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报告Control Strategies of Plant Extracts on Poplar Canker
出版时间:2007杨树是杨柳科(Salicaceae)杨属(Populus L.)植物的统称。为落叶乔木,是世界上分布最广、适应性最强的树种之一,分布于北温带。近年随着我国农业产业结构调整,杨树已成为平原重要的经济林木,优良的用材和绿化树种,但同时也造成了其病虫害的严重流行与发生,其中杨树溃疡病已成为为害其生长的重要病害之一。杨树溃疡病又称水疱型溃疡病,是为害杨树枝干的一种常见病害,通常以水渍状病斑为主,圆形或椭圆形,手压病斑有褐色水流出。初为圆形,极小,后水疱变大,直径0.5~2.0cm,疱内充满淡褐色液体,随后水疱破裂,流出淡褐色液体,遇空气变成黑褐色,同时把病斑周围染成黑褐色,最后病斑干缩下陷,中央有一纵裂小缝。该病几乎遍及我国各杨树种植区,其中以华北、西北和东北地区最为普遍、严重,近年来随着全国范围内“杨树热”的不断升温,各类品种层出不穷及种植面积的急剧膨胀,同时由于受经济利益的驱使,试验较少或不加试验,便盲目引进一些抗病性较差或不抗病的品种,加之气候异常,致使该病暴发流行,严重制约了杨树产业的发展。为了有效地防治杨树溃疡病,一方面可以筛选抗病的杨树品种;另一方面可一改善防治方法,加强防治力度。传统的杨树溃疡病防治方法多采用化学药剂(如福美胂、多菌灵)防治,但随着一些高毒药剂(如福美胂)的禁用,以及病原菌产生抗药性,需要不断研发高效、低毒、环境相容型的农药新品种。本文对河北省景县农林复合系统中的杨树溃疡病病原进行了分离和鉴定,同时采用植物提取物对杨树溃疡病菌进行室内活性筛选和室外病害防治的试验,研究结果如下。杨树溃疡病病原为真菌,菌丝在PDA培养基上生长较好,初期菌落白色,有发达的气生菌丝,呈绒毛状至棉絮状。3天后菌落逐渐变为灰白色,最后为黑色,菌落初期有明显的灰黑色轮纹。分生孢子器暗色、球形,生于寄主表皮下,后外露,单生或集生,分生孢子梗短,不分支;分生孢子卵形、纺锤状或梭形,单孢,无色,有隔或无隔,具云纹。通过真菌的ITS序列与GenBank中其他真菌种类的ITS序列进行比对,综合形态和分子检测结果,病原鉴定为茶麃子葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea),属于子囊菌亚门的真菌。分别制备杨树(Populus×euramericana)叶提取物、皂荚(Gleditsia sinensis)刺提取物、黄芩(Scutellaria baicalensis)根状茎提取物、博落回(Macleaya cordata)果实提取物、虎杖(Polygonum cuspidatum)根提取物,采用带毒平板—菌丝生长抑制法,测定了上述5种植物提取物的抗菌活性,其中,黄芩、博落回和虎杖提取物对杨树溃疡病菌均具有很好的抑制活性。当培养基中提取物浓度为2mg/ml时,黄芩、博落回和虎杖提取物对杨树溃疡病菌菌丝生长的抑制率分别为52.94%、78.10%和57.19%。皂荚(刺)提取物和杨树(叶)提取物在浓度为2mg/ml时对杨树溃疡病菌菌丝生长的抑制率分别为37.91%和35.13%。进一步测定了黄芩、博落回和虎杖提取物对杨树溃疡病菌菌丝生长的半抑制浓度(IC50)分别为0.9675mg/ml、0.3125mg/ml和1.0219mg/ml。在5种植物提取物对杨树溃疡病的防治试验中,经两次(前后相隔15天)喷药后,博落回提取物的防治效果最好,浓度为0.40%时的防效为85.92%。虎杖提取物、黄芩提取物和皂荚提取物在浓度为0.40%时,防效分别为84.52%、74.18%和71.74%。杨树提取物在浓度为0.40%时,反而能促进杨树溃疡病病情的发展。以上研究结果将有利于杨树溃疡病的防治,促进杨树产业的快速发展,同时也为用于杨树溃疡病防治的新型杀菌剂研制提供了依据,为植物源农药资源的开发与利用提供线索。 -
报告Primary Study of Two Oligosaccharides Inducing Resistance to Tobacco Mosaic Virus
出版时间:2007植物的诱导抗病性,又称系统获得性抗性,是植物在一定的诱抗剂刺激下,对随后的病原菌侵染具有抵抗性的特征。植物诱抗剂又名激发子,一般将能够诱导寄主防卫反应的生物来源和非生物来源的物质统称为激发子。这些物质在很低浓度下即可被植物识别为信号物质,诱发植物自身的免疫系统,最终使植物获得抵御病害的能力。寡糖类激发子是人类研究的最早、最为充分的一类激发子,并且由于其具有良好的环境相容性,因此是很有发展潜力的生物农药。壳寡糖已经应用于生产,防治作物病害,但对其进行结构修饰的寡糖,其诱抗活性还不清楚。新的寡糖—褐藻酸钠寡糖诱抗活性也未见报道。本文研究了稀土络合的壳寡糖(壳寡糖-铈配合物)以及褐藻酸钠寡糖诱导烟草抗烟草花叶病毒,为其作为生物农药提供依据。1.1.1 供试药剂 壳寡糖-铈配合物、壳寡糖,由中国科学院大连化学物理研究所研制。褐藻酸钠寡糖,由中国农业科学院饲料所研制。1.1.2 供试植物 枯斑三生烟(Nicotiana tobacum L.SamSun NN)。1.1.3 供试毒源 烟草花叶病毒(TMV),本实验室保存于普通烟上。接种病毒汁液为每克含TMV的烟草病叶,加入5倍体积0.05mol/L的磷酸缓冲液(pH7.0),在研钵中研磨后纱布过滤。1.2.1 试验处理 供试药剂:对照药剂壳寡糖50μg/ml,喷雾。供试药剂壳寡糖-铈配合物浓度分别为1μg/ml,10μg/ml,25μg/ml,50μg/ml,100μg/ml,喷雾;供试药剂褐藻酸钠寡糖浓度为25μg/ml,50μg/ml,100μg/ml,喷雾。1.2.2 试验方法 选取大小一致6~8叶期的烟草植株,叶面喷雾施药。24h后汁液摩擦接种TMV病毒。在病毒汁液中加入少量石英砂,用毛笔蘸取汁液摩接种。枯斑三生烟苗采用半叶法接种,每株接4片叶。接种后每天观察发病情况。待全面发病后,调查病斑数。重复3次。抑制率(%)=[(对照叶片病斑数-处理叶片病斑数)/对照叶片病斑数]×100%最初的试验结果表明(表1),壳寡糖-铈配合物对抑制烟草花叶病毒引起的枯斑有抑制作用。在1~100μg/ml的浓度范围里,25μg/ml的诱抗效果最好,抑制率为55%,但是略低于阳性对照壳寡糖50μg/ml,抑制率63.9%。处理斑点数抑制率(%)壳寡糖-铈配合物1μg/ml43±18c37.025μg/ml31±13b55.050μg/ml38±18cd44.0100μg/ml42±19c37.7壳寡糖50μg/ml24±14b63.9CK68±26a—表1 壳寡糖-铈配合物不同浓度喷施对烟草花叶病毒病的防效 (P由于1μg/ml的壳寡糖-铈配合物依然有诱抗活性,并且25μg/ml的诱抗活性较好,因此将取浓度10μg/ml的壳寡糖-铈配合物,进行诱抗活性的检测试验。结果表明(表2),浓度为10μg/ml的壳寡糖-铈配合物比25μg/ml具有更好的诱抗活性,抑制病毒产生枯斑的抑制率为67.4%。但是与25μg/ml没有显著性差异。