科研产出
甘蔗宿根矮化病感病与非感病植株养分含量、根系生长及内生细菌群落的差异
《植物营养与肥料学报 》 2020 北大核心 CSCD
摘要：[目的]分析甘蔗宿根矮化病(ratoon stunting disease,RSD)感病植株与非感病植株不同部位氮、磷、钾吸收量、根系生长和内生细菌群落结构特征,旨在探明甘蔗宿根矮化病的感染与危害机制,为构建生态防控RSD栽培管理技术体系生态防控RSD提供理论依据.[方法]以甘蔗RSD感病植株为试材,RSD非感病植株为对照,采集甘蔗RSD感病植株和非感病植株叶片、根系和茎部组织为样品,利用传统和现代高通量测序技术分析了甘蔗RSD感病植株和非感病植株叶片、茎中氮、磷、钾含量,根系生长以及内生细菌群落结构特征.[结果]甘蔗RSD感病植株不同部位氮、磷、钾吸收量显著低于RSD非感病植株;而且RSD感病植株根长、总根表面积、总根体积和根尖数等反映植株根系生长状况的指标,以及指示植株内生细菌多样性的Shannon指数显著低于RSD非感病植株;同时,Simpson指数显著高于相应的RSD非感病植株;基于门分类水平,RSD感病植株内生细菌的部分优势菌门,如绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)细菌的丰度占比急剧增加,而厚壁菌门(Firmicutes)和门分类水平中属于其它(other)菌门的细菌占比下降;属分类水平,RSD感病植株内生细菌部分优势菌属的丰度占比、排位顺序与对照相比,发生了明显变化,而且诸如Pseudarthrobacter、红游动菌属(Rhodoplanes)等部分优势菌属缺失.[结论]甘蔗罹患RSD病后,根长、总根表面积、总根体积和根尖数均显著下降,致使植株氮、磷、钾吸收量显著降低.氮、磷、钾吸收量的减少,尤其是钾吸收量的急剧下降,又会影响RSD感病植株的生长,最终导致甘蔗产量和品质下降.与非感病植株相比,RSD感病植株内生细菌多样性下降、特有内生细菌优势菌属和菌种数量减少是甘蔗植株抗性降低的重要原因.与非感病植株相比,RSD感病植株内生细菌的部分优势菌门的丰度发生了明显变化,诸如绿弯菌门(Chloroflexi)和酸杆菌门(Acidobacteria)细菌的丰度占比急剧增加,而厚壁菌门(Firmicutes)和属于门分类水平中其它(other)的细菌占比下降.与非感病植株相比,RSD感病植株内生细菌部分优势菌属的丰度占比、排位顺序也发生了明显变化,如Pseudarthrobacter、红游动菌属(Rhodoplanes)等部分非感病植株中丰度占比大于1% 的优势菌属缺失.
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甘蔗宿根矮化病感病与非感病株根际土壤生物学性状及细菌群落结构特征
《植物营养与肥料学报 》 2019 北大核心 CSCD
摘要：[目的]比较甘蔗宿根矮化病(ratoon stunting disease,RSD)感病植株与非感病植株根际土壤的生物学性状及细菌群落结构特征,旨在为构建甘蔗健康的根际微环境,筛选高效RSD生防细菌提供参考.[方法]通过田间调查和实验室鉴定,以甘蔗RSD感病植株为试材,非感病植株为对照,采集甘蔗RSD感病植株和非感病植株的根际土壤,并基于传统和现代高通量测序技术,分析了甘蔗RSD感病植株和非感病植株根际土壤的生物学性状和细菌群落结构特征.[结果]与甘蔗RSD非感病植株相比,感病植株根际土壤中指示土壤肥力与健康状况的生物学性状指标 β-葡糖苷酶、磷酸酶和氨肽酶活性,以及微生物生物量碳、氮、磷显著降低;同时,指示细菌丰富度的Chao1指数和指示细菌多样性的Shannon指数显著下降.门分类水平与非感病甘蔗植株相比,RSD感病植株根际土壤中Proteobacteria(变形杆菌门)、Actinobacteria(放线菌门)、Gemmatimonadetes(芽单胞菌门)和Nitrospirae(硝化螺旋菌门)等优势门类细菌占比呈倍级降低,但Chloroflexi(绿弯菌门)、Acidobacteria(酸杆菌门)、Firmicutes(厚壁菌门)、Cyanobacteria(蓝细菌门)、Planctomycetes(浮霉菌门)、Bacteroidetes(拟杆菌门)等优势门类细菌占比呈倍级增加;在属分类水平,与非感病甘蔗植株相比,RSD感病植株根际土壤中Xanthobacteraceae(黄色杆菌属)、Acidothermus、Gaiellales、Roseiflexus(玫瑰菌属)、Micromonosporaceae(小单孢菌属)和Nitrospira(硝化螺旋菌属)细菌占比呈倍级降低,但Acidobacteria(嗜酸菌属)细菌及部分未知菌属却呈倍级提高.[结论]甘蔗RSD感病植株根际微环境中指示土壤肥力的生物学指标显著降低,细菌丰富度和多样性显著下降,部分优势细菌门属占比发生剧变可能是导致甘蔗RSD发生的重要原因.
