目的 为选育替考拉宁的高产菌株.方法 采用常压室温等离子体(ARTP)技术对替考拉宁产生菌Actinoplanes teichomyceticus FIM-68的孢子进行诱变,诱变处理的孢子悬液涂布在含替考拉宁致死浓度的培养基平板上培养,获得替考拉宁抗性突变株,通过摇瓶发酵对替考拉宁抗性基因突变株进行筛选.结果 获得一株遗传性状稳定的替考拉宁高产菌Actinoplanes teichomyceticus FIM-68-66菌株,其产替考拉宁能力提高了2倍.结论 这是首次报道采用常压室温等离子体诱变技术有效提高替考游动放线菌产替考拉宁能力,所获得的替考拉宁高产菌株可望用于替考拉宁的工业化生产.

[背景]大豆疫霉根腐病作为大豆生产上的一种毁灭性病害已被美国、加拿大等多国报道,其病原菌大豆疫霉(Phtophthora sojae Kaufmann and Gerdemann)为典型的土传病原菌.近年来,土传病原菌与植物根系的互作成为研究土传病原菌寄主选择机制的主要方向.[目的]探究寄主大豆和非寄主菜豆根及根分泌物对大豆疫霉的不同影响,阐明这种影响与大豆疫霉对寄主选择的关系.[方法]应用原位土培法种植大豆疫霉感病品种Sloan、抗病品种Williams82和非寄主菜豆一点红,测定了单个大豆疫霉游动孢子对寄主大豆和非寄主菜豆幼根的侵染行为,收集了寄主及非寄主根分泌物,测定了根分泌物对大豆疫霉游动孢子的趋化作用,包括吸引游动孢子的能力以及对游动孢子成囊、孢囊萌发和芽管生长的影响.[结果]大豆疫霉单个游动孢子对寄主大豆幼根表现强烈趋向性,沿着根面进行多次试探性接触后在根尖伸长区快速成囊并萌发,产生的芽管顶端贴附在幼根表面,在感病大豆品种根面上的芽管比抗病大豆品种上的短且粗,而对非寄主菜豆幼根则不具有趋向性,接触一次后即远离,最终在距离幼根75 μm的位置成囊萌发,且芽管生长不具有方向性.此外,大豆疫霉游动孢子对抗病、感病大豆和非寄主菜豆幼根的侵染行为差异完全在根分泌物试验中重现,即寄主大豆根分泌物对大豆疫霉游动孢子具有较强的趋向作用,能够有效吸引游动孢子,促进游动孢子快速成囊及萌发,抑制芽管的伸长,而非寄主菜豆根分泌物不具有上述作用.[结论]大豆疫霉对寄主的选择性与根分泌物有关,为进一步了解大豆疫霉的寄主选择机制提供理论依据.

[目的]分析辣椒疫霉中RXLR型效应子PcAvh2的序列多态性,研究该效应子在辣椒疫霉生长发育和侵染阶段的转录特征及其生物学功能.[方法]本研究通过高保真扩增,分析2个烟草疫霉、1个恶疫霉和31个辣椒疫霉菌株的PcAvh2序列;提取辣椒疫霉菌丝、游动孢子囊、游动孢子、萌发休止孢和7个侵染时间点(1.5、3、6、12、24、36、72 h)的本氏烟根部总RNA,利用RT-qPCR分析PcAvh2的转录表达水平;利用PVX瞬时表达系统,分析PcAvh2是否抑制6种效应子(BAX、INF1、PsojNIP、PsCRN63、PsAvh241、R3a/Avr3a)激发的植物免疫反应;利用CaCl2-PEG介导的原生质体稳定转化技术,沉默PcAvh2基因,分析辣椒疫霉致病力的变化.[结果]PcAvh2为典型的RXLR效应子,在辣椒疫霉群体中该效应子具有10个等位基因,而且烟草疫霉和恶疫霉中也存在该效应子.该基因在辣椒疫霉的侵染阶段上调表达,它能够抑制6种效应子激发的植物免疫反应,进一步研究发现基因沉默导致辣椒疫霉的致病力显著下降.[结论]RXLR型效应子PcAvh2是辣椒疫霉中一个重要的侵染致病因子.

