1 ①谈“当地”(学生所在的地方)休闲农业的现状和发展 2 ②谈儿童活动区的规划要求 3 ③探讨“生态”在公园规划中的体现 4 ④谈园林景观中的休闲空间及应用 5 ①居住区景观设计探讨 6 ②公园景观设计探讨 7 ③广场景观设计探讨 8 ④小区水体景观生态设计方法探索 9 ①水生花卉及其在园林造景中的应用 10 ②~~(省/市/县)花卉产业现状及发展方向 11 ③~~(花卉)组织培养繁殖技术研究 12 ④~~切花采后生理及保鲜技术 13 ①城市道路绿化景观分析研究 14 ②开放性公园规划设计初探 15 ③匾额、楹联在园林中的应用 16 ④观光农业园发展初探 17 ①城市景观大道植物造景 18 ②居住社区植物造景 19 ①~~(城市)色叶植物资源调查 20 ②~~(城市)行道树资源调查 21 ①高校校园规划设计 22 ②居住区景观规划设计 23 ③公园规划设计 24 ①乡村旅游(景观)探讨 25 ②观光农业(景观)探讨 26 ③浅析XXX校园景观 27 ④浅析XXX城市景观 28 ①~~小区园林规划设计 29 ②~~社区公园规划设计 30 ③~~工厂核心区园林规划设计 31 ①滨水景观设计 32 ②城市公园规划设计 33 ③乡村景观保护与规划 34 ④公共绿地可达性调查研究 35 ①浅谈住宅小区景观的色彩设计与应用 36 ②园林景观设计中水景的营造手法 37 ③园林景观设计中小品的表现手法和作用 38 ④园林景观设计中铺装材料调查 39 城市道路绿化景观设计研究 40 关于城市广场人性化设计方法的思考 41 城市广场植物景观设计方法研究 42 关于城市广场铺装设计方法的思考 43 居住区植物景观设计方法研究 44 城市步行街景观设计方法的研究45 城市滨水景观设计方法的思考 46 山地城市中地形设计方法的研究西南大学网络与继续教育学院2013年春 园艺专业毕业论文题目1 当地果树生产现状及对策 2 当地蔬菜产业现状调查及对策 3 设施栽培效益分析 4 节水灌溉系统的建设及管理 5 园艺作物节水灌溉效益分析 6 “某一种”蔬菜产销体系的调查研究 7 当地蔬菜生产模式现状与对策 8 当地食用菌产业发展方向与新技术推广的研究 9 当地蚜虫危害园艺作物的种类及消长规律研究 10 当地农业杂草种类的调查及防治方法研究 11 当地蔬菜生产与营销现状及对策 12 品牌在蔬菜产业可持续发展中的作用研究 13 无公害蔬菜生产中农药污染问题的调查研究 14 蔬菜标准化生产的实践与思考 15 我国蔬菜种子产业发展现状 16 绿色食品蔬菜生产中的问题及对策 17 蔬菜新品种引种比较试验 18 果树苗木繁殖技术研究(以当地你感兴趣的某一种果树为材料) 19 xx地区果树产业现状及发展策略研究(以某市或者某县的果树产业为研究对象) 20 果树病虫害防治研究(以当地一种果树的某种病害或者虫害为研究对象) 21 xx地区水果行情调查分析(以某市或者某县的水果行情为研究对象) 22 某种蔬菜作物的繁殖技术研究 23 某种蔬菜作物的病虫害防治技术研究 24 当地蔬菜生产存在的问题及对策建议 25 当地特色蔬菜的开发与利用 26 植物激素在果树生产上的应用 27 植物激素在蔬菜生产上的应用 28 植物激素在花卉生产上的应用
我先前也是对论文的写作非常非常头大,还好后来找闻闻论文网的老师帮忙才搞定。论文里面的核心部分,分析和数据处理是最难的,包括我身边的一些同学写到一半写不下去了,我都介绍的闻闻论文网给他们,非常专业,有的甚至把整篇都找帮忙的。
摘要:文章简要介绍了现代农业的含义、发展现代农业的意义以及福建省现代农业发展情况和农村农业人才情况,提出了从统筹协调管理体制,制定农村成人教育发展规划;加强农村成人教育师资队伍建设;依托高校加强农业技术人才培养;依托科技特派员制度,吸引相关人才到农村贡献才智;建立并运作好农业专家人才数据库;出台相关政策吸引人才服务于农业农村等六方面,构建符合现代农业发展需要的人才支撑体系。引言 现代农业的核心是科学化,特征是商品化,方向是集约化,目标是产业化。与传统农业相比,它具有四大特点:一是突破了传统农业主要从事初级农产品原料生产的局限性,实现了种养加、产供销、贸工农一体化生产,使得农工商的结合更加紧密;二是突破了传统农业远离城市或城乡界限明显的局限性,实现了城乡经济社会一元化发展、城市中有农业、农村中有工业的协调布局,科学合理地进行资源的优势互补,有利于城乡生产要素的合理流动和组合;三是突破了传统农业部门分割、管理交叉、服务落后的局限性,实现了按照市场经济体制和农村生产力发展要求,建立一个全方位的、权责一致、上下贯通的管理和服务体系;四是突破了传统农业封闭低效、自给半自给的局限性,发挥资源优势和区位优势,实现了农产品优势区域布局、农产品贸易国内外流通。简而言之,建设现代农业的过程,就是改造传统农业、不断发展农村生产力的过程,就是转变农业增长方式、促进农业又好又快发展的过程。 推进新农村建设的首要任务是建设现代农业,现代农业建设将作为现阶段农业和农村经济发展的重要过程贯穿新农村建设的始终。发展现代农业,意味着给农业注入更多的现代理念和方式,更多地用现代物质条件装备农业,用现代科学技术改造农业,用现代产业体系提升农业,用现代经营形式推进农业,用现代发展理念引领农业,用培养新型农民发展农业,提高农业水利化、机械化和信息化水平,提高土地产出率和农业劳动生产率,从根本上提高我国农业的素质、效率和竞争力。 1 福建省农业发展与农业农村人才的现状 我省现代农业发展的现状 简单地概括,我省农业发展具有以下几方面的特点:①特色农业发展迅速。水果、茶叶和食用菌占了相当的比重,根据2006年统计数据,我省以发展特色农产品为主的农民专业合作经济组织达1100多个,参与农户达30多万户。②闽台农业合作深入拓展。近年来,我省闽台农业合作进一步扩大,海峡两岸农业合作实验区扩大到福建全省。根据2006年统计数据,全省累计批办农业台资项目近2000个,引进台湾农业良种2500个,先进与实用技术800多项。③农村产业化经营组织发展较快。全省农业产业化经营组织销售收人每年都以20%以上的速度增长,带动了40%以上的农户发展生产。根据2006年统计数据,全省各类农业产业化经营组织已发展到6000多个。④外向型农业持续增长。福建近年来积极利用对台优势和对外优势,着力在闽台农业合作、培育特色产业和优势品种、推广订单农业、引进涉农资金和技术等方面寻求突破,外向型农业逐渐成形。⑤农业发展存在的主要问题是:农产品结构不尽合理,市场竞争力不强;农产品加工业发展缓慢,产业化水平不高;产和销结合不紧密,农产品加工企业与农户之间的利益联结机制不完善;农业技术创新能力不强,加工企业技术、装备、管理水平落后行业指导和服务滞后。 我省农村农业人才的现状 2006年末,福建农村劳动力资源总量万人,农村从业人员万人,占农村劳动力资源总量的%。全省共有农业生产经营户万户,农业生产经营单位万个。农村劳动力呈现以下的分布特点:①农业从业人员年龄偏大,学历偏低,技术人员偏少。2006年末,全省农业从业人员万人。按年龄分,20岁以下占%,21-30岁占%,31-40岁占%,41-50岁占%,51岁以上占%;按文化程度分,文盲占%,小学占%,初中占%,高中占%,大专及以上占%。农村从业人员将近60%在41岁以上,小学学历占了%。农业技术人员万人,占农业从业人员总数的%。②年青并具有初中文化程度以上的农村劳动力外出从业转移速度加快。2006年,农村外出从业劳动力万人。外出从业劳动力中,20岁及以下占%;21-30岁占%;31-40岁占%;41-50岁占%;50岁以上占%。文盲占%;小学文化程度占%;初中文化程度占%;高中文化程度占%;大专及以上文化程度占%。③农村劳动力集中在农作物种植业,而加工、营销等直接为农业服务的人才欠缺。2006年末,全省共有农业生产经营户万户,其中以农作物种植业经营户达到万户,占%。 2 发展现代农业及其人才支撑体系的对策建议 根据福建农业发展情况和农村人才现状,建议从以下方面加强农村人才建设,构建农村人才体系。 统筹与协调管理体制,制定农村成人教育发展规划。把农村成人教育纳入当地国民经济和社会发展规划之中,纳入国家社会保障体系。对农村成人教育进行整体规划,明确目标、任务和保障措施,建立全方位铺开、全领域推进、各层次相互衔接、各类别相互沟通的农村教育体系;由政府统一规划统筹协调,有效整合、利用农村中小学、中等职业技术学校和高等农业教育院校等的教师、校舍资源,健全和充实农村成人教育管理机构,建设好农村成人文化技术学校,创建与新农村相适应的新型多功能的农村成人教育示范基地。 加强农村成人教育师资队伍建设。采用引进农村师资队伍人才与利用高等农业院校师资力量结合的办法,完善农村农业教育师资队伍建设。高等农业教育横跨高等教育和农业,具有很强的行业性和发展的特殊性,担负着为农业现代化提供人才支持和知识贡献的双重使命,是农业智力的依托和培养基地。他们可以为农村成人教育培养、培训专业师资队伍,也可以送培下乡,成为农村成人教育的特聘兼职教师。 依托高校加强农业技术人才培养。就我省而言,可以充分发挥福建农林大学农科、工科等学科门类齐全,办学基础良好,教学经验丰富等优势条件,结合福建省地域特点、现代农业发展情况以及海峡西岸建设特点,以社会和市场需求为导向,有针对性地培养适应现代农业发展需要的农村适用技术人才和现代农业管理人才。 依托科技特派员制度,吸引相关人才到农村贡献才智。科技特派员制度由福建省南平市首创,“高位嫁接、重心下移、互动联动、一体运作”是这一制度的高度概括。它是新时期解决“三农”问题的成功实践,是城市反哺农村、有效促进城乡统筹发展的生动体现,是政府公共资源应用于农村的重大措施。 作为科技特派员制度发源地的福建省,自1999年开始逐步推广这一制度。经过近十年的努力,福建省委、省政府在实践中积累了丰富的经验,在管理体制上,党委(政府)统筹协调,各方合力推动;在工作部署上,围绕“三农”需要,全面综合服务;在工作方法上,注重力量整合,健全科技队伍;在激励机制上,坚持政府引导,市场机制推动。科技特派员制度在服务农村农业中,取得显著成效,并日渐成为促使农民增收的催化剂,成为农村经济发展的新引擎。近年来,我国科技特派员试点工作引起了国际机构和组织的极大关注,科技部与联合国开发计划署(UNDP)、国际农业发展基金会(IFAD)、中德合作项目办公室(GTZ)日本国际办力事业团(JICA)等国际机构和组织进行了有效沟通与合作,为利用国外资源开展科技特派员试点工作奠定了良好基础。福建也可发挥自己的优势,争取更多的海外资金参与科技特派员项目开发。 在新的发展形势下,对科技特派员制度进行完善和延伸,推动科技特派员制度和机制的创新实践和持续发展,落实和提高科技特派员相应的待遇,鼓励科技特派员以资金、技术等生产要素投入科技服务,取得合法报酬,以吸引更多的农业人才到农村贡献才智。 建立并运作好农业专家人才数据库。集中建立我省农业专家人才数据库,形成松散形的人才管理模式,掌握全省农业人才分布情况,根据农业技术问题,随时查找相应的农业专家为农村农民提供服务,使人才的使用处于流动的状态,提高人才利用效率,避免了人才资源浪费。 农业专家数据库的信息内容应包括专家的主要研究领域、技术专长以及研究成果,专家公开发表的研究论文和学术报告,专家承担及已完成的国家级、省部级课题,专家最新研究动态等。农业专家数据库是动态的,其建设内容随着各专家学者每项研究成果的获得以及论文的发表进行不断更新,从专家数据库中,可以随时了解各专家的最新研究动态和研究成果,更好地应用于农村农业服务。 出台相关政策吸引人才服务于农业农村。随着城市化的加快和其他种种原因,越来越多的知识人才积聚在城市,城市人才挤过独木桥,就业竞争空前激烈,人才浪费空前严重。城市人才相对过剩与乡村人才极度紧缺形成了强烈的反差。政府部门可根据发展现代农业、建设新农村的人才需求,人才政策向农业农村倾斜,人才培养发展重心放在农业农村,人才配置农业农村倾斜,建立人才投身新农村建设的导向机制。把科技、文化、卫生三下乡活动,发展为多下乡、长驻乡,扎根农村,扎实服务,帮助农村培训科技队伍,为广大农民群众提供科技信息服务和科技人员现场服务。着力营造乡镇村培养人才、留住人才、吸引人才、用好人才的良好环境,解决好乡村人才的待遇、职称、工作条件等问题。参考文献:[1]张祥明.新农村建设中福建农村成人教育发展研究.继续教育研究-2008(11).-17-19.[2]郑诚乐林义章林碧英吴少华郝志龙.创建福建地域特色设施农业科学与工程专业的思考.福建农林大学学报:哲学社会科学版(2).-91-93.[3]福建省科技厅农业科技处.科技特派员创业助农富——福建省科技特派员基层创业巡礼.中国农村科技-2009(2).-56-57.[4]孔祥智李圣军.科技特派员:产生背景、运行特征和对策建议——福建省南平市案例分析.新疆农垦经济-2008(5).-16-21.[5]福建:科技特派员是农村经济发展的新引擎.中国农村科技-2008(8).-74-77.[6]中共福建省委党校科技教研部课题组.福建省南平市科技特派员制度的实践与思考.中国科技论坛-2007(10).-117-121.[7]桂秀梅.河北农业大学重点学科专家数据库的建设研究.兰台世界:下半月-2008(11).-18-19.
