玉米种质和新品种对腐霉茎腐病和镰孢穗腐病的抗性分析

玉米是我国最重要的农作物之一,腐霉茎腐病和镰孢穗腐病是玉米生产上的重要病害。2006-2012年期间,对1647份玉米种质进行了抗肿囊腐霉茎腐病和拟轮枝镰孢穗腐病鉴定,筛选出高抗茎腐病和穗腐病的种质分别为564份和27份,占鉴定总材料的34.2%和1.6%,抗性材料分别为209份和352份,占比为12.7%和21.4%,表明高抗肿囊腐霉茎腐病的资源较为丰富,高抗镰孢穗腐病的种质相对匮乏。其中,13份种质对2种病害均表现高抗,207份种质对2种病害均表现抗性或对其中一种表现高抗而另一种表现抗性。自交系中对肿囊腐霉茎腐病和拟轮枝镰孢穗腐病表现抗性以上(含HR和R)的种质分别占总鉴定种质的56.5%和23.6%,在农家种中分别为21.2%和21.4%,表明玉米自交系中的抗性资源较农家种丰富。2009-2013年期间参加国家玉米区试的品种中,对腐霉茎腐病表现高抗、抗性、中抗、感病和高感的品种分别占11.5%、11.9%、40.1%、17.6%和18.9%。2009-2011年间,中抗以上的育成品种所占比例呈现明显上升趋势,但2012-2013年间,中抗以上的品种所占比例呈下降趋势。     

小麦禾谷镰孢菌茎基腐病抗源的筛选与评价

为了发掘我国小麦种质资源中具有禾谷镰孢菌茎基腐病(crown rot)抗性的材料,采用禾谷镰孢菌苗期接种试验的方法,研究了82份小麦种质对禾谷镰孢菌茎基腐病的抗性.结果表明,在鉴定的材料中没有发现高抗材料;中抗材料13份,占总数的15.8%,包括CI12633、红蚰子、FHB143、Tiszataj和紫秆子等;大多数材料为感病材料.值得注意的是不同小麦材料对禾谷镰孢菌赤霉病和茎基腐病具有不同的抗性水平,两种病害没有正相关性,暗示小麦茎基腐病和赤霉病的抗性机制可能不同,因此,需要广泛挖掘具有茎基腐病抗性的小麦资源.     

高粱种质资源对黑束病的抗性鉴定与评价

2016-2017年,在人工接种条件下对110份高粱种质资源进行了抗黑束病鉴定与评价研究,拟探明高粱抗病性及不同寄主来源的高粱、玉米黑束病菌致病力差异。110份高粱种质资源中,对高粱来源的黑束病菌(GHS-1)表现免疫(IM)的13份(占11.8%),高抗(HR)的17份(占15.5%),抗病(R)和中抗(MR)的各14份(占25.4%);感病(S)的17份(占15.5%),高感(HS)的35份(占31.8%);对玉米来源的黑束病菌(YHS-1)表现免疫(IM)的21份(占19.1%),高抗(HR)的11份(占10.0%),抗病(R)的15份(占13.6%),中抗(MR)的12份(占10.9%);感病(S)的21份(占19.1%),高感(HS)的30份(占27.3%)。上述结果表明,目前高粱育种中广泛应用的育种种质恢复系中抗黑束病材料较为丰富,且不同寄主来源的高粱和玉米黑束病菌致病力存在差异。     

黄淮麦区小麦品种对两种镰孢菌（Fusarium）的抗性鉴定

为掌握我国黄淮麦区主推或新近选育小麦品种对假禾谷镰孢菌(Fusarium pseudograminearum)和禾谷镰孢菌(F.graminearum)的抗性水平,采用室内苗期接种法和田间穗期单花滴注接种法对黄淮麦区主推或新近选育的135份小麦品种进行了抗性评价。结果表明,供试小麦品种中,对假禾谷镰孢菌和禾谷镰孢菌没有免疫(I)和高抗(HR)的品种。在室内苗期接种条件下,对假禾谷镰孢菌仅有3个品种表现中抗(MR),占供试品种的2.59%,表现感病(S)的品种有10个,占8.62%,103个小麦品种表现高感(HS),占88.79%;对禾谷镰孢菌表现中抗(MR)的小麦品种有23个,占供试的19.83%,表现感病(S)的品种有50个,占43.10%,43个品种表现高感(HS),占37.07%。在田间穗期单花滴注接种条件下,对假禾谷镰孢菌表现抗病(R)的品种有6个,占5.17%,表现中抗(MR)的品种有10个,占8.62%,表现中感(MS)的品种有62个,占53.45%,表现感病(S)的有34个,表现高感(HS)的有4个品种;对禾谷镰孢菌仅苏麦3号1个品种表现抗病(R,0.86%),囤麦127和丰德存1号表现中抗(MR,1.72%),37个品种表现中感(MS),49个品种表现感病(S),26个品种表现高感(HS)。供试小麦品种对两种镰孢菌不同时期的抗性表现存在明显差异,室内苗期接种条件下,抗假禾谷镰孢菌的品种少;而田间穗期单花滴注接种条件下,抗禾谷镰孢菌的品种少。     

