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ComX对贝莱斯芽胞杆菌B31生防性状及抑制番茄枯萎病菌活性的影响

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植物病理学报 2025年

作者：姜倩倩苏振贺刘高鸽魏亚蕊刘晓萌郭庆港魏学军马平河北工程大学园林与生态工程学院河北省农林科学院植物保护研究所/农业农村部华北北部作物有害生物综合治理重点实验室/河北省农业有害生物综合防治技术创新中心/河北省作物有害生物综合防治国际科技联合研究中心

细菌可通过群体感应系统调控其代谢活动以适应外部环境，其中ComQXPA是芽胞杆菌的主要群体感应系统。贝莱斯芽胞杆菌（Bacillus velezensis）B31菌株在防治番茄和瓜类枯萎病方面表现出显著效果，本研究旨在探讨群体感应ComX信号分子对B.... 详细信息

细菌可通过群体感应系统调控其代谢活动以适应外部环境，其中ComQXPA是芽胞杆菌的主要群体感应系统。贝莱斯芽胞杆菌（Bacillus velezensis）B31菌株在防治番茄和瓜类枯萎病方面表现出显著效果，本研究旨在探讨群体感应ComX信号分子对B. velezensis B31菌株生防性状的影响。通过对B. velezensis B31菌株中ComX信号分子合成基因进行缺失突变，获得突变体ΔcomX，同时构建其互补菌株CPΔcomX，并且比较野生型B31菌株、突变体及其互补菌株在生防性状等方面的差异。结果表明，comX缺失突变对于B31菌株的生长无明显影响，但显著影响了其菌落形态、生物膜形成和游动性，且显著降低了其胞外酶活性、芽胞形成率以及对番茄枯萎病菌的抑菌活性。该研究明确了ComX对B31菌株生防性状的影响，为进一步利用该菌株进行生物防治提供了理论依据。

关键词：贝莱斯芽胞杆菌群体感应系统生物防治番茄枯萎病基因缺失和互补

褪黑素对干旱胁迫下小麦生长发育和产量的影响

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干旱地区农业研究 2020年第5期38卷 161-167,191页

作者：苗含笑李东晓王久红孙亚倩刘立刘睿李红叶河北农业大学农学院省部共建华北作物改良与调控国家重点实验室河北省作物生长调控实验室河北保定071000

以抗旱性不同的小麦品种‘济麦22号’和‘衡观35’为研究材料,采用人工气候室箱体土培方法,设置6个试验处理,分别为正常水分(CK)、干旱(D)、D+1μmol·L^-1褪黑素、D+10μmol·L^-1褪黑素、D+100μmol·L^-1褪黑素、D+300μmol·L^-1褪... 详细信息

以抗旱性不同的小麦品种‘济麦22号’和‘衡观35’为研究材料,采用人工气候室箱体土培方法,设置6个试验处理,分别为正常水分(CK)、干旱(D)、D+1μmol·L^-1褪黑素、D+10μmol·L^-1褪黑素、D+100μmol·L^-1褪黑素、D+300μmol·L^-1褪黑素,研究了不同浓度褪黑素对干旱胁迫下小麦生长、干物质积累以及产量的影响。结果表明:干旱胁迫下,‘济麦22号’的产量比对照降低了25.43%(P<0.05);D+100μmol·L^-1褪黑素浓度处理下的‘济麦22号’产量较D处理增加24.73%,且该处理对株高、叶面积、干物质量、穗粒数和千粒重有显著促进作用。‘衡观35’抗旱性较强,D处理未显著影响其产量;D+10μmol·L^-1褪黑素浓度处理使该品种的产量分别比CK和D处理增加了10.46%和8.87%(P<0.05),主要表现在千粒重分别增加了39.05%和4.84%,成熟期穗部干物重分配比较CK增加了6.69%;而较高褪黑素浓度(100μmol·L^-1、300μmol·L^-1)则抑制了该品种的产量增加,分别比对照降低23.81%和24.93%。褪黑素处理对干旱条件下不同品种的改善效果不同,‘济麦22号’增产效应较佳的褪黑素浓度为100μmol·L^-1,‘衡观35’则为10μmol·L^-1。抗旱性不同的小麦品种应选择适宜浓度褪黑素以有效改善其抗旱性。

