[目的]明确病毒侵染对滇黄精生长发育、根茎产量及品质的影响,为深入研究病毒的致病机理提供依据.[方法]以云南省滇黄精主产区曲靖和玉溪种植的4年生滇黄精田间抗病和感病植株为研究对象,比较病毒侵染后滇黄精叶绿体超微结构、叶片光合气体交换参数、叶绿素含量、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物氧化酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)以及块茎生物学性状和药用有效化学成分含量的变化.[结果](1)滇黄精遭受病毒侵染后,叶片细胞质中散布线状病毒粒子及其聚集形成的大量内含体,细胞内叶绿体结构严重受损,部分已发生解体;(2)感病滇黄精叶绿素发生降解,叶绿素a和b的含量分别极显著降低了 22.97％和35.38％,其叶片净光合速率、气孔导度、胞间CO2浓度分别降低了 49.75％、11.25％和5.79％,光合作用效率明显减弱;(3)感病滇黄精叶片细胞膜发生强烈的脂膜过氧化反应,MDA含量升高了 117.17％,SOD、POD、PPO、PAL活性极显著升高,其中PPO活性平均升高了 61.81％;(4)感病滇黄精地下根茎的膨大和嫩芽的生长受阻,单株鲜质量降低了49.47％,根茎中多糖的相对含量减少了 6.97％,皂苷、黄酮、总酚含量分别减少了 23.31％、15.32％、11.07％.[结论]滇黄精遭受病毒侵染后,抗氧化酶防御反应虽然被激活,但细胞膜仍严重受损,光合作用明显减弱,最终导致根茎产量和药用品质显著降低.

大豆花叶病毒(SMV,soybean mosaic virus)病是世界大豆主产区广泛存在且普遍发生的主要病害之一,对大豆的产量和品质均可造成严重危害.本文综合分析了近年来通过遗传定位发现的大豆花叶病毒抗性基因及其紧密连锁的分子标记,探讨了分子标记在提高大豆抗病育种中的应用,总结了 RSC3(w)、RSC14-r和RSC18等抗大豆花叶病毒基因的物理位置及其候选基因.基于候选基因测序、实时荧光定量PCR、病毒介导基因沉默(VIGS,virus induced gene silencing)和基因编辑CRISPR/Cas9等技术梳理出GsCAD1、GmCAL和GmMLRK1等一系列直接或间接参与大豆花叶病毒抗性的相关基因,为大豆抗大豆花叶病毒基因调控网络的完善奠定了基础.本综述总结分析了大豆与大豆花叶病毒的相互作用机制,聚焦分析大豆抗性基因Rsv3等对大豆花叶病毒抗病机制研究进展,并对抗大豆花叶病毒育种的研究方向提出了展望,以期为大豆抗性基因分子标记的应用和分子调控机制的研究提供参考.

目的 基于生物信息学分析溃疡性结肠炎(UC)中具有诊断和治疗潜力的差异表达基因以及潜在的微小RNA(miRNA).方法 采用加权基因共表达网络分析法对GEO数据库中的芯片原始数据进行筛选.获取UC相关差异表达基因进行富集分析.根据关键基因,预测与差异表达基因相关的潜在miRNA,并构建基因-miRNA调控网络.结果 共筛选出277个差异表达基因,其中有200个基因上调,77个基因下调.基因集富集分析(GSEA)显示,主要富集通路是神经活性配体受体相互作用、利什曼原虫感染、朊病毒病害以及心电图受体相互作用等通路.基因本体论(GO)分析结果显示,主要参与趋化因子活性、肝素结合、趋化因子受体结合等条目.京都基因与基因组百科全书(KEGG)分析结果显示,主要富集通路为细胞因子受体相互作用通路、磷脂酰肌醇-3激酶/蛋白激酶B(PI3K-AKT)信号通路、趋化因子信号通路、核转录因子kappa B(NF-κB)信号通路富集通路等.筛选出10个枢纽基因,分别是C-X-C趋化因子配体8(CXCL8)、Toll样受体2(TLR2)、细胞间黏附分子1(ICAM1)、选择素L(SELL)、趋化因子受体4(CXCR4)、细胞毒性T淋巴细胞相关抗原(CTLA4)、细胞分化抗原69(CD69)、双糖链蛋白多糖(BGN)、C-X-C趋化因子配体13(CXCL13)、金属蛋白酶抑制剂1(TIMP1).鉴定出12个潜在的关键miRNAs,分别为 hsa-mir-335-5p、hsa-mir-146a-5p、hsa-mir-92a-3p、hsa-mir-155-5p、hsa-mir-26b-5p、hsa-mir-4426、hsa-mir-4462b、hsa-mir-4647、hsa-mir-32-5p、hsa-mir-92b-3p、hsa-mir-98-5p和hsa-mir-93-5p.结论 本研究共筛选出277个差异表达基因可能参与UC的发生发展,鉴定出10个枢纽基因和12个miRNAs或可作为UC的生物标志物.

