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。     

抗菌肽改良设计及抗炎作用的研究进展

抗菌肽因其具有广谱抗菌活性、不容易引起抵抗性,被认为是先天免疫系统对抗微生物感染的多功能工具。然而,天然抗菌肽存在抗菌活性低、稳定性低、溶血性高等问题,使其较难应用于临床,所以研究人员对抗菌肽进行改良设计以期获得更高抗菌活性、更低溶血活性的新型抗菌肽。另外,天然抗菌肽作为一类免疫效应因子而被发现,其表现出的抑菌、免疫调节、内毒素中和等作用,使得研究人员对抗菌肽在抗炎作用的研究表现出极大的兴趣。就抗菌肽的药物设计方法及抗炎作用机制进行综述。     

龙眼胚性愈伤组织DRM1基因的克隆及其定位与表达分析

该研究以龙眼胚性愈伤组织的转录组数据为基础,对龙眼胚性愈伤组织DlDRM1基因进行克隆和生物学信息分析,并检测其在体胚发生过程中不同发育阶段、不同浓度的外源激素(2,4-D、IAA、KT)处理下及不同组织部位的表达,以揭示DlDRM1基因在龙眼体胚发生过程中的功能。结果表明:(1)从龙眼转录组unigene序列筛选获得龙眼结构域重排甲基化酶1基因(命名为DlDRM1)全长序列,并利用RT-PCR法从‘红核子’龙眼胚性愈伤组织中克隆获得DlDRM1基因的cDNA全长序列(GenBank登录号为KY990493);DlDRM1基因cDNA全长2 574bp,包括494bp的5′UTR,184bp的3′UTR,可编码包含631个氨基酸的蛋白质。(2)生物信息学分析显示,DlDRM1是一个不稳定的亲水蛋白,不含信号肽,不存在跨膜结构域,其分子式为C_(3104)H_(4839)N_(851)O_(984)S_(28);序列比对和系统进化分析表明,龙眼DlDRM1与脐橙DRM相似度最高(76.85%),二者亲缘关系也最为接近。(3)实时荧光定量PCR分析发现,DlDRM1在龙眼各组织器官中均有表达,且在果肉中表达量最高,其次是花蕾,在叶中的表达量最低;DlDRM1基因在非胚性愈伤组织中表达量最高,而且在非胚性愈伤向胚性愈伤转变过程中DlDRM1基因的表达量呈逐步下降趋势,说明DlDRM1基因与体胚胚性呈负相关关系,在龙眼体胚发生过程中可能发挥着重要的作用;一定浓度的IAA和2,4-D能够促进DlDRM1基因的表达,而KT则抑制DlDRM1的表达。(4)亚细胞定位结果表明,DlDRM1定位于细胞核和细胞膜上。     

日本沼虾两种抗脂多糖因子的特性研究

为了研究抗脂多糖因子ALFs在日本沼虾先天性免疫中的功能作用, 研究从日本沼虾中克隆了2种抗脂多糖因子MnALF1、MnALF2。MnALF1 cDNA 全长1008 bp, 编码121个氨基酸; MnALF2 cDNA 全长836 bp, 编码124个氨基酸。这2种氨基酸均包含有一个信号肽序列和一个LPS结合位点, 并且在结合位点的两端(N-端和C-端)都有2个保守的半胱氨酸残基。这2种MnALFs与之前发现的甲壳动物的ALFs是非常相似的。qRT-PCR结果显示MnALFs在所有被检测的组织中均有表达。其中MnALF1主要在心脏和小肠内表达, 而MnALF2则主要在血细胞和肝胰脏中表达。在用嗜水气单胞菌刺激之后发现2种MnALFs在心脏、小肠、血细胞、肝胰脏中都呈现出明显的时间依赖表达模式(MnALF1在刺激之后呈现出先减少后增加的趋势, 之后分别在不同组织的不同时间点达到最大值; 然而, 对于MnALF2, 在心脏和小肠中先减少后增加, 在血细胞和肝胰脏中呈现出先增加后减少, 最后都在24h达到最大值)。结果提示这2种MnALF具有不同的组织特异性, 并且在细菌侵染的免疫防御中起着重要的保护作用。     

外源NO对转基因白桦外源基因表达及DNA甲基化的影响

为探讨外源NO诱导转基因白桦外源基因表达与基因组DNA甲基化之间的关系,本研究分析了NO供体硝普钠（sodium nitroprusside,SNP）对转基因白桦愈伤组织中外源基因BGT转录的影响,并对此过程中基因组DNA甲基化水平、甲基转移酶基因DRM、MET表达量及生理生化指标进行研究。结果表明：2 mmol·L^-1SNP处理后,转基因白桦防御酶活性、丙二醛（MDA）含量显著升高,表明高浓度NO对白桦细胞正常生命活动产生了伤害;甲基转移酶DRM和MET基因上调表达,基因组DNA甲基化水平由10.6%增加到16.5%,外源基因BGT表达量在6 h时显著增加,3 d时仅为对照的0.46倍,说明转基因白桦外源BGT基因的表达对高浓度NO响应明显且受基因组甲基化水平的影响。本研究揭示了转基因白桦外源BGT基因和甲基转移酶MET、DRM基因对高浓度NO的响应模式,分析了基因组甲基化水平及生理生化特征的变化,为转基因植物生长发育的表观遗传调控和外源基因表达影响机制的研究奠定基础。     

病毒与分子伴侣

分子伴侣与病毒生命活动密切相关,从病毒复制的起始、转录的进行、翻译的完成到病毒粒子的装配成熟,甚至病毒在宿主体内的转运都有分子伴侣的参与。随着病毒与分子伴侣相互关系研究的深入,产生了抗病毒的又一可能途径。     