[目的]分析PcF/SCR质外体疏水小蛋白SCR82编码基因在辣椒疫霉生长发育和侵染寄主阶段的转录特征,克隆其cDNA和基因组全长序列,分析蛋白性状及其序列保守性,利用大肠杆菌表达并获得纯化蛋白,分析其生物学功能.[方法]提取辣椒疫霉菌丝、游动孢子囊、游动孢子、萌发休止孢和7个侵染时间点(1.5、3、6、12、24、36、72 h)的本氏烟根部总RNA,利用半定量RT-PCR分析scr82的转录表达水平;通过高保真PCR从萌发休止孢cDNA和基因组DNA中克隆出该基因全长序列;利用软件对SCR82进行生物信息学分析,挖掘其他物种中的同源序列,预测蛋白性状;将cDNA全长序列克隆到含6×His-SUMO序列的pET28a(+)中,在不同温度(22、37℃)和IPTG浓度(0.1、0.2、0.5、1.0 mmol/L)组合条件下利用大肠杆菌Rossette 2菌株表达该蛋白,利用Ni2+亲和层析柱纯化蛋白;将蛋白浸润本氏烟和拟南芥叶片,分析它是否引起植物细胞死亡,蛋白浸润12、24 h后利用RT-qPCR分析本氏烟中3个抗性相关基因(NbMC1、NbSOD、NbPOX)的表达量变化.[结果]scr82基因在辣椒疫霉萌发休止孢和侵染寄主阶段上调表达;该基因为辣椒疫霉中单拷贝基因,不含内含子,开放阅读框为249 bp;预测其编码82个氨基酸,包含长度为21个氨基酸的信号肽序列和7个半胱氨酸但不含有任何已知功能域,蛋白疏水性强,二级结构主要为α-螺旋和不规则卷曲,在疫霉菌中保守;含重组质粒的菌株在22℃经0.2 mmol/L的IPTG诱导过夜(～16 h)产生大小约24 kDa的融合蛋白,纯化获得30 mg/mL的可溶性蛋白;融合蛋白不引起本氏烟和拟南芥叶片的细胞死亡,但导致本氏烟抗性相关基因均上调表达.[结论]本研究获得了辣椒疫霉胞外疏水小蛋白SCR82的原核表达蛋白,该蛋白不引起植物细胞死亡,但触发植物的防卫反应.

放线菌作为干旱、半干旱环境中生物土壤结皮(Biological Soil Crusts,BSCs)组成的重要生命存在形式之一,不仅是潜在临床有用天然产物化学多样性的重要来源,也是该生态系统物质循环与能量流动的重要参与者.以腾格里沙漠东南缘广泛分布的藻结皮和藓结皮为研究对象,通过宏基因组测序比较分析两种BSCs放线菌种群的分布特征、组成及其潜在代谢功能.结果 表明,腾格里沙漠东南缘藻结皮与藓结皮土壤微生物组主要形成以地嗜皮菌属、红色杆菌属、类诺卡氏菌属、游动放线菌属、芽生球菌属、链霉菌属、贫养杆菌属、糖丝菌属、土壤红杆菌属、假诺卡氏菌属、小单孢子菌属、康奈斯氏杆菌属、大理石雕菌属、小月菌属以及弗兰克氏菌属等为主要类群的放线菌群落结构,在两种BSCs类型之间各属分布存在差异.藓结皮中放线菌参与的氨基糖与核苷酸糖代谢、原核生物中的碳固定途径、丁酸代谢、丙酸代谢、丙氨酸/天门冬氨酸和谷氨酸代谢、甲烷代谢、2-羰基羧酸代谢、肽聚糖生物合成、淀粉与蔗糖代谢以及缬氨酸/亮氨酸与异亮氨酸降解显著高于藻结皮.藓结皮中地嗜皮菌属和红色杆菌属对相对丰度前10的代谢功能分类的贡献度显著低于藻结皮,而类诺卡氏菌属、芽生球菌属、贫养杆菌属、游动放线菌属、链霉菌属、假诺卡氏菌属和糖丝菌属等对这些功能的相对贡献在藓结皮中具有重要作用.这些结果可为全面、深入理解腾格里沙漠东南缘藻结皮与藓结皮放线菌资源多样性及其潜在功能多样性提供科学数据,也为理解放线菌在不同类型BSCs中的生态功能提供参考.