关键词： 甘蔗 宿根矮化病 根际土壤 生物学性状 细菌群落结构
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广西主要蔗区甘蔗宿根矮化病调查
《南方农业学报 》 2017 北大核心 CSCD
摘要：【目的】调查广西主要蔗区甘蔗宿根矮化病(Ratoon stuning disease,RSD)的发生情况,了解其分布、危害程度及发生规律,为推广甘蔗健康种苗,有效防控RSD提供科学依据。【方法】2013~2014年在广西9个糖料蔗主产区进行RSD发生情况调查和田间取样,采用PCR对采集的蔗茎样品进行RSD检测,并按不同蔗区、不同品种、不同植期、不同蔗地类型的发病率分析广西蔗区RSD发生状况。【结果】在278个样品中有198个样品检测出RSD,检出率为71.2%;调查的9个主产区均检测出RSD,阳性检出率在58.3%~100.0%;采集的27个甘蔗品种(系)均检测出RSD,其中主栽品种ROC22发病严重,RSD检出率达80.8%;新植蔗的RSD检出率为36.0%,宿根蔗的RSD检出率为75.7%,宿根年限越长,RSD检出率越高;旱地蔗的RSD发病率比水田高18.1%(绝对值)。【结论】RSD在广西普遍发生且发生严重,生产中急需推广甘蔗温水脱毒种苗和选育高抗且综合性状优良的甘蔗品种。
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宿根矮化病菌侵染后甘蔗防御酶活性变化
《南方农业学报 》 2014 北大核心 CSCD
摘要：【目的】研究接种甘蔗宿根矮化病(Ratoonstuningdisease,RSD)菌后甘蔗防御酶活性的变化,为进一步探明甘蔗与RSD病菌的互作机制提供理论依据。【方法】以温汤脱毒后的甘蔗品种桂糖11号(GT11)为材料,设RSD菌液浸种为处理,ddH2O浸种为对照,测定甘蔗茎、叶不同时期超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷胱甘肽还原酶(GR)等5种防御酶活性变化。【结果】在RSD病菌胁迫下,甘蔗茎和叶片中相关防御酶活性均有所变化,茎中除APX活性一直高于对照外,其他酶活性均表现为在90d时低于对照,180d时高于对照;叶中除POD活性一直高于对照外,其他酶活性在90d时高于对照,180d时低于对照。【结论】在RSD病菌胁迫下,甘蔗茎和叶片中CAT、SOD、POD、APX及GR活性均有所提高,随着胁迫时间的延长在茎中出现逐渐高于对照的趋势,叶片则与此相反。
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宿根矮化病菌诱导甘蔗差异表达基因的cDNA-SCoT分析
《作物学报 》 2013 北大核心 CSCD
摘要：宿根矮化病是危害严重的世界性甘蔗主要病害之一,为了探究甘蔗在该病胁迫下的抗病分子机制,本研究以甘蔗品种新台糖22健康植株为材料,利用含有宿根矮化病病原菌的蔗汁诱导其抗性,分别在接种后2、4、6、8和10d取样,构建宿根矮化病侵染处理与对照的RNA混合池,利用cDNA-SCoT法进行差异显示研究。结果表明,80条SCoT引物扩增出500多条带,长度在100~1800bp之间。从中筛选出30个差异明显的条带,测序后序列拼接,获得22条高质量的EST序列。生物信息学分析显示,对甘蔗宿根矮化病的差异基因主要涉及能量代谢、防卫反应、信号转导、蛋白质类代谢等方面。进一步基因功能分析显示,油菜素内酯合成蛋白、NBS-LRR类抗性蛋白、茉莉酸诱导蛋白、α-微管蛋白、ABA胁迫成熟蛋白、富含脯氨酸蛋白、翻译起始因子eif-2bα亚族等可能参与了甘蔗宿根矮化病病原菌互作的过程。
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宿根矮化病菌对甘蔗生长和内源激素的影响
《华中农业大学学报 》 2013 北大核心 CSCD
摘要：甘蔗宿根矮化病(ratoon stunting disease,RSD)是由Leifsonia xyli subsp.xyli引起的病害。为研究该病对甘蔗的生长和内源激素的影响,选择2个甘蔗品种新台糖22号(ROC22)和果蔗(Badila),采用桶栽种植分别进行3个处理:感染RSD病菌蔗株进行52℃温汤脱菌处理30 min、感染RSD病菌蔗株、健康蔗株(对照),在出苗后90、120、150、180 d测定株高和内源激素的含量,并利用PCR检测确定感病和健康蔗株。结果表明:感染RSD病菌蔗株的株高显著低于对照和温汤脱菌处理;感染RSD病菌处理植株的赤霉素(GA3)、生长素(IAA)含量明显低于对照和温汤脱菌处理,而脱落酸(ABA)含量则相反,感染RSD病菌处理的ABA含量明显高于对照和温汤脱菌处理;对照和温汤脱菌处理的株高和激素含量差异不显著。