44份玉米自交系对镰孢穗腐病的抗性鉴定北大核心CSCD

在2016年和2017年分别对44份不同来源的在自然发病条件下对穗腐病表现为抗病或感病的玉米自交系,分别人工接种拟轮枝镰孢和禾谷镰孢,对其抗性进行了鉴定。结果表明,塘四平头群的自交系发病最重,旅大红骨群的自交系发病最轻,瑞德群的自交系之间抗性差异较大。玉米自交系吉V203、承351和丹598对拟轮枝镰孢和禾谷镰孢均表现为高抗,而PHTD5和掖81162对两种致病菌均表现为高感。44份自交系在不同年份的抗性评级存在一定的差异,说明玉米穗腐病的发病受环境因素影响较大,也在一定程度上说明玉米穗腐病抗性遗传的复杂性。高抗和高感的玉米自交系在不同年份发病稳定,而中等抗性水平的自交系在不同年份的发病程度存在差异,受环境因素影响较大。本研究结果将为玉米穗腐病的抗性遗传改良提供一定的参考依据。     

高粱三系抗丝黑穗病鉴定与评价

采用土壤接种技术,对目前我国高粱育种上广泛应用的150份高粱种质资源(包括高粱不育系、保持系和恢复系)进行抗高粱丝黑穗病鉴定评价。经两年重复鉴定,在150份高粱种质中,筛选出对高粱丝黑穗病菌优势小种表现免疫(IM)的47份,占总数的31.3%;高抗(HR)和中抗(MR)的各6份,分别占鉴定材料总数4.0%;抗病(R)的4份,占2.7%;感病(S)的13份,占8.7%;高感(HS)的74份,占49.3%。上述结果表明,目前高粱育种中广泛应用的育种种质中抗丝黑穗病材料较为丰富。     

玉米种质抗拟轮枝镰孢与禾谷镰孢穗腐病鉴定及抗性多样性分析

穗腐病是玉米生产上最重要的病害之一,严重影响其产量和品质,威胁人畜健康.选育和利用优良的抗穗腐病品种,是防治玉米穗腐病最为经济有效的措施.利用花丝通道注射法,在北京昌平和海南三亚2个试验点,对346份玉米自交系进行了抗拟轮枝镰孢与禾谷镰孢穗腐病的鉴定与评价.综合分析2个试验点的抗性鉴定数据表明,对拟轮枝镰孢穗腐病表现高...     

玉米重要自交系的肿囊腐霉茎腐病抗性鉴定与评价

由肿囊腐霉菌(Pythium inflatum Matthews)引起的玉米茎腐病是影响玉米产量的一种重要病害。为进一步拓展可利用的抗源,于2010-2011年在田间采用人工接种方法对287份重要的玉米自交系种质进行了玉米茎腐病的抗性鉴定评价。结果表明,287份鉴定材料中有171份自交系对茎腐病的抗性达到中抗以上水平,占鉴定材料的59.58%,其中高抗自交系共43份,占鉴定材料总数的14.98%;感病类型自交系共116份,占鉴定材料的40.42%,其中高感自交系共95份,占鉴定材料总数的33.10%。Lancaster、Reid及P群种质中具有丰富的茎腐病抗源,而塘四平头种质群中茎腐病抗源相对缺乏,多为感病类型。该研究结果可为今后我国玉米茎腐病抗性种质的引进和改良提供重要参考。     

玉米种质资源抗南方锈病鉴定

玉米南方锈病已成为近几年我国夏玉米生产区间歇性暴发流行的病害,对玉米生产构成严重威胁,病害流行年份可造成10%以上的产量损失。目前,已确认的抗病自交系非常有限,而抗病育种急需不同抗性控制背景的自交系。为发掘和丰富可利用的南方锈病抗源,于2008～2012年,在广西南宁采用田间人工接种方法对1589份玉米种质资源进行抗南方锈病鉴定。通过高病害压力和连续多年的鉴定,从1589份玉米种质中鉴定出高抗（HR）材料26份,占鉴定总数的1.64%;抗病（R）材料137份,占鉴定总数的8.62%;中抗（MR）水平的材料382份,占鉴定总数的24.04%;感病（S）材料489份,占鉴定总数的30.77%;高感（HS）材料555份,占鉴定总数的34.93%。总体上抗南方锈病种质较少,引进种质中抗病类型材料的比例略高。经重复鉴定,筛选出赤556等18份自交系、老来秕等3份地方品种、A69等4份来自津巴布韦的材料、引自CIMMYT的Dr11表现稳定高抗南方锈病,为今后我国玉米抗南方锈病育种提供了新的抗性资源。     

