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植物病原菌孢子捕捉和监测—助力植物病害管理

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植物保护 2024年

作者：王奥霖范洁茹徐飞陈莉曹世勤王万军孙振宇刘伟胡小平周益林中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害综合治理全国重点实验室西北农林科技大学植物保护学院作物抗逆与高效生产全国重点实验室河南省农业科学院植物保护研究所农业部华北南部作物有害生物综合治理重点实验室安徽农业大学植物保护学院作物有害生物综合治理安徽省重点实验室甘肃省农业科学院植物保护研究所天水市农业科学研究所

农业生态系统中所有类型的植物均会受到病原菌的长期威胁。许多高风险植物病原菌能够通过空气传播，甚至可随高空气流完成跨区域的远距离扩散。因此，为了控制气传病害管理中的杀菌剂投入，需密切监测空气中的病原菌孢子。病菌孢子捕捉... 详细信息

农业生态系统中所有类型的植物均会受到病原菌的长期威胁。许多高风险植物病原菌能够通过空气传播，甚至可随高空气流完成跨区域的远距离扩散。因此，为了控制气传病害管理中的杀菌剂投入，需密切监测空气中的病原菌孢子。病菌孢子捕捉技术作为监测空气中病菌孢子量的有效手段，可为种植者或相关政府部门提供病害风险的早期预警信息，辅助病害管理决策。近年来，分子检测技术的发展拓宽了其在植物病害管理中的应用范围。本文主要从植物病害流行病学、病原体生物学、空气动力学等方面，对病菌孢子捕捉技术，以及利用该技术获得的数据改善病害管理策略的相关研究进展进行综述，并讨论了应用病菌孢子捕捉和监测技术需要考虑的主要因素。随着物联网、大数据及人工智能等技术的不断发展，该技术的发展面临着新的机遇和挑战。整合新技术和改善数据获取、分析、解释、共享效率，将基于病菌孢子捕捉的监测预警技术实现网格化、信息化与智能化的深度融合成为新的发展需求。

关键词：植物病害流行学空气生物学病菌孢子捕捉植物病害监测预警病害管理决策系统

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纳米塑料和酮康唑对霍甫水丝蚓肠道的影响

中国环境科学 2024年第3期44卷 1679-1686页

作者：陆光华喻叶庭薛琪刘建超河海大学环境学院浅水湖泊综合治理与资源开发教育部重点实验室江苏南京210098

采用亚急性毒性试验方法,研究原始及不同官能团修饰的聚苯乙烯纳米塑料(NPs)和环境相关浓度酮康唑(KCZ)共暴露条件下霍甫水丝蚓的生物累积、组织病理学及肠道微生物响应.结果表明,共暴露7d,3种NPs均能被水丝蚓吸收并累积在体内,氨基修饰... 详细信息

采用亚急性毒性试验方法,研究原始及不同官能团修饰的聚苯乙烯纳米塑料(NPs)和环境相关浓度酮康唑(KCZ)共暴露条件下霍甫水丝蚓的生物累积、组织病理学及肠道微生物响应.结果表明,共暴露7d,3种NPs均能被水丝蚓吸收并累积在体内,氨基修饰NPs的累积水平最低(2.78ng/mg),羧基修饰NPs的累积水平最高(22.85ng/mg).共存NPs显著减少了KCZ的生物累积,抑制率在第7d达到最高(88.9%~94.8%).KCZ单独及与NPs共暴露诱导了霍甫水丝蚓的肠道损伤,出现表皮和肠细胞退化、表皮和肠细胞增生、表皮表面不规则和产氯组织变性等病理变化.3种NPs的共存都显著降低了KCZ对胃蛋白酶和纤维素酶活性的抑制;而氨基修饰NPs的共存使D乳酸盐含量显著下降,羧基修饰NPs的共存使二胺氧化酶活性显著下降.KCZ单独暴露显著增加了水丝蚓肠道微生物的多样性,官能团修饰NPs的共存使微生物多样性降低,并改变了门水平的丰度和优势菌属,尤其是氨基修饰NPs共存时优势菌属均为致病菌,增加了水丝蚓感染的风险.