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甘蔗宿根矮化病PCR检测技术优化分析
《南方农业学报 》 2012 CSCD
摘要：【目的】在PCR的基本程序上,以甘蔗宿根矮化病菌Lxx16S～23S rDNA内部转录间隔区特异性引物,优化PCR反应条件,以建立稳定、快速、灵敏度高的甘蔗宿根矮化病PCR检测技术。【方法】以Lxx基因组DNA为模板,采用TaKaRa的Ex Taq Polymerase和2×GCBufferⅡ,调整退火温度和引物浓度等主要因子,优化PCR反应体系;稀释Lxx基因组DNA模板的浓度,检测优化PCR的灵敏度;用优化的PCR对田间生长的甘蔗品种GT11叶片总DNA进行RSD测定。【结果】优化的PCR得到清晰特异的条带为Lxx16S～23S rDNA内部转录间隔区序列;能从稀释1000倍的Lxx基因组DNA(15.9pg/μL)中检测到Lxx,而常规的PCR只能从稀释100倍的Lxx基因组DNA(159pg/μL)中检测到Lxx,且出现假阴性,不稳定。对田间生长的甘蔗品种GT11叶片总DNA进行PCR检测,结果用优化后的PCR检测RSD感染率为66.7%,而常规的PCR检测RSD感染率为0。【结论】优化的PCR体系为:2×GCBufferⅡ12.5μL,Ex Taq DNA酶(5U/μL)0.2μL;dNTP(2.5mmol/L)1.5μL;Lxx1(10μmol/L)1.0μL,Lxx2(10μmol/L)1.0μL,DNA模板1.0μL,用ddH2O双蒸水补足至25.0μL。PCR反应程序为:95℃预变性10min,94℃15s,57℃15s,72℃30s,40个循环;72℃延伸10min。优化的PCR比常规PCR的灵敏度高、结果稳定、检测效率高,更适合于田间大批量样品快速检测。
关键词： 甘蔗 宿根矮化病 PCR检测 16S～23SrDNA 优化体系
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甘蔗种质资源抗宿根矮化病特性鉴定
《南方农业学报 》 2012 CSCD
摘要：【目的】筛选抗甘蔗宿根矮化病(RSD)种质资源材料,为选育抗RSD甘蔗品种提供优良抗原。【方法】采用浸蔗种的方法对6个系列100份甘蔗品种进行侵染,用建立的RSD-PCR检测方法进行检测,计算各甘蔗品种RSD发病率,并对甘蔗种质资源进行抗性评价。【结果】100份甘蔗品种材料中,GT02/351、CP89/2134、ROC26、粤94/28、福农89/209、崖96/45等品种RSD发病率为0,表现为A级抗性;GT99/181、GT97/228、GT90/95等品种RSD发病率等于10%,表现为B级抗性;GT02/208、GT96/156、ROC22等品种表现为C级抗性;GT21、GT02/237、CP88/1762等品种表现为D级抗性。6个不同系列中,CP系列RSD平均发病率最低,为12.00%,抗性最强;粤糖系列RSD平均发病率最高,为28.57%,抗性较弱。【结论】GT02/351、CP89/2134、ROC26、粤94/28、福农89/209、崖96/45等甘蔗品种具有良好的抗性,具有推广应用价值;CP系列的抗性较强,可作为抗RSD的育种材料。
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甘蔗宿根矮化病研究进展
《南方农业学报 》 2011 CSCD
摘要：甘蔗宿根矮化病(Ratoon stunting disease,RSD)是由一种木质部限制性病原菌引起的病害,感染RSD的蔗株一般表现为植株矮化、分蘖少、生长缓慢,成熟蔗茎基部节位维管束组织一般呈粉红色至橙红色等变色症状。被染污的收割工具很容易将病菌传染给健康蔗株而使RSD迅速传播蔓延。酶免疫方法和PCR方法是检测RSD的常用方法,各有优缺点。用于RSD病原细菌培养的培养基有多种,使用最多的是SC培养基。选育抗RSD品种和健康种茎生产体系相结合是防治RSD最有效的措施。对RSD的基因分析已有一定进展,建议进一步利用基因组学和蛋白质组学分析方法进行研究。
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