本研究采用室内离体测定的方法研究了低温处理对南方根结线虫二龄幼虫(J2)致死率和卵囊孵化率的影响,在此基础上,通过田间试验评价了两种土壤低温处理方法对北方地区温室南方根结线虫存活率的影响.室内研究结果表明:-7℃处理24h后,南方根结线虫J2存活率为0;-9℃处理24h后,南方根结线虫卵囊完全不孵化.-1、-2、-3、-4℃分别处理8、5、3、1.5 d后J2存活率均为0;-2、-3、-4、-5℃分别处理9、6、4、1 d后卵囊完全不孵化.拟合分析发现,温度与J2致死时间及温度与卵囊不孵化时间均呈指数函数关系.田间试验结果表明:起垄后0～50 cm 土层和平地0～30 cm 土层南方根结线虫死亡率均可达100％,平地30～40及40～50cm较温室同深度病情指数分别减少84.9％、75.8％.因此,在陕西省榆林市及其以北地区,冬季通过低温防控温室南方根结线虫能达到较好效果,技术可操作性强,具有较为广阔的推广前景.

为了解朱砂莲(Aristolochia tuberosa O.F.Liang et S.M.Huang)的化学成分,从其果实的甲醇提取物中分离得到4个化合物.通过波普数据分析, 分别鉴定为马兜铃内酰胺W (1)、8-epidiosbulbin e acetate (2)、diosbulbin B (3)和β-sitosterol (4).化合物1~3对南方根结线虫2龄幼虫具有不同程度的毒杀作用, 尤其马兜铃内酰胺W (1)活性最好, 其96 h后的LC50为119.94 μg mL–1.马兜铃属植物具有开发为新型植物源杀根结线虫剂的潜在价值.

采用甲醇冷浸提取,结合常压硅胶柱色谱、Sephadex LH-20凝胶柱色谱、半制备液相等多种分离纯化手段,从绵毛马兜铃果实的甲醇提取物中分离得到14个化合物.综合利用现代先进的波谱学分析技术(包括1H-NMR,13C-NMR,ESI-MS和EI-MS),并结合文献报道数据,鉴定了这些化合物的结构,分别为马兜铃酸Ⅰ(1)、马兜铃内酰胺Ⅰ(2)、马兜铃内酰胺W(3)、manshurolide (4)、马兜铃内酯(5)、saropeptate (6)、2-(1-oxononadecyl)aminobenzoic acid(7)、β-谷甾醇(8)、sitostanetriol(9)、胡萝卜苷(10)、熊果酸(11)、5-乙基-8,8-二甲基壬醛(12)、二十四烷酸-α-二羟丙酯(13)、二十四烷酸(14).化合物2～4,6～7,9～14均系首次从绵毛马兜铃中分离得到.针对鉴定得到的14个单体化合物进行了杀南方根结线虫2龄幼虫的活性筛选和活性评价,结果表明化合物1～3,6～7对南方根结线虫2龄幼虫具有不同程度的毒杀作用,尤其马兜铃酸Ⅰ(1)、马兜铃内酰胺Ⅰ(2)和马兜铃内酰胺W(3)活性最好,96 h后的LC50分别为45.25,36.56,119.46 mg·L-1.

[背景]南方根结线虫(Meloidogyne incognita)寄主范围广泛,能侵染茄科、豆科、葫芦科等蔬菜,对世界农业生产造成了严重危害,每年造成的损失可高达数百亿美元.蜡质芽胞杆菌(Bacillus cereus) AR156是一种革兰氏阳性杆状细菌,对于南方根结线虫引起的土传病害有较好的防治效果,并且已经完成了全基因组测序.[目的]了解AR156对南方根结线虫的生防机理,寻找与生防功能相关的基因,进行遗传功能基因的分析.[方法]构建蜡质芽胞杆菌AR156 miniTnl0随机插入突变体文库,通过对南方根结线虫致死率和温室防病试验进行筛选,找到与AR156生防能力相关的突变体,鉴定相关功能基因,并对产蛋白酶活性、定殖能力、生物膜形成和游动性等方面进行检测.[结果]与AR156野生型相比,转座子插入位点在M60家族肽酶的突变体BC41产蛋白酶活性下降,植物根围定殖能力减弱,生物膜形成能力和游动性受到影响,从而导致其防治南方根结线虫的能力降低.[结论]通过对生防相关功能基因的分析,初步明确M60家族肽酶在蜡质芽胞杆菌AR156防治南方根结线虫的过程中发挥重要作用.

[目的]建立一种基于环介导等温扩增(loop-mediated isothermal amplification,LAMP)技术,从植物罹病组织中直接检测3种常见的根结线虫,为根结线虫的监测和防治提供技术支持.[方法]分别采用3种根结线虫的种类特异性引物对所选择的根结线虫的DNA片段进行PCR扩增,扩增产物纯化、回收并测序.根据3种根结线虫的测序结果,针对种类特异区段,采用PrimerExplorerV4软件,分别设计3种根结线虫的LAMP引物.设计的引物组人工合成后,以提取的纯化种群线虫DNA为模板,分别进行引物组的特异性测试,筛选出分别针对3种根结线虫的最佳引物组.[结果]研究设计的3种根结线虫的LAMP特异性引物能够直接从植物根结中检测出南方、花生、爪哇3种常见根结线虫,LAMP快速检测体系为:dNTPS浓度为1 mmol·L-1,Mg2+的浓度为5 mmol·L-1,不添加甜菜碱,反应时间为45 min.[结论]本实验建立的南方、花生、爪哇根结线虫LAMP快速分子检测方法,具有特异性强、灵敏度高、简单、快速、经济等特征,能够从罹病植物组织中快速准确地检测出南方、花生和爪哇根结线虫,具有极高的实践应用价值.