玉米种质资源对六种重要病虫害的抗性鉴定与评价

在2003-2005年间,对604份玉米种质进行了抗弯孢菌叶斑病和玉米螟鉴定,筛选出抗弯孢菌叶斑病的材料93份,抗玉米螟材料22份。2006-2009年间,对836份玉米种质进行了抗大斑病、茎腐病、穗腐病和瘤黑粉病的鉴定与评价,筛选出一批高抗和多抗的资源。在836份资源中,对大斑病1、2和N号3个生理小种具有抗性的材料均为50%左右;抗茎腐病材料为41.3%,高抗和抗性种质分别为264和81份;穗腐病高抗和抗性种质分别为5和171份,占比为21.1%;瘤黑粉病高抗和抗性种质各261和14份,占总鉴定材料的32.9%。上述结果表明抗大斑病、茎腐病和瘤黑粉病的种质资源较为丰富。通过对抗性结果进行对比分析,发现不同生态区玉米种质的抗性强弱以及抗性多样性存在明显差异,黑龙江和内蒙古的种质对病虫害的抗性强弱及多样性程度明显高于四川种质。此外,玉米自交系对病虫害的抗性强弱以及多抗性程度高于农家种。     

基因编辑技术的发展及其在农业生产中的应用

对动植物和人类基因组的测序为功能基因组研究提供了基础数据。然而,核苷酸序列信息并不足以帮助我们了解特定的基因组元件的功能及其在表型形成中的作用。基因编辑技术能够在很大程度上解决这一问题,帮助人们快速获得新的基因组突变模式,从而以更便捷高效的方式进行功能基因组研究。对基因编辑的基本原理及常见的锌指核酸酶(ZFN)、转录激活因子样效应因子核酸酶(TALEN)和2013年出现的CRISPR/Cas9系统进行了回顾,讨论了基因编辑技术的应用历史,特别在农业应用方面,重点关注了CRISPR/Cas9系统在水稻基因编辑中的应用,阐述了CRISPR/Cas9在基因组编辑领域的问题和其他应用方面的困难,探讨了基因编辑工具在作物改良方面所面临的主要挑战和未来发展趋势。     

出芽短梗霉新菌株RM1603产普鲁兰多糖条件优化及多糖分析

目的:出芽短梗霉RM1603是一株高产胞外多糖新菌株,通过优化其产糖条件,鉴定其多糖结构,为进一步开发利用RM1603产胞外多糖奠定理论基础。方法:以RM1603为出发菌株,在单因素分析确定最佳氮源与无机盐的基础上,利用正交试验探究RM1603最佳发酵产糖条件;薄层层析及红外光谱分析确定胞外多糖产物结构。结果:出芽短梗霉菌RM1603的初始多糖产量为28.91g/L,发酵条件优化后产糖量达到65.213g/L,提高了约2.3倍;结构分析表明RM1603的多糖产物为普鲁兰多糖。结论:出芽短梗霉RM1603是一株具有较大产糖优势,极具开发潜力的高产普鲁兰糖新菌株;奠定了开发利用RM1603生产普鲁兰多糖的理论基础。     

绿核菌属(Ustilaginoidea)一新种(英文)

本文报道了寄生在水稻子房上的绿核菌属一新种,稻白色绿枝菌Ustilaginoideaalbicansspnov。该菌的侵染时期、发病时期和症状与稻曲病毒U,virens相似,但该新种产生白色分生泡子座。分生孢子球形或椭球形,表面光滑,白色,无疣突,35～60X35～6．8μm。未见菌核。以分离的稻白色绿核菌回接水稻,可以产生同样的白色稻曲球。模式标本和模式菌株保存在辽宁省农业科学院植保所。     

褐飞虱应对水稻抗虫物质麦黄酮刺激的唾液蛋白组学响应

为研究褐飞虱响应麦黄酮刺激的分子机理,应用差异蛋白质组学方法分析褐飞虱唾液腺响应麦黄酮刺激处理的蛋白质组变化趋势。结果表明,麦黄酮处理褐飞虱6 h差异蛋白数量90个,其中上调蛋白62个,下调蛋白28个;处理褐飞虱24 h差异蛋白数量27个,其中上调蛋白10个,下调蛋白17个,6 h的差异蛋白数量显著大于24 h。麦黄酮处理可以引起褐飞虱唾液腺丝氨酸蛋白酶及其同系物产生显著变化。通过对差异蛋白进行GO功能分析和KEGG通路分析,发现麦黄酮处理褐飞虱引起褐飞虱唾液腺蛋白变化主要集中在应激蛋白和代谢这两大类上,分别占了所有差异蛋白的50%以上,麦黄酮处理引起褐飞虱唾液响应蛋白主要参与了氨基酸代谢、唾液分泌系统、能量代谢、碳水化合物代谢等通路。     