关键词：褪黑素包衣干旱胁迫小麦生长产量干物质积累分配

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籼型血缘渗入对北方粳稻产量和品质的影响

中国农业科学 2023年第22期56卷 4359-4370页

作者：徐海李秀坤芦佳浩姜恺马玥徐正进徐铨沈阳农业大学水稻研究所河北农业大学农学院/华北作物改良与调控国家重点实验室/河北省种质资源实验室

【目的】分析籼型血缘渗入对粳稻品种产量和品质的影响，为优化籼型血缘利用的北方粳稻育种方案提供理论基础和基因组资源。【方法】以籼粳交重组自交系（RIL）及从黑龙江省、辽宁省、山东省和江苏省收集的74份不同年代粳稻主栽品种为... 详细信息

【目的】分析籼型血缘渗入对粳稻品种产量和品质的影响，为优化籼型血缘利用的北方粳稻育种方案提供理论基础和基因组资源。【方法】以籼粳交重组自交系（RIL）及从黑龙江省、辽宁省、山东省和江苏省收集的74份不同年代粳稻主栽品种为试材，结合基于Illumina HiSeq2500平台的全基因组高通量测序和多地表型调查，分析籼型血缘对北方粳稻产量和品质的影响，并使用CRISPR/Cas9基因编辑技术对籼型血缘渗入所引入的不利基因进行基因敲除。【结果】分析RIL发现籼型血缘与穗长、粒长呈显著正相关，与碾磨品质呈负相关，其中，与整精米率达到显著水平。籼型血缘在江苏省与直链淀粉含量呈显著负相关，与粗蛋白含量呈显著正相关。籼型频率与粒形的相关性随着纬度的增加而增强，而与穗长和整精米率的相关性随着纬度的增加而减弱。通过调查粳稻主要稻区不同年代主栽品种，发现籼型血缘渗入位置和比例并不是均匀分布在12条染色体上，在第1、10、11和12染色体上，籼型血缘分布较多。江苏省和辽宁省主栽品种的籼型血缘显著高于黑龙江省和山东省，而且2000年后育成的品种籼型血缘显著高于2000年之前的品种。各粳稻区不同年代主栽品种籼型血缘渗入显著增加了每穗粒数，籼型血缘渗入区域中包含多个抗性和育性相关基因。在盐丰47的第5染色体上有一段籼型血缘渗入片段，包含籼型粒型调控基因GS5和籼型垩白调控基因Chalk5，增加了盐丰47的千粒重，但影响了其垩白性状。应用CRISPR/Cas9技术敲除盐丰47的Chalk5，纯合基因编辑植株的粒形与盐丰47相似，其垩白性状得到了显著改善。【结论】籼型血缘渗入主要通过增加每穗粒数增加粳稻产量潜力，但对碾磨品质有负面影响。通过全基因组高通量测序挖掘品种不良等位基因，结合CRISPR/Cas9基因编辑打破籼粳杂交育种中的遗传累赘是一种高效的育种辅助手段，可以针对目标性状进行快速准确的改良。

关键词：水稻粳稻育种籼型血缘渗入产量品质分子设计育种

外源褪黑素对盐胁迫下棉花幼苗形态及抗氧化系统的影响

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中国生态农业学报（中英文） 2022年第1期30卷 92-104页

作者：段文静孟妍君江丹刘连涛张科张永江孙红春白志英李存东河北农业大学生命科学学院保定071000 华北作物改良与调控国家重点实验室/河北省作物生长调控重点实验室/河北农业大学农学院保定071000

褪黑素是一种有效的抗氧化剂,能够促进逆境胁迫下植物的生长发育,减缓逆境胁迫产生的伤害。棉花是我国重要的经济作物,盐胁迫严重影响其生长发育。为探究褪黑素对盐胁迫下棉花生长发育的调控效应,本研究以‘国欣棉9号’为材料,设置不同... 详细信息