论文开头写目前的研究现状,还有哪些欠缺,以及你为什么选择这个题材,希望在哪些方面有所突破。
发表论文1. 王国强,蔡一林,王久光,孙海艳.10个玉米自交系株型性状的配合力分析.西南农业大学学报,2005,27(3):374-3772. 孙海艳,蔡一林,王国强,王久光,樊晋华.10个玉米自交系穗部性状的配合力分析.玉米科学,2006,14(4):61-633. 王久光,蔡一林,孙海燕,王国强.阴雨寡照条件下玉米穗部性状与产量的相关分析.西南农业大学学报,2006,28(6):910-9124. 王国强,陈娅,蔡一林,王久光,孙海燕.9个玉米自交系主要数量性状的配合力分析.西南农业大学学报,2006,28(6):900-9035. 陈天青,鲜红,蔡一林,王国强,徐德林.不同产量水平玉米的性状构成分析.西南师范大学学报,2007,32(1):87-906. 陈俊意,蔡一林,王国强,王久光,孙海燕,刘志斋,吕学高,陈天青,徐德林.玉米基因型磷效率的主成分分析.玉米科学,2008,16(1):67-707. 孙海艳,王国强,蔡一林,王久光,潘启兰.西南地区常用玉米自交系的配合力及聚类分析.玉米科学,2008,16(1):29-328. 陈俊意,蔡一林,张文龙,王国强,代国丽,覃鸿妮,徐军,况守峰.玉米基因型磷效率及其相关生理性状的回归模型和主成分分析.西南农业学报,2008,21(2):396-4019. 覃鸿妮,蔡一林,杨春蓉,王国强.玉米诱变系的SSR遗传变异分析.核农学报,2008,22(6):750-75510. 彭静,蔡一林,徐德林,王国强.玉米株型性状多世代联合遗传分析.生物数学学报,2009,24(1):149-15611.覃鸿妮,蔡一林,鲜红,王国强,王久光,孙海艳.应用聚类分析法划分重庆玉米种植区研究.西南师范大学学报(自然科学版),2009,34(3):142-14512. 徐德林,蔡一林,王国强,陈天青,吕学高,刘志斋.玉米穗扁平性的QTL分析及其与穗粒性状的相关性研究(英文).西南大学学报,2009,31(4):131-13613. 孙海艳,蔡一林,王久光,王国强,徐德林,徐延军.玉米株型性状的QTL定位.西南大学学报(自然科学版),2010,32(12):14-1814. 孙海艳,蔡一林,王久光,王国强,代国丽,徐德林,孙敬芳.玉米主要营养品质性状的QTL定位.农业生物技术学报,2011,19(4):616-62315. 王国强,王久光,孙海艳,刘志斋,蔡一林.西大998玉米新品种选育及栽培技术.作物杂志,2011,(6):107-10816. Hongni Qin Yilin Cai Zhizhai Liu Guoqiang Wang Jiuguang Wang Ying of QTL for zinc and iron concentration in maize kernel and (2012) 187:345–35817. 王国强,王久光,孙元帅,曾世清,刘朝显,刘志斋,蔡一林.玉米新品种中科玉9699的选育及制种技术.作物杂志,2013,(1):141-14218. 袁文娟,覃红妮,王旭,王国强,王久光,刘志斋,蔡一林.玉米雄穗颜色的QTL分析.植物遗传资源学报,2013,14(2):289-29719. 代旭峰,王国强,刘志斋,王久光,马宇,蔡一林.不同密度下不同行距对玉米光合及产量的影响.西南大学学报(自然科学版),2013,35(3):15-21
株高和分蘖是影响水稻株型和产量的核心要素。分蘖数直接影响有效穗数,因此对水稻产量的形成具有重要影响。株高能够直接影响作物的耐肥性和抗倒伏性,矮化育种推动了第一次“绿色革命”的发生。水稻的株高与分蘖通常存在一种负相关的关系,株高高的水稻一般分蘖较少,而株高矮的水稻一般分蘖较多。赤霉素是影响水稻株高的主要激素之一。生产实践中,对水稻秧苗喷施适宜浓度的GA合成抑制剂多效唑,可以使秧苗矮化,促进分蘖的增加。然而,人们对赤霉素如何协同调控水稻株高与分蘖的分子机理仍不清楚。解析水稻株高与分蘖协同调控的分子机理具有重要的科学意义与理论价值,对水稻株型改良及品种设计具有重要的应用价值。 中国科学院大学博士生导师,遗传发育所植物基因组学国家重点实验室李家洋研究员课题组长期致力于对水稻株型调控机制的解析,克隆了调控水稻分蘖形成的首个关键基因MOC1(Monoculm 1)(Li et al., Nature, 422: 618-621, 2003)及其调控基因TAD1 (Tillering and Dwarf 1)(Xu et al., Nat Commun, 3: 750, 2012)。近期,李家洋研究组在水稻株高与分蘖协同调控的分子机理研究上取得新进展,发现GA缺陷突变体分蘖数的增加是由于促进分蘖芽的伸长而非影响分蘖芽的起始导致的。进一步研究发现GA信号通路中的关键抑制因子DELLA蛋白SLR1可以直接与MOC1蛋白发生相互作用。SLR1能够通过抑制MOC1蛋白的降解从而促进分蘖的伸长。GA处理后,SLR1蛋白降解,进而无法抑制MOC1蛋白的降解,导致MOC1蛋白减少,植株表现出株高增加、分蘖数减少的表型。研究还发现SLR1对MOC1的抑制效应并不依赖于TAD1途径,且GA信号对株高和分蘖的调控分别影响不同的下游基因,为打破株高与分蘖的连锁效应提供了可能性,从而为分子设计育种提供理论基础。该研究解析了赤霉素信号协同调控水稻株高与分蘖的分子机理,是该领域的一项重要进展。 该论文于2019年6月21日在线发表于Nature Communications(DOI:),中国科学院大学已毕业的博士研究生廖志刚(培养单位:遗传发育所,导师:李家洋研究员)和遗传发育所余泓副研究员为该文章的共同第一作者,李家洋研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、科技部等项目的资助。 
早稻生产特点及产量差异分析农科论文
武穴市是湖北省粮食生产大市,常年水稻种植面积5万hm2以上,稻田种植制度是以双季稻为主的一年多熟制。近年来,通过国家粮食丰产科技工程、超级稻示范推广、粮食高产创建等重大项目的实施,有力地推动了双季稻生产,双季稻面积实现了恢复性增长。因此,早稻生产在粮食生产中具有重要地位。在大面积生产条件下,早稻产量差异较大,主要表现为项目核心区、示范区、辐射区间的差异及镇(处)间、品种间、种植方式间、田块间的差异。为此,通过调查分析全市早稻产量表现及产量差异原因,为实现缩小产量差异、提高产量稳定性和平衡增产的目的提供参考。
1 材料与方法
调查地点
采用随机抽样和典型抽样[1]相结合的方法,在梅川镇、花桥镇、大金镇、余川镇、石佛寺、四望镇、大法寺、万丈湖等8个镇(处)测产调查118个田块。
调查品种
5个杂交早稻(两优287、H两优302、金优458、W两优3418、金优402)和3个常规早稻(鄂早18、鄂早17、中嘉早17),共8个品种,其中两优287、金优458和中嘉早17为超级稻品种。
测产方法与统计分析
每个田块根据产量水平按对角线选取3个代表样点,分别考查株高、密度、单穴有效穗数、每穗粒数,千粒重按品种常年平均值计。根据张玉屏等[2]的方法测定密度和产量,移栽稻每个样点分别测量10行20穴,抛栽稻和直播稻用1 m×1 m钢管框架测量框内有效穗数,根据田间利用率[(实际面积—沟面积)/实际面积×100%]折算群体密度,割取与测量每穴穗数相对应的水稻植株50穴,脱粒计产,晒干实粒称重。最后进行密度、有效穗数及产量的折算。
试验数据统计分析采用SAS v 9,作图采用CorelDRAW 9绘图软件。
2 结果与分析
早稻生产特点
近年来,通过从水稻育秧、移栽等环节进行技术优化,武穴市早稻种植方式呈现多样化的特点,直播、旱育秧、抛秧、机械化栽播及免耕栽培技术应用面积不断扩大。据统计,2011年全市早稻面积万hm2,其中空闲茬前三田面积万hm2,油菜茬后三田面积万hm2。早稻直播面积万hm2,占早稻面积的',与常年相比,直播面积有所下降,可能与上年早稻直播期间遇极端低温阴雨天气造成烂种、烂芽、减产有关[3]。早稻移栽面积万hm2,占早稻面积的,其中旱育秧移栽面积万hm2,占早稻面积的;常规育秧移栽面积万hm2,占早稻面积的。抛秧面积万hm2,占早稻面积的,其中翻耕抛秧万hm2,占早稻面积的;免耕抛秧万hm2,占早稻面积的。机械插秧和机械直播面积万hm2,占早稻面积的。
早稻产量表现
田间测产结果表明,2011年全市早稻平均产量7 kg/hm2,最高产量9 kg/hm2,最低产量4 kg/hm2,产量极差4 kg/hm2,标准差1 kg/hm2,变异系数。早稻产量水平接近正态分布,产量主要分布在6 750~8 250 kg/hm2,共有66个田块,占;其次分布在6 000~6 750 kg/hm2和8 250~9 000 kg/hm2,分别有18和16个田块,分别占和;分布在5 250~6 000 kg/hm2、小于5 250 kg/hm2和大于9 000 kg/hm2的田块较少,分别为8、5和5个田块,各占、和。
不同镇(处)早稻株高、产量结构及产量变化
水稻株高与品种特性、土壤肥力、栽培条件等因素有关。已有研究表明[4,5],水稻株高与生物产量呈显着的正相关,尤其在高产条件下关系更为密切,而生物产量增加又是穗粒数和千粒重增加的物质基础。由表1可知,各镇(处)早稻株高为 cm,以大金镇最高,比其余各镇(处)高 cm,经相关分析,株高对产量的决定系数r2= 7。有效穗数以花桥镇最高,四望镇最低,有效穗数极差万穗/hm2;每穗粒数以花桥镇最高,四望镇最低,每穗粒数极差粒。花桥镇、大金镇、梅川镇和余川镇4镇产量高于全市平均产量,其中花桥镇、大金镇产量分别为8 、8 kg/hm2,与全市平均产量相比增产极显着,产量结果与粮食高产创建专家组验收结果相吻合,与两镇粮食高产创建整体推进、建立高产创建示范区域并加强品种与栽培技术配套有关;万丈湖、大法寺、四望镇、石佛寺4镇(处)产量低于全市平均产量,其中万丈湖办事处产量与全市平均产量相比减产极显着,大法寺减产显着。