副溶血弧菌是水产动物弧菌病的重要病原微生物之一,又是食源性致病菌,摄入被其污染的水产品后可引发肠胃炎、败血症和坏死性筋膜炎等疾病,对水产养殖业及公共卫生安全均具有较大威胁.抗生素大量使用甚至滥用,不可避免地会带来水产品药物残留和细菌耐药等问题,开发安全有效的抗生素替代品迫在眉睫.作为细菌病毒,噬菌体具有宿主特异性强、易筛选、易保存、高效直接等优点,在水产养殖病害防控和食品安全领域受到广泛关注.本文概述了水产动物的副溶血弧菌病及该菌噬菌体防治的研究进展,为副溶血弧菌噬菌体及制剂应用于水产养殖病害生物防控提供参考.

在白背飞虱(Sogatella furcifera)获毒过程中,南方水稻黑条矮缩病毒(Southern rice black streaked dwarf vi-rus,SRBSDV)与细胞膜上受体结合,借助网格蛋白依赖型内吞作用进入宿主细胞.组织蛋白酶D(Cathepsin D,CathD)是一种天冬氨酸蛋白酶,参与细胞内体/溶酶体内蛋白降解和病毒释放进入细胞质过程,但CathD在SRBS-DV侵染其介体白背飞虱时是否发挥作用目前尚不明确.通过RNA干扰(RNA interference,RNAi)沉默白背飞虱体内CathD基因的表达,发现沉默表达CathD基因的白背飞虱在饲喂SRBSDV后的存活率与对照组白背飞虱相比无明显差异,但会降低白背飞虱的带毒比率和带毒量;在果蝇细胞中敲低CathD同源基因的表达并感染果蝇C病毒(Drosophila C virus,DCV),细胞内DCV的复制水平与对照组相比也有明显下调.研究结果提示CathD可能通过一种保守的机制协助病毒在昆虫细胞内增殖,可以作为防控SRBSDV病害的潜在靶标分子.

昆虫卵黄原蛋白(Vitellogenins,Vg)是一种多功能的生殖发育关键调控蛋白,在不同昆虫体内的结构、合成调控及功能不尽相同.随着基因编辑技术的成熟,运用分子手段调控Vg的合成,可减少卵黄发生,降低昆虫的繁殖力,成为有效防治害虫的优势方法之一.因此,Vg及其合成调控的研究受到广泛关注.半翅目害虫是农林业的重点防治对象之一,除直接刺吸为害寄主外,其常传播植物病原体,对农业生产造成了严重危害.半翅目昆虫Vg除在生殖发育中的关键作用外,还与病原菌的传播、寄主免疫等密切相关,可成为分子水平防治半翅目害虫及其继发病害的优势靶标.因此,本文总结了半翅目昆虫Vg的合成方式、合成场所,指明了其结构上蛋白亚基数目的差异,概述了其与昆虫免疫反应、植物防御、病毒传播等有关的研究进展,总结了其合成的保幼激素(包括保幼激素受体Methoprene-tolerant和转录因子Krüppel homolog 1等关键调控因子等)、蜕皮激素和胰岛素信号通路等主要的内分泌激素调控通路,以及以营养信号调控为主的非激素调控通路,为探索半翅目害虫的分子防控手段提供理论依据.