褪黑素是一种有效的抗氧化剂,能够促进逆境胁迫下植物的生长发育,减缓逆境胁迫产生的伤害。棉花是我国重要的经济作物,盐胁迫严重影响其生长发育。为探究褪黑素对盐胁迫下棉花生长发育的调控效应,本研究以‘国欣棉9号’为材料,设置不同浓度褪黑素浸种处理,对盐胁迫下(150 mmol∙L^(-1) NaCl)棉苗根系形态(总根长、总表面积、总体积、侧根数目、主根长、主根表面积、主根平均直径)进行了测定,筛选出适宜的褪黑素浓度(10μmol∙L^(-1));并分析正常生长条件(CK)、10μmol∙L^(-1)褪黑素浸种(MT)、150 mmol∙L^(-1) NaCl处理(S)、10μmol∙L^(-1)褪黑素浸种和150 mmol∙L^(-1) NaCl处理(MS)下棉花幼苗株高、干物重、根系形态、叶和根中抗氧化酶活性、丙二醛(MDA)以及可溶性糖含量的变化。结果表明,150 mmol∙L^(-1) NaCl胁迫下,棉苗株高比CK显著降低(P调控提供了理论依据。

关键词：褪黑素盐胁迫棉花幼苗形态特征抗氧化酶活性

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水氮调控对棉花生理性状及产量的影响

中国生态农业学报（中英文） 2023年第9期31卷 1379-1391页

作者：孟妍君马鑫颖宋晨孙红春刘连涛张科张永江白志英李存东河北农业大学生命科学学院保定071000 华北作物改良与调控国家重点实验室/河北省作物生长调控重点实验室/河北农业大学农学院保定071000

水分和氮素是影响棉花生长发育和产量的主要因子,为探究水分和氮素对棉花形态、生理特性以及产量的调控效应,本研究以‘农大棉36号’为材料,设置干旱胁迫(W1,相对含水量为45%±5%)和正常供水(W2,相对含水量为70%±5%)两个水分条件以及... 详细信息

水分和氮素是影响棉花生长发育和产量的主要因子,为探究水分和氮素对棉花形态、生理特性以及产量的调控效应,本研究以‘农大棉36号’为材料,设置干旱胁迫(W1,相对含水量为45%±5%)和正常供水(W2,相对含水量为70%±5%)两个水分条件以及不施氮肥(N0)、低氮[N1,69mg(N)∙kg^(-1)]、常规施氮[N2,138mg(N)∙kg^(-1)]3个氮素水平,分析不同水分和氮肥条件下棉花地上部和根系形态、光合性状、抗氧化酶活性、氮代谢酶活性以及产量的变化。结果表明,与W2处理相比,W1处理显著抑制了棉花生长,降低了棉花株高、茎粗、叶面积以及总根长、总根表面积、平均根直径(P<0.05),显著增加了超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)活性,降低了相对叶绿素含量(SPAD)、最大光化学效率(F_(v)/F_(m))和光合能力,从而造成棉花产量下降(P<0.05);与N2处理相比,N0和N1处理上述指标均显著降低。干旱胁迫下,常规施氮处理比不施氮肥和低氮处理促进棉花地上和地下生长,显著提高主茎叶SPAD、净光合速率和F_(v)/F_(m)(P<0.05),增强抗氧化酶(SOD、POD、CAT)和氮代谢酶(GS和NR)活性(P<0.05),减轻干旱胁迫对棉花生长造成的抑制,提高棉花产量。在低氮条件下,正常供水比干旱胁迫处理亦促进棉花的生长,增强光合作用和氮代谢酶活性,减缓了低氮胁迫对其产生的不利影响,提高产量(P<0.05)。因此,可通过增施氮肥提高干旱胁迫下的棉花产量,亦可通过适当增加灌水量提高低氮胁迫下的棉花产量,本研究为明确氮素胁迫和水分胁迫下合理的水肥管理提供了理论依据。

关键词：棉花水氮调控植株形态生理性状籽棉产量

基于MaxEnt模型的河北省小麦赤霉病发生时空特征及风险区预测

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农业生物技术学报 2021年第10期29卷 1869-1880页

作者：陶晡齐永志赵绪生曹志艳甄文超河北农业大学植物保护学院河北农业大学农学院/华北作物改良与调控国家重点实验室/河北省作物生长调控重点实验室

赤霉病(Fusarium head blight, FHB)严重威胁小麦(Triticum aestivum)生产,已成为影响小麦产业可持续发展的世界性难题。20世纪90年代中期以来,该病在河北省由零星出现逐渐演变成连片发生,年均发生面积26.7万hm2以上,已成为小麦主要病... 详细信息