烟粉虱MEAM1和AsiaⅡ7隐种对不同寄主的选择性和生态适应性

广东省感染木尔坦棉花曲叶病毒(CLCuMuV)的朱槿上烟粉虱隐种为MEAM1和AsiaⅡ7混合种群,并且AsiaⅡ7是该病毒有效传毒介体,明确这两个隐种的寄主选择性差异,能够为介体烟粉虱的防治提供依据。本研究选择锦葵科的棉花、黄秋葵和茄科的茄子、番茄4种寄主植物为供试寄主,通过笼内自由扩散、实验室嗅觉测定、发育观察,比较了MEAM1和AsiaⅡ7隐种对不同寄主的选择性和生态适应性。结果表明:烟粉虱MEAM1和AsiaⅡ7对4种寄主存在明显的寄主选择性,MEAM1成虫和产卵选择趋性为棉花>茄子>番茄>黄秋葵;AsiaⅡ7成虫和产卵选择趋性为棉花>黄秋葵>茄子>番茄。MEAM1和AsiaⅡ7在4种寄主上的发育历期、存活率有显著差异,MEAM1的存活率(卵到成虫)在棉花、茄子、黄秋葵上均较高(80%以上),番茄上最低(59%);AsiaⅡ7的存活率(卵到成虫)为棉花(90%)>黄秋葵(71%)>茄子(64%),在番茄上发育至1龄全部死亡。上述结果表明,4种作物均适宜MEAM1生长发育,锦葵科的2种作物适宜AsiaⅡ7隐种生长发育,茄科的2种作物不适宜。应避免棉花与黄秋葵近距离种植,防止传毒介体烟粉虱将黄秋葵作为桥梁寄主将病毒传播至棉花。     

假霜霉一新种

本文报道寄生在香薷上的一种新的假霜霉,命名为香薷假霜霉(Pseudoperonospora elsh-oltniae Taog sp. Nov.),并作了描述。     

昆虫嗅觉相关可溶性蛋白的研究进展

昆虫在长期进化过程中形成了一套高度敏感的嗅觉系统,通过该系统昆虫可以完成寻觅配偶、定位寄主及选择产卵位点等多种行为。在昆虫嗅觉系统中的可溶性蛋白主要有气味结合蛋白(odorant-binding protein, OBP)和化学感受蛋白(chemosensory protein, CSP)。OBP可以特异性结合并运输疏水性的气味分子相应的受体,是昆虫化学识别过程的第一步,具有十分重要的作用。CSP与OBP的结构和功能类似,主要参与化合物的识别和运输,尽管没有直接的证据表明CSP也参与了昆虫的化学感受过程,但已有研究发现,CSP在昆虫嗅觉系统中发挥着重要的作用。本文主要从分子特性、蛋白结构、表达模式、生理功能等方面分别对昆虫的OBP和CSP进行了概述,为深入的研究两者的功能提供理论参考,进而为以昆虫嗅觉系统为靶标的害虫防治提供新的思路。     

极端高温和持续中等高温对小菜蛾耐热性的影响

气候变化频率的增加和持续时间的延长,导致具有较短生活史的大部分农业害虫的某一个或某几个生命阶段都可经历热浪的胁迫。热浪对小型昆虫的生态学效应取决于不同生命阶段的耐热性,因而解析特定龄期下昆虫生命阶段的耐热性对理解气候变暖热浪频发的生态学影响具有重要意义。本研究以世界重要蔬菜害虫小菜蛾为研究对象,试验了小菜蛾4龄幼虫、成虫的基底耐热性和诱导耐热性,以及1龄幼虫和3龄幼虫置于不同高温[(31±1)、33±1)、35±1)℃]和暴露时间(3、6、9、12d)组合的持续中等高温耐热性。试验发现幼虫和成虫具有不同的基底和诱导耐热性,具有较弱基底耐热性的幼虫反而具有更强的诱导耐热性。不同生命阶段在持续数天的中等高温胁迫下具有不同的存活表现,早期生命阶段存活率较后期阶段的低,而且这种差异在较强高温下表现得尤为明显。昆虫不同阶段耐热性的差异,对种群的维持具有重要的生态学意义。大多数农业害虫田间种群具有混合年龄结构,热浪后耐热的发育阶段的存活,保证种群可以一直生存和繁衍下去。