烟草病毒可侵染危害烟草、番茄、辣椒和土豆等多种作物导致病毒病发生,是生产上难以防治的病害.为了探索蛋白激发子PeaT1与井冈霉素混合使用对烟草病毒病防治的最佳混配比例,本研究选用3-7片真叶的本生烟(Nicotianabenthamianacv.Huangmiaoyu),分别喷施清水、井冈霉素、蛋白激发子PeaT1及蛋白激发子PeaT1-井冈霉素复合制剂,采用摩擦接种的方式接种TMV-GFP病毒,在紫外光下观察病毒的侵染情况.结果表明,喷施了井冈霉素和蛋白激发子复合制剂的本生烟对TMV的抗性较单剂具有增效作用,其中蛋白激发子PeaT1-井冈霉素按3:4混配的性价比最高,共毒系数达到157.64,相对防效为73.39％.这说明井冈霉素和蛋白激发子PeaT1都能使烟草产生对TMV的系统获得抗性,而其复合制剂更有着叠加效应.

水稻是世界上最主要的粮食作物之一,其产量的稳定性直接关系到粮食安全和社会稳定.然而,自20世纪中叶起,由介体昆虫飞虱、叶蝉等传播的各种水稻病毒病的爆发,严重威胁着水稻产量.水稻草矮病(Rice grassy stunt disease,RGSV)由介体昆虫褐飞虱(Nilarparvata lugens)以持久增殖型方式传播,被病毒感染的水稻呈现植株矮化,分蘖增多,叶片黄化且带有锈斑等典型病害症状.围绕近年国内外关于RGSV的研究进展,本文对病毒粒子特性、常用检测方法、基因组结构及功能、症状形成机制探索和防治策略等方面进行了综述,并提出了RGSV研究过程中所涉及到的一些问题,以期为开展RGSV相关研究提供参考.

近年来各种农作物病虫害的频发,以及化肥、农药滥用带来的系列农业问题的加剧,迫切需要更加环保可持续的方法实现绿色植物保护.植物病毒导致植物严重病害,素有"植物癌症"之称,因其难于防治,高度依赖化学农药防治介体昆虫.农业生态系统中,作物已有的精密调控机制,维持其与周围各种有害或有益生物进行信息交流并成功在复杂的生境中成长,病害的爆发与控制是植物-病原-昆虫之间的抗性节制-反制的博弈过程.植物在整个生活史中与生境中各种生物发生多种相互作用并彼此联系,这些互作利于或不利于其生长发育及繁殖.探索研究利用植物根际微生物群落(Microbiota),提升植物抗虫传病毒病害能力的多元生物互作机制,有助于更好的保护植物健康,提高生态文明.从介绍植物-根际微生物、植物-病毒、植物-昆虫、植物-病毒-昆虫四个互作的子系统研究现状入手,揭示目前所知的各个分系统互联互通的分子机制,并讨论围绕植物根际微生物组进行多元互作研究的趋势及重要意义,以期对有关植物与周围生物互作做较为全面和系统的介绍,从而为基于多元互作机制寻找绿色、可持续的治理植物虫传病害策略提供参考和启发新思路.

玉米褪绿斑驳病毒(Maize chlorotic mottle virus,Mcmv)是番茄丛矮病毒科玉米褪绿斑驳病毒属的唯一成员,可通过机械、种子和昆虫介体传播.其单独侵染玉米仅能引起轻微症状,但其与玉米矮花叶病毒(Maize dwarf mosaic virus,Mdmv)、甘蔗花叶病毒(Sugarcane mosaic virus,Scmv)或小麦线条花叶病毒(Wheat streak mosaic virus,Wsmv)等马铃薯Y病毒科(Potyviridae)病毒复合侵染会引起严重的玉米病害——玉米致死性坏死病(Maize lethal necrosis disease,Mlnd),造成玉米产量损失惨重.Mcmv在全球广泛分布,对玉米产业构成很大威胁.深入了解Mcmv并掌握其防治措施对玉米产业的健康发展至关重要.就Mcmv的生物学特性、分布与危害、鉴定与检测及基因组结构与功能等方面的研究进展进行综述,并对其防治策略进行探讨,以期为Mcmv的深入研究和综合防治提供理论指导.