因此,10~25μg/ml的壳寡糖-铈配合物具有良好的诱抗活性,说明壳寡糖与稀土的络合物可以在低于壳寡糖的使用浓度时,依然具有较高的诱抗活性。处理斑点数抑制率(%)壳寡糖-铈配合物10μg/ml43±17c67.425μg/ml57±13cd56.750μg/ml73±22d45.0100μg/ml107±27a18.9壳寡糖50μg/ml28±13b78.7CK132±46a—表2 壳寡糖-铈配合物不同浓度喷施对烟草花叶病毒病的防效 (P在褐藻酸钠诱导抗性的试验中,试验结果表明,在25~100μg/ml的浓度范围内,褐藻酸钠具有诱抗活性,可以显著抑制病毒引起的枯斑的产生。其中浓度为50μg/ml诱导抗性效果最好,抑制率为71.8%,25μg/ml的褐藻酸钠也有较高的诱抗活性,抑制率为67.4%,均略高于壳寡糖50μg/ml(抑制率64.1%)。处理斑点数抑制率(%)褐藻酸钠25μg/ml59±27bc67.450μg/ml51±21c71.8100μg/ml74±32b59.1壳寡糖50μg/ml65±26b64.1CK181±32a—表3 褐藻酸钠不同浓度喷施对烟草花叶病毒病的防效(P多糖类化合物在自然界中分布广泛,是生命物质的重要组成成分。它不仅能够控制细胞的分化、分裂,调节细胞的生长和衰老以及维持生命有机体的正常代谢,还能够调节动植物细胞免疫以及其间信息的传递。目前,多糖作为生物激发子用于抗植物病害研究比较多,其中已报道氨基寡糖素、毛头鬼伞多糖、硫酸化的葡聚糖以及脱氧半乳聚糖[1~4]等具有诱导烟草抗烟草花叶病毒的生物活性。褐藻胶是一种来源于褐藻细胞壁的水溶性酸性多糖,主要从海带、巨藻、马尾藻等褐藻中提取得到,具有独特的结构和生物活性。褐藻胶由α-L-古罗糖醛酸和β-D-甘露糖醛酸通过1,4糖苷键连接而成的直链多糖[5]。褐藻胶还有很强的抗病毒活性,如抑制TMV,抑制程度随着褐藻胶浓度的增加而增强,且随着褐藻胶中古罗糖醛酸含量的增加而增强。电镜分析表明,TMV在培养基中呈单一分散悬浮,加入褐藻胶后则形成团聚物。团聚物的形成阻止了TMV在被感染细胞表面的脱衣壳过程,而阻止了TMV的RNA穿过细胞膜,从而防止感染[6]。但由于其凝胶性强,不容易被吸收,在应用方面收到很大的限制,将其水解为寡糖后,水溶性好,利于吸收。因此本文研究褐藻酸钠水解为褐藻酸钠寡糖后的生物活性,以期在生产实践中具有更加广泛的应用。结果发现褐藻酸钠寡糖具有良好的诱抗活性,并且好于阳性对照壳寡糖,但是其具体机理还有待于进一步的研究。近几年研究发现,稀土离子,尤其是Ce,有较广泛的抑菌作用,而且有降解有机磷的能力。壳聚糖-铈配合物对黄瓜中的硫磷农药残留有一定的降解作用,其降解产物是氨基对硫磷,基本解除了毒性[7]。研究已经发现壳寡糖能够诱导烟草抗烟草花叶病毒,本文研究了壳寡糖-铈配合物是否依然保持具有诱导抗性的活性。结果表明,壳寡糖-铈配合物尽管诱抗效果不如壳寡糖明显,但仍然具有较高的诱抗活性,至于是否有降解有机硫磷的作用,需要进一步的研究。经过化学修饰的壳寡糖-铈配合物可以改变壳寡糖的理化特征,产生新的活性,这对于加强寡糖应用的广泛性和多功能性具有重要的价值。 -
报告“中二软占”空间诱变品系的抗稻瘟病研究
出版时间:2007中二软占是广东省农业科学院水稻所以粳籼21为母本,长丝占为父本杂交育成的早、晚兼用常规优质稻品种,于2001年通过广东省农作物品种审定。中二软占的丰产性和适应性好,米质良好,但中感稻瘟病。作者等将中二软占品种的种子经密封后送到酒泉卫星发射基地(部分中二软占种子留在地面作为非诱变原种对照),于2003年11月3日随“中国返回式科学试验卫星”升空,经过18天的太空旅行,于11月21日返回地面。2004年早造将中二软占诱变和非诱变原种对照单株种植,采用稻瘟病菌株GD0193接种到3到3片半叶的种苗上,发病7天后调查,792株经过空间诱变的种苗,病级为0~3级的抗病植株有208株,占总数的26.3%;病级为4~5级的植株有368株,占46.5%;病级在6级以上的有216株,占27.3%;80株原种对照种苗的病级均在6级以上。试验结果表明,中二软占的种子经过返回式卫星搭载后,对稻瘟病产生抗性变异,其中抗性明显提高的占26.3%;抗性比原种提高(病级0~5级)的植株数占72.7%。对中二软占空间诱变SP2代材料的抗性分离规律进行研究。从空间诱变中二软占SP1中选取33株抗病和2株感病植株的种子作为SP2的接种材料,原种中二软占作对照,接种稻瘟病菌株采用GD0193菌株。空间诱变中二软占SP1的2个感病植株在SP2抗性没有产生分离,33个抗病植株在SP2抗性产生分离,而且各株系抗感分离的比例也不一样。对33个抗病SP2株系抗感分离的比例进行X2分析,结果表明有21个株系抗感分离比例符合理论比值3:1,说明这21个株系可能受一个位点的抗性基因控制;有8个株系抗感分离比例符合理论比值15:1,说明这8个株系可能受两个位点的抗性基因控制。另外,有4个株系抗感分离比例既不符合3:1也不符合15:1。表明这4个株系的遗传基础比较复杂。由于目前对水稻空间诱变的染色体变异的遗传机理还不是很清楚,诱变除了导致基因的位点突变以外,也可能导致染色体的缺失、重复、倒位、易位等畸变。这些畸变将影响水稻的性状,而且使其在SP2的基因的分离规律变得更复杂。从33个空间诱变中二软占抗病植株的SP3-SP4代株系中连续两造各筛选出5株农艺经济性状较好的单株,考种及抗病性鉴定结果表明,与原种中二软占比较,抗病性有不同程度的提高,而且穗长、总粒数、结实率、粒长、谷粒长宽比、千粒重等性状与原种中二软占的相比,也有不同程度的提高。将33个空间诱变中二软占抗病植株和1个感病植株的SP4代株系进行抗谱测定,采用38个不同致病型代表菌株接种结果,原种中二软占和空间诱变感病株系的抗谱分别为29.0%和34.2%,33个空间诱变抗病株系中,抗谱达到80%以上的诱变株系有32个,其中抗谱在90%以上的诱变株系有24个,抗谱在80%~90%间的诱变株系有8个。中二软占是优质但中感稻瘟病的品种,从其空间诱变后代中有望筛选出对稻瘟病抗性及农艺经济性状比原种好的株系,可为抗稻瘟病育种提供新材料及优良抗源。目前作者等正重点开展有关优质、抗病的中二软占诱变品系的抗性遗传基础分析、抗病基因标记定位、空间诱变抗性变异机理研究等。 -
报告Functional Analysis of Plant Viral Genes Via Reverse Genetics