不同品种产量结构及产量变化
不同早稻品种产量结构及产量有较大差异。由表2可知,因栽培起点不同,3个常规早稻鄂早18、鄂早17和中嘉早17有效穗数较多,鄂早17、鄂早18有效穗数、每穗粒数和产量变异均较小。杂交早稻有效穗数适中,每穗粒数较多。超级稻两优287、金优458、中嘉早17有效穗数、每穗粒数和产量变异较大,表明超级稻品种增产潜力较大,同时对栽培技术要求严格,必须良种良法配套。8个品种中以H两优302产量最高,鄂早17产量最低,H两优302、两优287、中嘉早17、W两优3418、金优458较平均产量增产,其中H两优302、两优287增产极显着,中嘉早17增产显着,超级稻金优458比平均产量增产,超级稻品种增产潜力未充分发挥;鄂早17、金优402和鄂早18比平均产量减产,其中鄂早17和金优402减产极显着。
不同种植方式下产量结构及产量变化
早稻不同种植方式下产量结构及产量变化情况见表3。由表3可知,移栽稻产量结构较为合理,有效穗数和每穗粒数变化幅度最小,产量稳定性最好;直播稻有效穗数最多,每穗粒数最少,产量稳定性最差。直播稻和抛秧稻田间分布无序、不均匀,且抛秧稻株型松散、叶片张角大、后期植株间受光不均匀[6],可能导致直播稻和抛秧稻穗型整齐度较差,每穗粒数变异较大。产量以抛秧稻最高,移栽稻次之,直播稻最低,其中抛秧稻产量与全市平均产量相比增产显着。不同种植方式下产量结构及产量变化情况与笔者之前研究结果一致[3],试验及调查的重演性好[1]。
产量差异原因分析
有效穗数与产量 早稻产量随着有效穗数的增加而增加(图2),对有效穗数(x1)和产量(y1)进行相关分析,得回归方程y1=— 5,因此有效穗数是影响早稻产量差异的主要因素。群体有效穗数由种植密度和单位面积穗数决定,生产上适当增加种植密度和基本苗数、加强田间管理、提高成穗率是缩小早稻产量差异、提高产量稳定性的重要技术对策。
每穗粒数与产量 经相关分析表明,早稻每穗粒数(x2)与产量(y2)存在线性关系:y2=—2 9(图3),早稻产量随着每穗粒数的增加而增加,每穗粒数也是影响早稻产量差异的关键因素。穗粒数主要决定于幼穗分化期和长穗期,中后期培育壮秆大穗是增加早稻每穗粒数的重要栽培目标。
3 小结与讨论
武穴市早稻生产轻简化栽培应用比例较高,种植方式呈现多样化的特点。2011年早稻平均产量7 kg/hm2,产量主要分布在6 750~8 250 kg/hm2,占。早稻产量差异主要表现在镇(处)间、品种间和种植方式间。花桥镇产量最高,与全市平均产量相比增产极显着,万丈湖产量最低,减产极显着。H两优302表现了较好的增产潜力,与平均产量相比增产极显着;超级稻品种产量表现不同,两优287、中嘉早17与平均产量相比增产极显着和显着,金优458增产不显着,超级稻品种产量结构和产量变异幅度较大,必须加强良种与良法配套;鄂早17和金优402与平均产量相比减产极显着。有研究表明不同种植方式对水稻产量有显着影响[7],此次调查结果表明,3种种植方式间以抛秧稻产量最高,移栽稻次之,直播稻最低,其中抛秧稻增产达显着水平。
高良艳等[8]的研究表明,产量构成因素中穗粒数、结实率和千粒重与产量均呈正相关,每穴穗数与产量呈负相关。本调查结果表明,导致早稻产量差异的主要因素是有效穗数和每穗粒数,产量随有效穗数和每穗粒数的增加而增加。大面积生产上必须根据品种特性制定合理的栽培技术措施,充分发挥品种的生产潜力,增加生物量、提高有效穗数和每穗粒数,以达到缩小产量差异、增加产量的目的。
园艺植物育种的发展趋势育种目标更加紧密结合生产与科技的发展及市场竞争的需要育种目标总的趋势;培育“髙产\优质、,高效”的品种。在激烈的市场竞争中各国都十 分重视园艺植物的品质育种,注重产品的外观、整齐性、货架寿命等商品性状、,提髙鲜食及 加工品质,改善营养保健价值和消除有害成分。,由于农药用量不断增加,不仅增加生产成 本,而且严重污染生态环境,同时农药残留也影响人体健康,因此,培育抗病虫品种乃至兼 抗、多抗品种也成为当务之急。在人口增长、耕地减少及生态环境恶化的情况下,有些专家 预言,将来多数植物将需要在目前认为不适合的区域种植。有些园艺植物需要种植到废弃的 工地和矿物、废物垃圾场地,因此,提高园艺植物对逆境的适应性也会逐渐提到日程上来。 为了提高产量和品质,不仅要考虑产量、品质的构成性状,而且要考虑它们的生理基础,因 此提高品种的光合效率及光合产物的利用率以及理想株型的育种等也引起了育种界的重视。 另外,还有选育适于机械化作业的品种、节省劳动力的品种,针对产品不同用途和加工方式. 分别选育专用及兼用品种等。 、1重视种质资源的搜集、评价和开发利用育种界逐渐认识到种质资源是育种事业成就大小的关键彳而且随着园艺生产的规模化, 种质资源多样性疋在不断减少,各国和许多育种者都非常重视种质资源调查、搜集工作,许 多国家都建立了一定规模的种质资源库。发达国家已经建立起比较 1 善、规范化的资源工作 体系,如美国农业部、日本农林水产省都设置专门机构,负责各物种质资源的考察、搜 集、保存、评价工作,以及建立管理资料档案、种子种苗检疫、繁殖、分发、交换等制度, 使种质资源工作和育种工作密切联系,及时满足育种的需要。3^重视育种应用基础及育种技术的研究要提髙育种效率,必须加强和育种关系密切的应用基础学科的研究,只有育种者对他所 从事育种的植物,特别是对目标性状的遗传、生理、生态、进化等方面的知识有深刻的了 解,并且以这些知识为基础,采取切合实际的育种方法,才能提高育种效率。近年来,主要 园艺植物有关产量、品质、抗病性、株型、雄性不育等主要经济性状遗传研究方面的进展, 对提高育种效率起到了积极的推动作用。加强多学科协作和鼓励企业投资育种对于解决复杂的育种任务,从种质资源的评价、筛选,杂种后代的鉴定、选择,品系、 品种的比较鉴定等以育种工作为中心,根据需要组织育种、遗传、生理、生化、椬保、土 肥、栽培等不同学科的专业人员参加,统一分工、协同攻关是提高效率的有效方式,正受到 比较普遍的重视。园艺植物育种是一个周期长、投入多、风险大,但对发展现代化农业举足 轻重,并且回报率也是非常高的事业。许多国家不仅明确规定对品种选育等工作拨专款予以 推动和扶持,而且鼓励工商企业投资农业育种。育种途径及育种方法、手段的更新对新的育种途径和方法的研究,如细胞工程、染色体工程、基因工程和分子辅助育种等 都在积极探索。以现代化的仪器设备改进鉴定手段,提高育种效率。利用先进的仪器设备对 大批量的小样品进行快速准确地定性和定量鉴定,对含量极少的成分进行微量和超微量的分 析;对植物的组织、细胞结构的解剖学性状利用扫描和透射电镜观察;利用分子标记技术等 标记有用性状;利用电子计算机等技术分析处理大跫数据资料等,这些都将极大地提髙育种 的效率和精确度。
植物组织培养前景园艺植物组培苗工厂化生产能快速将优良品种转化为现实生产力,在遗传育种、种质资源保护、次生代谢物利用上也将有很大的发展潜力。只要选好优良品种,合理布局、节约成本,组培产业将会有蓬勃的发展和广阔的前景。2.1 花卉种苗产业化生产 花卉业是21世纪的希望产业,是社会经济发达与文明程度的重要标志,我国目前花卉需求量以每年35%~40%的速度递增。在花卉生产方面,种苗质量在栽培生产中的重要性日益明显,因此花卉种苗工厂化生产是花卉种苗生产的主要途径。2.2蔬菜种苗生产及脱毒马铃薯、食用百合、大蒜等是人们餐桌上的主要蔬菜,消费量和种植面积均很大,也是我国出口创汇的主要品种。这些品种随种植年限的增加,易受病毒感染,产量、品质逐年下降,运用组培脱毒技术可迅速恢复品种种性,提高生产力。2.3瓜果组培苗产业化草莓果实中所含的鞣花酸具有抗癌效果,且草莓易栽培、产量高、经济效益好,因此在江浙一带发展迅速。但草莓易感染各种病毒病,感病的果实畸形、品质差,一般减产30%~80%。对草莓进行热处理结合分生组织培养脱毒,去病毒苗可增产1000kg/667m2,品质有较大提高。甜瓜以肉质细脆、香气浓郁、味道甘甜而深受人们喜爱,效益较高,但长期种植会使品质退化和混杂。可从大田健壮植株上取嫩梢,作为外植体组培生产出优良种苗,其生产性状优于种子苗,虽具有缓苗时间较长,苗早期生长势弱的特点,但缓苗以后的种子苗生长更日壬,后期能超过种子苗,且苗期较短,开花结果期提前,整齐度大大提高,性状一致,瓜的成品率明显提高,完全保持所采植株的优良性状,无退化和变异现象发生。欧美葡萄是当前最热门的葡萄品种,果粒大、甜度高、价格昂贵、经济效益高,如运用组织培养快速繁殖技术大量生产将具有良好的发展前景。植物组织培养在园艺植物上的应用:采用植物组织培养中的脱毒技术使园艺植物产量大幅度提高,且品质得到改善。很多作物因受病毒感染,产量和质量下降,有些创汇作物失去了国际贸易的竞争优势,如大蒜、百合、薄荷等。利用脱毒技术,可大幅度提高产量。大蒜的蒜头直径由4.7cm增加到7.2cm,增长2.5cm,蒜头重由29.2g/个提高到75.8g/个,平均增重近46g/个。草莓经脱毒后增产20%~30%,品质提高,脱毒苗生长快、长势旺、茎叶粗壮、抗病耐高温、抗寒性能强、寿命延长。美国在试管内生产脱毒马铃薯种子,1b种子可代替1t种薯,该项成果每年获利2亿美元。我国近两年生产和推广脱毒薯,解决了马铃薯退化,无毒种薯已在主产区普及,推广种植面积达66.67万hm2,增产幅度在30%~40%以上,每年增效2.5亿元。脱毒马铃薯已在日本、荷兰、越南等国大面积应用。日本脱毒草莓种植面积达11.33万hm2,占生产总面积的80%以上,产量提高l 5%~30%,可增加产值11亿日元。 