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报告Preliminary Study on Non-host Resistance to Sclerotinia sclerotiorium in Gramineae Plants
出版时间:2007核盘菌是普遍存在的坏死性真菌病原,能够侵染75科408种植物。在寄主植物中尚未发现免疫种或单基因抗性,包括十字花科。然而在禾本科等非寄主植物中该病菌是不致病的或弱致病的。为研究非寄主抗性机制,我们用该病菌接种了竹子、小麦、玉米和油菜。接种后24 h,这些植物对病菌的反应是不同的,竹子和玉米上无病斑,小麦上有小的病斑,但不同品种有变化,而油菜上产生了大的病斑。扫描电子显微镜研究表明,接种的竹子叶表面形成了一层膜,但在光学镜下菌丝穿透进入了上表皮细胞。菌丝进入竹子和油菜叶表皮细胞的方式是不同的。在油菜上菌丝很快进入上表皮细胞和细胞间隙,但竹子中菌丝仅限于上表皮和叶肉细胞。我们推定禾本科植物叶表面物质和细胞壁成分可能是阻止菌丝进入细胞的重要障碍。需要进一步分析这些成分。Sclerotinia sclerotiorium(Lib.)de Bary is a ubiquitous necrotrophic fungal pathogen capable of infecting at least 408 plant species of 75 families.No highly resistant varieties or germplasm is found in hosts including Cruciferae plants.On non-host plants such as some Gramineae species,however,the pathogen is avirulent or weak virulent.To understand how these non-hosts resist the pathogen,we inoculated S.sclerotinia mycelium to the leaves of bamboo,wheat,maize and oilseed rape as well.There were different responses in these plants after 24 hpi(hours post inoculation).No lesion was found on bamboo and maize leaves.Small lesions were observed on wheat,but the lesion size varied among different cultivars.Larger lesions were observed on oilseed rape leaves than any other Gramineaes at earlier time after inoculation.The scanning electron microscope(SEM)study showed clearly that inoculated bamboo leaf formed a layer of membrane on the leaf surface,but the slides under a light microscope unveiled hyphae penetration into the epidermal cells.The modes that hyphae grew into the leaves were also different between bamboo and oilseed rape.The hyphal growthfast under the oilseed rape epidermal and in the intercellular space,but in bamboo the growth was limited in the epidermis and mesophyll cells.We assumed that surface substance and cell wall composition are important obstacles of the hyphal penetration in non-host Gramineae plants.Further work needs to be done to analyze these compounds in comparison with oilseed rape. -
报告浅析高新技术产业集群中的技术创新
出版时间:2009产业集群是在某个特定区域内以一个主导产业为核心,大量产业联系密切的企业及相关支撑机构在空间上集聚并形成强劲、持续竞争优势的现象。高新技术产业是由处于时代前沿的先导性技术发展起来的产业。与传统产业相比,高新技术产业是一种具有高技术、高投入、高风险、高附加值特征的产业,知识和技术是其投入要素,技术创新能力的形成是决定其生存和发展的关键。高新技术产业集群是指在高技术领域内具有相互关联的企业和机构在一定的地域内聚集,形成上、中、下游机构完整、外围支持产业体系健全、充满创新活力的有机体系。目前,高新技术产业集群有两种基本形式:与大企业共生的中小企业聚集网络和依靠技术合作与创新形成的企业聚集网络。高新技术产业的国际通行做法是根据R&D(研究开发)投入在总产出中所占比例来界定高新技术产业,科学技术的创新和转化将直接影响着高新技术产业的发展。实践表明,高新技术企业往往以“集聚”的方式集中布局,形成高新技术产业集群。与传统意义上的产业集群相比,高新技术产业集群有许多新的特征。高新技术产业集群中的企业主体以相当数量的技术为依托,以创新为基础,企业间联系以知识、信息为核心。集群中的环境因素有利于技术的创新、传播。技术的创新是高新技术产业最重要的竞争手段,企业集聚就是为了利用区域中的创新资源,提高创新效率。高新技术产业集群的产品附加值高,产业带动性强,可迅速成为区域经济的主导。高新技术产业集群一旦形成,可以带动本地区的经济快速发展。例如中关村科技园区虽然只有20多年的历史,其新增国民生产总值已经占到北京市新增产值的一半,成为北京经济发展的重要支柱。另外,与传统产业集群还有不同的是,新型人力资本因素和区域产品链和产业链的配套能力已经成为决定高新技术产业集群优势高低的主要因素。