出版时间:2007正向(经典)遗传学是通过生物的表型来推测其遗传物质的组成、分布和传递规律等,而反向遗传学是在已知基因序列的基础上,利用现代生物理论和技术,通过核苷酸序列的定点突变、缺失和插入等创造突变体并研究突变所造成的表型效应。随着基因组测序技术、侵染性克隆的构建技术、定点突变技术和报告基因的使用等,反向遗传学技术在研究植物病毒基因功能、侵染过程和致病机理等方面的应用越来越广泛。本文报道了该技术在研究马铃薯Y病毒(PVY)HC-Pro和甘薯褪绿矮化病毒(SPCSV)P22功能方面的部分结果。PVY HC-Pro基因由本实验室提供,SPCSV的有关基因由芬兰赫尔辛基大学Valkonen教授提供,PVX201质粒由Baulcombe教授提供。突变试剂盒(Quick Change XL Site-Directed Mutagenesis Kit)购自STRATAGENE公司,大肠杆菌菌株DH5α由本实验室保存,PCR突变引物由赛百盛公司合成。Figure 1 Symptoms of Nicotiana benthamiana plants inoculated with different constructs based on PVX 201将SPCSV P22、P28和RNaseIII等基因克隆到PVX201载体上,根据接种后出现的症状判断哪个基因能增强PVX对本氏烟的致病力。将PVY HC-Pro克隆到PVX201载体上,针对HC-Pro的KITC和IGN等位点设计合适的突变引物,参考突变试剂盒(Quick Change XL Site-Directed Mutagenesis Kit)说明进行突变。通过测序证实所得突变体的准确性。大量提取法提取质粒PVX201、PVXHC或相应的突变体,摩擦法接种本氏烟(Nicotiana benthamiana),观察所致症状的差别。PVX201载体在本氏烟上引起轻微的斑驳和褪绿花叶症状,但不引起植株的死亡。SPCSV P28和RNase III等基因连接到PVX201后对症状无影响,但P22能提高PVX对本氏烟的致病力,导致了接种植株的死亡,说明P22是致病性的增强子。携带P22的PVX(PVX-p22)首先在接种叶上引起坏死斑点。坏死斑点扩展后,沿着叶脉到达茎部,引起上部组织坏死,最终导致本氏烟整株枯死。RNA沉默抑制因子HC-Pro也能提高PVX对本氏烟的致病力。表达HC-Pro的PVX(PVX-HC)在接种后7天出现严重明脉和卷曲,10~14天时首先心叶出现坏死,随后整株萎蔫死亡。但在接种叶上没有坏死斑,看不到明显的扩展迹象。KITC是HC-Pro的一个重要基序,参与病毒的蚜虫传毒、协生和抑制RNA沉默等过程。我们在测定烟草脉带花叶病毒(TVBMV)全基因组序列时发现,TVBMV(YND分离物)HC-Pro KITC基序中的K变成了R,而且也有蚜虫传毒活性。我们把PVY HC-Pro的KITC突变成RITC后,再接种本氏烟,发现该突变仍能引起本氏烟植株的死亡。把K突变为A(突变体1,K52A)后,突变体也能引起本氏烟死亡,说明HC-Pro KITC基序中的K可能不参与和PVX的协生。但把KITC基序中的C缺失后(突变体2,C55Del)就不能引起植株死亡,说明KITC基序中的C对于协生作用是不可缺少的。对于HC-Pro其他突变体的功能分析正在进行中。 -
报告灰飞虱体内沃尔巴克氏体的检测? 河北省财政专项。
出版时间:2007沃尔巴克氏体(Wolbachia)是自然界中分布非常广泛的胞内共生菌之一,近10余年的研究表明,这类共生菌广泛存在于各类昆虫体内,甚至估计16%的昆虫均含有该菌[1]。对来自33个不同寄主的38个不同Wolbachia株系的ftsZ基因(细胞周期基因)研究表明,Wolbachia 株系间存在着很大的差异,Wolbachia 株系分为A组群和B组群[2]。Zhou等在wsp(编码Wolbachia表面蛋白)基因序列分析的基础上,将沃尔巴克氏体细分为12个亚群(Subgroup),并设计了12个亚群wsp基因诊断的PCR扩增特异引物[2]。昆虫体内是否含有Wolbachia,早期多通过DAPI染色法(用非特异性的DNA-blinding荧光染料DAPI染色,然后在荧光显微镜下观察)[4]和电镜观察[5]来判断,但20世纪90年代以来则主要依赖于对其16S rDNA、23S rDNA、ftsZ 和wsp等基因进行PCR检测与序列分析,其中wsp基因是目前报道的Wolbachia基因中进化最快的基因而被广泛用于Wolbachia的PCR检测与分子鉴别[1,3,6,7]。沃尔巴克氏体通过卵的细胞质传播并参与多种调控其寄主生殖活动的机制,包括诱导孤雌生殖(Parthenogenesis inducing,PI)[8]、雌性化Feminzation)[9]和生殖不亲和[10],因而它很有希望被用于许多虫媒传播的重大人类疾病的基因工程防治和生物防治。灰飞虱(Laodelphax striatellus Falln)广泛分布于东亚、东南亚、欧洲和北非等地,我国以长江中下游和华北地区发生较多。灰飞虱能取食或为害水稻、小麦、大麦、玉米、高粱、甘蔗、稗草、李氏禾等多种禾本科植物,并且能传播多种病毒病,造成病害的普遍流行。因此,进行灰飞虱种群暴发成灾规律及其有效防治技术的研究,显得尤其重要和紧迫。本文采用PCR方法研究了灰飞虱体内Wolbachia的感染,以期为开辟控制灰飞虱暴发和阻断病毒病传播新途径提供依据。从河北省曲阳和容城小麦田采集灰飞虱成虫,保存在小麦苗上。每只灰飞虱为1个样本,放入离心管中冷冻,而后置于载玻片上,呈直线逐步滴1滴Ringer's solution(昆虫生理盐水),去头,放入装有预冷100μl STE 的管中,匀浆,10%SDS 5μl及蛋白酶K 2.5μl,55℃水浴1h,加酚50μl及50μl氯仿:异戊醇(24:1),剧烈震荡,12000r/min 离心5min。取上清,加入2倍体积无水乙醇及0.1体积3mol/L NaAc,-20℃沉淀过夜,离心,12000r/min。弃上清,加75%乙醇200μl洗涤2遍。55℃烘干,加入30μl无菌水溶解,-20℃冻存,待检。扩增wsp基因片段使用的引物[3]:wsp 81F(5'TGG TCC AAT AAG TGA TGA AGA AAC3')wsp 691R(5'AAA AAT TAA ACG CTA CTC CA 3').在20μl反应体积中进行PCR反应,反应体系为13.5μl ddH2O,2μl 10×Buffer,2μl 25 mmol/L MgCl2,0.5μl dNTPs(每种10mmol/L),0.5μl 20μmol/L的正向和反向引物及一个单位的Taq高温多聚酶。Taq plus及dNTP购自上海生工生物工程公司。PCR反应条件是:首先在94℃下变性3min,然后94℃下1min,55℃下1min,72℃下1min完成1个循环,共进行35次循环。72℃末轮聚合10min。反应结束后取PCR特异性扩增产物5μl,在0.8%的琼脂糖胶上进行电泳(电压40V,50min,电泳缓冲液为0.5×TBE),用BioRad凝胶成像系统检测并拍照。选择有扩增产物的样品进行大量PCR扩增,采用PCR产物回收试剂盒(上海生工生物公司产品)回收PCR扩增产物交上海生工生物工程公司进行测序,利用BLAST工具(NCBI网站)进行DNA序列检索和同源性比较。采用wsp基因通用引物81F和691R对灰飞虱DNA样品进行PCR扩增,电泳检测结果表明从灰飞虱DNA样品中可扩增出600bp大小的wsp目的基因片段,证实河北曲阳和容城田间采集的灰飞虱种群有Wolbachia 的感染(图1)。河北曲阳和容城灰飞虱种群的沃尔巴克氏体感染率分别为85.6%和88.4%,而且雌雄个体感染率无差别。将扩增的wsp基因片段进行基因序列测定,结果表明,从所检测的样品中扩增出的Wolbachia的wsp基因片段长度为601~603bp。