关键词：纳米塑料酮康唑霍甫水丝蚓肠道损伤肠道微生物

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采用3种方法比较分析稻瘟病菌的致病力

植物病理学报 2024年第2期54卷 364-376页

作者：王东元王继春孙文献朱峰吴宪祁山颜欧玉苹吉林农业大学植物保护学院长春130118 吉林省农业科学院植物保护研究所/吉林省农业微生物重点实验室/农业农村部东北作物有害生物综合治理重点实验室公主岭136100

明确稻瘟病菌的致病力是筛选抗瘟资源、培育抗瘟品种和指导品种布局的前提和基础。本研究用东北粳稻区吉林省的166份水稻稻瘟病菌单孢分离物分别与7个中国稻瘟病菌生理小种鉴别寄主品种(Chinese differential varieties,CDVs)和源于粳... 详细信息

明确稻瘟病菌的致病力是筛选抗瘟资源、培育抗瘟品种和指导品种布局的前提和基础。本研究用东北粳稻区吉林省的166份水稻稻瘟病菌单孢分离物分别与7个中国稻瘟病菌生理小种鉴别寄主品种(Chinese differential varieties,CDVs)和源于粳稻丽江新团黑谷(LTH)的23个抗稻瘟病单基因品种(monogenetic differential varieties,MDVs)在温室内人工接种,分析稻瘟病菌的致病力情况。稻瘟病菌的致病力按与CDVs互作表型可划分为7个群、44个生理小种,其中ZA为优势菌群,出现频率为45.18%,ZA17(19.28%)、ZG1(9.64%)等为优势生理小种;与MDVs互作亲和表型按U-i-k-z-ta模式命名生理小种,优势生理小种不突出,但子群致病型较明显,出现比例较高的子群分别为U73(47.0%)、i5(31.9%)、i7(31.9%)等;利用与单基因品种互作明确的稻瘟病菌无毒基因频率展现病原菌的致病力,频率较高的分别为Avr-Pi12(74.69%)、Avr-Pi9(72.28%)、Avr-Pi19(68.67%)、Avr-Pi20(68.07%)等,表明Pi12(t)、Pi9(t)、Pi19(t)、Pi20(t)等为吉林省抗稻瘟病广谱基因型。采用优势无毒基因频率显示稻瘟菌致病性,能够明确反映出广谱抗瘟基因型,可作为抗稻瘟病育种目标。

关键词：稻瘟病菌致病力生理小种无毒基因

枯草芽胞杆菌GXHZ16抑制烟草疫霉病菌的表达谱分析

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中国生物防治学报 2024年第3期40卷 608-619页

作者：胡亚杰范啟铃李群岭周效峰丁婷汪章勋吴峰广西中烟工业有限责任公司南宁530001 安徽农业大学植物保护学院/作物有害生物综合治理安徽省重点实验室合肥230036

烟草黑胫病由烟草疫霉菌Phytophthora nicotianae侵染引起,是烟草生产上一种分布广泛、为害严重的土传病害。本实验室前期从广西贺州富川烟区健康烟株根际土壤中分离筛选获得一株枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis GXHZ16,对峙培养发现该... 详细信息

