与蝉花有关的虫草菌生物多样性的研究I：文献考证

蝉花是我国重要药用真菌,但长期以来其名称特别是学名的使用一直混乱。本文从古代医药典籍记载确认,“蝉花”是历史最久、使用最广的中名,对于其他中名具有优先权。其学名Isaria cicadae系Miquel（1838）根据巴西标本命名,但模式标本已失,原描述文字及插图均极其简单,与蝉花形态差异较大。其有性型迄今未发现,曾先后被认为是小蝉草Ophiocordyceps sobolifera和大蝉草Tolypocladium dujiaolongae (=Cordyceps cicadae Shing)。本文根据文献考证澄清了国内外关于小蝉草和大蝉草的误用,分析了长期以来大量日本文献中的命名混乱对我国认知蝉花的影响,并质疑I. cicadae在中国及其他地区的分布,提出它是一复合种,因此蝉花的分类地位及学名需要进一步研究。     

条形柄锈菌吸器特异效应蛋白Hasp68抑制寄主免疫并与小麦组织蛋白酶B互作

作为活体营养专性寄生真菌,条形柄锈菌（小麦条锈病）在侵染过程中通过形成吸器向寄主细胞释放效应蛋白,干扰寄主的防卫反应,促进其侵染与致病。因此,条形柄锈菌效应蛋白的鉴定与功能研究对揭示其毒性机理具有重要意义。本实验室前期完成了条形柄锈菌CYR31生理小种吸器转录组分析,从中鉴定得到一个吸器特异诱导表达分泌蛋白Hasp68,利用农杆菌侵染在烟草细胞中瞬时表达该基因,能够抑制小鼠促细胞凋亡蛋白Bax诱导的细胞程序性死亡,鉴定为条形柄锈菌候选效应蛋白。Hasp68基因全长318bp,编码105_aa,N-端包含20_aa的信号肽,无保守结构域。BlastX分析表明Hasp68为条形柄锈菌特有效应蛋白,在其他真菌中无同源蛋白,且在条形柄锈菌16个菌系中呈较低的序列多态性,表明其在条形柄锈菌的进化过程中相对保守。借助荧光假单胞菌EtHAn的三型分泌系统,在小麦细胞中过表达Hasp68能够抑制由非致病细菌引起的PTI（PAMP-triggered immunity）相关胼胝质的积累;同时,也能抑制小麦与无毒条形柄锈菌互作中ETI（effector-triggered immunity）相关的活性氧爆发和过敏性坏死反应,表明效应蛋白Hasp68具有抑制寄主免疫反应的功能。利用酵母双杂交系统筛选Hasp68在小麦中的互作蛋白,发现其与组织蛋白酶B（cathepsin B）TaCTSB互作,双分子荧光技术进一步验证二者在烟草细胞中共表达存在互作,初步揭示了效应蛋白Hasp68的互作靶标。     

滇川桂3省暗褐网柄牛肝菌菌腔虫瘿的寄主植物与介壳虫种类调查

暗褐网柄牛肝菌Phlebopus portentosus与介壳虫形成的菌腔虫瘿是该菌营养机制研究的关键环节。本研究先后在云南、四川和广西3省区暗褐网柄牛肝菌产区的16个地点,对菌腔虫瘿的生态和生物学进行了大量的野外调查。发现根部着生菌腔虫瘿的寄主植物有31种,涉及16个科的28个属。与暗褐网柄牛肝菌形成菌腔虫瘿的介壳虫种类有12种,其中10种隶属粉蚧科Pseudococcidae、绵蚧科Monophlebidae、蚧科Coccidae各1种。在不同的寄主植物上菌腔虫瘿的寄生位置和形状会有所不同,与暗褐网柄牛肝菌菌丝形成菌腔虫瘿的寄主植物和介壳虫之间不存在专一性。上述研究结果为暗褐网柄牛肝菌的仿生栽培奠定了基础。     

不同干燥方式对培养蝉花孢梗束品质的影响

本研究为探究不同干燥方式对蝉花孢梗束品质的影响和为生产中蝉花孢梗束选择合适的干燥方式提供理论依据,研究了自然干燥、热风干燥、微波干燥、热泵干燥和冷冻干燥对蝉花孢梗束粉的外观、粒度、主要营养和功能成分的影响。运用主成分和聚类分析对不同干燥处理得到的样品的数据进行综合分析。研究表明热泵干燥能最好地保持样品的亮黄色色泽,蓝黄度b*为36.74,显著高于其他方式干燥样品,其次是微波干燥;但是这两种方式干燥的蝉花孢梗束总氨基酸和必需氨基酸含量均较低。自然干燥和冷冻干燥的样品感观较差,蓝黄度b*均小于28且二者差异不显著。热风干燥样品色泽仅次于微波干燥,含有较高蛋白质、总氨基酸和总糖,且其脂肪、麦角甾醇和甘露醇的含量最高,分别为4.15 g/100 g、8.65 mg/g和59.20 mg/g。总体考虑,热风干燥能较好地保持蝉花孢梗束的色泽、营养和功能成分,且技术成熟度高,适用于工业化大生产。     