用NCBI网站提供的BLAST分析工具进行基因序列同源性分析,表明灰飞虱体内感染的Wolbachia wsp基因与Wolbachia pipientis 的wFur、wStri 2个品系的wsp基因的同源性为100%,与Wolbachia sp.的wJapo、wFur、wStri 3个品系的wsp基因的同源性也达到100%(表1)。图1 灰飞虱体内沃尔巴克氏体wsp基因片段的扩增Wolbachia品系同源性注册号宿主来源WolbachiapipientisisolatewFur100%AF481185.1白背飞虱Kittayapong等,2003WolbachiapipientisisolatewStri100%AF481175.1灰飞虱Kittayapong等,2003Wolbachiasp.Wstri100%AF020080.1灰飞虱Zhou等,1998Wolbachiasp.wJapo100%AB039283.1ElenchusjaponicusNoda等,2001Wolbachiasp.wFur100%AB039043.1白背飞虱Noda等,2001Wolbachiasp.Wstri100%AB039042.1灰飞虱Noda等,2001表1 灰飞虱感染Wolbachia的wsp基因序列的同源性Wolbachia是自然界分布较广的共生菌,在双翅目、膜翅目和鳞翅目等许多昆虫体内均有感染。甘波谊等以PCR方法检测了来自不同地域稻田的3种稻飞虱,发现灰飞虱、褐飞虱(Nilaparvata lugens)、白背飞虱(Sogatella furciera)均被Wolbachia所感染,对wsp的RFLP分析证实了这些飞虱为单一沃尔巴克氏体感染[11]。但不同地区灰飞虱体内沃尔巴克氏体的感染率不同,在我国形成了周边地区感染率高(如辽宁、北京、上海和云南),而内陆地区感染率低(如四川),或是未被感染(如宁夏)的格局[11]。在日本采集的9个灰飞虱种群被Wolbachia感染的比率随纬度降低而增加[12]。这些不同可能与不同地区的地形、气候、寄主条件及Wolbachia的传播效率等因素有关,其原因有待研究证实。本文研究结果表明,河北曲阳和容城灰飞虱种群沃尔巴克氏体感染率较高,与前人的报道一致。通过对基因序列的同源性分析表明,河北的2个灰飞虱种群感染的Wolbachia与来自白背飞虱的wFur品系、灰飞虱的wStri品系亲缘关系较近,同属于Wolbachia B大组Con组。这些表明灰飞虱可能会被同一组的Wolbachia感染。灰飞虱是多种病毒的传播介体,灰飞虱的暴发流行常造成玉米粗缩病、水稻条纹叶枯病等病毒病的严重流行。沃尔巴克氏体是灰飞虱的胞内共生菌,能够通过多种机制调控其寄主的生殖活动[13],但是,近年灰飞虱种群暴发成灾与Wolbachia 感染的关系有待进一步研究证实。同时,沃尔巴克氏体影响灰飞虱传毒能力的作用及利用媒介昆虫—共生菌技术阻断病毒的传播将是今后研究的重点,对于开辟病毒病防治新途径具有重要的意义。 -
报告Advances of Study on Burkholderia cepacia1
出版时间:2007洋葱伯克霍尔德菌(Burkholderia cepacia)是一种广泛存在于水、土壤、植物和人体中的革兰氏阴性细菌。1949年美国植物病理学家Burkholder首次发现B.cepacia可以引起洋葱酸皮病[1]。随后在20世纪50年代人们从第一例由B.cepacia引起的心内膜炎开始,发现该菌广泛存在于医院,并且可以使人类患上多种疾病,尤其是囊性肺纤维化(Cystic fibrosis,简称CF)病人的易感细菌之一,严重的会因此患“洋葱伯克霍尔德菌综合症”致死。最近研究表明,该菌致人死亡的一个原因要归咎于它含有脂多糖(Lipopolysaccharide)分子[2]。在进行医学研究的同时,发现该菌在工业和农业上有生物降解、生物防治等功效,对农业生产和环境保护起着重要的作用,具有广泛的应用前景。近年来,随着细菌分类技术的发展,洋葱伯克霍尔德菌已不仅只是作为一个种,而是一组基因型不同、表型相近的复合物,称为洋葱伯克霍尔德菌复合型(Burkholderia cepacia complex,简称Bcc)[3]。本文将在农业、分类地位等方面对Bcc的研究进展做一综述,以达到全面了解该菌的目的。人类第一次发现伯克霍尔德菌是由于它导致了洋葱酸皮病,该病菌主要分布在土壤和灌溉水中,在洋葱鳞茎形成后,从其因收割等原因造成的伤口侵入,或者是黏在叶部的菌被水冲刷进入组织内引起鳞茎腐烂。Ulrich在1975年研究表明[1],该病原菌在低pH值环境下可以产生一种内多聚半乳糖醛酸酶,使洋葱组织软化,利于病原菌的入侵和扩展。后来郭道森等人研究表明,该菌与松材线虫共同侵染黑松和马尾松,导致松林大面积死亡[4],在后续的研究中发现,松材线虫的分泌物及死虫体均可促进该菌株的生长繁殖和致病作用,且活线虫的促进作用比死虫体更加显著,这可能是由于松材线虫提供给该菌株某些重要的营养物质[5]。2005年,意大利西西里东部地区种植的天堂鸟(Strelitzia reginae Aiton)幼苗(苗龄2~3个月)发生新病害,鉴定发现致病菌为唐菖蒲伯克霍尔德菌(Burkholderia gladioli),这是关于该菌导致天堂鸟叶斑病及枯萎病的首次报道。在植物体上广泛存在着一些细菌,它们都具有诱发植物体内水分结冰的作用,称为冰核细菌。在没有冰核细菌存在的植物能耐-7~-8℃的低温而不发生霜冻,但是在一些B.cepacia 细菌存在的情况下,同样条件的植物在-2~-3℃可诱发多种植物细胞水结冰而发生霜冻。张耀东等从菠菜上分离到一株具有冰核活性的Bcc菌株[6]。1.3.1 对有毒物质的降解 一些工业排放物中含有大量的有害芳香烃类物质,随着工业化进程的加快,残留于自然环境中的芳香烃类物质含量急剧增加,如何解决这类物质造成的危害,成为研究者要解决的问题,而利用微生物降解是消除其危害的重要途径之一。洋葱伯克霍尔德菌可以利用多种物质为唯一碳源,这意味着其能够以土壤和地下水污染的有毒且难降解的物质(邻苯二甲酸盐、除草剂和氯代烃类化合物等)为碳源并将其降解[7]。例如,Bcc的一个菌株G4可通过由苯酚诱导的芳香族途径将三氯乙烯降解,由于苯酚是环境优先污染物之一,因而不宜被推广使用;但该菌株的突变体G45223 PR1可以不利用任何诱导物而直接降解三氯乙烯[8]。另外,许多芳香烃化合物在降解过程中都会形成中间产物邻苯二酚,细菌可以通过邻位裂解和间位裂解两种途径继续降解邻苯二酚[9]。刘涛等[10]从炼油厂废水中分离筛选到一株苯酚高效降解的洋葱伯克霍尔德菌L68,该菌株可产生邻苯二酚2,3-双加氧酶[11],而邻苯二酚2,3-双加氧酶是降解芳香族化合物的关键酶,在间位降解途径中,该酶可以催化邻苯二酚的苯环裂解,转化为2-羟黏糠酸半醛。因此,洋葱伯克霍尔德菌对消除芳香烃类化合物的污染具有重要作用。另外,洋葱伯克霍尔德菌对化学农药也有很强的降解作用。如,Sarfraz Hussain 等人研究发现,在pH值为8.0,温度为30℃时,该菌对α-硫丹和β-硫丹的降解率达90%以上,从而减少了杀虫剂硫丹(Endosulfan)对土壤和地下水的污染[12]。