白木香Aquilaria sinensis Lour.为国家濒危保护植物,在其受创伤后产生的沉香是一种珍贵药材和香料,而黄野螟Heortia vitessoides Moore虫害的频繁发生严重影响了沉香产业的发展.为了探究白木香对黄野螟的抗虫生理机制,本研究利用指标含量测定、GC-MS分析及非靶向性代谢组学分析等方法,对6种不同抗虫性植株叶片的理化性质、挥发性物质及差异代谢产物进行对比分析.结果表明,抗虫植株(A01)的单宁酸含量(0.39 mg/g)、类黄酮含量(1.48 mg/g)最高,而可溶性蛋白含量(4.5mg/g)和可溶性糖含量(6.7mg/g)最低.白木香感虫植株(S)诱虫成分含量显著高于其它5个植株,而驱虫成分含量显著低于其它5个植株.白木香抗虫植株叶片中的营养物质和挥发性成分与普通感虫植株具有明显差异,抗虫植株叶片中的营养物质和诱虫活性挥发性成分偏低而驱虫活性挥发性成分普遍偏高.抗虫植株与普通感虫植株的差异代谢产物主要集中在黄酮与黄酮醇生物合成、苯丙氨酸生物合成、苯丙氨酸代谢、酪氨酸代谢和异喹啉生物碱生物合成通路.本研究可为确定白木香的抗虫机制及今后发掘新型无公害的黄野螟防控方法提供理论指导.

能够促进植物生长的植物根际细菌统称为植物根际促生菌(PGPR).PGPR的应用可以减少农药化肥的使用,有助于农业可持续性发展.过去二十多年中,围绕PGPR功能与作用机理相关的理论与应用研究取得了显著进展.本文旨在总结PGPR的促生与生防机制,重点探讨PGPR在参与植物营养元素的改善与摄取、产生植物激素、分泌信号小分子、合成挥发性有机化合物促进植物生长以及合成抗生素类物质拮抗植物病原菌五个方面的生物学功能,并探讨了PGPR在基础与应用两方面的后续研究方向,以期为未来PGPR相关研究提供理论参考.

芽胞杆菌是土壤和植物微生态的优势微生物种群,具有很强的抗逆能力和抗菌防病作用,是目前研究和应用较多的一类生防菌.芽胞杆菌可产生醇、酮和酸等多种挥发性物质,能够有效抑制多种病原菌的生长.此外,芽胞杆菌还能合成多种非挥发性抑菌物质如脂肽类化合物、聚酮类化合物和环二肽等抑制某些细菌和真菌的生长.芽胞杆菌的有效抑菌物质主要通过破坏病原菌的细胞壁、细胞膜及影响病原菌的代谢通路发挥其抑菌活性.本文主要总结了芽胞杆菌发酵液中的挥发性、非挥发性抑菌物质及其抑菌机制,为芽胞杆菌作为生防菌的深度开发与应用提供参考.

[目的]探究马尾松健康植株不同位置挥发性物质,比较其不同部位的挥发物的种类差异及含量,分析松墨天牛成虫对健康马尾松各部位挥发物的触角电位反应和嗅觉反应,为开展松墨天牛的行为调控技术提供依据.[方法]采用静态顶空法和气相色谱-质谱联用技术分析了马尾松松针、1 cm枝条、5 cm枝条、20 cm树干、30 cm树干、松油脂6个部位的挥发物,并对松墨天牛雌雄成虫进行触角电位测定和行为反应观测.[结果]6个部位的挥发物提取物中,共检测出36种挥发性物质,各部位挥发物种类相近,相对含量差异较大,但其主要挥发物均为萜烯类物质,主要包括月桂烯、蒎烯、左旋-beta-蒎烯、莰烯等.在触角电位试验中,5 cm枝条挥发物提取物的触角电位值最高,松油脂挥发物提取物的触角电位值最高;在行为反应试验中,各部位挥发物对松墨天牛成虫均有一定的引诱作用,其中雌成虫对5 cm枝条挥发物提取物的趋向性最高,雄成虫对30 cm树干和松油脂挥发物提取物的趋向性最高.[结论]健康状态下,马尾松5 cm枝条及30 cm树干和松油脂中萜烯类挥发物制成的植物源引诱剂对松墨天牛两性成虫具有更好的引诱作用,这将为提高现有的诱捕剂效果提供参考,同时为松墨天牛虫害防治提供科学依据.

