyviruses (PVY, PepMoV and PVA; and PVY, PepMoV and TEV, respectively); C. annuum 9093–1 and 92016–1 are resistant to PVY and PepMoV; and C. annuum cv. Jupiter and C. annuum cv. RNaky are resistant to PVY^N and PVA.     

Elevated CO2 shifts the focus of tobacco plant defences from cucumber mosaic virus to the green peach aphid

Elevation in CO₂ concentration broadly impacts plant physiological characteristics, which influences herbivores and biotrophic pathogens, which in turn regulate the plant defensive response. In this study, responses of tobacco plants to stress in the form of the green peach aphid, Myzus persicae (Sulzer), or cucumber mosaic virus (CMV), or both aphid and CMV combined were investigated in open‐top chambers under ambient and elevated CO₂ concentrations. We measured aboveground biomass and foliar chlorophyll, nitrogen, non‐structural carbohydrates, soluble protein, total amino acid and nicotine content in tobacco plants and also measured aphid population dynamics, body weight, honeydew production and anti‐oxidative enzyme activities in individual aphids. Plants produced more secondary metabolites for defence in both CO₂ treatments when treated with aphid and CMV combined than with either alone. Aphid density significantly increased on CMV‐infected tobacco plants (relative to uninfected plants) under ambient CO₂ but not under elevated CO₂. This suggests that plant defences against virus and aphid would be more efficient under elevated CO₂. Plant defence appears to shift from plant virus to aphid under increasing CO₂ levels, which highlights the potential influences of multiple biotic stressors on plants under elevated CO₂.     

翻译和非翻译马铃薯Y病毒外壳蛋白基因介导的抗病性比较

利用RT－PCR方法克隆获得马铃薯Y病毒烟草叶脉坏死株系（PVY^N）的可翻译和不可翻译外壳蛋白（CP）基因,并分别插入pROKⅡ质粒中获得重组双元表达载体。通过根癌农杆菌（Agrobacterium tumefaciens）介导的基因转化方法,将可翻译和不可翻译的PVY^N-CP基因分别导入烟草栽培品种NC89叶片组织中,得到抗卡那霉素的再生植株,对所得到的抗卡那霉素的再生苗进行PCR检测表明,被导入可翻译和不可翻译CP基因的植株分别占卡那霉素抗性植株的95％和98％。攻毒实验表明,两种类型的转基因烟草对PVY^N的抗病性具有相似性,其表现型为：免疫、抗病和感病。免疫型转基因植株的抗病性不受接种物类型及其剂量的影响。Southern印迹杂交结果显示,目的基因已经整合到烟草基因组中。Northern印迹杂交证明,两种类型的CP基因都已在RNA水平上得到了表达,但细胞内RNA的积累量与转基因植株的抗病强度成负相关。Western印迹杂交表明,在表达不可翻译PVY^N－CP基因的转基因植株内 以CP蛋白,而在导入可翻译的PVY^N-CP基因的植株内检测到了CP蛋白,且CP蛋白含量与抗病性不存在正相关。本研究结果证明,表达可翻译与不可翻译PVY^N-CP基因的转基因烟草对PVY^N的抗病性均为RNA介导的抗病性。     

Performance of the tobacco aphid Myzus persicae (Hemiptera: Aphididae) on Oriental and Virginia tobacco varieties

Abstract 1 The life parameters of one red and one green clone of Myzus persicae reared on 11 Oriental tobacco type varieties (KP7, K63, KZ10/z, MA13/b, BX2/a, N34/4, KP14/a, Kolindros, S79, TA21 and BX81) and on five Virginia ones (VE9, VE3, SPG28‐VE2, Kleio‐KN1 and Niki‐NK3) at 20 °C and LD 16 : 8 h were examined. 2 In general, the clones, performed better on Oriental than on Virginia type varieties. The varieties TA21 and Kolindros could be considered as the most resistant among the Oriental ones. Aphids on Virginia varieties showed longer developmental time (9.1–9.6 days), a lower intrinsic rate of increase (0.2347–0.2647) and higher nymphal mortality (27.9–52.5%) than on Oriental varieties. The corresponding values in the latter were 7.3–9.0 days, 0.2784–0.3302 and 10.0–47.9%. 3 The leaves of Virginia type varieties (188–471 hairs/cm²) and one Oriental (K63) 273 hairs/cm² were more hairy than the other Oriental type varieties (61–150 hairs/cm²). The Virginia type varieties showed also a lower level of reducing sugars (3.5–7.2%) than the Oriental ones (7.0–9.8%). Trichome density and level of reducing sugars were significantly negatively correlated with developmental time and intrinsic rate of increase. 4 An interclonal variation in performance, possibly related to the colour of aphids, was observed. The red clone performed better than the green one. The same trend was observed when the results of the previous clones on the variety KP14/a were analysed with the data obtained on the same variety from two other clones (one red and one green).     

CO2浓度和温度升高对红桦根际微生物的影响

应用自控、封闭、独立的生长室系统,研究升高的大气CO2浓度(环境CO2浓度 350(±25)μmol.mol-1,EC)和温度(环境温度 2.0(±0.5)℃,ET)及其交互作用(ECT)对不同栽植密度条件下红桦根际土壤可培养微生物数量的影响。结果表明:(1)EC显著增加了高密度条件下根际细菌数量;在整个生长季中,最大的根际细菌数量增加出现在7月份;而EC对低密度处理的根际细菌数量影响不显著。除了5月和6月份,ET在其余月份均显著增加了根际细菌数量,但是与密度处理没有有意义的相关;ECT对高低密度处理的根际细菌数量均未产生有统计意义的影响。(2)EC对低密度条件下的根际放线菌数量有显著增加,而对高密度条件下的根际放线菌数量无显著影响;ET和ECT对高低密度条件下的根际放线菌数量均未产生有统计意义的影响。(3)EC和ET对高低密度条件下的根际真菌数量无显著增加,而ECT显著增加了根际真菌数量。     

岷江冷杉根际土壤微生物对大气CO2浓度和温度升高的响应

应用自控、封闭、独立的生长室系统,研究了川西亚高山岷江冷杉根际土壤微生物数量对大气CO₂浓度升高 (环境CO₂浓度+350(±25)μmol·mol^-1,EC)和温度升高(环境温度+2.2(±0.5)℃,ET)及其CO₂浓度和温度同时升高 (ECT)的响应.结果表明,1)同对照(CK)相比,在6月、8月和10月,EC处理的根际细菌数量分别增加了35%、164%和312%,ET处理增加了30%、115%和209%,而EC和ET处理对根际放线菌和根际真菌数量影响不显著;ECT处理的根际放线菌数量分别增加了49%、50%和96%,根际真菌数量增加了151%、57%和48%,而ECT对根际细菌数量影响不显著.2)3种处理对非根际土壤微生物数量影响均不显著.3)在EC、ET和ECT处理下,微生物总数的根际效应明显,其R/S值分别为1.93、1.37和1.46(CK的R/S值为0.81).     

Phloem phytochemistry and aphid responses to elevated CO2, nitrogen fertilization and endophyte infection

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