1.3.2 对油脂的降解 洋葱伯克霍尔德菌降解油脂的特性在国外已有研究,Pooja Rathi,Hustavova等人报道了该菌产脂肪酶应用于催化酯化水解反应等研究[13],洋葱伯克霍尔德菌能在降解利用油脂的同时还分泌出一定量的胞外脂肪酶,同时通过所产生的脂肪酶等降解酶系作用于油脂,将其分解氧化为低级脂肪酸、甘油、醇类等低分子有机物,最后降解为H2O、CO2等代谢产物[14]。徐保成[15]等人对该菌所需的降解工艺条件进行优化研究,结果表明在优化的油脂降解条件下(pH值7.0,30℃,溶解氧3.0mg/L),处理初始油脂浓度1000mg/L废水,24h后其油脂降解率达到90%以上,COD(Chemical Oxygen Demand)去除达到92%。B.cepacia产生的脂酶可以催化拆分外消旋化学农药,使其变为光学活性农药,从而成倍地提高了药效,而且减轻了生物体内的积累与毒副作用,避免了不必要的环境污染[16]。洋葱伯克霍尔德菌可以防治多种植物病害,如从樱桃果实表面和伤口上分离获得的洋葱伯克霍尔德菌对甜樱桃褐腐病表现出显著的抑制效果[17];郑维等从堆肥样本中分离的洋葱伯克霍尔德菌株CF-66具有广谱抗菌活性,并初步鉴定该菌属于洋葱伯克霍尔德菌基因型Ⅴ[18];李纪顺等对伯克霍尔德菌B418进行了研究,表明该菌对小麦纹枯病、小麦全蚀病和番茄南方根结线虫病有很好的防治效果[19]。陈京元等从湿地松苗根际分离得到1株B.cepacia C23菌株,对引起湿地松猝倒病的立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)、链格孢菌(Alternaria alternata)有明显的抑制效果。洋葱伯克霍尔德菌的防病机制主要为其能产生多种具有抗菌活性的代谢产物,如铁载体(Pyochenlin、Pyoverdine)、吩嗪、硝吡咯菌素、苯基吡咯、单萜生物碱、Cepaciamide A(B)、Cepacidine A(B)、Cepacin A(B);菌株H111 能够有效杀死线虫Caenorhabditis elegans,其作用机理主要是由该细菌产生的细胞外毒素所致死[20]。B.cepacia AMMDR1可以抑制由瓜果腐霉病菌(Pythium aphanidermatum)和根腐丝囊菌(Aphanomyces euteiches)引起的豌豆和甜玉米苗猝倒病,作用机理主要是该菌抑制游动芽孢的裂解,阻止孢囊的萌发而影响病原菌的生长[21]。在不断的研究中发现,该菌可以与杀菌剂共同使用,如I.Omar等人发现,在对大豆根腐霉病菌(Fusarium oxysporum)引起的番茄冠根腐病的研究中,B.cepacia菌株C91与低浓度杀菌剂混合使用,相比单独使用高浓度杀菌剂,杀菌效果提高了20%[22]。这不但减少了杀菌剂的使用,同时减少了杀菌剂对环境的污染。美国环保署(EPA)已经批准了两种以洋葱伯克霍尔德菌为主要成分的生防菌剂的生产,其商品名为Deny和Intercept,Deny用于防止Rhizoctonia spp.、Pythium spp.、Fusarium spp.和线虫引起的病害,而Intercept则用于防治Rhizoctonia solani、Fusarium spp.、Pythium spp.引起的病害[23]。具有拮抗作用的细菌往往与植物的生长有很大的关系,这些细菌都可产生一些抑制真菌生长的物质,如:铁载体(Siderophores),细胞溶酶的分泌物,抗生素等。对真菌生长的抑制就可以直接促使植物生长[24]。B.cepacia可以产生铁载体,一方面根际促生菌铁载体的产生很快耗尽了病原菌生存所需要的铁,从而使病原菌的繁衍和侵染能力大大下降;另一方面根际促生菌通过铁载体向植物提供铁营养,从而使植物获益[25];另外,B.cepacia还可以产生抗生素有效地抑制周围其他微生物的繁衍。同时,B.cepacia的一些菌株具有固氮和产生吲哚乙酸(IAA)的作用,有助于植物对营养物质的吸收[26]。Bcc菌株具有较强的溶解磷酸盐的能力,推动植物对释放的磷的吸收,促进植物生长,Babu-Khan等克隆到其溶解磷酸盐的基因[27]。另一方面其通过对病原微生物的生物防治,减轻或抑制有害的根围微生物,从而间接的促进植物生长。例如,玉米种子被Bcc菌株MCI7包衣后,其植株感染病原镰刀菌的几率大大降低,且植株鲜重和株高均显著增加[28]。B.cepacia 原名Pseudomonas cepacia,1950 年首次被Burkholder报道可引起洋葱酸皮病[29]。该菌的其他名字还包括eugonic oxidizers group 1,Pseudomonas kingii和Pseudomonasmultivorans[30],但是相关研究明确指出这些命名是P.cepacia的同义词,而且P.cepacia具有命名的优先权[31]。因此,这些命名没有被写入细菌手册,直到1981年,Palleroni 和Holmes才重新找到依据区分这些命名的不同[32]。1992年Yabuuchi 等正式将该菌及其他6个属于rRNAⅡ群的假单胞菌(P.solanacearum,P.pickettii,P.gladioli,P.mallei,P.pseudomallei 和P.caryophylli)归为一个新属,即伯克霍尔德菌属(Burkholderia)。与Pseudomonas属不同的是,该属被归为变形菌门(Proteobacteria)[33]。当Burkholderia属的分类地位被确定以后,该属已包括超过30个不同的种:B.cepacia(典型种),B.caryophylli,B.mallei,B.pseudomallei,B.gladioli,B.plantarii,B.glumae,B.vietnamiensis,B.andropogonis,B.multivorans,B.glathei,B.pyrrocinia,B.thailandensis,B.graminis,B.phenazinium,B.caribensis,B.kururiensis,B.ubonensis,B.caledonica,B.fungorum,B.stabilis,B.ambifaria,B.hospital,B.terricola,B.sacchari,B.tropicalis,B.brasilensis,B.anthina,B.dolosa,B.cenocepacia,B.xenovorans,B.tuberum,B.phymatum。通过研究得知B.caryophylli,B plantarii,B.glumae,B.andropogonis是植物的致病病原菌,能够使不同种属的植物患上根腐、叶斑、条斑等病害。在不同植物中分离得到的B.vietnamiensis,B.kururiensis,B.tropicalis,B.brasilensis,B.tuberum,B.phymatum,B.caribensis有促进根瘤形成,增强固氮的能力,同时促进植物根的生长。B.mallei和 B.pseudomallei则能够引起人和动物的鼻疽病。