烟草黑胫病由烟草疫霉菌Phytophthora nicotianae侵染引起,是烟草生产上一种分布广泛、为害严重的土传病害。本实验室前期从广西贺州富川烟区健康烟株根际土壤中分离筛选获得一株枯草芽胞杆菌Bacillus subtilis GXHZ16,对峙培养发现该菌株对烟草疫霉菌具有良好的拮抗活性(抑制率65.79%)。为探究菌株GXHZ16对烟草疫霉菌的可能抑制分子机理,本研究分别针对枯草芽胞杆菌GXHZ16与烟草疫霉菌对峙培养36h(处理组)和0h(对照组)的混合样品,采用高通量转录组测序(RNA-Seq)技术结合生物信息学分析对峙培养36 h后枯草芽胞杆菌的基因差异表达谱及所涉及的信号通路变化。结果发现:对峙培养36 h后枯草芽胞杆菌GXHZ16有1607个基因发生了显著差异表达,包括810个上调表达基因和797个下调表达基因;其中筛选获得的显著表达基因特别是上调表达的基因(包括鞭毛装配、细菌趋化性相关基因以及与表面活性素、丰原素和制磷脂菌素合成相关的10个相关基因)可能均涉及枯草芽胞杆菌对烟草疫霉菌的抑制作用。进一步的GO富集分析显示,共有1343个差异表达基因被注释到不同的功能亚类中,涉及差异基因最多的为细胞组分类别中的细胞解剖实体。特别地,KEGG富集分析显示,共有551个差异表达基因归到数百个Pathway中,其中涉及差异表达基因最多的是微生物在不同环境中的代谢途径;其他主要代谢途径有鞭毛装配和淀粉蔗糖代谢等;此外,细菌趋化性通路和单环菌素生物合成通路也高度富集。总之,本研究从转录组水平分析获得了枯草芽胞杆菌(与烟草疫霉对峙培养后)的基因差异表达图谱及相关调控代谢途径;为进一步阐明芽胞杆菌抑制植物病原真菌的生防机制并提高枯草芽胞杆菌的生防效果奠定了基础。

关键词：枯草芽胞杆菌烟草疫霉菌转录组分析差异表达基因

新疆南部荒漠绿洲生态区果园桃小食心虫转移规律

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植物保护 2024年第4期50卷 302-309页

作者：赵雯慧吐尔逊·阿合买提阿尔孜姑丽·肉孜刘旭坤朱晓锋付开赟丁新华贾尊尊阿地力·沙塔尔郭文超新疆农业大学林学与风景园林学院乌鲁木齐830052 新疆农业科学院植物保护研究所农业农村部西北荒漠绿洲作物有害生物综合治理重点实验室新疆农业生物安全重点实验室乌鲁木齐830091

为明确桃小食心虫在不同寄主上的发生及转移规律,2021年-2022年在新疆南部荒漠生态区桃小食心虫主要发生区域,利用性诱剂和粘虫板进行桃小食心虫成虫监测及越冬茧分布调查,并于2021年调查了各寄主果园中幼虫为害规律。结果显示,在新疆... 详细信息

为明确桃小食心虫在不同寄主上的发生及转移规律,2021年-2022年在新疆南部荒漠生态区桃小食心虫主要发生区域,利用性诱剂和粘虫板进行桃小食心虫成虫监测及越冬茧分布调查,并于2021年调查了各寄主果园中幼虫为害规律。结果显示,在新疆桃小食心虫越冬代成虫羽化高峰期集中在6月下旬至7月上旬,第一代成虫发生高峰期为8月中旬;桃小食心虫第一代幼虫在蟠桃园为害最严重,越冬代幼虫集中在红枣园为害;桃小食心虫发生与寄主植物的物候期密切相关,越冬幼虫集中在红枣园,越冬代成虫在红枣园羽化后,根据寄主物候期扩散至其他寄主果园内产卵为害。

关键词：桃小食心虫转移规律发生分布寄主

花生颈腐病菌Diplodia gossypina全基因组序列资源（英文）

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植物病理学报 2024年

作者：王振宇冯兰兰高蒙王娜李绍建范腕腕崔小伟桑素玲张海燕河南省农业科学院植物保护研究所华北南部农作物有害生物综合治理重点实验室河南省作物病虫害防治重点实验室河南省作物保护国际联合研究实验室

花生(Arachis hypogaea)作为一种重要的油料作物，为人类提供了优质的植物油、蛋白质、膳食纤维、矿物质和维生素。然而，随着极端天气的频繁发生以及各类病原菌耐药性的增强，花生受到各种生物和非生物胁迫的影响。花生颈腐病的优势病... 详细信息