技术创新的研究经历了一个从“线性范式”到“网络范式”的转变。在熊彼特创新理论的影响下形成了创新研究的“线性范式”。该范式认为技术创新一般经历发明—开发—设计—中试—生产—销售等简单的线性过程,研究局限于单个企业内部的技术过程。后来的研究发现外部的信息交换及协调对于创新具有重要的作用,它可以有效克服单个企业技术创新时的能力局限,降低创新活动中的技术和市场不确定性。此后,创新研究的视野从单个企业内部转向企业与外部环境的联系和互动,导致“网络范式”的兴起。“网络范式”最初应用在国家层面,形成了“国家创新系统”理论。随着全球化的发展,经济意义上的“国家状态”日益让位于“区域状态”,区域成为了真正意义上的经济利益体,关键的商业联系集中于区域范围内。进一步的研究发现创新网络的成效似乎跟创新主体的空间分布有很大的关系,地方化的创新网络似乎比跨国技术联盟更能持久。区域发展理论和国家创新理论构成了区域创新系统理论。当创新系统研究发展到区域创新阶段,已经开始与产业集群的研究结合起来了。产业集群与技术创新的关联性也日益密切。技术创新是企业整合创新资源进行创新的过程,技术创新资源包括专业化人才、资金、信息、公共服务等等,其中,专业化人才是企业技术创新活动中最重要的创新资源。在高新技术产业集群内,一方面,有为企业提供人才供给的大学、科研机构、培训机构等;另一方面,高新技术产业集群本身对人才的强烈吸纳能力造成大量人才慕名而来,也形成专业化人才的供给。高新技术产业集群内激烈的竞争为企业技术创新提供了动力。竞争是企业进行技术创新的基本推动力,而竞争会随着市场上参与企业个数的增多而加剧。在产业集群的相对狭窄的地理范围内通常聚集着几十家甚至上百家企业并进行着同类或相似产品的生产,集群内的竞争非常激烈。由于集群内的企业之间在资金、技术等方面的竞争优势差异很小,从而迫使企业必须通过不断地技术创新来获取竞争优势。不管是走低成本路线还是走产品差异化路线,企业都必须通过技术创新来确立自己的独特地位。因此,迫于生存压力,集群内的企业与集群外的企业相比,更具有实施技术创新的动机。另一方面,在集群内,企业进行创新的可见度较高,创新者的领先效益和示范效应突出,率先进行技术创新的企业所取得的超额垄断利润,无形中给其他的企业以很大竞争压力和利润驱动力,从而推动所有企业重视技术创新。技术创新是由市场的需要引起,企业通过组合各种创新资源,运用科学的方法与手段创造出新产品、新工艺,并进行生产,最终进行商业化,当它商业化成功、企业取得利益时,这项技术创新才算成功(也有人认为企业技术创新的过程还包括技术扩散)。在高新技术产业集群中,比邻而居的企业之间由于频繁的交往和经常性的合作,产生了面对面的观察与学习的便利性,一项技术创新很容易为其他企业所发现,其他企业通过对此项技术创新的消化、吸收与模仿,在此基础之上进行技术改良,又导致渐进性的技术创新不断发生,从而形成强大的挤压效应。另外,在产业集群中各行动主体因地域的接近、交往的频繁、亲友的情缘等因素形成与积累了丰厚的社会资本,减少了学习与交流的交易费用。企业只有进行技术创新,才能不断降低成本,不断提高产品质量和服务水平,从而更好地适应市场需求的变化,最终才能在激烈的市场竞争中生存和发展。企业发展了,由企业组成的高新技术产业集群才能生存、发展。同时企业只有进行技术创新才能实现产品、工艺的升级和换代,这也推动了高新技术产业集群技术水平和产业结构的优化和升级,从而增强了高新技术产业集群的活力,延长了高新技术产业集群的生命周期。企业技术创新能力是一个产业集群长久地保持竞争优势的关键。在产业集群内,企业的竞争力决定了产业集群的竞争力。在开放式市场经济条件下,企业面临的不仅仅是区域内、国内同行的竞争,而是全球同行的竞争,其中不乏本行的佼佼者。面对这么激烈的竞争和自身拥有资源的不足,企业要想生存下去的最好方法就是从我做起,提高自身的竞争能力——进行技术创新就是众多方法中较好的一个。无数公司成功、失败的经验教训已经证明了这一点。以市场需求为导向,进行技术创新,在提高企业竞争力的同时,也提高了以企业为基础的产业集群的竞争力。使高新技术产业集群在竞争中能生存下来,并不断发展,使技术创新成为高新技术产业集群竞争力的源泉。技术创新是一个极其复杂的过程,单个企业是难以支配创新的全过程的,因而企业与外部环境的联系就显得十分重要。在创新过程中集群企业不是孤立的,他们处于由客户、供应商、竞争者、大学、科研机构以及其他机构构成的社会网络中。企业技术创新是一个系统过程,在这个系统中,企业是技术创新的主体,也是创新投入、产出以及收益的主体,是创新体系的核心。但需要大学与研究机构、其他企业、政府、中介机构以及金融机构五大行动主体构成的技术创新支持系统。这种企业技术创新系统的发展很大程度上得益于产业集群。产业集群的技术创新网络反映了集群中创新行为主体之间的关系,通过横向、纵向的联结,信息、技术、资源在网络内部不断流动和优化配置,从而促进了集群中企业的技术创新行为。不仅产业集群内的同类企业之间要形成一种网络关系,更重要的是还要与非同类企业之间也要结成一定的网络关系。产业的区域集聚就为形成创新的产业网络奠定了基础。企业技术创新是一个动态的系统过程。首先,在产业集群内,由于有大量相关企业的存在,以及中介服务机构和消费者,需求信息流量大、快而且集中,使企业在感知市场动向方面比较方便,能够迅速抓住市场需求,把握市场机会,进行技术创新,以填补市场需求空白。在研发阶段,创新资源大量积聚,如人才、资金等,同时大家对彼此又十分了解,合作的可能性更大,这也降低了创新的风险。面对竞争的压力、利益的驱动力,各个企业必然积极主动地进行技术创新;在产品化阶段,由于集群内集聚了大量相关企业,以及由此形成的交易、技术、社会网络,各个企业通过分工与合作方式进行生产,既降低生产成本,又节省了创新时间,同时相匹配的创新也会在先创新企业的带动下进行起来,这种创新的波动效果会使新产品的相关配套设施迅速完备,加快新产品商业化的过程;最后,在商业化阶段,由于产业集群内已经形成了完善而发达的各种渠道和中介服务机构,加上产业集群本身已经形成的品牌效应,使商业化的时间更短,商业化成功的可能性也更大。集群呈现繁荣景象,完整的创新链形成。成熟的企业技术创新系统是一个高度动态的有序的自组织的创新系统,大量的渐进创新不断涌现出来,产品和工艺不断被更新,它们之间或是互相竞争、互相替代或是互相协同、互相促进。成熟的企业技术创新系统的根本动力来自多样化的市场需求、规模扩张以及子系统之间的竞争和协同。技术创新的真正意义和实际价值,不在于创新本身,而在于这种创新的扩散。技术创新对一个国家或地区经济的影响取决于创新成果在整个经济系统中的扩散效果。