干旱和土地盐渍化是制约林业可持续发展的重要因素,植物在遭受生物或非生物胁迫时,会在叶片释放萜类等挥发性物质.1-羟基-2-甲基-2-(E)-丁烯基-4-焦磷酸还原酶(HDR)是MEP 途径的末端活性酶,具有提供前体萜类物质和主要限速作用.为探究马尾松HDR基因是否参与干旱和盐胁迫条件下的胁迫响应,该研究克隆了马尾松HDR基因开放阅读框,并初步分析了其生物信息、组织特异性表达水平和初步功能.结果表明:(1)PmHDR基因编码区长度为1 458 bp,编码485 个氨基酸,其编码蛋白包含LytB/IspH基因超家族的核心序列和PLN02821 多功能结构域,属于HDR家族.(2)PmHDR密码子使用偏好性较弱,偏好使用A/U结尾的密码子,烟草、拟南芥与酿酒酵母更适合作为其异源表达受体.(3)qRT-PCR结果显示,PmHDR基因在马尾松老叶中表达量最高,其次为幼叶、幼茎和老茎,在根中表达量最低.(4)构建基因表达载体pBI121-PmHDR并转化拟南芥,转基因拟南芥对干旱和盐胁迫表现出更强的抗逆性.以上研究结果表明PmHDR参与了植物干旱和盐胁迫的响应和调节,并为马尾松抗逆育种提供了一定的理论支持.

[目的]研究植物内生菌Wickerhamomyces sp.KLBMP0506对拟南芥(Arabidopsis thaliana)的促生作用及潜在的促生机制.[方法]本研究以野生型拟南芥为试验材料,将其与菌株KLBMP0506进行平板共培养及盆栽接种试验,并测定拟南芥鲜重、干重、主根长、侧根数、叶绿素含量和可溶性糖含量等生长、生理指标,同时对筛选的与拟南芥侧根、主根形成及生长素合成和运输相关的11个基因进行实时荧光定量聚合酶链式反应(quantitative real-time polymerase chain reaction,qRT-PCR)分析.[结果]接种目的菌株KLBMP0506后,平板试验的拟南芥鲜重及侧根、盆栽试验的拟南芥鲜重、干重、茎长、叶绿素含量和可溶性糖含量均有一定程度的增加;分隔平板试验及菌株KLBMP0506发酵液中促生活性物质分析显示,该菌株产生的挥发性有机物质及其发酵液中的正丁醇和乙酸乙酯提取物均对拟南芥有明显的促生作用;此外,qRT-PCR分析显示KLBMP0506处理后,拟南芥中与侧根形成相关基因ABI4、FLA1的表达出现不同程度的下调,与生长素合成、运输相关基因AUX1、EIR1、YUC4的表达整体呈上调趋势,表明菌株KLBMP0506可能通过调控拟南芥中与侧根形成以及与生长素合成和运输相关基因的表达,而实现对拟南芥的促生作用.[结论]本研究明确了菌株KLBMP0506对模式植物拟南芥的促生作用,为其开发成为微生物菌肥提供理论依据.

[目的]薄荷精油是日化、医药和食品工业中的重要原料,bHLH转录因子在调控植物挥发性次生代谢产物合成中具有重要作用.探究bHLH蛋白在薄荷挥发性物质合成调控中的作用,为通过代谢或基因工程改良薄荷种质提供重要基因资源,拓展有关植物挥发性次生代谢产物合成途径与调控机制的认识.[方法]利用转录组测序和RT-qPCR技术分析bHLH96 在薄荷根、茎、叶中的表达,并通过RT-PCR法克隆其全长序列,再利用DNA重组技术构建植物表达载体pBI121-bHLH96,利用农杆菌介导法在薄荷叶片中过表达,检测过表达bHLH96 对薄荷叶片萜烯化合物含量和合成相关基因表达的影响.[结果]薄荷bHLH96 的编码区全长 861 bp,编码 286 个氨基酸残基.薄荷bHLH96 是一个细胞核定位蛋白,植物bHLH96 蛋白间的序列相似性为 45.45%-73.68%,薄荷bHLH96 与薰衣草LaMYC4 和丹参SmbHLH94 等唇形科植物bHLH蛋白的亲缘关系较近.在薄荷叶片中瞬时过表达bHLH96,显著影响 15 种萜烯化合物的相对含量.过表达bHLH96显著上调萜烯合成相关基因OC2、SM1、KS1、ND和EAO1的表达,显著下调NLS1、LS1 和iPR的表达.[结论]薄荷bHLH96 可能通过调控萜烯合成相关基因的表达,影响相关萜合成酶的活性,从而调控薄荷萜烯物质的合成.