赤霉病(Fusarium head blight, FHB)严重威胁小麦(Triticum aestivum)生产,已成为影响小麦产业可持续发展的世界性难题。20世纪90年代中期以来,该病在河北省由零星出现逐渐演变成连片发生,年均发生面积26.7万hm2以上,已成为小麦主要病害之一。本研究运用MaxEnt模型对该病在河北省的发生风险区进行了预测,采用Z-score标准化法对2003～2018年河北省小麦赤霉病发生面积和发生面积比等相关数据进行标准化处理,分析其发生时空特征;基于河北省小麦赤霉病发生分布特点和环境变量数据,运用MaxEnt模型预测小麦赤霉病在河北省的发生风险,并通过接受者操作特征(receiver operating characteristic, ROC)曲线下面积(area under the curve, AUC)评估预测模型的精度。结果表明,河北省小麦赤霉病发生存在中等以上空间相关性;MaxEnt模型预测结果的AUC值为0.816,表明小麦赤霉病预测发生风险与其实际分布拟合度较好。小麦赤霉病发生高风险区、中等风险区面积分别占河北省总面积的14.98%、10.19%,主要集中在冀中、冀南麦区;其中,保定南部、石家庄中部和东部、衡水、邢台中部和东部、邯郸中部和东部等66县为高风险区。通过Jackknife刀切法获取的环境变量重要性分析结果表明,最暖季度平均温度(Bio 10)、最暖月最高温度(Bio 5)、最冷季度平均温度(Bio 11)、最冷月最低温度(Bio 6)对小麦赤霉病发生影响较大。其中,Bio 10相对贡献率最高,达67.9%,重要性占22.2%。河北省小麦赤霉病中高风险区面积占河北省总面积25.17%,主要集中在河北省中南部,且该病发生存在较高风险。该模型的建立可为病害预测预报和有效防控提供依据。

关键词：小麦赤霉病(FHB) 禾谷镰孢菌 MaxEnt模型风险区

小麦根际微生物群落结构和多样性对水分胁迫的响应

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灌溉排水学报 2022年第10期41卷 41-50页

作者：张江伟薛佳欣李慧柴晓甜赵帅李莉威张斯佳贾丽娟张建恒王贵彦河北农业大学农学院华北作物改良与调控国家重点实验室农业农村部华北节水农业重点实验室河北保定071000

【目的】探明小根际微生物群落结构和多样性对水分胁迫的响应。【方法】以小品种“济22”为试验材料,采用单因素完全随机盆栽试验,以小开花期充分供水(CK)为对照,设置轻度水分胁迫(L)、中度水分胁迫(M)和重度水分胁迫(S)3个处理。每个... 详细信息

【目的】探明小根际微生物群落结构和多样性对水分胁迫的响应。【方法】以小品种“济22”为试验材料,采用单因素完全随机盆栽试验,以小开花期充分供水(CK)为对照,设置轻度水分胁迫(L)、中度水分胁迫(M)和重度水分胁迫(S)3个处理。每个处理于开花期取根际土,利用Illumina高通量测序技术测定微生物群落结构和多样性,分析根际土壤酶活性、微生物群落组成和多样性对不同水分胁迫的响应。【结果】与CK相比,轻度水分胁迫显著提高了土壤蔗糖酶活性,重度水分胁迫显著降低了蔗糖酶和脲酶活性,水分胁迫对碱性磷酸酶活性没有显著影响。水分胁迫对细菌和真菌多样性指数的影响不同,与CK相比,细菌的Shannon多样性指数受水分胁迫影响显著降低,而真菌的Shannon指数只有重度水分胁迫时显著下降;细菌和真菌的ACE、Chao1和辛普森多样性指数只在重度水分胁迫时显著改变。水分胁迫处理细菌优势菌属为地杆菌属(Pedobacter)、马赛菌属(Massilia)和Promicromonospora属;水分胁迫时真菌优势属为赤霉菌属(Gibberella)、被孢霉属(Mortierella)、油壶菌属(Olpidium)、布氏白粉属(Blumeria)、枝孢菌属(Cladosporium)、Lectera属、链格孢菌属(Alternaria)和Acremonium菌属,其中油壶菌属(Olpidium)和链格孢菌属(Alternaria)的相对丰度均高于CK,链格孢菌属(Alternaria)的相对丰度在轻度水分胁迫时显著高于CK;重度水分胁迫时油壶菌属(Olpidium)和布氏白粉属(Blumeria)的相对丰度比其他处理显著提高,被孢霉属(Mortierella)相对丰度则显著降低。冗余分析表明,土壤含水量和蔗糖酶活性与细菌群落类诺卡氏菌属(Nocardioides)、马赛菌属(Massilia)、norank_f_Saccharimonadaceae属、Promicromonospora属和地杆菌属(Pedobacter)均呈极显著负相关(P<0.01);与真菌优势菌属被孢霉属(Mortierella)和Acremonium属呈极显著正相关,与赤霉菌数(Gibberella)、油壶菌属(Olpidium)和枝孢菌属(Cladosporium)呈极显著负相关。【结论】小开花期轻度水分胁迫提高了根际土壤蔗糖酶活性,不同程度的水分胁迫改变了根际微生物群落结构及多样性,细菌和真菌优势菌属的相对丰度受土壤含水量和蔗糖酶活性的共同影响。