技术创新扩散是技术创新通过一定的渠道在潜在使用者之间传播采用的过程。技术创新通过技术扩散系统在潜在使用者之间传播、推广和应用,从而提高产业集群内各企业的技术水平,高集群内企业的经济效益和竞争能力。事实上,产业集群内并非每个企业都有能力和条件进行技术创新,少部分企业的技术创新对产业集群的经济增长、效率提高、竞争能力增强等多方面的影响,绝大部分是通过技术创新扩散形式实现的。也就是说,产业集群内技术创新的成功并不仅仅依靠技术的深度和创新的先进性,更大程度上还要根据市场的接受程度,即技术创新的扩散程度来判断。因此,从某种意义上讲,作为技术创新的后续过程,产业集群内技术创新扩散比技术创新更为重要。培育高新技术产业集群,需要加强技术创新能力与政府的相关政策作用。政府在高新技术产业集群技术创新能力提高的进程中应该积极制定培育政策,采取相关措施推进技术创新的顺利进行。第一,政府在扶植高新区发展时,一方面应增加R&D的投入,另一方面还应积极制定R&D优惠政策,给予积极创新的企业以一定的补偿。由于技术的非独占性,社会希望技术溢出越多越好,而从企业出发,创新的技术溢出越少越好,所以政府必须在二者之间保持一种平衡,使创新的私人受益率与社会受益率趋于协调。政府应建立健全知识产权保护法和完善的产权交易制度,保护创新主体的正当权益,并通过使创新者享有某种特定的津贴,比如税收优惠、利率优惠等政策,调动创新者的积极性。第二,制定有利于高新技术产业集群发展的人才培养和吸引政策,积极引进国内外发展高新技术企业的各种人才。鼓励大学和科研院所的科技人员、研究生以各种形式直接参与高新产业集群的技术创新活动,加强产学研的合作机制。政府通过建立和完善技术入股制度,科技人员持股经营制度、技术开发奖励制度等符合高新技术产业发展的分配形式,鼓励科技人员的技术创新。第三,完善风险投资机制,吸引风险投资机构参与到高新技术产业集群的技术创新中来,转化和扩大企业投资主体,解决高新技术产业发展中的资金“瓶颈”,以便有充足的资金投入给优秀的项目和有很大潜力的高技术项目,从而得到资金保障。积极寻求相匹配的国外直接投资,引进先进的技术、设备和先进的管理经验,为风险投资基金提供规范化的运作经验,从而有利于集群质量的改善和集群稳定地发展。高新技术产业集群是区域产业组织的一种形式,产业的空间集聚对产业创新起到了至关重要的作用。现实的经济发展表明,一个国家的经济增长越来越多地依赖于技术和信息,技术的进展已经成为经济增长的主要推动力,依靠科技进步,实现经济增长方式的明显转变。由于外部经济对高新技术产业发展的特殊意义,外部规模经济使得集聚区内的技术信息增加和共享,为创新提供了更多容易捕捉的机会,企业能更方便地接近市场,了解顾客的消费倾向,减少企业的学习成本,促进技术进步,加速企业的技术创新,推动社会经济的快速发展。 -
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A Method of Field Disease Nursery Equipped with a Water Spray System for Identification of Resistance to Sclerotinia sclerotiorum in Oilseed Rape
出版时间:2007核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum)所致的油菜菌核病是毁灭性的。抗病性鉴定方法是抗病材料筛选和育种的关键。本研究探讨了一种有效的田间病害圃鉴定筛选的方法,该方法中维持适中的病害压力是鉴定区别油菜品系抗性的关键。病害圃中每年连作油菜,在播种前每行施两粒菌核。在开花期利用喷雾系统喷雾保湿。于成熟期按0~4级分级调查病害。在两年的试验中,90个品系发病率在3.3%~100%。发病率和病情指数在重复之间显著相关。小区的病情指数和相对抗性指数基本为正态分布。研究结果表明该方法是有效的、有用的和灵敏的。Sclerotinia sclerotiorum causes a highly destructive disease in oilseed rape(Brassica napus).Methods for identification of resistance to S.sclerotiorum are crucial to screening and selection of resistance materials.In the study,we described a field disease nursery method efficient for resistance screening of breeding lines or germplasm of oilseed rape where maintaining of a suitable disease pressure is considered to be most important in order to differentiate levels of resistance existed in different lines.In the disease nursery,S.sclerotiorum inoculum had been maintained by growing oilseed rape consecutively and by placing two sclerotia in each row before sowing in each of the previous four seasons.During the flowering time,all plants were sprayed with water using a spray system.At maturity,disease severity was assessed on a 0~4 scale and disease index was calculated.In tests of two years,percent diseased plants of 90 lines(3 replicates in each year)ranged from 3.3%~100%.The percent of diseased plants and disease indices were significantly correlated between replicates(P<0.05).The frequency distributions of both disease indices(each plot)and relative resistance indices were in a normal form while the frequency distribution of percent diseased plants was negatively skewed.These data indicated that the method is efficient and useful to differentiate resistance of oilseed rape varieties. -