对于B.glathei,B.graminis,B.phenazinium,B.caribensis,B.caledonica,B.hospital,B.terricola,B.sacchari在环境、生态中所起的作用还不是很清楚。同时,还有一些具有多重作用,可以是植物致病菌,植物有益菌或是人类的机会致病菌,例如:Burkholderia cepacia complex,Burkholderia gladioli 和 Burkholderia fungorum[34]。从20世纪90年代中期开始,一些研究者发现来源于各种环境的Bcc分离物具有明显的遗传异质性,1996年,有报道说利用分子鉴定和临床观察,发现伯克霍尔德菌至少有3个不同的基因型是CF病症的致病菌[35]。直到1997年,Vandamme等运用多相分类研究方法对从CF病人中分离到的致病菌进行研究,才发现所设定的B.cepacia种中,至少存在5种不同的基因型[36]。包括B.vietnamiensis(基因型V)、B.multivorans(基因型II)、基因型I,III和 IV。这5种基因型被统称为伯克霍尔德菌复合型(B.cepacia complex)。利用不同的方法从医学和环境微生物的角度对伯克霍尔德菌复合型进行了探索研究,其中包括使用不同的选择性培养基。结果发现,农业研究中利用的培养基,能从土壤和植物根际附近发现大量的伯克霍尔德菌复合型的族群[37];在医学研究中,几乎无法从自然界中发现伯克霍尔德菌复合型的存在[38]。直到伯克霍尔德菌分类的又一次改变,才使这些固有的不同有机的联系起来,一些研究者发现基因型IV与Bcc中的其他基因型有明显的差异,于是被归类B.stabilis[39]。接着从美国和英国的CF致病菌中分离出基因型VI,它除了与B.multivorans没有差异外,与其他基因型均有差异[40]。从人类致病菌与环境中都能分离B.ambifaria(基因型VII),因此它也具有生防菌的特征。最近,发现B.pyrrocinia(基因型Ⅸ)也属于B.cepacia complex[41]。因此,已报道的洋葱伯克霍尔德菌复合型由9个不同基因型组成,分别是B.cepacia(基因型Ⅰ)、B.multivorans(基因型Ⅱ)、B.cenocepacia(基因型Ⅲ)、B.stabilis(基因型Ⅳ)、B.vietnamiensis(基因型Ⅴ)、B.dolosa(基因型Ⅵ)、B.ambifaria(基因型Ⅶ)、B.anthina(基因型Ⅷ)、B.pyrrocinia(基因型Ⅸ)。后来,Yabuuchi E等人在泰国某地的表层土中分离得到的B.thailandensis的一株,被重新归类为Burkholderia ubonensis,经过鉴定初步断定也归类为B.cepacia complex[42]。各基因型间DNA-DNA同源性为30%~50%,其16S rRNA 和recA 基因序列相似性很高,分别为98%~99%和94%~95%[43]。直到目前,对Bcc的基因型组成仍在研究中,Zhang L等人在玉蜀黍和水稻的根际发现了大量的Bcc菌株,并且通过Bcc recA基因的同源性的分析,发现分离所得的Bcc R456菌株可能属于一种新的基因型[44]。虽然能从不同的环境条件下分离获得大量的Bcc,但却不清楚Bcc株系主要的存活环境。事实上,只有很少的研究涉及环境中Bcc的生态特征,一些研究者也仅仅是对Bcc的一个或几个基因型进行研究[45]。现有的伯克霍尔德菌复合型中有许多有生防效果或是作为植物促生剂,现今生产B.cepacia生物农药的菌株都来源于环境,但问题是,对这些菌株是否是非致病菌也无法区分,因为除了Bcc基因型Ⅵ只能从CF病人中分离到,基因型Ⅸ只从土壤中分离到以外,其他所有基因型的B.cepacia均可从环境和医院中分离[46]。同样,无法很清楚的在菌株基因型或是表现型方面来区分环境菌和人类致病菌。同时,每年都可以从CF的致病菌中获得新的Bcc株系,并且也能够从自然环境中获得这些菌株[47]。因此,如何区分环境菌和人体致病菌以及其是否具有致病性,对应用于农业上的Bcc菌株进行风险评估是必要的,也将是今后的研究难点和热点之一。目前,对细菌的鉴定一般都先选择合适的选择性培养基培养分离出的样本,然后利用生理生化手段检测分离到的菌株,接着利用SDS-PAGE技术,全细胞蛋白电泳,16S rDNA序列分析手段鉴定出分离所得样本的属,最后配合RFLP探针技术或AFLP探针技术以确定菌株的基因型。现有的伯克霍尔德菌复合型由9个不同的基因型构成,各个基因型在形态上非常相近,这就需要非常便利的生物化学的鉴定手段和具有针对性的分子鉴定方法对各个基因型进行精确的区分[48]。利用16S rDNA测序、recA-RFLP分析、recA 基因特异引物PCR检测、DNA-DNA 同源性分析以及全细胞蛋白电泳(PAGE)方法可区分Bcc中的一些种,但还没有一种技术可以针对性的区分出每个基因型。因此,寻找一种简单可行可靠的鉴定技术是今后研究的热点之一[49]。Bcc致病毒力因子包括脂肪酶、蛋白酶、溶血素、脂多糖、过氧化氢酶、内毒素等,以紫花苜蓿作为植物模型研究Bcc的毒力,发现9个基因型中除了B.multivorans 和B.stabilis外,其余都可以从发病的紫花苜蓿上分离获得[50]。但植物与人类病原菌存在着差异,如革兰氏阴性人体条件致病菌绿脓杆菌(Pseudomonas aeruginosa)和植物病原菌丁香假单胞菌(P.syringae)均存在Ⅲ型蛋白分泌系统,但后者对人和动物不致病,表明致病因子存在并不能充分说明其能致病。为了确定细菌致病性毒力的决定因子,Chung J W等人利用蛋白质组学描述来比较两种B.cenocepacia在老鼠肺上的存在状态,发现临床分离所得的C1394 很快被致死,C1394mp2依然存活。利用Two-dimensional(2D)凝胶电泳发现从易感病寄主上得到的C1394mp2,缺少烷基氢过氧化物还原酶亚基C(AhpC)蛋白位点,反之增加了鞭毛蛋白,这使C1394mp2增强了在高温和低pH值条件下的氧化应激能力。这揭示了B.cenocepacia致病毒力在易感模型上出现不同的表现与应激能力的内在原因[51]。对于使用易感动物作为模型进行研究是一个进步,但是对于动物模型的选择、如何利用等都受到时间、道德等原因的制约,寻找合适的动物模型仍是今后需要解决的问题之一。洋葱伯克霍尔德菌对于人本身来讲,是一种可怕的致病菌,不但污染医院的药品和器具,而且引起可怕的“洋葱伯克霍尔德菌综合征”。对于整个人类来讲,有好也有坏。它是自然界中一些植物的病原菌又是一种重要的生防、环保以及工业用菌,减少了对环境的危害,不少国家把它作为生物农药和环保制剂使用。如何区分哪些是人体致病菌、哪些是植物致病菌、哪些是生防或环保菌,成了一个令人困扰的问题。这有赖于对其生态多样性、致病机制以及分类学的全面了解。只有确定Bcc生防或降解菌株对人体不致病,或者该菌株为单独一个种而不是人体致病菌一员时,才能将其安全的应用于农业生产上,使其为人类造福。现在已经有许多研究者从不同的方面入手来进行研究,但仍有未涉及或很少涉及的领域,如该菌在自然界的分布及多样性研究,其基因型的详细鉴定及针对性的鉴定方法,这些都是需要注意的问题。因此,在今后的研究中,要广泛地参考结合各学科领域的研究进展,充分地认识了解该菌的生物学特性及在不同方面的风险性测试评价,以期更好地使其为人类服务。 -