通过快速荧光动力学曲线探测白黄瓜光系统Ⅱ的热激胁迫效应

以耐热性较强的短粗型白黄瓜和长棒型白黄瓜为试材,并以耐热性较差的‘新泰密刺'和耐热性较强的‘津春4号'为对照品种,经热激胁迫后采用植物效率仪PEA测试,进行光系统Ⅱ(PSⅡ)快速叶绿素荧光诱导动力学分析(JIP-test)及其热稳定性的热力学分析.随着热激胁迫温度的升高(在30～57 ℃下5 min),表现为PSⅡ的最大光化学效率Fv/Fm、单位面积的光合机构含有的反应中心数目RC/CSo、放氧复合体活性ρk呈"S"型下降趋势;单位反应中心以热能形式耗散的能量DIo/RC呈"S"型上升趋势.综合分析反映出热激胁迫下PSⅡ反应中心的可逆失活、放氧复合体(OEC)的钝化和热耗散的三重机制在保护PSⅡ防止光抑制中起到重要作用.热激胁迫温度超过30 ℃时ρk就开始下降;超过40 ℃时RC/CSo开始下降;超过44 ℃以上,PSⅡ热耗散能力DIo/RC才表现出增加;超过51℃时,会加重耐热性较差的新泰密刺品种PSⅡ热耗散机构对PSⅡ保护的负担.通过标准状态变性自由能变ΔGD计算的变性中点温度Tm表明,PSⅡ蛋白复合体的热稳定性优于PSⅡ反应中心复合体热的稳定性和放氧复合体(OEC)的热稳定性.对于Fv/Fm、RC/CSo、和ρk的Tm均呈现出津春4号耐热性较强,新泰密刺耐热性较差,长棒型白黄瓜和短粗型白黄瓜耐热性居中.     

植物种群空间分布格局测定的新方法：摄影定位法

 在种群空间分布格局研究中,取样方法至关重要。受点格局分析方法及地理信息系统原理与方法的启示,该文论述了一种新的测定方法：摄影定位法,即在典型草原恢复样地中选取10 m×10 m的群落片段,用竹签将其分成400个50 cm×50 cm的亚样方,应用摄影技术将这400个亚样方内所有的物体按一定的顺序拍摄下来,借助地理信息系统技术准确地确定每株（丛）植物的着生点位置,实现种群格局的测定,并通过威尔柯克森符号秩检验,表明该种方法可行。在使用此法进行种群格局测定时,工作效率大幅度提高, 且在典型草原群落种群格局测定中得到很好的效果。应用该测定方法对种群格局进行动态监测,不仅可以测定每个种群的格局动态变化过程,而且可以监测每株植物的生死过程以及种间的相互关系,进而从种群格局角度去认识演替过程,从而把演替的群落、种群尺度监测细化到个体水平。     

外源茉莉酸诱导的青杨叶片保护性酶活性变化及其对舞毒蛾幼虫生长发育的影响

为探讨外源茉莉酸对青杨Populus cathayana的诱导抗性及其对舞毒蛾Lymantria dispar的影响, 室内对青杨扦插苗喷施不同浓度的茉莉酸（对照为0.17%丙酮）, 分别在喷施后1, 5和10 d采集叶片分析其保护性酶活性的变化, 并接舞毒蛾幼虫于青杨苗木上观测其长发育情况。结果表明： 0.1 和0.001 mmol/L两种浓度的茉莉酸（JA）处理均使青杨叶过氧化物酶（POD）、 多酚氧化酶（PPO）、 苯丙氨酸解氨酶（PAL）、 胰凝乳蛋白酶抑制剂（CI）和胰蛋白酶抑制剂（TI）活性较对照增加(P<0.05)。取食茉莉酸诱导的青杨苗木后, 舞毒蛾幼虫的发育历期延长, 体重降低。0.1 mmol/L茉莉酸诱导的青杨苗木5 d后接虫, 使舞毒蛾幼虫的发育历期显著延长, 较对照长8 d; 接虫21 d后称重时, 取食茉莉酸诱导的青杨叶片的幼虫体重较对照组降低了50%~100%, 该结果说明外源茉莉酸诱导青杨产生了对舞毒蛾明显的抗虫性。     

解淀粉芽胞杆菌NCPSJ7对采后苹果轮纹病的生物防治作用

为了解解淀粉芽孢杆菌NCPSJ7及其抗菌蛋白对苹果轮纹病菌的抑制以及对采后苹果轮纹病的防治作用,以NCPSJ7发酵液、菌悬液及无菌胞外抗菌蛋白为试验材料,分别采用牛津杯法和果实打孔法试验对苹果轮纹病菌LW182的平板抑制效果和果体抑制效果进行检验。采用果实喷洒防腐试验,检验对采后苹果的防腐效果。结果显示,试验材料对轮纹病菌LW182均有不同程度的抑制作用。菌悬液和发酵液对轮纹病菌LW182的平皿抑制效果比胞外抗菌蛋白粗提液好。胞外抗菌蛋白粗提液对苹果轮纹病菌LW182的果体抑制作用非常明显,主要表现为减轻苹果的腐烂和变色程度,以及抑制轮纹病菌LW182菌丝的生长。果实防腐试验显示,胞外抗菌蛋白粗提液对采后苹果轮纹病具有良好的防治作用,防治效果与纳他霉素相当,而发酵液的效果不明显。解淀粉芽胞杆菌NCPSJ7及其抗菌蛋白对苹果轮纹病菌具有抑制作用,同时,NCPSJ7产抗菌蛋白对于采后苹果轮纹病的生物防治具有良好的实际应用价值。