植物组织培养及产业化生产发展迅速。由于试管苗繁殖周期短、繁殖系数高且不受季节限制,便于工厂化生产。20世纪80年代初在全世界范围内,利用植物组织和细胞培养技术,形成了一个新兴的产业,如美国的兰花试管苗生产及荷兰的花卉试管苗生产。 单倍体育种通过花药或花粉的离体培养诱导产生单倍体植株,然后对它们进行染色体加倍,可得到纯系。在作物育种上应用这一技术可以加快纯合,降低误选,缩短育种年限。花药培养自20世纪60年代获得植株以来,发展很快,取得很大成绩。首先获得小麦、玉米、橡胶、柑桔等10多种作物花培植株,并已培育出小麦、水稻、烟草等花培新品种50多个,例如水稻品种新秀、单丰1号、花育1号等及中科院作物所李梅芳等培育的中花号、北京市农科院培育的京花号、吉林农科院培育的吉粳号、辽宁省盐碱地所培育的花粳45等。小麦品种京花1号、花培l号、京花3号等均推广应用于生产,其中小麦品种京花3号推广面积达6万hm2。 选育玉米自交系通常需要连续自交多代,花费大量的人力物力,用花药培养单倍体植株,再经染色体加倍即可得到纯合的自交系。广西农校1983年用该技术育成了自交系花83—2。我国已获得100多个玉米花培纯系,并已配制出优良组合应用于生产。 利用单倍体植株作为诱变材料,无论诱变突变是显性还是隐性,在处理当代即可看到,优良变异一经选出,经染色体加倍就可得到纯系,可以提高诱变育种的效果。 目前,花药培养技术已成为加快育种进程的有效手段,人们正在对该技术进行更深入地研究。魏小平等试验表明,在诱导愈伤组织阶段加入CPPU可提早小麦花药出愈时间,对于难培养的材料有显著的诱导作用,所诱导的愈伤组织易分化绿苗。辽宁省盐碱地利用研究所试验表明,水稻 MS分化培养基中加入适量MET可提高绿苗分化率及幼苗素质。王培等研究发现,染色体的加倍时期对冬小麦花粉植株的结实率有影响。 远缘杂交育种 远缘杂交的双亲由于遗传特性有显著差异,常造成杂交不亲和或杂种胚发育不全、中途天亡等情况。通过子房和胚的离体培养与试管离体受精可以克服远缘杂交不亲和;如果在杂种胚发育的适当时期取出胚进行离体培养,可能获得杂种幼苗,得到远缘杂交后代。目前已有100多种植物培养成功,并应用于作物育种或生产。例如日本育成大白菜和甘蓝杂种一白蓝,该品种具有大白菜和甘蓝双亲优点。中国农科院作物所用类似的方法得到了小麦与玉米的杂交植株。中国农科院蔬菜花卉研究所方智远等通过幼胚培养,已获得萝卜与甘蓝的杂交1代和回交1、2、3、4代材料。北京市农林科学院通过胚胎培养技术培育出早3号早熟桃,比亲本早上市半个月左右。组织培养用于远缘杂交来创造新的物种资源在小麦、蔬菜上开展的较好,在水稻上的研究尚少,应加强。 无性系变异的筛选体系胞在离体条件下及离体培养前会发生各种变异,筛选优良的无性系变异可育成新品种。如果植株的某一部分组织细胞中发生了变异,将该部分分离下来进行离体培养,可获得再生植株,进而培育成品种。在培养基中施加某种选择压力,从中筛选无性系变异培养新品种已在许多作物上获得成功,该技术特别适于抗性育种。河北师范大学生物系利用小麦成熟胚诱导愈伤组织,然后转入含0.5%氯化钠培养基上进行耐盐筛选,继而转入含盐分化培养基上获得小麦耐盐突变体RS8901—17,经鉴定连续3 a耐盐力均为一级,且矮秆丰产;山东农科院原子能所利用γ射线照射小麦幼胚离体培养出愈伤组织,选育出体细胞无性系变异新品种核生2号,表现高产优质。筛选无性系变异在个体水平上的诱变与常规变异相比,具有变异频率高、稳定快并可在室内有控制地进行,节省人力物力和财力,提高选择效率等优点。 组织培养应用于脱毒苗的培养与快速繁殖 利用植物生长点进行组织培养成幼苗,从而获得无病毒植株,这在国外20世纪50年代已经育成并投人生产,我国70年代开始这方面的试验。1990年马铃薯无病毒种苗栽培面积已占全国总面积的1/10,脱毒苗一般增产50%~100%,表现为茎秆粗壮、叶色浓绿、光合效率高、抗病性强、产量高。目前,为了提高脱毒效果,降低成本,人们又在探索更有效的脱毒技术和种苗繁殖技术。 经济作物及观赏植物的快速繁殖日趋火热。许多名贵花卉由于种子败育,扦插成活率低而难以繁殖,应用组织培养可以快速繁殖,批量生产,提高经济效益,也挽救了优良物种。美国、新加坡、泰国建立了几十家兰花快繁工厂,日本草莓试管苗种植面积超过11万hm2,据1990年统计,我国快速繁殖的植物已达443种,已有100多个机构采用快速繁殖技术进行工厂化大规模商品生产,其中月季、菊花、非洲紫罗兰、蝴蝶兰、马蹄莲、朱顶红等已用于生产。 组织培养应用于种质资源的保存和基因库的建立 生命物质的保存,已引起许多科研工作者的兴趣,其中包括原核生物、植物及动物材料的保存,种质保存的目的是为了确保有用的种质能在任何时候都具有生命力。组织培养能安全地保存植物的细胞、愈伤组织或分生组织,且在储藏几年后,仍能稳定地产生再生过程。通过无性系繁殖保存作物已成为迫切要求,尤其对于热带作物。另外,由于自然和人为的破坏,许多具有或可能具有育种价值的能成为基因库的品系在消失,作物栽培品种、亲本植物品系以及突变种也通常需要保存。组织培养对于植物生长和基因型保存研究要比大田繁殖优越,节省土地、人工、能源。组织培养材料体积小,对于冷冻后解冻还能存活的细胞来说,利于在低温或超低温中长期保存。种质资源的保存和基因库的建立在育种工作中是十分重要的。
1、植物种植资源延续。对于一些种子繁殖不易,或无法采收种子的植物,组织培养是延续种植资源的有效方法。2、植物快繁。短期并且大量得到克隆植物的有效途径。3、植物脱毒应用。如脱毒马铃薯3.培养新物种。4.保留濒危物种5.作为一种技术,可以为更深层次的研究做铺垫——比如,愈伤组织、转基因、遗传因素等的研究
收稿日期:2007-10-25基金项目:深圳市科技和信息局基金资助项目作者简介:王丹(1982-),女,辽宁本溪人,硕士研究生,从事植物生物技术研究。注:雷江丽为通讯作者。大花美人蕉茎尖组织培养技术研究王 丹1,2,雷江丽2,吴燕民3,吕 慧2,郁继华1(1.甘肃农业大学 农学院,甘肃 兰州 730070;2.深圳市园林科学研究所,广东 深圳 518003;3.中国农业科学院 生物技术研究所,北京 100081)摘 要:以大花美人蕉(Canna×generalis)根茎茎尖为外植体进行组织培养技术研究,筛选出芽诱导适宜的培养基为MS + 6-BA (单位下同)+ TDZ ;MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基能较好地诱导分化出丛生芽, 继代增殖培养中与MS + 6-BA + TDZ + NAA 培养基交替使用可减少畸形芽,增殖系数达;适宜的生根培养基为MS + 6-BA + NAA ,生根率达,且植株生长健壮,移栽易成活。关键词:大花美人蕉;茎尖;组织培养中图分类号: 文献标识码:A 文章编号:1009-7791(2008)01-0033-04Research on Shoot-tip Culture of Canna×generalisWANG Dan1,2, LEI Jiang-li2, WU Yan-min3, LÜ Hui2, YU Ji-hua1( of Agronomy, Gansu Agricultural University, Lanzhou 730070, Gansu China; Institute of LandscapeGardening, Shenzhen 518003, Guangdong China; Research Institute, Chinese Academy of AgriculturalSciences, Beijing 100081, China)Abstract: The paper mainly studied on tissue culture of Canna×generalis with the stem tips asexplants. The results showed that the bud inoculation medium was MS + 6-BA ; the best of clump shoot induction and differentiation medium was MS + 6-BA +TDZ + NAA ; using MS + 6-BA + TDZ + NAA asproliferation medium, an optimal proliferation rate was obtained. When the two kinds of mediumused alternatively, the effect was better. The optimum rooting medium was MS + 6-BA +NAA , the rate of rooting could reach , and cultured in this medium, the plant grewwell and easy to words: Canna×generalis; shoot-tip; tissue culture大花美人蕉(Canna×generalis)属美人蕉科(Cannaceae)美人蕉属(Canna)的园艺杂交种[1],是多年生喜光宿根草本花卉,原产美洲热带和非洲等地。其枝叶茂盛、花朵艳丽、姿态优美、花期长,在深圳地区几乎全年开花,是配置大型花坛的优良品种。大花美人蕉不仅观赏价值高,而且能吸收硫、氯、氟、汞等有害物质,具有净化空气、保护环境的作用,因此,世界许多城市的园林绿化中都广泛应用。美人蕉传统的繁殖方式主要采用分切地下根茎的方法,繁殖速度慢、增殖效率低,而且连续营养繁殖造成病毒积累致使病毒病在各地相当普遍,严重影响其观赏价值。