在外界环境的刺激下,植物会通过释放挥发性有机化合物来维护自身生长.城市是人类活动的主要集聚地,剧烈的人为干扰导致城市环境特征呈现出复杂的变化趋势,从而使城市植物排放挥发性有机化合物的过程与自然界出现较大差异.城市中的植物源挥发性有机化合物(Biogenic Volatile Organic Compounds,B VOCs)会直接与城市中的氧化物质接触,生成二次污染物,并在高温、强光照的条件下发生光化学反应,严重破坏城市大气环境,危害居民健康.总结了城市BVOCs的常见类型、作用机制及现有研究方法,分析了不同时间、空间和人类活动背景下的城市BVOCs排放特征,并进一步梳理了当前研究的不足,提出未来重点研究方向,旨在为大气环境治理、环境空间规划、居民健康保障等方面的城市管理工作提供指导.

目的 分析中外吸嗅治疗疾病特点,为吸嗅疗法临床应用指南的规范建立提供数据支撑和参考,以期促进吸嗅疗法的多维发展.方法 以在中国知网(China National Knowledge Infrastructure,CNKI)、万方数据(Wanfang)、维普中文期刊(VIP)、PubMed数据库、Web of Science(WOS)核心数据库、ScienceDirect(SD)数据库检索到吸嗅治疗的临床研究文献为数据来源,归纳治疗类型、治疗途径、主治病症、药物成分、治疗方式、治疗剂量、时长、频率及周期等.结果 共筛选出158篇文献,其中治疗类型以植物精油为主;吸嗅疗法中直接吸嗅为主要治疗途径;辅助工具多用棉花(球)、扩散器等;主治神经系统病症,脑部疾病和情志疾病居多;薰衣草为使用频率最高的药物;药物形式单方应用广泛,常与西药联用;用药时长以30 min常见;临床试验中模糊剂量多为2滴;其用药频率大多为每天2次;疗程以15-30天较多.结论 吸嗅疗法应用研究广泛,具有非侵入性、无副作用、操作简单且具有成本效益等特殊优势,但芳香物质的强挥发性和气味辨识的强主观性,加之未有科学统一的客观治疗标准,使其疗效略有差异.因此,在明晰吸嗅疗法特点的基础上,实现规范化、标准化和创新化对其高效发展具有重要意义.

花瓣中挥发性成分对观赏植物的开发和利用起着重要作用.本研究采用顶空固相微萃取气质色谱联用技术,对5种蔷薇盛花期花瓣中挥发性成分进行检测分析,结果表明:5种蔷薇植物花瓣中共鉴定出91种挥发性成分,包含萜烯类、醇类、酯类、醛类、烷类、酚类、酮类、醚类和酸类9个类型.其中,百叶蔷薇共检测到45种挥发性成分,无特有成分,百叶蔷薇品种摩洛哥共检测到52种挥发性成分,5种特有成分;格拉斯共检测到40种挥发性成分,2种特有成分;菲茨詹姆斯共检测到57种挥发性成分,8种特有成分;大马士革蔷薇共检测出63种挥发性成分,11种特有成分.2-苯乙醇、香叶醇、香茅醇、乙酸香叶酯等是5种蔷薇花瓣中主要的挥发性成分,大马士革蔷薇花瓣的挥发性物质含量最多,达3622.68 ng/g,其次是摩洛哥、菲茨詹姆斯、格拉斯和百叶蔷薇,挥发性物质含量分别为2507.0ng/g、2445.9ng/g、1394.54ng/g和883.38ng/g.基于5种蔷薇花瓣中挥发性成分含量进行聚类分析发现,大马士革蔷薇与菲茨詹姆斯聚类关系较近,萜烯类挥发性成分种类和含量在5种蔷薇中差异较大.本研究为蔷薇属植物资源的开发和利用提供理论参考.