花生(Arachis hypogaea)作为一种重要的油料作物，为人类提供了优质的植物油、蛋白质、膳食纤维、矿物质和维生素。然而，随着极端天气的频繁发生以及各类病原菌耐药性的增强，花生受到各种生物和非生物胁迫的影响。花生颈腐病的优势病原菌棉色二孢(Diplodia gossypina)为世界各地花生产区花生颈腐病的主要病原，可造成严重的产量损失。为探讨其发病机制，对D. gossypina A20＿4菌株进行了基因组测序分析。结果表明，D. gossypina A20＿4菌株基因组组装大小为43.03 Mb, GC含量为54.91%；从头组装共鉴定出10,745个基因，其中包含41,526个编码序列和2.20%的重复序列。其中6,461个基因(60.13%)被BlastP GO注释，3,245个基因(30.20%)被KOG注释，3,093个基因(28.79%)被KEGG注释。同时，本研究利用SignalP、TMHMM、EffectorP和PHI-base等软件对该菌株全基因组编码的10,745条蛋白序列进行了分泌蛋白和效应子的预测分析，结果表明，D. gossypina A20＿4基因组中有790个预测的分泌蛋白基因，利用dbCAN3等软件从这些分泌蛋白中分析鉴定到220个碳水化合物活性酶，以糖苷水解酶亚家族成员数量最多。分泌蛋白中效应蛋白的预测结果表明*** A20＿4中有224个潜在的效应蛋白，其中222个蛋白的功能可被PHI-base注释，根据注释结果在该菌株中找到12个关键致病因子。此外，利用生物信息学软件对其基因组中的一个丝氨酸/苏氨酸类蛋白激酶SNF1基因进行了鉴定和分析，初步分析结果显示该基因与细胞自噬进程高度相关，而自噬进程已经被证实参与调控真菌致病力。以上研究结果将为我们了解D. gossypina的进化、致病分子机制以及宿主-病原体相互作用提供新的见解。

关键词：花生颈腐病棉色二孢基因组测序分析效应蛋白 SNF1

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暗黑鳃金龟成虫对梨树挥发物的行为选择

环境昆虫学报 2024年

作者：王容燕焦文哲高波李秀花张涛陈书龙马娟河北省农林科学院植物保护研究所河北省农业有害生物综合防治工程技术研究中心农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室河北省作物有害生物综合防治国际科技联合研究中心

为了明确暗黑鳃金龟Holotrichia parallela成虫趋性行为与梨树挥发物的相关性，解析暗黑鳃金龟成虫嗅觉偏好行为。基于前期暗黑鳃金龟成虫在梨树+核桃+蓖麻+甘薯的生态系统中偏好趋向梨树的研究结果，利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）... 详细信息

为了明确暗黑鳃金龟Holotrichia parallela成虫趋性行为与梨树挥发物的相关性，解析暗黑鳃金龟成虫嗅觉偏好行为。基于前期暗黑鳃金龟成虫在梨树+核桃+蓖麻+甘薯的生态系统中偏好趋向梨树的研究结果，利用气相色谱-质谱联用仪（GC-MS）测定梨树挥发物，利用气相色谱-触角电位联用仪（GC-EAD）测定暗黑鳃金龟雌雄成虫触角对梨树挥发物的电位反应，采用嗅觉行为装置和罩笼试验分别测定暗黑鳃金龟雌雄成虫对梨树主要挥发物的趋性。试验结果表明，梨树挥发物的主要成分为(E)-β-罗勒烯、(3E)-4，8-二甲基-1，3，7-壬三烯（DMNT）、乙酸-顺-3-己烯酯、2-乙基己醇、芳樟醇和α-法尼烯。暗黑鳃金龟雌雄成虫触角对梨树挥发物(E)-β-罗勒烯、DMNT、2-乙基己醇、α-法尼烯产生强电位反应，对芳樟醇、乙酸-顺-3-己烯酯产生弱电位反应。雌虫对(E)-β-罗勒烯和α-法尼烯有显著趋性，雄虫对(E)-β-罗勒烯、2-乙基己醇和α-法尼烯有显著趋性。这一研究结果为利用引诱剂有效控制暗黑鳃金龟成虫提供了理论依据。