该研究以水龙骨科(Polypodiaceae)槲蕨(Drynaria roosii Nakaike)为研究对象,在人工培养条件下,采用扫描电镜观察其配子体发育的全过程,以期从三维立体角度揭示槲蕨配子体各发育阶段中的一些精细结构,为进一步补充部分经典形态学理论提供依据.结果 显示:(1)槲蕨孢子萌发过程中原叶体母细胞的初生假根存在两条同时生长的现象.(2)槲蕨配子体的假根膨大及分叉现象普遍,且具有2层细胞壁,基部呈圆孔状结构.(3)槲蕨的原叶体腹面及边缘处毛状体非常发达,且乳突状单细胞毛状体和针状单细胞毛状体混生.(4)精子器释放精子时,盖细胞前后呈不同开裂状态.(5)发现精细胞向游动精子转化可能的限制性结构是细胞膜,细胞膜表面附着有碎屑状物质.(6)观察到腹沟细胞的解体过程是从近颈卵器开口处的细胞膜开始逐渐向四周及其后下方扩展.(7)发现了颈壁细胞在排列顺序和数量上都不稳定的畸形颈卵器、体积正常但无法区分雌雄的性器及体积显著增大呈锥形的泡状败育性器.

几乎所有中文植物学教材都把花粉管当成是种子植物对受精摆脱水束缚的适应特征,并得出粉管受精使种子植物更适应于陆生生活的结论.但是,某些灭绝的(种子蕨和科得荻植物)和一些现存的(银杏和苏铁)裸子植物行游动受精,需要特别指出的是其受精并不需要液态水.种子蕨和科得荻植物不形成花粉管,银杏和苏铁的花粉管是吸器而无输送精子的功能.其实,正是小孢子在小孢子囊中的原位发育导致植物演化出花粉和传粉,花粉的形成及其传播才使受精真正摆脱了水的限制.澄清花粉管的功能可作为植物学批判性教学的案例,以促进学生们科学精神和科学思维的发展.

[目的]分析致病疫霉效应蛋白Pi16275的超量表达对病原菌致病性的影响,明确Pi16275的亚细胞定位,筛选Pi16275在植物中的互作靶标蛋白及靶标蛋白在抵御病原菌侵染过程中的作用,初步揭示Pi16275在病原菌侵染植物过程中的作用机制.[方法]利用农杆菌介导的烟草瞬时表达系统在烟草叶片表皮细胞中瞬时表达Pi16275并观察其亚细胞定位,同时在瞬时表达部位接种致病疫霉游动孢子并统计病斑面积;通过酵母核系统cDNA文库及酵母双杂交技术筛选、验证,确定Pi 16275在马铃薯中的靶标蛋白;运用病毒介导的基因沉默技术在植物中沉默靶标蛋白基因,探究基因沉默是否影响植物对病原菌的抗性.[结果]在烟草叶片中瞬时表达Pi16275显著促进致病疫霉的侵染;Pi16275定位在植物细胞核、细胞质及细胞膜中;初步筛选到3个与Pil6275互作的马铃薯蛋白:40S核糖体亚基蛋白S5(StRPS5)、粘蛋白2(StMUC2)、V型ATP酶E亚基类似蛋白(StVAEL);沉默StRPS5的同源基因后显著降低了烟草对致病疫霉的抗性.[结论]Pi16275在致病疫霉侵染植物过程中发挥重要作用.

明确虎尾兰水提取物对黄瓜霜霉病菌无性阶段的抑制作用及对黄瓜霜霉病的防治效果.采用凹玻片法和离体叶五点接种法分别测定该提取物对游动孢子的释放和游动、休止孢的萌发和芽管伸长以及菌丝生长和孢子囊产生的抑制作用,采用离体叶五点接种法测定该提取物的保护作用、治疗作用和持效期,并采用盆栽试验测定该提取物的保护作用和治疗作用.一系列试验结果显示,虎尾兰水提取物对黄瓜霜霉病菌游动孢子的释放和游动,休止孢的萌发和芽管伸长以及菌丝生长和孢子囊产生的EC50值分别为1.19、0.77、0.70、2.13、9.09和13.15 mg/mL.在离体叶片条件下,虎尾兰水提取物对黄瓜霜霉病的保护和治疗作用的EC50值分别为3.69和14.57 mg/mL,持效期达14 d以上.盆栽条件下,该提取物对黄瓜霜霉病保护作用和治疗作用的防效分别为68.38％和21.33％.虎尾兰水提取物对黄瓜霜霉病具有很好的保护作用和较长的持效期.