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Preliminary Report Sclerotinia Disease of Watercress(Nasturtium officinale) in Wuhan
出版时间:2007豆瓣菜(Nasturtium officinale R.Br.)又名西洋菜、水蔊菜、水田芥,属十字花科豆瓣菜属植物。枝叶柔嫩青翠,性喜冷凉,较耐霜冻,是深受人们喜爱的冬春上市的水生绿叶蔬菜。有关豆瓣菜菌核病国内尚未有专门报道。该病1999年在武汉旱地栽种的豆瓣菜田中仅见零星发生,到2001年春发病田中的发病面积可达1.61%,甚至到10%左右,表明病害有增重的趋势。豆瓣菜的茎、叶、叶柄均可受害。以中、下部贴近地面匍匐或半匍匐生长的枝叶受害最重。田间病害呈点片状发生,不规则分布。因豆瓣菜分枝多,生长繁茂,茎呈匍匐或半匍匐丛生,故发病初期常需拨开丛生状植株,才能发现感病枝叶,后期因植株枯死而呈现近圆形至不规则形病区。茎部受害,水渍状,淡褐色,边缘不清晰,从病处向两端扩展,空气湿度大时生茂密的绵毛状白霉,继而在植株表面及病茎的空腔中菌丝集结成近球形、扁球形、鼠粪状或不规则的菌核。菌核初白色,成熟后黑色,内部白色。罹病植株病部软腐,但无恶臭,最后失水干枯而呈枯草黄色。叶柄症状与茎部同。病叶受侵处灰褐色或浅黄褐色,湿度大时亦生较稀疏的绵毛状白霉,最后病叶腐烂或干枯。该病一般在12月上中旬出现病株,1月下旬至2月上中旬是大棚中豆瓣菜菌核病的盛发期,大棚和露地均在3月上旬病情趋于稳定。在近几年的调查观察中,一直未见浅水栽植的豆瓣菜有菌核病发生,而旱地栽植的豆瓣菜,不论大棚或露地种植的条件下均可受害,并且大棚中的病情有较露地重的趋势。病茎失水干枯后,菌核极易脱落,而病茎空腔内的菌核则随病株残体遗留在土中。该病的初侵染,来自遗留在土中的菌核产生的子囊孢子。子囊孢子不能侵染健壮的枝叶,而极易侵染中下部贴近地面匍匐或半匍匐生长的衰老叶片,此后才能侵染健壮的枝叶。再侵染主要通过病患组织接触,由病部长出的绵毛状菌丝体完成。豆瓣菜的匍匐或半匍匐生长及分枝多、生长繁茂、枝叶交错的植物学性状和病原菌侵染循环特点,决定了其有利于菌核病菌的接触蔓延,而不利于子囊孢子的气流较远距离的传播,因而造成了植株中、下部枝叶发病的现象,这样就使豆瓣菜菌核病具有一定的“隐蔽性”,也导致田间病害呈点片状发生及不规则分布的特点。菌丝管状、无色,有分枝具隔膜,田间自然情况下菌丝体白色绵毛状,在病茎表面及被害茎的空腔里均可形成菌核。在测量的87个菌核中,其大小(长径)为2.0~7.0mm。菌核无休眠期。将菌核置培养皿中双层浸湿的滤纸上,13.5~16.0℃,室内散射光下培养很易萌发。一个菌核可生出一至数个子囊盘,子囊盘高足杯状,初淡褐色,后为暗褐色。柄长短因环境而异,在黑暗无光条件下,柄长可达6.0 cm以上。子囊盘中生有大量子囊和侧丝,子囊无色棒状,内生8个排列一行的子囊孢子。子囊孢子椭圆形,无色单胞,大小8.7~13.7μm×4.9~8.1μm。子囊孢子成熟后稍受震动(如打开供菌核萌发的培养皿的盖),即可看到状如烟雾的子囊孢子放射现象。据上鉴定,认为豆瓣菜菌核的分离物为Sclerotonia sclerotiorum(Lib.)de Bary。这是我们首次在豆瓣菜上发现有由核盘菌引起的菌核病。进一步研究发现该菌菌丝生长温度范围很广,其中在4~5℃时,菌落在PDA平皿上扩展速度为8.3mm/天、33℃时为2.0 mm/天、当温度达到35℃时,菌落几乎停止生长。病菌菌丝生长最适温度是21℃,在此温度下,菌落扩展速度达32.2 mm/天。 -
报告苹果抗炭疽菌叶枯病基因的SSR标记筛选及遗传定位
出版时间:2019培育抗病品种是一种经济有效的手段,成为解决苹果炭疽菌叶枯病的首选。传统的抗病育种主要依赖于植株的表现型选择 (P he-notypical selection),但是由于环境条件、基因间互作、基因型与环境互作等多种因素大大影响表型选择效率。如抗病性的鉴定就受发病的条件、植株生理状况、评价标准等条件的影响。一个优良抗病品种的培育往往需要花费7~8年甚至十几年时间。随着分子生物技术的快速发展,以DNA多态性为基础的分子标记技术以其表现稳定、数量多、多态性高等优点已被广泛的运用于植物遗传图谱的构建、控制重要农艺性状基因的标记遗传定位、种质资源的遗传多样性分析以及品种指纹图谱的绘制等方面,尤其是分子标记辅助选择 (molecular marker-assisted selection,MAS) 育种,相较传统育种能极大地提高育种的选择效率与育种预见性,受到人们的高度重视。简单重复序列 (simple sequence repeats,简称 SSR) 又称微卫星(microsatellite) 广泛地分布于果树基因组的不同位置。SSR位点多态性的形成是基于基本单元重复次数的不同。由于每个SSR位点两侧一般都具有相对保守的单拷贝序列,所以可以根据此特点在SSR两侧序列设计一对特异引物来扩增 SSR 序列。通过对 PCR 产物进行聚丙烯酰胺凝胶电泳或琼脂糖凝胶电泳来显示不同 SSR 标记的分子多态性。由于SSR标记具有大量的等位差异、多态性好、操作简便、稳定等特点,已被广泛应用于作物的遗传图谱构建、指纹图谱绘制、目标性状基因的标记定位、物种起源进化及品种纯度鉴定等 (Hemmat,1994)。本试验利用SSR标记与集团分离分析法BSA (bulk segregant anal-ysis) 相结合,快速有效地寻找与质量性状遗传的目标基因紧密连锁的SSR标记,用于分子标记辅助育种及抗病性的早期鉴定。本试验选择青岛农业大学苹果试验基地 (山东省胶州市) 2009年种植的,经过室内离体接种鉴定的 ‘金冠’ב富士’ 的207 株F1杂交群体实生树为材料,于2015 年4 月底,每株采摘幼叶 5~6 片,用液氮处理后,置于-70℃冰箱保存。