关键词：冬小水分胁迫土壤酶活性土壤微生物群落结构和多样性

玉米大斑病菌cDNA文库的构建及转录因子StMR1互作蛋白的筛选

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生物技术通报 2024年第6期40卷 281-289页

作者：王秋月段鹏亮李海笑刘宁曹志艳董金皋河北农业大学植物保护学院保定071000 华北作物改良与调控国家重点实验室保定071000

【目的】筛选玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)转录因子的互作蛋白,解析黑色素调控转录因子StMR1调控玉米大斑病菌致病性的分子机制。为解析玉米大斑病菌侵染过程中转录因子的调控网络,阐明病菌的致病机理提供参考。【方法】收集玉... 详细信息

【目的】筛选玉米大斑病菌(Setosphaeria turcica)转录因子的互作蛋白,解析黑色素调控转录因子StMR1调控玉米大斑病菌致病性的分子机制。为解析玉米大斑病菌侵染过程中转录因子的调控网络,阐明病菌的致病机理提供参考。【方法】收集玉米大斑病菌菌丝和孢子不同萌发阶段作为试验材料,采用Gateway方法构建玉米大斑病菌cDNA文库,使用同源重组的方法构建转录因子StMR1的诱饵载体,采用酵母双杂交技术筛选其互作蛋白并进行一对一验证。【结果】构建的玉米大斑病菌文库插入的平均片段长度大于1000 bp,初级文库及次级文库的库容量为1.2×107和1.04×107CFU,重组率为100%,可以用于酵母双杂交筛选。成功构建可以用于筛库的诱饵载体pGBKT7-StMR1,经初筛与复筛得到3个互作蛋白,一对一验证短链脱氢酶、糖基转移酶、富含亮氨酸重复序列蛋白均与转录因子StMR1存在互作。【结论】成功构建了丰富度高且质量好的玉米大斑病菌cDNA文库并筛选到了与转录因子StMR1互作的蛋白。

关键词：玉米大斑病菌 cDNA文库转录因子酵母双杂交互作蛋白

植物病原菌氧化固醇结合蛋白的功能及其靶向抑制剂研究进展

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农药学学报 2023年第2期25卷 245-256页

作者：刘静郝楠张芷萌刘晓飞刘颖超赵斌董金皋河北农业大学、华北作物改良与调控国家重点实验室河北保定071000

氧化固醇结合蛋白(OSBP)及其同系物(ORPs)共同构成脂质结合/转移蛋白(LTPs)的保守家族,它们在真核生物细胞中广泛表达,主要作用是参与细胞中的脂类代谢、囊泡运输及信号转导等方面。本文主要对植物病原菌中氧化固醇结合蛋白的结构、功... 详细信息

氧化固醇结合蛋白(OSBP)及其同系物(ORPs)共同构成脂质结合/转移蛋白(LTPs)的保守家族,它们在真核生物细胞中广泛表达,主要作用是参与细胞中的脂类代谢、囊泡运输及信号转导等方面。本文主要对植物病原菌中氧化固醇结合蛋白的结构、功能等进行系统阐述,并对基于氧化固醇结合蛋白的靶向抑制剂的设计合成工作进行综述,可为基于新靶标农药的合理设计与应用提供理论支撑。

关键词：氧化固醇结合蛋白甾醇转运非囊泡运输膜接触位点氧化固醇结合蛋白抑制剂