植物地上与地下植食性天敌常因同一寄主植物而发生复杂的相互作用,互作类型因天敌的食性而异.本研究以乌桕地下病害南方根结线虫、 地上害虫(专食性癞皮夜蛾Gadirtha inexacta、 广食性斜纹夜蛾Prodenia litura)为研究对象,比较被南方根结线虫侵染的乌桕叶片对2种不同食性昆虫生长指标(末龄幼虫体重、 相对生长速率)和营养利用(取食量、 消化率、 转化率)的影响差异.结果表明,线虫处理组癞皮夜蛾幼虫的末龄幼虫体重、 相对生长速率和转化率均显著低于对照组,而取食量和消化率无显著差异;线虫处理组斜纹夜蛾幼虫的末龄幼虫体重、 相对生长速率、 取食量及转化率均显著高于对照组,但消化率差异不显著.由此说明,根结线虫对两种地上昆虫生长发育和营养利用的影响受到天敌食性的影响:线虫侵染对癞皮夜蛾幼虫产生抑制效应,而对斜纹夜蛾幼虫产生促进效应.

几丁质酶是一类在植物抵抗病原真菌等过程中具有重要作用的蛋白质,为探讨几丁质酶在罗汉果抗根结线虫病中的调控作用,本研究基于南方根结线虫侵染下的罗汉果幼苗根系的转录组测序结果,采用生物信息学技术对筛选到的15个罗汉果几丁质酶基因进行分析.结果表明,15个罗汉果几丁质相关蛋白基因编码的氨基酸序列其N段均有一段信号肽,亚细胞定位在胞外;分子量从27 kDa到37 KDa不等;多数为酸性蛋白.基于氨基酸保守结构域和系统发育关系分析,15个罗汉果几丁质酶分属于GH18和GH19两大家族中的3个组别(I、III和IV)的成员,GH18家族成员三级结构预测具有典型的(α/β)8桶状结构,而GH19家族成员三级结构预测只有α螺旋结构域.这些分析结果可为今后深入研究罗汉果几丁质酶的生物学功能和调控机制提供一定的理论依据,为罗汉果抗根结线虫病育种提供参考.

罗汉果为广西特有经济作物,但其主栽品种易受根结线虫的侵害,而对于罗汉果植株根系受根结线虫侵染早期其代谢变化情况知之甚少.基于LC-MS技术的代谢组学方法,对南方根结线虫侵染下的罗汉果根系进行了代谢轮廓变化非靶向分析.主成分分析(PCA)和正交偏最小二乘判别分析(OPLS-DA)结果表明,接种南方根结线虫7d后,是否受到根结线虫侵染的罗汉果之间其根系代谢物呈现明显分离.单变量分析和t检验分析结果显示,有16种代谢物含量发生显著性差异变化,这些代谢物主要涉及糖代谢、脂类代谢和氨基酸代谢.结果可为进一步揭示南方根结线虫与罗汉果根系互作的分子机制提供参考和研究思路.

南方根结线虫(Meloidogyne incognita)是适生区分布广、为害普遍的一类植物内寄生线虫.线虫不同寄生阶段分泌的效应因子,在“植物-线虫”互作中,除了引起线虫的无毒特征外,也通过干扰植物正常的防御反应和细胞功能,进而参与线虫的早期侵染、迁移以及后期稳定寄生等过程.现从植物细胞壁的修饰、线虫无毒蛋白、植物免疫反应的抑制、生长素和细胞分裂素信号的调控,以及植物细胞结构和基础代谢的影响等方面,介绍南方根结线虫效应因子功能的研究现状.与此同时,对南方根结线虫效应因子功能研究中所存在的问题进行讨论,并展望未来的研究方向.

[目的]南方根结线虫(Meloidogyne incognita)是一种危害严重的土传性植物病原线虫,给农业生产造成了巨大的经济损失,前期研究发现多粘类芽胞杆菌(Panebacillus polymyxa) KM2501-1具有很好的温室防治南方根结线虫效果,且可产生多种挥发性杀线虫活性物质,但对其非挥发性产物是否有杀线虫活性没有研究.本研究拟进一步分离鉴定其产生的杀线虫活性代谢产物,发掘新的杀线虫药物.[方法]对菌株KM2501-1进行液体发酵并离心收集发酵上清液,通过硅胶柱层析、高效液相色谱分离等方法得到高纯度的杀线虫活性物质,并通过液相色谱质谱联用分析、核磁共振等技术鉴定杀线虫活性物质的结构.[结果]生物活性检测显示,多粘类芽胞杆菌KM2501-1发酵上清液具有较强的南方根结线虫触杀活性,并能有效抑制南方根结线虫卵孵化,体外杀线虫效率高达87.66％,抑制卵孵化效率达92.26％.结构鉴定结果显示多粘类芽胞杆菌产生的杀线虫活性物质为环二肽类物质cyclo (Pro-Phe),800 mg/L的cyclo (Pro-Phe)杀线虫效率达84.75％.进一步的显微观测结果表明,与对照组相比,活性物质cyclo(Pro-Phe)处理后的根结线虫肠道组织紊乱、结构发生破坏.[结论]多粘类芽胞杆菌KM2501-1产生的cyclo (Pro-Phe)是一个具有杀线虫新功能的活性物质,其可能通过破坏线虫肠道杀死线虫.