参考Doyle和Doyle (1987) 及 Cullings (1992) 提取基因组DNA的CTAB法,并加以改进 (附录一)。(1) 利用1%琼脂糖凝胶电泳检测。取 4μl DNA 样品与 2μl 6×Lodding buffer 混匀,在 1%浓度的琼脂糖凝胶中电泳 (120V,30min),最后在紫外凝胶成像系统中成像并记录保存。若成像为一条整齐、单一、清晰的 DNA 条带,且点样孔没有亮光,则表明所提样品较纯;若条带不清晰、拖尾或出现涂抹带,则表明 DNA 发生了降解,降解严重会看不到条带;若在胶片下部有弥散的荧光区出现,则表明样品中存有 RNA 杂质;若点样孔处有明显的亮光,则说明样品中含蛋白质和大分子杂质。琼脂糖凝胶电泳检测方法见附录二。(2) 分光光度计检测。运用分光光度计NanoDrop 2000 进行 DNA纯度及浓度的量化测定。若 OD260/OD280 值在 1.8~2.0,并且 OD260/OD230 值大于2.0,则表示此样品DNA纯度适宜。将提取、纯化的基因组 DNA,稀释到浓度为10ng/μl。根据该组合群体的离体接种鉴定结果,将杂交后代单株分为抗病和感病两大类型。按照BSA分析方法的要求,选取 10 份高抗单株 (无任何病斑)的DNA,等量混合构建DNA抗池;选取10份高感单株 (病斑个数大于20) 的DNA等量混合构建DNA感池。两个基因池用于筛选与目标基因连锁的分子标记。从网站 https://www.rosaceae.org/gb/gbrowse/malus_x_domestica/下载目标区域的 contig 序列,然后通过网站 http://archive.gramene.org/db/markers/ssrtool搜索该区域碱基序列中所有的 SSR 位点。搜索参数设置为:碱基重复单位为 2、3、4、5、6 个碱基,相应的重复次数依次为 8 次、6 次、4 次、3 次、3 次。利用 Primer 3.0 P lus软件设计SSR引物,引物设计时应注意:引物与SSR位点间的距离一般大于50 bp 个碱基序列。引物 GC 含量为40%~70%,最适值为50%;引物长度在18~24 bp;退火温度50~65℃,左右引物退火温差小于 5℃;扩增产物片段大小在 150~350 bp。引物的评估利用Oligo软件进行,避免引物二聚体、发夹结构和错配等情况的发生。引物序列 (附表1)。所有引物由生工生物工程 (上海) 股份有限公司合成。SSR反应体系为15 μl,内含10 ng/μl基因组DNA 2 μl,1×Master Mix 7.5 μl,0.2 μmol/L左右引物各0.8 μl。进行初步筛选时的 PCR扩增程序为:94℃预变性 5min,然后按 94℃变性 30 s,55℃退火40 s,72℃延伸30 s的程序进行 10 个循环,每个循环的退火温度降低0.5℃,然后按94℃变性30 s,50℃退火40 s,72℃延伸30s的程度进行25个循环,最后72℃延伸8 min,筛选能扩增出有差异条带的SSR引物。最终筛选的 PCR 扩增程序为:94℃预变性 5min,然后按94℃变性30 s,相应的退火温度40 s,72℃延伸30 s的程序进行35个循环,最后72℃延伸8 min,4℃保存。PCR产物使用3.5%的琼脂糖凝胶电泳,或者聚丙烯酰胺凝胶电泳。聚丙烯酰胺凝胶电泳的方法见附录三。从 HiDRAS 网站 (http://www.hidras.unimi.it/) 和 GenBank (http://www.ncbi.nlm.nih.gov/genbank) 网站下载了 300 对均匀分布于苹果17条染色体上的已发表的 SSR 引物,在亲本及抗感池中进行初步筛选,选出在抗亲、抗池与感亲、感池中有多态性条带的引物,然后在207个做图群体上进行筛选。最终选出与抗性基因位点连锁的标记,根据所筛选出的SSR标记的已知信息,确定其所在的染色体,然后将 SSR 标记序列与苹果基因组数据库 (http://www.rosaceae.org) 进行BLAST比对,将其定位在染色体的具体位置上。初步定位后,从网站 https://www.rosaceae.org/gb/gbrowse/malus x domestica/下载与目标基因位点连锁的 SSR 标记间的 contigs序列,根据SSR标记设计的方法,设计了 276 对新引物。这些引物首先在抗亲、抗池与感亲、感池中进行筛选,将产生多态性条带的引物再进行群体验证。对检测群体中各单株的 SSR 标记基因型分别赋值并记录,与抗池带型相同的记为 “A”,与感池带型相同的记为 “B”。将这些SSR标记在群体上的基因型数据进行孟德尔1R∶1S遗传符合度的卡方检验。并将表型抗性鉴定结果与标记基因型数据相结合,采用 JoinMap 4.0软件,对标记及抗性基因 R gls位点的连锁关系进行分析。利用软件中的Kosambi函数功能将重组率转化为遗传距离,其他参数设置为默认值。将筛选获得的与抗性基因 R gls位点最近的两个 SSR 标记,在两个亲本上进行PCR扩增。将差异片段进行胶回收。回收产物连接到载体pMD-19T simple,然后转化到大肠杆菌进行扩繁。将菌液PCR检测为阳性的克隆送生工生物工程 (上海) 股份有限公司测序。每个样挑取3个单菌落作为测序重复。测序结果用 DNAMAN 软件进行比对分析。具体操作方法见附录四。用CTAB法提取的苹果叶片基因组 DNA经1%的琼脂糖凝胶电泳检测,结果表明,DNA条带清晰,完整无降解 (附图3-1)。可以用于后续的研究。从 HiDRAS 网站 (http://www.hidras.unimi.it/) 下载的 300 对均匀分布于苹果17条染色体上的已发表的 SSR 引物在亲本及抗感池中进行初步筛选,选出54 对在抗亲、抗池与感亲、感池中有多态性条带的引物。再将这54 对引物用于作图群体的207 个单株以筛选与抗性基因位点连锁的 DNA 标记。最终筛选出2 个可以清晰区分抗感双亲、抗感池和杂交群体抗感单株的 DNA 标记,CH01d08 和CH05g05。引物序列如表3-1中所示,因为这两个标记已被报道位于苹果15号连锁群上 (Liebhard et al.,2002),所以将苹果炭疽菌叶枯病抗性基因 (命名为Rgls) 位点定位于15号连锁群上。