利用茎尖组织培养进行脱毒试管苗快繁,是目前大力繁殖与推广美人蕉的主要手段。关于美人蕉组织培养的研究报道较少[2,3],本研究探索其组织培养高效的再生体系,以期为品种提纯复壮及遗传转化、性状改良奠定基础。2008,37(1): Plant Science第·34· 37 卷1 材料与方法 材料供试材料为目前城市绿化中普遍应用的大花美人蕉‘President’品种。 外植体选择与处理选择生长健壮、无病虫害的优良母株,挖取带芽胞的根茎,去除表面老皮并用肥皂水清洗。用75%乙醇棉擦拭,然后采用不同的消毒剂及处理时间(升汞10min、2%次氯酸钠10min、2%次氯酸钠20min、2%次氯酸钠 + 升汞5min、2%次氯酸钠 + 升汞10min),封闭式振摇灭菌。无菌水冲洗5 次,置于超净工作台上备用。接种前,剥去外部叶片,露出生长点,立即切取茎尖进行接种。 培养方法及培养条件试验于2006 年10 月在深圳市园林科学研究所组培室进行。诱导、增殖和生根培养基均选用MS为基本培养基,在不同培养阶段附加不同种类、不同浓度配比的植物生长调节剂(表2~表4),蔗糖3%,pH 。培养温度(28±2)℃,光照强度2 500 lx,光照周期为14h/d,相对湿度70%~80%。每处理接种30 瓶。定期观察试管苗生长与分化情况。2 结果与分析 不同消毒处理方式对外植体无菌化的影响因供试外植体取自美人蕉地下根茎,表面污染物较多,不易消毒,且不同植物及外植体的成熟度对消毒剂的反应不同,故本试验选用升汞和次氯酸钠进行灭菌效果比较,以筛选合适的消毒剂及消毒处理时间。由表1 可知,2%次氯酸钠20min 处理的无菌化效果较好,但茎尖褐化较严重,说明灭菌时间过长对去老皮后的幼嫩根茎影响较大。升汞10min 处理与2%次氯酸钠 + 升汞 10min处理,无菌化效果差异不大,但2%次氯酸钠 + 升汞 10min 处理有轻微药害。因此,后续实验选用升汞处理10min 进行外植体消毒。 不同生长调节剂配比对芽诱导的影响以MS 为基本培养基,附加不同浓度6-BA、NAA、2,4-D、KT、TDZ 等(表2),以筛选出较适宜美人蕉茎尖诱导分化的配方。因美人蕉根茎具有休眠特性,芽诱导分化较难。TDZ 具有很强的促进细胞分裂活性,~μmol/L 即可有效促进分化[4],因此,本实验对TDZ 的诱导效果进行初步探索。试验表明,在不添加任何生长调节剂的MS 基本培养基(1 号)上,茎尖接种10d 后开始生长,叶片展开后,生长停止;15d 后转接到新的MS 培养基上无明显生长,随后叶片逐渐变黄、萎蔫,说明基本培养基中添加生长调节剂是美人蕉离体培养的必要条件。在仅添加6-BA 的2、3、4 号培养基中,高浓度的2 号培养基分化率为,明显好于3、4号培养基,说明美人蕉启动芽诱导分化需要高浓度的细胞分裂素(表2)。11~16 号培养基添加物为不同生长调节剂与TDZ 组合(表2)。仅添加TDZ 的培养基分化率为0,而多种生长调节剂配合使用分化效果更好[5]。其中15 号培养基的侧芽分化率最高,达,且每个茎尖可增殖2~3 个侧芽,但个别茎尖经多次转接后有畸形芽;与2 号培养基相比,分化率明显提高,说明添加低浓度TDZ 可促进芽诱导分化(表2)(图版-a)。5、6、7 号培养基为生根培养基,探讨NAA 对美人蕉茎尖生长和生根的影响。试验结果初步说明美人蕉在6-BA/NAA 小于2/ 时生根率可达50%以上(表2)。8、9、10 号培养基,探讨美人蕉脱分化,诱导愈伤组织,但结果均不理想。因此,建立高效的美表1 不同消毒剂及处理时间对外植体无菌化的影响处 理 接种数污染数污染率(%) 药害情况升汞10min 30 5 基本无药害2%次氯酸钠10min 30 12 无药害2%次氯酸钠20min 30 4 20%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞5min 30 10 3%有轻微药害2%次氯酸钠+升汞10min 30 5 7%有药害第1 期 王丹,等:大花美人蕉茎尖组织培养技术研究 ·35·人蕉遗传转化再生体系还需进一步探索愈伤组织诱导途径。 芽继代增殖为了探讨优化的芽继代增殖培养基配方,按表3 设计6-BA、NAA、TDZ 的正交实验,以15 号培养基上分化出的丛生芽为接种材料,进行继代增殖培养(图版-b)。由表3 可见,除17、18 号培养基外,低浓度TDZ()的分化促进作用较高浓度()的效果好,说明高活性的TDZ 浓度过高反而抑制分化。当 时, NAA 促分化作用显著优于。在TDZ、NAA 浓度相同的情况下,随着6-BA 浓度的升高,分化率提高。但随着继代次数的增多,含高浓度6-BA的27 号培养基分化率略有下降,甚至有个别畸形芽产生,说明高浓度细胞分裂素对短期的分化有促进作用[9],但继代数次后,芽已经萌动,自身具有分化能力,需适当降低6-BA 浓度进行壮苗,以避免畸形芽产生。因此,在增殖过程中交替使用分化增殖系数较高的19 号培养基和27 号培养基,既可保证较高的芽分化率,又可使继代苗生长健壮,减少畸形芽。 生根诱导增殖芽3~5cm 长时,转接到生根培养基上培养约10d 后,可见到根生成(图版-c)。接种20d 后统计生根结果(表4)。从表4可见,所用培养基上都有根生成,说明美人蕉生根较容易;结合生根率和生长势,我们认为MS + 6-BA + NAA 培养基较适宜美人蕉生根。表2 不同植物生长调节剂组合的比较植物生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA 2,4-D KT TDZ分化率(%) 生根率(%) 备注1 0 0 0 0 02 9 0 0 0 0 参考[2]3 5 0 0 0 0 参考[3]4 3 0 0 0 0 2 1 0 0 0 2 0 0 0 2 0 0 0 08 0 0 4 0 09 0 0 2 1 0 参考[6]10 0 0 2 0 参考[7]11 0 0 0 0 012 0 0 0 参考[8]13 0 0 0 0 0 1 0 8 0 0 0 5 0 0 表3 不同生长调节剂配比对芽继代繁殖的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA TDZ接种数分化率(%)增值系数 生长势17 30 ++18 30 ++19 30 ++20 30 ++21 30 ++22 30 ++23 30 ++24 30 +25 30 ++26 30 +27 30 ++28 30 +注:++ 表示生长势强;+表示生长势弱。同列中不同字母表示差异显著(P<=,表4 同。表4 不同的生长调节剂配比对组培苗生根的影响生长调节剂(mg/L) 编号6-BA NAA接种数生根苗数生根率(%)植株生长势29 0 30 19 +30 0 30 21 ++31 30 20 +++32 30 16 ++注:+++ 表示生长势强;++表示生长势中等;+表示生长势弱。第·36· 37 卷3 结 论美人蕉根茎生长在土壤中,无菌化操作较困难。灭菌试验表明,升汞震荡灭菌10min 效果较好,采回的外植体应尽快处理接种,放置时间过长伤口处易染菌,导致接种后褐化较严重。MS + 6-BA + ZDT + NAA 培养基能较好地诱导分化丛生芽,MS + 6-BA + TDZ NAA 为较好的增殖培养基,在增殖培养过程中这两种配方交替使用效果更好;短时间使用高浓度生长调节剂对增殖有促进作用,但长时间使用高浓度生长调节剂会使组培苗质量下降。在试验中还发现,转接次数多的茎尖较转接次数少的分化率大,建议在接种后的10~20d 内及时转接。选用MS + 6-BA + NAA 为生根培养基,生根率较高,根系粗壮、根毛密集,植株生长健壮(图版-d),且移栽成活率较高。参考文献:[1] Segeren W, et al. The genus Canna in Northern South America[J]. Acta Bot Neerl., 1971,20(6): 663-680.[2] 刘文萍,等. 美人蕉茎尖组织培养及快繁技术[J]. 北方园艺, 2001(6): 32.[3] 丁爱萍,等. 美人蕉组织培养及快速繁殖技术[J]. 园林科技, 2006(1): 11-12.[4] Singh N D, et al. The effect of TDZ on organogenesis and somatic embryogenesis in pigeonpea (Cajanus cajan L. Millsp)[J].Plant Science, 2003,164(3): 341-347.[5] 王关林,等. 高活性细胞激动素TDZ 在植物组织培养中的应用[J]. 植物学通报, 1997,14(3): 47-53.[6] 宣朴,等. 生姜茎尖组培快繁技术研究[J]. 西南农业学报, 2004,17(4): 484-486.[7] Kromer K, et al. In vitro cultures of meristem tips of Canna indica L.[J]. Acta Horticulturace, 1985,167: 279-286.[8] Vendrame W A, et al. In vitro propagation and plantlet regeneration from Doritaenopsis Purple Gem 'Ching Hua' flowerexplants[J]. HortScience, 2007,42(5): 1 256-1 258.[9] 刘敏. 花卉组织培养与工厂化生产[M]. 北京: 地质出版社, 2002: 101-102.