谷氨酸棒杆菌碱基编辑的条件优化

近年来,基于CRISPR/Cas9的碱基编辑技术因其具有不产生DNA双链断裂、无需外源DNA模板、不依赖宿主同源重组修复的优势,已经逐渐发展成为一种强大的基因组编辑工具,在动物、植物、酵母和细菌中得到了开发和应用。研究团队前期已在重要的工业模式菌株谷氨酸棒杆菌中开发了一种多元自动化的碱基编辑技术MACBETH,为进一步优化该方法,提高碱基编辑技术在谷氨酸棒杆菌中的应用效率,本研究首先在谷氨酸棒杆菌中构建了基于绿色荧光蛋白(GFP)的检测系统:将GFP基因的起始密码子ATG人工突变为ACG,GFP无法正常表达,当该密码子的C经编辑后恢复为T,即实现GFP蛋白的复活,结合流式细胞仪分析技术,可快速衡量编辑效率。然后,构建针对靶标位点的碱基编辑工具,经测试,该位点可成功被编辑,在初始编辑条件下碱基编辑效率为(13.11±0.21)%。在此基础上,通过对不同培养基类型、诱导初始OD600、诱导时间、诱导物浓度进行优化,确定最优编辑条件是:培养基为CGXII,初始OD600为0.05,诱导时间为20 h,IPTG浓度为0.01 mmol/L。经过优化,编辑效率达到(30.35±0.75)%,较初始条件提高了1.3倍。最后,选取原编辑条件下编辑效率较低的位点,进行了优化后编辑条件下的编辑效率评估,结果显示,不同的位点在最优编辑条件下的编辑效率提高了1.7–2.5倍,进一步证实该优化条件的有效性及通用性。研究结果为碱基编辑技术在谷氨酸棒杆菌中更好的应用提供了重要的参考价值。     

丛枝菌根真菌促进南美蟛蜞菊生长及对难溶磷的吸收

为了解2种丛枝菌根真菌(AMF)摩西管柄囊霉(Funneliformis mosseae, FM)和地表球囊霉(Glomus versiforme, GV)对入侵植物南美蟛蜞菊(Wedelia trilobata)的生长和对难溶性磷酸盐利用的影响,采用沙培盆栽方式,研究了南美蟛蜞菊在接种AMF与添加难溶性磷酸盐的生长和磷含量的变化。结果表明,在磷限制环境下FM对南美蟛蜞菊的侵染率达55%～69%,GV的侵染率达到63%～80%。添加难溶性磷酸盐后,2种AMF均促进了南美蟛蜞菊茎的伸长(FM:+46%; GV:+65%)、总生物量的增加(FM:+27.2%; GV:+40%)和磷含量的增加(FM:+36.6%; GV:+40.7%)。对比FM,GV对植物利用难溶性磷有更显著的促进作用。因此,南美蟛蜞菊与2种AMF形成的共生体系可以促进植物生长和对营养资源的利用,提高对难溶性磷的吸收效率可能使得南美蟛蜞菊在营养贫乏的环境中更好地建立种群。     

施钾对苜蓿上牛角花齿蓟马产卵选择、生长发育、 成虫寿命和繁殖力的影响

【目的】为了探讨施钾对苜蓿上牛角花齿蓟马Odontothrips loti的产卵选择、生长发育、成虫寿命和繁殖力的影响,明确施钾苜蓿叶片营养物含量与牛角花齿蓟马生命参数的关系。【方法】在不同钾量(40, 60, 80和100 mg/kg)处理下(以不施钾作为对照),观察记录牛角花齿蓟马在紫花苜蓿品种甘农3号Medicago sativa cv. Gannong No. 3叶片上的产卵量,幼期各龄期发育历期和存活率以及二代成虫的寿命和繁殖力,同时测定不同施钾量下苜蓿叶片的可溶性糖、游离氨基酸及钾含量。【结果】随着施钾量的增加,牛角花齿蓟马在苜蓿叶片上的产卵量(粒/复叶)先降低后升高,在60 mg/kg钾处理降幅最大,较对照降低了45.58%;卵孵化率和1-2龄若虫的存活率变化不显著,但3-4龄若虫的存活率和幼期总存活率显著下降,分别在100 mg/kg 和80 mg/kg钾处理下降幅最大,较对照分别下降了54.36%和48.48%。不同施钾量下苜蓿叶片上牛角花齿蓟马卵和1-2龄若虫发育历期无显著变化,3-4龄若虫及幼期总发育历期均延长;牛角花齿蓟马二代成虫的繁殖力均显著下降,成虫寿命显著缩短(40 mg/kg钾处理除外)。施钾后,苜蓿叶片可溶性糖含量、钾含量和糖氮比增大,游离氨基酸含量减少。相关关系分析表明,苜蓿叶片钾含量与牛角花齿蓟马幼期总存活率和成虫繁殖力无显著相关性,而苜蓿叶片可溶性糖含量和糖氮比均与3-4龄若虫存活率和繁殖力极显著负相关,与幼期总存活率呈显著负相关。【结论】施钾苜蓿对牛角花齿蓟马成虫产卵产生显著的排趋性;施钾提高了苜蓿叶片的可溶性糖含量及糖氮比,不利于若虫的生长发育,并使成虫寿命缩短、繁殖力下降,对牛角花齿蓟马产生了显著的抗生作用。     