连锁分析表明这两个标记分别位于Rgls基因位点两侧,通过 BLAST算法与苹果基因组数据库 (http://www.rosaceae.org) 进行比对,SSR 标记 CH01d08位于15 号染色体的 Contig MDC021953.346 上,标记 CH05g05 位于MDC016699.237 上,物理位置分别位于染色体的 2343 kb 和13699 kb处,两个标记覆盖了染色体上11.3Mb区域 (表3-1)。根据苹果基因组 CH01d08 和 CH05g05 标记之间的核苷酸序列,自行设计了276对SSR引物。按照上述方法进行筛选,最终筛选出9对引物能够扩增出清晰稳定的多态性条带的引物 (附图3-2、附图3-3),分别为 S0607039、S0607001、S0506206、S0506001、S0506078、S0405195、S0405127、S0304673、S0304011 (表3-1)。连锁分析表明,标记S0405127和S0304673与Rgls基因位点的距离最近,位于该基因两侧,分别存在2个、4个重组个体。通过对这11个SSR标记在做图群体上的基因分型比例分析,符合 1R∶1S 的理论比值, P 值大于0.05 (表3-2)。SSR编号引物序列重复基序产物长度/bp退火温度/℃位点CH01d08aF:5′-CTCCGCCGCTATAACACTTC-3′R:5′-TACTCTGGAGGGTATGTCAAAG-3′ag29056MDC021953.346chr15∶13688903..13699651CH05g05aF:5′-ATGGGTATTTGCCATTCTTGC-3′R:5′-CCTGAAGCAAGGGAAGTCATAC-3′ag14356.5MDC016699.237chr15∶2343805..2349433S0607039F:5′-AACGCACCGACCCATTTC-3′R:5′-CCAGCTCGCATAACCACC-3′ct18654MDC011529.272chr15∶6103161..6122652S0607001F:5′-ATGAAAGCGAGTCGGAGTG-3′R:5′-GGGGAGGGTTGGTGGTTA-3′caggtcaggt26956MDC004171.329chr15∶5986277..6005012S0506206F:5’-GCTGAGATTTCCCCCATT-3′R:5′-GCTGCGGACACTGCTTAG-3′ttggatgtg24354MDC007696.347chr15∶5714203..5748693S0506078F:5’-AGAAAGGCCCTCAAACAG-3′R:5′-CTGCAGAAGGTGGGTATG-3′aaaagc30455MDC002692.183chr15∶5005415..5011924S0506001F:5′-CATGAAAAGGTAGGCAGTGG-3′R:5′-GAGGTTCTTGGGCAAGTGTT-3′acaaccaa30454MDC013564.245chr15∶5006247..5017709S0405195F:5′-AGACGGGCAAATTAGTTGAGAT-3′R:5′-TCCCTTCTATGATGAATGACACC-3′tg25853MDC016041.193chr15∶4672532..4691912S0405127F:5′-GGCACAATGTAGGAGGGATA-3′R:5′-GCTATGAGGAAATTGGCTCT-3′at33055MDC043871.6chr15∶4622388..4626535S0304673F:5′-GTTTGCACATTGTAATGCTG-3′R:5′-CAGTTTTCTAGTGATGTCGTTG-3′tg(ga)33353MDC013859.580chr15∶4121053..4135560表3-1 定位在15号连锁群上与Rgls基因连锁的SSR标记序列及引物SSR编号引物序列重复基序产物长度/bp退火温度/℃位点S0304011F:5′-GCCGAATCTGCGGAATTG-3′R:5′-TCCCACTTCCTCACCGTCTC-3′ag21056MDC015994.315chr15∶3183972..3196801表3-1 定位在15号连锁群上与Rgls基因连锁的SSR标记序列及引物(续)-1SSRmarkerObservedratio(R∶S)Expectedratio(R∶S)x2PS030401184∶123103.5∶103.53.670.06Ch05g0590∶117103.5∶103.51.760.18S030467393∶114103.5∶103.51.070.30S040512791∶116103.5∶103.51.510.22S040519588∶119103.5∶103.52.320.13S050607894∶113103.5∶103.50.870.35S050600192∶115103.5∶103.51.280.26S060700188∶119103.5∶103.52.320.13S060703998∶109103.5∶103.50.290.59S050620695∶112103.5∶103.50.70.40Ch01d08104∶103103.5∶103.500.96表3-2 SSR标记在207株 ‘金冠’ב富士’ F1 群体中的分离将Rgls位点附近的11个SSR标记在 ‘金冠’ב富士’ 杂交组合F1 群体的207个单株上进行连锁分析。将表型抗性鉴定结果与标记基因型数据相结合采用 JoinMap ver.4.0软件计算出重组率和遗传距离如附图3-4 所示。连锁图谱上标记的顺序依次为 S0304011、CH05g05、S0405195、S0304673、S0405127、S0506078、S0506001、S0506206、S0607001、S0607039、CH01d08,重组率分别为:13.0%、8.7%、5.3%、1.9%、1.0%、6.8%、6.8%、7.2%、7.7%、8.7%、24.6%。遗传距离分别为15.4 cM、7.2 cM、3.1 cM、0.9 cM、0.5 cM、3.0 cM、4.8 cM、6.4 cM、8.2 cM、10.7 cM和33.8 cM。 Rgls基因被定位于 S0304673 和S0405127之间。距离目标基因最近的标记为 S0405127,在抗性基因Rgls位点与S0405127标记之间仅发现两个重组个体,遗传距离为0.5 cM。S0304673 的遗传距离为 0.9 cM。在 ‘Fiesta’בTotem’-15 (F×T) (Fernández-Fernández et al.,2008) 的遗传图谱中,SSR标记CH05g05与Ch01d08的遗传距离为33.7 cM,而在本研究中二者之间的遗传距离为41.0 cM (附图3-4)。