关键词：暗黑鳃金龟成虫梨树植物挥发物行为选择

球孢白僵菌定殖提高番茄对灰霉病抗性及其作用机理

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植物保护学报 2024年第1期51卷 203-210页

作者：隋丽路杨周麟妍李南楠张正坤李启云吉林省农业科学院植物保护研究所吉林省农业微生物重点实验室农业农村部东北作物有害生物综合治理重点实验室公主岭136100 吉林农业大学植物保护学院长春130118 吉林农业科技学院吉林132101

为明确球孢白僵菌Beauveria bassiana定殖对番茄植株抗病性的影响及作用机理,采用灌根法将球孢白僵菌芽生孢子悬浮液接种于番茄植株内,并通过人工接种灰霉菌Botrytis cinerea评价球孢白僵菌定殖后番茄对灰霉病的抗性水平;检测灰霉菌胁... 详细信息

为明确球孢白僵菌Beauveria bassiana定殖对番茄植株抗病性的影响及作用机理,采用灌根法将球孢白僵菌芽生孢子悬浮液接种于番茄植株内,并通过人工接种灰霉菌Botrytis cinerea评价球孢白僵菌定殖后番茄对灰霉病的抗性水平;检测灰霉菌胁迫下番茄植株不同位置叶片内球孢白僵菌的相对含量;测定番茄叶片内草酸氧化酶(oxalate oxidase,OXO)、几丁质酶(chitinase,CHI)和ATP合成酶(ATP synthase,atpA)3种抗病相关基因的表达量。结果表明,球孢白僵菌定殖能够提高番茄植株对灰霉病的抗性,接种灰霉菌第5天,番茄植株发病率、病斑直径和病情指数分别下降了61.6%、41.4%和26.4%;在灰霉菌胁迫下番茄植株内球孢白僵菌偏好于在病原菌感染位置定向聚集,并且引起植物抗病基因OXO、CHI和atpA的表达量上调。表明球孢白僵菌能通过内生定殖与植物互作提高植物抗病性,在植物病害生物防治领域有较大应用潜力。

关键词：球孢白僵菌内生定殖番茄灰霉病抗性作用机理招募作用抗病基因

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青稞种质资源对条纹病的抗性鉴定

植物保护 2024年第1期50卷 286-294页

作者：康胜华侯璐青海大学农林科学院青海省农林科学院青海省农业有害生物综合治理重点实验室青藏高原生物技术教育部重点实验室西宁810016

条纹病是青藏高原青稞生产上的重要种传病害之一,常采用药剂拌种防治,但培育和推广抗病品种是防控该病害最经济有效的措施。为发掘抗条纹病的优良青稞种质资源,本研究以田间鉴定和利用2个菌株室内人工接种鉴定相结合的方法,对231份青稞... 详细信息

条纹病是青藏高原青稞生产上的重要种传病害之一,常采用药剂拌种防治,但培育和推广抗病品种是防控该病害最经济有效的措施。为发掘抗条纹病的优良青稞种质资源,本研究以田间鉴定和利用2个菌株室内人工接种鉴定相结合的方法,对231份青稞种质资源进行了抗条纹病评价,获得免疫性遗传资源材料20份,高抗类型材料18份,中抗类型材料44份,分别占鉴定总资源数的8.7%、7.8%、19.1%;其他149份青稞资源材料对条纹病表现为感病,其中36份材料为中度感病类型,113份材料为高度感病类型,感病材料占总鉴定材料的64.5%。

关键词：大麦条纹病抗病性评价