帝萝花‘璀璨明珠'的植株高效再生

为解决木本切花植物帝萝花‘璀璨明珠’繁殖效率低的问题,该文以帝萝花‘璀璨明珠’的幼嫩枝芽为外植体,研究了不同基本培养基对其长势的影响、不同激素种类和浓度对其增殖和生根的效果,分析了其离体繁殖的生长特点,并建立了高效的帝萝花‘璀璨明珠’组培快繁技术体系。结果表明:帝萝花‘璀璨明珠’幼嫩枝芽的消毒方法为0.1%的升汞溶液浸泡12 min,污染率为21.5%;外植体在WPM+ZT 1 mg·L~(-1)+NAA 0.1 mg·L~(-1)培养基上,侧芽萌发率为73%;增殖的最佳培养基为MS+BA 0.4 mg·L~(-1)+NAA 0.05 mg·L~(-1),增殖系数为6.63,增殖方式为侧芽增殖和植株基部丛生芽增殖;生根的适宜培养基为MS+IBA 0.75mg·L~(-1)+NAA 1 mg·L~(-1),生根率为70%;生根瓶苗移栽于珍珠岩和细草炭(体积比为0.5∶1)的基质中,光照强度为10 000～12 000 lx,空气湿度为70%～80%下培养,60 d后成活率可达72%。该研究结果为帝萝花组培种苗的商业化生产提供了技术支撑,同时促进了该高档木本切花的推广和种植及产业化。     

黄精糕减压提取与常压提取降血糖活性成分的比较研究

目的：考察减压与常压提取对黄精糕降血糖活性成分的影响,从而优选一种科学、合理、稳定、可行的提取方法。方法：以黄精糕中降血糖活性成分和指标成分总黄酮、总多糖、葡萄糖、鞣花酸、山柰酚-3-O-芸香糖苷与干浸膏得率为评价指标,先用常压回流提取L9（34）正交设计试验法优化醇浓度、加溶剂量、提取时间、提取温度等常压与减压共有的提取工艺参数,再采用最佳工艺参数进行减压提取,95%可信区间重叠法比较减压与常压提取各成分的差异。结果：常压提取最佳工艺参数为：先用醇常压提取1次,加12倍量70%的乙醇,60℃提取1 h,再用水提2次,加水量分别为药材量的12、10倍,水提温度90℃,时间分别为2、1.5 h,减压提取醇浓度、加溶剂量、提取温度、提取时间皆同常压提取,仅提取压力为70%醇提150 hpa,水提70 hpa,减压提取醇提液中总黄酮、鞣花酸含量高于常压提取（P＜0.05）,减压提取水提液中葡萄糖含量高于常压提取（P＜0.05）。结论：减压提取优于常压提取,减压提取最优工艺参数为70%醇提70 hpa,水提150 hpa,先用70%乙醇减压提取1次,加入12倍量70%的乙醇,60℃减压提取1 h,再用水减压提取2次,加水量分别为药材量的12、10倍,水提取温度90℃,时间分别为2、1.5 h。减压提取工艺科学、合理、稳定、可行,可为工业生产提供科学依据。     

爪哇棒束孢侵染美国白蛾过程及抗氧化酶活性变化

[目的]爪哇棒束孢Isaria javanica是一种重要的虫生真菌,已广泛应用于多种害虫的防治.本研究从美国白蛾Hyphantria cunea僵虫尸体中分离出对美国白蛾具有致病作用的爪哇棒束孢BE01菌株,为了解该菌株对美国白蛾的侵染过程,并通过研究宿主体内抗氧化酶系对爪哇棒束孢BE01菌株入侵的响应,评价该菌的杀虫作用,为爪哇棒束孢BE01防治美国白蛾提供依据.[方法]采用扫描电镜技术,观察爪哇棒束孢BE01分生孢子侵染的美国白蛾3龄幼虫,并测定美国白蛾接菌后体内超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)含量的变化.[结果]爪哇棒束孢对美国白蛾侵染过程包括:分生孢子粘附在美国白蛾的角质层上,接种后6h孢子开始萌发,24h产生附着胞,48 h菌丝在体表继续生长,96h菌丝从虫体内长出并产分身孢子,120 h菌丝覆盖整个虫体.在受到爪哇棒束孢BE01侵染后,美国白蛾幼虫体内的3种抗氧化酶SOD、POD、CAT酶活性明显升高,并在侵染48 h时达到峰值.随着侵染时间的增加,48 h后3种酶的活性开始下降, 60 h后酶活性均低于对照组.[结论]爪哇棒束孢BE01孢子活力高、萌发速率快,导致美国白蛾体内的保护酶系难以发挥保护作用.爪哇棒束孢BE01菌株能够快速侵染美国白蛾幼虫,具有开发成新的高效生物防治菌株的潜能.