瑞沙在日本获批上市之前,化疗、放疗、手术是治疗肺癌最主要的三大手段。近年来,随着对肿瘤分子分型、生物学行为的深入了解,肺癌治疗诞生了三大新手段--靶向、免疫、抗血管。 肺癌驱动基因的发现开启了 靶向治疗 的大门。顾名思义,这一类药物就像箭一样,射到了带有特定驱动基因肿瘤细胞上的靶,直接抑制肿瘤细胞的生长,比较少累及机体的正常细胞,所以比起传统化疗药物,疗效更好,不良反应更少。 有特定基因突变、融合或者重排的肺癌患者在接受靶向治疗时,有明显的临床获益,和化疗相比可以明显提高无进展生存期(PFS)甚至总生存期(OS)。 目前发现的肺癌驱动基因主要有八个:表皮生长因子(EGFR)、BRAF、MET14、KRAS突变、ALK、ROS1、NTRK融合,RET重排,肺癌患者如果行基因检测到上述的驱动基因突变,那真是不幸中的万幸,因为目前这八大基因已经有了在国内外获得批准用于治疗的药物。我科杜海坚医师为我们梳理了EGFR基因突变及治疗。 01 EGFR基因突变及治疗 EGFR是原癌基因C-erbB-1的表达产物,是一种跨膜蛋白,是表皮生长因子受体家族第1个成员。 EGFR基因位于第7号染色体短臂上,有28个外显子。EGFR酪氨酸激酶区域的突变主要发生在18~21外显子,其中19和21号外显子突变最常见。 1984年EGFR基因被首次克隆, EGFR的信号传导关乎细胞的凋亡、增殖、分化、迁移和细胞周期循环,与肿瘤的形成和恶化息息相关。 在中国,30%-40%的肺腺癌患者存在EGFR敏感突变,对于EGFR突变的晚期肺癌患者来说,一线治疗使用EGFR一代靶向药吉非替尼/厄洛替尼/埃克替尼,不仅治疗有效率高、副作用小,还能获得平均超过十个月的PFS。这样的治疗效果来之不易。 02 一波三折——第一个药物吉非替尼的研发 我们从第一个药物吉非替尼的研发开始谈起。 吉非替尼在美国开展的I期临床试验表明,化疗后疾病进展的NSCLC患者中,接受吉非替尼治疗,有10%的患者出现肺癌肿瘤体积缩小达50%或更多,有36%的患者呼吸急促、纳差、咳嗽及体重减轻等肺癌症状显著改善,且大多数患者症状改善是在服药10天内出现的。患者对药物的反应能持续9个多月。 2002年报道了Ⅱ期临床试验吉非替尼口服治疗,接受含有铂类和(或)多西他赛化疗方案治疗失败的晚期 NSCLC患者,取得和I期临床研究类似的疗效。 基于I期和II期的结果, 吉非替尼于2002年首次获准在日本上市,2003年在美国、澳大利亚等多国上市,2005年2月26日在我国上市。 但是随后开展了卡铂+紫杉醇+吉非替尼或安慰剂和吉西他滨+顺铂+吉非替尼或安慰剂两个III期临床研究,试验结果却出现让人大跌眼镜的阴性结果。 基于两项阴性结果, 2005年6月17日,美国FDA限制吉非替尼仅用于目前或之前正受益于吉菲替尼的患者以及参与2005年 6月17日以前临床研究的患者。 好不容易有一个副作用相对比较小的治疗肺癌药物,这样就夭折了,是肺癌专家难以接受的。 2004年,日本和美国科学家的研究显示,8例(样本量 9例)对吉非替尼敏感的患者出现EGFR基因突变,而7例对吉非替尼不敏感的患者则无1例有EGFR基因突变。基因突变集中在外显子18,19和21。 有EGFR基因突变才有可能对吉非替尼有效首次被提出。 随后,里程碑式的IPASS(Iressa Pan.Asia Study)研究启动。IPASS是由香港中文大学的TONY MOLK教授和广东省人民医院的吴一龙教授牵头的开放性Ⅲ期研究,入组的人群是从不吸烟或轻度吸烟的初治东亚晚期肺腺癌患者,随机接受250 mg/d的吉非替尼(609 例)或卡铂(按AUC=5或6计算剂量) +紫杉醇(200 mg/m2)(608例)。主要终点指标为PFS。吉非替尼组的无进展1年生存率为%。而卡铂/紫杉醇组仅为%,吉非替尼显著降低26%疾病进展风险,而在未选择人群中吉非替尼PFS并没有显著优于化疗( )。在所有纳入研究的1217例患者中,437例患者通过基因检测方法(ARMS-PCR,一代测序方法)评估EGFR突变情况,检测结果显示261例患者有EGFR基因突变,其中140例为EGFR19外显子缺失突变,111例为EGFR 21外显子L858R突变,基因突变患者在两组间分布无显著差异;研究结果显示吉非替尼能够显著降低EGFR突变阳性患者52%疾病进展风险,同时显著延长PFS( VS ),而在EGFR突变阴性患者或者EGFR突变情况未知的患者,吉非替尼无法实现PFS的获益。 这项研究揭示了肺癌患者肿瘤中存在EGFR基因突变才是吉非替尼取得较好疗效的强烈预测指标。 随后,一代的厄洛替尼、埃克替尼通过III期临床研究,也都纷纷证明了这一点,也在中国获批上市。 03 非经典突变——催生阿法替尼 随着对EGFR基因突变研究的深入,后续的研究发现, EGFR突变的类型非常多 ,一代TKI对19缺失和21号L858R基因突变的效果好,尤其是19缺失效果更好,但对其他位点的非经典突变如G719X、S768I、L861Q突变,效果要差很多,阿法替尼的lux-lung2/3/6系列研究,提示了二代的阿法替尼对非经典突变比第一代更有效。 台湾的一项现实世界研究显示:对51名非经典突变患者,研究者决定使用阿法替尼、吉非替尼或厄洛替尼,结果显示使用阿法替尼治疗的客观有效率(ORR)为 ,而吉非替尼或厄洛替尼为50%。排除5例外显子20插入突变患者,阿法替尼和一代EGFR TKI的中位PFS分别为个月和个月(p=)。在G719X、S7681或L861Q突变的患者中,阿法替尼的mPFS为个月,而第一代EGFR TKIs患者为个月(p=)。基于以上数据,对于非经典突变的患者,阿法替尼更值得推荐。 04 耐药后的治疗—— 双抗新药JNJ-372 但是,无论是口服一代药物还是二代药物,绝大多数患者最终还是会出现耐药,耐药后的治疗曾经困扰很多医师和患者。 随着研究的深入,发现一二代EGFRTKI耐药的患者, 有不少基因再检测出耐药的T790M突变 ,针对T790M这一靶点研发的奥西替尼的面世克服了这一难题,作为三代的EGFRTKI, 奥西替尼除了很好地抑制了耐药位点T790M,对敏感突变的19和21突变位点也有很强的抑制作用,另外一个突出的优势就是更好穿透血脑屏障,药物颅内浓度高,对颅内的转移病灶控制更理想。 奥西替尼的FLAURA研究首次证实奥西替尼一线治疗EGFR敏感突变肺癌患者,PFS可达个月。OS也可达到个月。 另外一个值得一提的三代EGFRTKI是阿美替尼,阿美替尼Ⅲ期AENEAS研究结果提示:一线单药治疗EGFR敏感突变肺癌患者,mPFS达个月,基于这么优越的研究结果, 目前中国药监部门把阿美替尼的一线治疗纳入优先审评审批。 尽管三代药物的表现要优于一代,也克服了不少一代药物的不足,但最终也一样会出现耐药,三代EGFRTKI耐药一个常见原因是 出现C797S位点的突变 ,目前国内外有众多针对这个位点突变的第四代药物在研发中,如:BPI-361175,BBT-176,CH7233163,TQB3804,BLU945,JBJ-04-125-02,EAI045等,也有另辟蹊径,U3-1402就是一款靶向HER3的ADC型药物,一期临床试验(NCT03260491)中57例之前均接受过EGFR TKI治疗耐药的NSCLC患者接受了U3-1402 每三周一次的治疗,经确认的ORR 39%,疾病控制率72%,中位缓解持续时间(DOR)个月,PFS 月。 另外一种药物设计就是EGFR 及 cMET 双抗新药JNJ-61186372(JNJ-372),I期CHRYSALIS研究,在后线治疗患者中,ORR 达到了 30% 之高,并且疗效遍及各种 EGFR 耐药亚型。这些患者包括 C797S 突变、MET 扩增、既往对奥希替尼耐药。 JNJ-372 通过双靶点抑制,对 EGFR-TKI 耐药后继发的多种突变类型都展现了疗效,并且耐受性良好(3 级及以上的不良反应发生率只有 9%),有望成为今后攻克 EGFR 耐药的新星。 另外,值得一提的是EGFR基因突变中有一个20外显子插入(ex20ins)是目前一二三代EGFRTKI都无效的突变类型,这个难啃的硬骨头,JNJ-372同样对其有效果,ORR达到40%( CR+ 36% PR),DOR为个月,63%患者的DOR超过6个月。基于此,美国FDA于2021年5月21日,加速批准了该药物的上市。 结 语 总结一下, 晚期肺腺癌或部分鳞癌患者通过基因检测,了解基因突变状态是制定治疗方案非常重要的一个依据 。目前在我国获批的EGFRTKI第一代的吉非替尼、厄洛替尼、埃克替尼;第二代的阿法替尼、达克替尼;第三代的奥希替尼、阿美替尼、伏美替尼。四代药物研究百花齐放,未来可期。获批药物的价格也越来越亲民。有EGFR基因突变的肺癌,在所有人的努力下正在逐渐成为慢性病! 参考文献 : 1. Ranson H,Hammond L,Ferry D,et a1.ZDl839,a selective oral EGFR-TKI (epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor)is well tolerated and active in patients with solid,malignant tumours:results of a phase I trial [J].J Clin Oncol,2002,20(9):2240—2250. 2. Fukuoka M,Yano S,Giaccone G,et a1.Multi-institutional randomized phaseⅡtrial of gefitinib for previously treated patients with advanced nonsmall cell lung cancer [J].J Clin Oncol,2003,21(12):2237—2246. 3. Miller VA,Johnson DH,Krog LM,et a1.Pilot trial of the epidermal growth factor receptor tyrosine kinase inhibitor gefitinib plus carboplatin and paclitaxel in patients with stage III B or IV non-small cell lung cancer[J].J Clin Oncol,2003,21(11):2094—2100. 4. LYNCH T J,BELL D W,SORDELLA R,et a1,Activating mutations in the epidermal growth factor receptor underlying responsiveness of non—small-cell lung cancer to gefitinib[J]..N Engl J Med,2004,350(21):2129—2139. 5. Mok TS, Wu YL, Thongprasert S, Yang CH, Chu DT, Saijo N, Sunpaweravong P, Han B, Margono B, Ichinose Y, Nishiwaki Y, Ohe Y, Yang JJ, Chewaskulyong B, Jiang H, Duffield EL, Watkins CL, Armour AA, Fukuoka M. Gefitinib or carboplatin-paclitaxel in pulmonary adenocarcinoma. N Engl J Med. 2009 Sep 3;361(10):947-57. 6. Shen YC, Tseng GC, Tu CY, et al. Comparing the effects of afatinib with gefitinib or Erlotinib in patients with advanced-stage lung adenocarcinoma harboring non-classical epidermal growth factor receptor mutations. Lung Cancer. 2017;110:56–62. 7. Lu S, et al. 2021 8. Dong Rui-Fang, Zhu Miao-Lin, Liu Ming-Ming, et al. EGFR mutation mediates resistance to EGFR tyrosine kinase inhibitors in NSCLC: From molecular mechanisms to clinical research. Pharmacol Res, 2021, 167: 105583. 9. Yonesaka Kimio, Takegawa Naoki, Watanabe Satomi, et al. An HER3-targeting antibody-drug conjugate incorporating a DNA topoisomerase I inhibitor U3-1402 conquers EGFR tyrosine kinase inhibitor-resistant NSCLC. Oncogene, 2019, 38: 1398-1409. 10. Haura EB, Cho BC, Lee JS, et al. JNJ-61186372 (J)