为了确定抗性基因Rgls位点的物理位置,将11 个标记序列与金冠苹果染色体基因组序列 (http://www.rosaceae.org) 进行 BLAST 比对,确定这些标记位于15号染色体上的2.3~13.6 Mb。 Rgls被定位于标记S0405127和S0304673之间,跨度为4.1~4.6 Mb,两标记间的物理距离为500 kb (附图3-5)。对S0304673 和 S0405127 进行测序分析。S0304673 标记能够在双亲中扩增出差异条带,而 S0405127 标记只在 ‘金冠’ 上扩增出一条带,所以对S0304673 标记在双亲中的扩增产物进行了测序,而只对S0405127标记在 “金冠” 上的扩增产物进行了测序 (附图 3-6、附图3-7)。测序结果表明,SSR标记 S0304673 和 S0405127 的扩增片段大小分别为333 bp和330 bp。标记S0304673在 ‘富士’ 中的扩增片段比在 ‘金冠’ 中的扩增片段存在三处8~10 bp的碱基缺失,分别是 CT-CAGTGTGT、AGAGAAAG、CTTCTTACTT,另外还存在着一处两个碱基差异和六处单碱基差异。在 ‘金冠’ 中的扩增片段与参考基因组序列比对发现,有两处单碱基的差异,分别为 A/T和 G/A的碱基变化。标记S0405127在 ‘金冠’ 中的扩增片段与参考基因组序列比对发现,除在参考基因组中有两未知碱基以外,其余完全一致。本次测序确定了参考基因组序列的两处未知碱基分别为G和A。集团分离分析法 (BSA法) 是分子标记研究中的最经典的研究方法之一。其最大的贡献在于能够快速、有效地检测到与目的基因相连锁的分子标记,能够在连锁图谱中标记稀疏区或末端寻找到新的标记,并以此作为侧翼标记 (flanking marker),为继续寻找更紧密的连锁标记、构建高分辨率的连锁群、物理图谱和进行基因的图位克隆奠定基础 (廖毅,2009)。其原理简单、操作方便,而且克服了许多物种没有或者难以创建近等基因系的限制,被广泛地应用于作物育种中。同时必须注意到,物种基因组大小对标记与目标基因连锁距离是有影响的,一般来说基因组大,多态性少的物种,获得与目标基因紧密连锁标记的可能性也比较小。BSA法所能检测到的分子标记与目标基因的可信遗传距离一般在 15~25 cM,所以此法并不是在每一物种上都能获得所需要的目的标记 (Mackay and Caligari,2000)。DNA池的质量对BSA法的检测效率也有很大的影响。所以在实验过程中一定要注意,一是保证DNA 的纯度和浓度。杂质会影响紫外光的吸收率,高浓度的 DNA 溶解不均匀。因此混池时,尽可能使用高纯度 DNA,并适当稀释,否则会影响分池的精确性。二是避免 DNA 池污染。DNA 污染的原因有多方面,包括基因重组率、本身的表型效应、性状鉴定误差、DNA 混合误差、PCR 效率不均等。我们可以通过减少PCR 循环次数、减少混池单株数、构建多池、重复实验等方法来降低实验误差,否则这些误差将会导致多态性被覆盖而找不到目标标记。随着分子生物学技术的快速发展,许多分子标记被成功的应用于控制农艺性状的重要基因的遗传定位及遗传图谱的构建。如 RAP D标记、RFLP 标记、SCAR 标记、CAPs 标记、SSR 标记、SNP 标记等。在这些标记中,SSR标记具有重复性好、可靠性高、共显性和适合自动化操作等优点,成为基因定位和遗传图谱构建的首选。而且,SSR标记广泛从布于整个基因组。据统计,大约有163426个 SSR 位点公布在苹果17条染色体上 (关玲等,2011)。苹果基因组序列的公布,使SSR标记的批量开发及相应引物的设计变的更加便捷 (Guan et al.,2011)。人们可以利用已有的 SSR标记对整个基因组进行筛查,快速的将目标基因所在区域进行锁定。然后在该区域查找SSR并设计合成新的引物,进一步缩小基因所在范围。在本研究中,576 个 SSR 标记,包括300对以前发表的标记和276 对新开发的标记被首次应用于抗炭疽菌叶枯病基因位点的定位。从300对已发表并定位的SSR标记中成功的获得了2 个与抗性基因 Rgls位点连锁的 SSR 标记,CH01d08和CH05g05。这两个标记被定位于 ‘Fiesta’בTotem’ 遗传图谱的第15条染色体上的基因组序列 MDC021953.346 和 MDC016699.237上,位于抗性基因 R gls位点的两侧。这一初步定位的结果为后续标记的开发提供了非常重要的信息,明确了 R gls基因所在的染色体及区域范围。随后9个位于CH01d08和CH05g05之间与Rgls位点连锁的新标记被开发出来。最近的标记与抗性基因 R gls位点间的遗传距离为0.5 cM。在前人的研究中,SSR标记 CH01d08 和 CH05g05 被定位在 ‘Fi-esta’בTotem’ 的遗传图谱中,遗传距离为 33.7 cM.而在本研究中,它们间的遗传距离为41.0 cM。这种类似的现象Paolo等 (2013)也报道过。他们在利用四个分离群体构建与柱型基因 Co位点紧密连锁的遗传图谱时发现,特定标记间的遗传距离会因不同群体,甚至同一群体不同群体大小而不同。这有可能是由于采样不同或遗传因素控制的局部的和全基因组的重组频率不同造成的 (Doligez et al.,2006;Vezzulli et al.,2008;Moriya et al.,2009)。理论上,标记在基因组上的遗传位置与物理位置应该是对应的。但是在本研究中发现,部分标记的遗传位置与物理位置并不是一一对应的。从附图3-4和附图3-5中可以看出,共有8个SSR标记的连锁图谱上的位置与在 ‘金冠’ 基因组序列中的物理位置是一致,另外3个标记,S0506078、S0405195 和 S0304011在遗传图谱上的位置与物理图谱上的位置不一致。这有可能是由于当前的苹果基因组重叠群序列产生装配错误,也有可能是苹果基因组中染色体结构的变异造成的。对引物S0405127 和 S0304673在亲本金冠的扩增片段进行测序发现,所测序列中有四处碱基与参考基因组存在差异。这四个差异碱基及上述的三个与理论顺序不符的标记有可能会纠正基因序列组装错误。在本研究中位于抗性基因 Rgls位点两侧的标记 S0405127 和S0304673间遗传距离与物理距离的对应关系显示,1.4 cM 对应着500 kb个碱基 (物理距离/遗传距离=357 kb/cM)。在对苹果抗黑星病基因Vf位点的分子标记遗传定位的研究结果中显示,每cM 的遗传距离对应423~857 kb的物理距离 (Patocchi et al.,1999)。