报告Study on the Diversity of Plum Anthracnose Fungal Pathogen Isolated in Wuhan
出版时间:2007梅树炭疽病是梅树上的主要病害,在武汉地区,从4~10月份都有发生。从梅雨季节开始炭疽病开始大流行。2006~2007年8月调查,武汉地区的梅树炭疽病发病率高达97%以上。笔者从东湖梅园采集炭疽病标本。用常规组织分离法对病组织进行了分离,再进行单孢分离;采用柯赫氏法则给予回接鉴定,确认为炭疽病的病原。所有菌株均在PDA平板上于25℃下培养,并于PDA试管斜面上4 ℃保存。共分离获得22个菌株,研究发现这些菌株在菌落形态、色素分泌、产孢、孢子形态等存在显著的差异。可将这些菌株分成7种类型,其中Ⅰ型菌株:菌丝颜色为白色到灰黄色,菌丝生长较稀疏易产拟菌核和大量橘红色分生孢子团,分生孢子12.5~15μm×4.5~5.5μm;Ⅱ型菌株:菌丝颜色为灰黄色,菌落扩展速度最慢,易产生菌核不易产生分生孢子团,分生孢13.8~16μm×5~7.5μm;Ⅲ型菌株:菌丝颜色为白色较为稀疏,菌落扩展较慢,能产生大量的拟菌核和分生孢子团,菌核较Ⅰ型小且多,分生孢子15~20μm×5~6.3μm;Ⅳ型菌株:菌丝颜色为墨绿色,菌丝生长茂盛,菌落扩展最快,较少产拟菌核和分生孢子团,分生孢子12.5~13.8μm×3.8~5.5μm;Ⅴ型菌株:菌丝颜色为中间墨绿色边缘白色,菌丝生长致密气生菌丝少,菌落扩展较快,易产生大量的拟菌核但不产生分生孢子团,菌核较Ⅲ型菌核小且多,分生孢子10.5~12.5μm×3.8~5μm;Ⅵ型菌株:菌丝颜色为纯白色,菌丝生长茂密厚实,菌落扩展较快,不易产生拟菌核和分生孢子团,分生孢子18.7~22.1μm×7~10.5μm;Ⅶ菌株:菌落颜色为白色,菌丝生长密实,较Ⅵ型气生菌丝少,菌落易扇变,也不易产生拟菌核和分生孢子团,分生孢子13.8~15μm×5~7.5μm。将这7种类型菌株分别在梅树及樱树、桃树、梨树、苹果树、杏树和山楂等蔷薇科果树上的致病力进行了比较。结果表明这7种类型的菌株在这些植物上致病力存在显著的差异。其中:Ⅰ型菌株M17对上述植物的致病力最强,刺伤接种后在这些植物叶片上均能形成典型的病斑,病斑的大小因接种植物不同而略有差异,如在梅花、梨树、桃树、樱树、杏树、山楂和苹果等植物叶片上形成的病斑大小分别为:(2.7±0.2)cm、(2.5±0.2)cm、(2.3±0.2)cm、(2.1±0.2)cm、(1.9±0.2)cm、(1.9±0.2)cm和(1.3±0.2)cm;但在不刺伤的条件下,菌株M17仅能在樱树、梨树、桃树、山楂树等叶片上形成病斑。Ⅲ型菌株M11-1的致病力最弱,仅能在刺伤叶片上形成较小的病斑,如在梅花、桃树、苹果、樱树、杏树、梨树和山楂等植物叶片上形成的病斑大小分别为:(0.73±0.2)cm、(0.36±0.2)cm、(0.32±0.2)cm、(0.30±0.2)cm、(0.65±0.2)cm、(0.5±0.2)cm和(0.45±0.2)cm。所有上述菌株对吉祥草、高粱、大叶黄杨、黄瓜和豇豆等植物均不致病。利用引物对PITS1和PITS4扩增这些菌株的ITS DNA片段,连接至T-载体后,转化E.coli JM109,获得携带ITS DNA的克隆,对克隆进行测序,并在GenBank上进行Blastn序列分析。结果发现上述7个菌株的ITS序列与该数据库中的胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosprioides)的ITS序列等同性在99.0%以上。因此,这些菌株应该同属于胶孢炭疽菌,但是它们在形态和致病力等方面存在显著差异。 -
报告柑橘(砂糖橘)高标准建园技术
出版时间:2018在建园前要根据柑橘(砂糖橘)的生物学特性,分析建园地的地形、气候、土壤、水源等环境条件,综合评价,因地制宜选择园地。园地选定后,应根据建园要求与当地自然条件,本着充分利用土地、光能、空间和便于经营管理的原则,进行全面的规划。规划的具体内容包括:作业小区的划分、道路设置、水土保持工程的设计、排灌系统的设置以及辅助建筑物的安排等。梯田是山地果园普遍采用的一种水土保持形式,是将坡地改造成台阶式平地,使种植面的坡度消失,从而防止雨水对种植面土壤的冲刷。同时,由于地面平整,耕作方便,保水保肥能力强,因而所栽植的柑橘(砂糖橘)生长良好,树势健壮(图2-1)。图2-1 水平梯田图2-2 鱼鳞坑坡度较大、地形复杂的山坡地,不适合修水平梯田和撩壕时,可以挖鱼鳞坑(图2-2)进行水土保持,或因一时劳力不足、资金紧缺等原因,不能及时修筑梯田的山坡,可先修鱼鳞坑,以后逐步修筑水平梯田。(1)定定植点。修筑时,先定基线,测好等高线,其方法与等高梯田相同。在等高线上,根据果树定植的行距来确定定植点。图2-3 撩壕(2)挖坑。以定植点为中心,从上部取土,修成外高内低半月形的小台面,大小为2~5平方米,使之一半在中轴线内、一半在中轴线外,台面的外缘用石块或土堆砌,以利保蓄雨水。将各小台面连起来看,好似鱼鳞状排列。(3)回填表土和有机肥。在筑鱼鳞坑时,要将表土填入定植穴,并施入有机肥料。这样,栽植的果树才能健壮生长。撩壕,是在山坡上,按照等高线挖成的等高沟。把挖出的土在沟的外侧堆成垄,在垄的外坡栽果树,这种方法可以削弱地表径流,使雨水渗入在撩壕内,既保持了水土,又可增加坡的利用面积(图2-3)。(1)确定等高线。其方法与等高梯田相同。(2)挖撩壕。撩壕规格伸缩性较大,一般自壕顶到沟心,宽1~1.5米,沟底距原坡面25~30厘米,壕外坡宽1~1.2米,壕高(自原坡面至壕顶)25~30厘米。撩壕工程较小,简单易行,而且坡面土壤的层次及肥沃性破坏不大,保水性好,还增厚了土层,有利于果树生长,适合于坡度较小的缓坡(5°左右)地建园时采用。但撩壕没有平坦的种植面,不方便施肥管理,尤其在坡度过大(超过10°)时,撩壕堆土困难,壕外土壤流失大。因此,撩壕应用范围小,是水土保持的措施。(3)回填表土。把事先挖出的表土与肥料回填于沟内。回填有两种方式,即将基肥与土拌匀填回沟内和基肥与土分层填入。平地包括旱田、平缓旱地、疏林地及荒地。规模在10公顷以上的果园,可采用重型大马力拖拉机进行深犁(30厘米),重耙2次后,与坡度垂直方向定线开行和定坑,根据果树树种确定行株距。如坡度在5°~10°可按等高线定行,按同坡向1公顷或2~3公顷为一小区,小区间留1米宽的小道,4个以上的小区间设3米宽的作业道与支道相连。果园内设等高防洪、排水、蓄水沟,防洪沟设于果园上方,宽约100厘米、深约60厘米;排水和蓄水沟深约30厘米、宽约60厘米。规模在10公顷以下的小果园,由于设在平地或平缓地,应精心开垦和进行集约化栽培管理,在有限的土地面积中夺取最高效益。开垦中尽量采用大马力重型拖拉机进行深耕并重耙2次,然后根据地形地势和果树树种按等高或直线确定行株距。地势坡度为5°~10°,可采用水平梯田开垦,根据果树树种确定行株距;地势坡度在5°以下,地形完整的经犁耙可按直线开种植畦,畦中开浅排水沟,沟宽约50厘米、深约20厘米,种植坑直径约1米、深0.8~1米。