海洋生物来源药物先导化合物的研究进展【摘要】 海洋生物中活性物质丰富,本篇文章对国内外近3年来从海洋生物中分离提取到的萜类化合物以及糖苷类化合物进行了归纳,并对其研究趋势进行了展望。这些新发现的萜类化合物广泛分布于海藻、珊瑚、海绵以及一些海洋真菌等海洋生物中,主要以单萜、倍半萜、二萜、三萜结构型式存在;而糖苷类化合物在海藻、海绵、海参、海星等海洋生物中发现大部分以糖苷脂、甾体糖苷、萜类糖苷型式存在。【关键词】 海洋生物 萜类化合物 糖苷类 生物活性【Abstract】 Marine organism show some important biological activities. This paper reviews terpenoids and glycosides from marine organism at home and abroad since 2005, and provides scientific evidence for reasonable exploitation and application. Terpenoids are mainly occurred on marine algae, coral, sponge and some fungi by monoterpene, sesquiterpene, diterpene and triterpene. And glycosides with structures of lipid, steroid and terpenoid are distributed to marine algae, sponge, sea cucumber and starfish.【Key words】 Marine organism; terpenoid; glycoside; bioactivity海洋是生命之源,由于海洋环境的特殊性,具有高压、低营养、低温(特别是深海)、无光照以及局部高温、高盐等生命极限环境,海洋生物适应了海洋独特的生活环境,必然造就了海洋生物具有独特的代谢途径和遗传背景,必定也会有新的、在许多陆地生物中未曾发现过的新结构类型和特殊生物活性的化合物。萜类物质是一类天然的烃类物质,其分子中具有异戊二烯(C5H8)的基本单位。故凡由异戊二烯衍生的化合物,其分子式符合(C5H8)n通式的均称萜类化合物(terpenoids)或异戊二烯类化合物(isopenoids)。但有些情况下,在分子合成过程中由于正碳离子引起的甲基迁移或碳架重排以及烷基化、降解等原因,分子的某一片断会不完全遵照异戊二烯规律产生出一些变形碳架,它们仍属于萜类化合物。海洋生物中萜类化合物主要以单萜、倍半萜、二萜、二倍半萜为主,三萜和四萜种类和数量都较少,且大部分以糖苷形式存在。萜类化合物是海洋生物活性物质的重要组成部分,广泛分布于海藻、珊瑚、海绵、软体动物等海洋生物中,具有细胞毒性、抗肿瘤活性、杀菌止痛等活性作用。糖苷的分类有多种方法,按照在生物体内是原生的还是次生的可将其分为原生糖苷和次生糖苷(从原生糖苷中脱掉一个以上的苷称为次生苷或次级苷);按照糖苷中含有的单糖基的个数可将糖苷分为单糖苷、双糖苷、三糖苷等;按照糖苷的某些特殊化学性质或生理活性可将糖苷分为皂苷、强心苷等;按照苷元化学结构类型可分为黄酮糖苷、蒽醌糖苷、生物碱糖苷、三萜糖苷等,海洋类的糖苷大部分是按照此特点分类的,主要包括鞘脂类糖苷、甾体糖苷、萜类糖苷和大环内酯糖苷等,在很多海洋生物如海藻、珊瑚、海参、海绵等中均发现有糖苷类化合物存在。已有的研究表明海洋糖苷类成分大都具有抗肿瘤、抗病毒、抗炎、抗菌、增强免疫力等生物活性。抗白血病和艾氏癌药物阿糖胞苷Ara-C(D-arabinosyl cytosine) 1、抗病毒药物的Ara - A 2以及Ara-C的N4-C16-19饱和脂肪酰基化衍生物3是海洋糖苷类药物成功开发的典范〔1〕。本篇文章对国内外自2005年来从海洋生物中分离提取到的萜类化合物以及糖苷类化合物进行了总结。1 萜类化合物 单萜 2005年M. G. Knott等人〔2〕对从红藻Plocamium corallorhiza中分离得到的三种多卤代单萜化合物plocoralides A-C(1~3)〔3,4〕进行了活性研究,发现化合物Plocaralides B(2), C(3)对食管癌细胞WHCOI具有中等强度的细胞毒作用,这些化合物具有卤素取代基。 倍半萜 从海泥来源的真菌Emericella variecolor GF10的发酵液中分离得到两个新型的倍半萜化合物6-epi-ophiobolin G(4)和6-epi-ophiobolin N(5),化合物在1~3μM浓度时能使神经癌细胞Neuro 2A凋亡,同时伴随细胞萎缩和染色体聚集〔5〕。这一类ophiobolins是天然的三环或四环的倍半萜化合物,对线虫、真菌、细菌以及肿瘤细胞有着普遍的抑制活性。Willam Fenical等人从海洋沉积物分离得到一株放线菌CNH-099,在该菌的代谢产物中分离到具有细胞毒作用的新颖的 marinonc 衍生物 neomarinone(6)、isomarinone(7)、hydroxydebromomarinone(8)和methoxydeuromomarinonc(9),它们均是倍半萜萘醌类抗生素。Neomarinone(6)和marinones(7~9)对HCrll6结肠癌细胞显示中等程度的体外细胞毒作用(IC50=8μg/ml),而且,neomarinone(6)对NCI-s60癌细胞也具有中等程度细胞毒作用(IC50=10μg/ml)〔6〕。化合物花侧柏烯倍半萜(10~12)从希腊北爱情海希俄斯岛采集的红藻 L. microcladia中分离得到〔7〕。红藻 L. microcladia 经有机溶剂CH2Cl2/MeOH (3:1)提取,以Cyclohexane/EtOAc(9:1)为洗脱液进行硅胶柱层析,最后经HPLC纯化得到化合物(10-12)。该试验并对化合物活性进行了研究,发现三种化合物均对肺癌细胞NSCLC-N6 和 A-549有抑制作用,化合物(10):IC50= μM (NSCLC-N6)和 μM (A-549),化合物(11):IC50 = μM (NSCLC-N6) 和 μM (A-549) ,化合物(12):IC50= μM (NSCLC-N6)和 μM (A-549)。后两个化合物对肺癌细胞毒活性作用明显高于第一个化合物,推测可能由于后两个化合物结构中酚羟基以及五环内双键的存在提高了化合物活性,而化合物中溴原子的存在并没有对其活性构成影响。从中国南京采集的红藻L. okamurai也分离出四种衍生的花侧柏烯倍半萜化合物,分别是Laureperoxide (13), 10-bromoisoaplysin (14), isodebromolaurinterol (15)和10-hydroxyisolaurene (16)〔8〕。5种snyderane倍半萜(17~21)化合物从红藻L. luzonensis中分离得到〔9〕。从一个软海绵种属Halichondria sp中分离得到四种具有抗微生物活性的含氮桉烷倍半萜化合物halichonadins A-D(22~25)〔10〕。该海绵采集于日本冲绳运天港, kg样品溶于4L MeOH,所得的115g MeOH提取物分别用1200ml EtOAc和400MlH2O萃取, EtOAc萃取物经硅胶柱层析后,洗脱液为MeOH/CHCl3(95:5)和石油醚/乙醚(9:1),得到化合物halichonadins A-D(22~25)和已知化合物acanthenes B、C。活性检测实验显示:化合物halichonadins A-D均具有抗细菌活性,同时halichonadins B和C也具有抗真菌活性,化合物halichonadins C对新型隐球菌(Cryptococcus neoformans)的半致死浓度(IC50)达到μg/ml。三个部分环化的倍半萜(26~28)化合物具有抑制磷酸酶Cdc25B活性,从海绵Thorectandra sp.中分离得到〔11〕。冷冻的海绵样品经4℃去离子水浸泡冷冻干燥后得到的干涸物, 随后用MeOH/CH2Cl2(1:1)和MeOH/H2O(9:1)的有机溶剂提取获得粗提物。采用活性追踪的方式,对粗提物(IC50=8μg/ml)进一步分离,将其溶于100mlMeOH/H2O(9:1)有机溶剂中,得到的粗提物加入300ml正己烷,获得水相部分溶于MeOH/H2O(7:3)的溶剂中,再用300ml CH2Cl2提取得到的部分经活性测定显示对磷酸酯酶抑制活性最强(IC50=6μg/ml),之后采用反相C-18柱HPLC分离,得到部分环化的倍半萜化合物(26)16-oxo-luffariellolide(12mg, tR=18min),化合物(27) 16-hydroxy-luffariellolide ( mg, tR=19min)以及化合物(28) luffariellolide (, tR=38min)。五种属于倍半萜类的化合物hyrtiosins A-E (29~33),从中国海南两个不同地方的海绵Hyrtios erecta种属中分离得到〔12〕。氧化的倍半萜化合物gibberodione(34), peroxygibberol(35) 和 sinugibberodiol(36)从台湾软珊瑚Sinularia gibberosa分离得到〔13〕,化合物(35)具有较温和的细胞毒性〔14〕。从珊瑚Eunicea sp.中提取的七种倍半萜代谢产物(37~43)〔15〕,含有榄烷,桉烷和吉玛烷骨架结构,研究显示对Eunicea 种属的疟原虫具有轻度的抑制作用。 二萜 以前很少有从绿藻中分离得到萜类化合物的报道,但是与2004年相比,提取的代谢产物数量有所增加〔16〕。从澳大利亚塔斯马尼亚采集的绿藻Caulerpa brownii中分离出许多新型二萜类化合物,其中化合物(44~48)在没有分支的绿藻中提取得到〔17〕,而类酯萜化合物(49)是从分支的绿藻中获得,该研究同时显示提取的类酯萜化合物对细胞、鱼类、微生物均有不同程度的毒性作用〔18〕。