而在对控制苹果柱型基因 Co位点的遗传定位研究中,每 cM 的遗传距离对应702 kb的物理距离 (Paolo B et al.,2013)。这与本研究中所得出的结论不相符。这有可能与研究材料的群体大小、DNA提取的纯度及表型鉴定的准确性有关。本研究中所利用的SSR标记,特别是新设计的276 对引物,有很大比例在亲本间能扩增出多态性条带,而在抗感池间无差异。虽然这部分标记与抗性基因 R gls不存在连锁关系,但仍可用于群体遗传图谱的构建,以及其他性状标记的筛选。在对PCR产物的检测中,使用了3.5%的琼脂糖凝胶电泳和聚丙烯酰胺凝胶电泳两种方式。采用3.5%的琼脂糖凝胶电泳条带清晰,分辨率高,可以清楚的显示差异条带,而且操作简单,电泳速度快,但是存在显示的条带少的缺点。而聚丙烯酰胺凝胶电泳产生的条带很多,分辨率极高,甚至能分离1 bp的碱基差别,但是制备和操作复杂。本试验主要采用3.5%的琼脂糖凝胶电泳,所以可能会导致一些引物因产生的多态性条带间差异小,没有显示出来而被淘汰。本研究首次开展了与抗炭疽病叶枯病基因 R gls位点紧密连锁的分子标记的筛选,并构建了第一张与抗性基因 R gls位点紧密连锁的分子标记遗传图谱。通过对207株 ‘金冠’ב富士’ 杂交组合F1 群体的验证,11个与Rgls位点连锁的标记将该基因定位在苹果基因组第15条染色体上,覆盖了49.2 cM的遗传距离,标记S0405127 和 S0304673分别位于抗性基因位点的两侧,遗传距离分别为 0.5 cM 和 0.9 cM,对应于 ‘金冠’ 苹果基因组的物理距离为500 kb。这两个标记可以应用于抗炭疽菌叶枯病分子标记辅助育种,在定植前对幼苗进行抗性筛选。这将会显著的降低苹果抗炭疽菌叶枯病育种的成本,缩短育种时间。本研究结果对深入开展抗炭疽菌叶枯病的遗传机理和分子机制研究有重要的意义,并为进一步的抗性基因的图位克隆和基因功能验证奠定基础。 -
报告美国白蛾监测预报
出版时间:2009在美国白蛾发生区和监控区,根据美国白蛾不同虫态的发生特点,选择有针对性的监测预报场所。首先,在监测区范围内,靠近美国白蛾发生区周围城乡绿化带和人们日常活动场所的四旁树木。其次,与发生区有货物运输往来的车站、码头、机场、旅游点及货物存放集散地附近的树木。再次,村庄房前屋后,城区机关、单位院内的喜食树种。最后,沿公路、铁路及沿途村庄的树木。美国白蛾在北京及周边地区一年发生三代,越冬代成虫发生在4月上旬至5月下旬;第一代成虫发生在6月下旬至7月中旬;第二代成虫发生在8月中旬至9月上旬。卵调查时间为每代成虫进入羽化期后。幼虫调查时间:第一代幼虫为5月上旬至6月下旬,第二代幼虫为7月中旬至8月下旬,第三代幼虫为8月下旬至10月下旬。越冬、越夏蛹调查时间为各代成虫羽化前进行。美国白蛾的监测调查方法根据不同虫态宜选择相应的方法。在监测区,首先组织专业技术人员进行一次全面的踏查,对重点地区,在踏查的基础上,进行全面、细致的详查。以自然村、居民区、厂矿、机关、部队驻地为调查点,公路以道班、铁路以站段、街道以街区为调查单位。每调查单位要抽查10%~30%的树木,观察树上卵块及网幕。第一代卵块和幼虫网幕集中在树冠中下部外缘。第二、第三代卵块和幼虫网幕多集中在树冠中上部外缘。蛹调查主要在以上地点内及周围的墙缝、砖瓦堆、树皮缝和杂草枯枝落叶等处进行,调查时可选取一定面积进行挖蛹检查。对重点地区的喜食树种要逐株详查。对一般喜食树种可选一定面积的样地进行抽样检查。在监测区,可在美国白蛾成虫发生期用灯诱或性诱方法定期、定时进行动态监测。成虫监测是发生区和监测区常用的美国白蛾监测方法,通过对美国白蛾成虫的监测可了解发生数量,掌握发生动态,确定发生时期,为后期防治打好基础。美国白蛾成虫的监测一是利用美国白蛾有趋光性的特点使用测报灯测报。由于成虫羽化大多集中在18~20时,因此可以在第二天早晨分别记录前一天雌雄成虫羽化的数量(表1)。二是利用美国白蛾性诱剂诱捕美国白蛾雄成虫。人工合成的美国白蛾性信息素具有专一性强、灵敏度高、使用方便、有效期长等特点。美国白蛾性信息素诱捕器诱虫半径最远距离约为400m,100m范围内效果最好。诱捕器的设置高度对诱虫效果亦有很大影响,第一代以距地面2.0~2.5m为宜,第二、第三代以距地面3~4m诱虫效果最佳。成虫羽化期每天早晨检查诱捕雄蛾数量并记录。调查地点:调查时间每灯诱蛾量(头)小计雌雄每灯芯诱蛾量(头)调查人:调查日期:表1 美国白蛾成虫调查表美国白蛾喜欢生活在阳光充足且温暖的地方。雌虫通常将卵产在喜食树种树冠边缘的枝条端部或近端部叶片背面,而且卵块在树冠的西南方向分布较多。美国白蛾每粒卵的直径为0.4~0.5mm,每平方毫米大约有卵4粒。统计每块卵数量时用坐标纸描出每一卵块的轮廓计算出面积,将结果乘以4即可得到卵块的卵数量。卵的孵化期一般为8~10天,通过对卵的孵化情况的监测调查卵的孵化期及孵化率。在美国白蛾发生区首先选择美国白蛾喜食树种,如臭椿、桑树、榆树、法桐、糖槭、白蜡、核桃等。在调查过程中对重点地区的喜食树种要逐一调查。对一般喜食树种要选择一定面积样地进行抽查。美国白蛾幼虫一般可经历7个龄期,其中第一代幼虫经历约36天;第二代幼虫由于食物充足、温度适宜生长发育快可经历29天左右;第三代幼虫经历将近50天才能化蛹。幼虫调查的主要调查幼虫的龄期、有虫株率、虫口密度、发生面积。发生面积的统计以城镇(农村)居民区发现一个疫点(成虫、网幕)为10亩计算,10亩以内发生的疫点均包括在10亩内,不重复统计,10亩以外发生的仍按此方法统计;造林地发现的疫点按小班统计发生面积(表2)。调查单位:单位调查面积(亩)调查株数(株)有虫株数(株)有虫株率(%)平均虫口密度(头/株)发生面积(亩)小计轻中重调查人:调查日期:年月日表2 美国白蛾虫情调查表美国白蛾幼虫老熟后,陆续从树上向下转移寻觅隐蔽处化蛹。第一代蛹主要集中在寄主树干下老皮及树冠下的表皮内,或建筑物及篱笆缝隙中化蛹;第二、第三代幼虫到老龄之后,往往沿树干爬下,四处扩散化蛹。老熟幼虫成蛹期一般经过7~20天(越冬代除外),蛹期长短主要取决于温、湿度等外部条件。在美国白蛾发生区选择美国白蛾喜食树种附近的草垛、砖墙墙缝、砖垛缝隙内、石块下。调查越冬、越夏蛹的密度后可以统计出其成活率、寄生率、死亡率(表3)。调查地点调查总蛹数活蛹数(头)死蛹数(头)小计雌雄小计寄生其他死亡率(%)合计平均死亡率(%):调查人:表3 美国白蛾蛹调查表美国白蛾虫情系统调查和预测预报,可按照原林业部印发的《美国白蛾预测预报办法》(厅护字[1997]71号)执行。