如在旱田或地下水位高的旱地建园,必须深沟高畦,以利排水和果树根系正常生长。在海拔高度为400米以下、坡度为20°以内的丘陵地建果园较为适宜。(1)兴建10公顷以上的果园。坡度在10°~15°、坡地面积在5公顷以上、海拔在200米以下的丘陵地,可采用45匹马力左右履带式或中型机具挖土和推地于一体的多功能拖拉机,先按行距等高定点线推成2~3米宽水平梯带,而后再按株距定点挖种植坑(1米见方)。海拔在200~400米、坡高度在15°~20°、坡地面积在5公顷以下的丘陵地,先按行距等高定点线推成1~1.5米宽水平梯带,而后按株距定点挖成0.6米×0.6米×0.6米的种植坑。(2)兴建10公顷以下的果园。可根据开垦地海拔高度、坡度,以坡面大小进行等高定行距,先开成水平梯带,然后按株距挖坑;或者根据行距等高线定株距挖坑。种植后力求在2年内,结合扩坑压施绿肥、作物秸秆、有机肥改土时逐次修成水平梯带,方便今后作业、水土保持和抗旱。开垦和挖坑应在回坑、施基肥前2个月完成,使种植坑壁得到较长时间的风化。洼地、水稻田地表土肥沃,但土层薄,能否排水、降低地下水位是种植果树成功的关键。因此,在洼地、水稻田建果园应考虑能排能灌,即雨天能排水、天旱时能灌水,可采用深、浅沟相间形式,即每两畦之间挖1条深沟蓄水、1条浅沟为工作行。洼地、水稻田种果树不能挖坑,应在畦上做土墩,可根据地下水位的高低进行整地,确定土墩的高度,必须保证在最高地下水位时,根系活动土壤层至少保持60~80厘米。在排水难、地下水位高的园地,土墩的高度最少要有50厘米,土墩基部直径120~130厘米,墩面宽80~100厘米,呈馒头形土堆。地下水位较低的园地,土墩可以矮一点,土墩高30~35厘米,墩面直径80~100厘米,畦的四周要开排水沟,保证排水通畅。墩高确定以后,就可依已定的种植方式和株行距标出种植点,然后筑墩。筑墩时应把表土层的土壤集中起来做墩,并在墩内适当施入有机肥。无论高墩式或低墩式,种植后均应逐年修沟培土,有条件的还应不断客土,以增大根系活动的土壤层,可把畦面整成龟背形,以利于排除畦面积水。选择壮苗是柑橘(砂糖橘)早结丰产的基础。壮苗的基本要求:品种纯正,地上部枝条生长健壮、充实,叶片浓绿有光泽。苗高35厘米以上,并有3个分枝。根系发达,主根长15厘米以上,须根多,断根少。无检疫性病虫害和其他病虫害,所栽苗木最好是自己繁育或就近选购的,起苗时尽量少伤根系,起苗后要立即栽植。营养篓假植苗木与大田苗木直接上山定植相比,具有以下优点。(1)成活率高。春季定植,多数为不带土定植。由于取苗伤根,特别是从外地长途调运的苗木,往往是根枯叶落,加上瘦土栽植,成活率低,通常只有70%~80%。而采用营养篓假植苗木移栽,苗木定植后成活率达98%以上。(2)成园快。常规建园栽植,由于缺苗严重,不但补栽困难,而且成活苗木往往根系损伤过重,春梢不能及时抽发,影响正常生长,造成苗木大小不一,需要2~3年才能成园。而营养篓假植苗木,可充分发挥营养篓中营养土和集中培育管理的作用,使伤根及早得到愈合,春季能正常抽发春梢,不但避免了春栽的缓苗期,同时还减少了缺株补苗过程,可使上山定植苗木生长整齐一致,实现一次定植成园。(3)投产早。营养篓假植苗,由于营养土供应养分充足,避免了缓苗期,上山栽植当年就能抽生3~4次梢,抽梢量大,树冠形成快,投产早。(4)集中管理。由于营养篓假植苗木相对集中,可以采用塑料薄膜等保温措施,防止苗木受冻;同时,还可以集中防治病虫害。由于营养篓假植苗定植时不伤根,没有缓苗期,因此可以周年上山定植。合理密植是现代化果园发展的方向,可以充分利用光照和土地,使柑橘(砂糖橘)提早结果,提早收益,提高单位面积产量,提早收回投资。提倡密植,但并不是愈密愈好,栽植过密,树冠容易郁闭,果园管理困难,植株容易衰老,经济寿命缩短。通常在地势平坦、土层较厚、土壤肥力较高、气候温暖、管理条件较好的地区,栽植可适当稀些,株行距可采用2.5米×3米的规格,每667平方米栽植88株左右。在山地和河滩地,以及肥力较差、干旱少雨的地区栽植可适当密些,株行距为2米×3米,每667平方米栽植110株左右。柑橘(砂糖橘)的栽植时期,应根据其生长特点和当地气候条件确定。一般在新梢老熟后至下一次新梢抽发前,均可以栽植。(1)大田繁殖苗木的栽植时期。通常分为春季栽植和秋季栽植。春季栽植,以2月底至3月份进行为宜,此时春梢转绿,气温回升,雨水较多,容易成活,可省去秋植灌水之劳。秋季栽植,通常在9月下旬至10月份秋梢老熟后进行,这时气温尚高,地温适宜,只要土壤水分充足,栽植苗木根系的伤口就愈合得快,而且还能长出一次新根,有利于翌年春梢的正常抽生。秋季栽植常会遇秋旱,需要有灌溉保证,而且还有可能遭受寒冻,因此秋季栽植可用营养篓(袋)假植。秋植比春植效果好,这是因为秋季时间长,可充分安排劳力,而且当年伤口易于愈合,根系容易恢复,所以秋植苗木成活率高,翌年春苗木长势好。栽植最好选在阴天或阴雨天进行,遇毛毛雨天气可以栽植,但大风大雨不宜栽植。(2)营养篓假植苗栽植时期。营养篓假植苗通常不受季节限制,随时可以上山定植,但夏秋干旱季节,降雨少、水源不足栽植会影响成活率。所以,最佳移栽时期是春梢老熟后、5月中下旬至6月上中旬。(1)大田苗木栽植方法。栽植前,解除薄膜,修理根系和枝梢,对受伤的粗根剪口应平滑,并剪去枯枝、病虫枝及生长不充实的秋梢。栽植时,根部应蘸稀薄黄泥浆,泥浆浓度以手沾泥浆不见指纹而见手印为适宜。泥浆中最好加入适量的细碎牛粪,并将1.8%复硝酚钠水剂600倍液+70%甲基硫菌灵可湿性粉剂500倍液混合,加入泥浆中搅拌均匀,然后蘸根,以促进生根。注意泥浆不能太浓,否则会引起烂根;复硝酚钠加入太多会引起死苗。种植时,两人操作,将苗木放在栽植穴内扶正,理顺根,让新根群自然斜向伸展,随即填以碎土,一边埋土,一边均匀踩实,并将树苗微微振动上提,以使根、土密接,然后再加土填平。栽植后在树的周围覆盖细土,土不能埋过嫁接口部位,并要做成树盘。树盘做好后,充分灌水,水渗下后,再于其上覆盖一层松土,以利保湿。栽植过程,要真正做到苗正、根舒、土实和水足,并使根不直接接触肥料,防止肥料发酵而烧根。树盘可用稻草、杂草等覆盖。(2)营养篓苗栽植方法。定植前,先在栽植苗木的位置挖定植穴(穴深与篓等高为宜),将营养篓苗置于穴中央,去除营养篓塑料袋后,用肥土填于营养篓四周,轻轻踏实,然后培土做成直径1米左右的树盘,浇足定植水,栽植深度以根颈露出地面为宜。树盘做好后覆盖稻草,可保湿、防杂草滋生、保持土壤疏松。柑橘(砂糖橘)苗木定植后如无降水,在定植后的3~4天,每天均要淋水保持土壤湿润。以后视植株缺水情况,每隔2~3天淋水1次,直至成活。栽植后7天,穴土已略下陷可插竹枝支撑固定植株,以防风吹摇动根群,影响成活。若发现卷叶严重,可适当剪去部分枝叶,以提高成活率。一般植后15天左右部分植株开始发根,30天后可施稀薄肥,可用腐熟人粪尿加水5~6倍,或0.5%尿素溶液,或0.3%三元复合肥溶液浇施,每株浇施1~2千克。如果用绿维康液肥100倍液浇施,则效果更好,可促使幼树早发根、多发根。以后每月淋水肥1~2次,注意淋水肥时不要淋在树叶上,施在离树干10~20厘米的树盘上即可。新根未发、叶片未恢复正常生长的植株不宜过早施肥,以免引起肥害,影响成活。