日本Koyama K等人从褐藻Ishige okamurae来源的未知海洋真菌(MPUC 046)中分离到一种新型的二萜类化合物phomactin H(50)〔19〕。真菌(MPUC 046)经含150g小麦的400ml海水25℃发酵培养31天后,采用CHCl3溶剂提取、硅胶层析及HPLC纯化得到phomactin H。该化合物同已发现的phomactin A-G化合物一样,均属于血小板活化因子(PAF)拮抗剂,能抑制PAF诱导的血小板凝聚,同时推测此活性与化合物的某个特定骨架结构有关。从法国南部大西洋海滨采集的褐藻Bifurcaria bifurcata中分离得到(51~55)五种新型的极性非环状二萜类化合物〔20〕。该褐藻经CHCl3/MeOH(1:1)提取,硅胶层析(洗脱液为不同比例的Hexane,EtOAc,MeOH),经反相C-18柱HPLC纯化获得十二种化合物,其中五种为新型二萜类化合物。化合物(51~53)在Hexane: EtOAc(2:3)洗脱液中发现,而化合物(54)和(55)则从Hexane: EtOAc(1:4)洗脱液中获得。6种新型的Dactylomelane二萜类化合物 (56~61)从西班牙特纳里夫南部家那利群岛采集的红藻Laurencia中分离得到〔21〕,其结构具有C-6到C-11环化的单环碳新型结构。采集的红藻经CH2Cl2/MeOH(1:1)有机溶剂提取后,用洗脱液Hexane/CHCl3/MeOH(2:1:1)进行Sephadex LH-20反相色谱分离,结合TLC点样筛选的部分用洗脱液EtOAc/hexane(1:4)进行硅胶柱层析,最后采用硅胶柱进行HPLC纯化得到六种新型的单环碳二萜类化合物Dactylomelans。从红藻L. luzonensis中也分离得到二萜类化合物luzodiol (62)〔9〕。一个溴代二萜类化合物 (63)从日本其他红藻Laurencia物种中分离得到 〔22〕。Xenicane二萜类化合物(64~71)从台湾珊瑚Xenia blumi分离出来,而化合物xeniolactones A-C (72~74)则是从台湾Xenia florida中分离出来的〔23〕。化合物 (64~67), (69), (70) 和 (72)具有轻微的细胞毒性作用。非Xenicane代谢产物xenibellal (75)对Xenia umbellata也具有轻微的细胞毒性作用〔24〕。化合物Confertdiate (76)是一个四环的二萜类物质,从中国珊瑚Sinularia conferta中分离得到〔25〕。从史密森尼博物院癌症研究所收集的海葵中分离得到的二萜类化合物actiniarins A-C (77~79)能适度抑制人cdc25B磷酸酶重组〔26〕。 Periconicins A,B (80~81)〔27〕是从内生红树林真菌Periconia sp.分离得到的二萜类的新化合物,能抑制不同微生物的生长活性,诸如bacillus subtilis ATCC 6633, Staphylococcus aureus ATCC 6358p, Staphylococcus epidermis ATCC 12228等等。南海真菌2492#是从采自香港红树林植物Phiagmites austrah样品中分离得到的,从2492#菌株的发酵液中分离得到的两种二萜类化合物 (82~83)有很好的生理活性〔28〕,如抗肿瘤、降压、调整心率失常,同时降压调整心率失常的作用在相同的条件下优于临床现用的阳性对照物。从中国红树林植物Bruguiera gymnorrhiza分离出二萜类化合物 (84~86),化合物(86)对小鼠成纤维细胞具有适当的细胞毒活性〔29〕。也从中国红树林另一物种Bruguiera sexangula var. rhynchopetala分离出三种二萜类化合物 (87~89) 〔30〕。与之结构相似的二萜类化合物 (90~93)从中国Bruguiera gymnorrhiza中分离得到,其中化合物 (92)和 (93)有轻微的细胞毒活性〔31〕。 二倍半萜 Willam Fenical研究小组从曲霉属Aspergillus海洋真菌(菌株编号CNM-713)分离到一个新的二倍半萜化合物aspergilloxide (94),该化合物为含有25个碳原子的新骨架,对人的结肠癌细胞HCT-116有微弱的细胞毒活性〔32〕。在此之前,Willam Fenical等人从巴哈马的红树林中的漂浮木中也分离到一株真菌Fusarium heterosporum CNC-477, 并从中分离得到一系列多羟基二倍半萜类化合物neomangicols A-C(95~97)〔33〕和mangicols A-G (98~104)〔6〕,它们的结构如下图所示。Neomangicols的骨架为25个碳的二倍半萜,是首次从天然物中分离得到。药理实验显示化合物 (96)具有和庆大霉素大致相当的对革兰阳性细菌的抑制能力,化合物 (98)和 (99)对MPA(phorbol myristate acetate)诱导的鼠类耳朵水肿有抗炎症活性。 三萜 从海洋生物中提取得到的三萜类化合物主要以三萜皂苷、三萜烯类、三萜糖苷等形式存在。四环三萜皂苷类化合物nobilisidenol (105) 和 (106)是从中国黑乳海参Holothuria nobilis分离得到的〔34〕。采集于福建东山的黑乳海参洗净切碎后用85%的EtOH冷浸提取,得到的流浸膏均匀分散于水中,依次用石油醚、二氯甲烷、n-BuOH萃取,研究发现n-BuOH提取物经大孔吸附树脂、正相硅胶层析、反相C-18硅胶柱层析以及反相C-18 柱HPLC分离得到三萜皂苷类化合物nobilisidenol (105)和(106)。易杨华等同时从海参中提取到了其它的三萜糖苷类化合物以及三萜皂苷脱硫衍生物〔35,36〕。三萜烯类化合物intercedensides D-I(107-112)从中国海参Mensamaria intercedens中分离得到,具有细胞毒功能〔37〕。新西兰海参Australostichopus mollis是单硫酸酯三萜糖甙化合物mollisosides A(113), B1(114) 和 B2(115)的来源〔38〕。具有细胞溶解作用的三萜类化合物sodwanone S (116)是从印度洋多毛岛采集的海绵Axinella weltneri中分离得到的〔39〕。三萜苷类化合物sarasinosides J-M (117-120)分离自印尼苏拉威西岛采集的海绵Melophlus sarassinorum,对B. subtilis和S. cerevisae的细菌具有抗微生物活性作用〔40〕。2 糖苷类化合物从中国海南采集的甲藻A. carterae中分离得到一种不饱和的糖基甘油酯化合物(121)〔41〕。甲藻采集于中国海南三亚,经分离筛选得到的A. carterae大规模培养后用甲苯/MeOH(1:3)的有机溶剂提取,所得干涸物分别用甲苯、1N NaCl 水溶液提取。研究发现有机相提取物经硅胶柱(洗脱液为不同比例的MeOH/CHCl3)、反相C-18硅胶柱层析(洗脱液为MeOH/H2O=9:1),最后经反相C-18柱制备型HPLC(流动相为MeOH/H2O =95:5)分离纯化得到25mg不饱和的糖基甘油酯化合物(121)。从多米尼克普次矛斯采集的绿藻Avrainvillea nigricans中可以分离出一个甘油酯avrainvilloside(122),该化合物含有6-脱氧-6-氨基糖苷部分〔42〕。两个甘油一酯化合物homaxinolin(123)和(124),磷脂酰胆碱homaxinolin(125)以及能抑制细胞生长的脂肪酸(126)是从韩国海绵Homaxinella sp.中分离得到的〔43〕。从红海采集的海绵Erylus lendenfeldi分离得到的两个甾体糖苷类化合物erylosides K(127)和L(128)能选择性的抑制酵母菌株的rad50芽体,rad50能修复协调受损的双链DNA〔44〕。海参Stichopus japonicus是五种糖苷化合物SJC-1(129),SJC-2(130), SJC-3(131), SJC-4(132) 和 SJC-5(133)的主要来源〔45〕。五种化合物均从弱极性CHCl3/MeOH部分分离出来,其中SJC-1(129), SJC-2(130), SJC-3(131)是典型的鞘甘醇或植物型鞘甘醇葡萄糖脑苷脂类化合物,含有羟基化或非羟基化的脂肪酰基结构。SJC-4(132) 和 SJC-5(133)也含有羟基化的脂肪酰基结构,但是含有独特的鞘甘醇基团,是两种新型的葡萄糖脑苷脂类化合物。Linckiacerebroside A(134)是从日本海星Linckia laevigata分离出的一种新型糖苷脂化合物〔46〕。甾体糖苷孕甾-5, 20-二烯-3β-醇-3-O-α-L-吡喃岩藻糖苷(135) 和 孕甾-5, 20-二烯-3β-醇-3-O-β-D-吡喃木糖苷(136)从中国短足软珊瑚Cladiella sp.中分离得到〔47〕。将新鲜的软珊瑚干质量 kg用乙醇在室温下浸泡 3 次, 合并提取液, 减压浓缩后得到深褐色浸膏 用30%的甲醇溶解后, 依次用石油醚、乙酸乙酯、正丁醇萃取, 石油醚提取液经减压浓缩后得棕黑色胶状物 ,将此提取物硅胶柱减压层析, 用石油醚乙酸乙酯溶剂体系梯度洗脱, 从石油醚/乙酸乙酯(20:80)洗脱液中所得的洗脱部分在反相C-18柱上进行HPLC分离, 用MeOH洗脱得到化合物60mg(135)和3mg(136),该类化合物具有抗早孕和抑制肿瘤细胞生长活性。四种甾体糖苷化合物(137-140)是从中国珊瑚Junceella juncea EtOH/CH2Cl2提取液中分离得到〔48〕。3 结语目前,从海洋生物中发现的萜类和糖苷类天然化合物的数量近几年呈现逐渐增加的趋势,有些化合物的活性确切而且活性作用强烈是很有希望的一些药物先导化合物,但是用于临床研究的化合物还相对较少,因此开发更多新的天然化合物是有必要的。其次,从海洋生物中发现的活性化合物也存在着活性较低或毒性较大等问题,可以通过对其结构进行修饰,使其活性达到最佳效果。此外,从海洋生物中提取的活性化合物含量通常较低,而且化合物在提取过程中受到提取试剂、方法等外界因素的影响,所以采用化学合成的方法进行化合物的半合成或者全合成解决化合物在提取过程中结构易变、试剂耗量大等缺点。例如从海洋真菌中发现的结构新颖,有抗菌、抗癌和神经心血管活性的物质头孢菌素C,就是从海洋真菌中分离得到的,这是一大类半合成的广为人知的抗生素,它已广泛用于临床〔49〕。所以采用合成或半合成的方法解决活性化合物作为药源的大量生产方式是通行的。我们期待着这些药物先导化合物在药物开发方面发挥重要作用。
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抗病育种的历史证明,选育和使用抗病品种防治农作物病害是最经济有效的措施。长期以来,抗病育种主要使用了小种专化抗病性,由于病源菌生理小种变异,抗病品种的抗病性丧失现象愈益突出,大大缩短了抗病品种使用年限,甚至品种抗性丧失的速度超过了育种速度,这是理论和实践上急待研究解决的课题。许多学者认为,解决此问题主要可从以下几方面来考虑: (1)尽快改变抗源单一化和品种单一化的局面。加快推广利用不同的高效抗病基因,逐步实现抗病基因和抗病品种的合理布局,以减缓优势毒性菌系的繁殖速率,减少越夏菌源和外来菌源,尽量减少病害流行造成的损失。 (2)注重多个高效基因的累加及多系品种的培育。进行抗白粉病基因累加应是培育持久抗性品种的一条有效途径,实践证明,单基因控制的抗性极易丢失,由多个基因控制的抗性一般较为稳定持久。借助分子标记等新技术,培育抗谱上互补性较强的多系品种应用于大田,也可大大控制新的优势小种在某一地区的流行及扩展。 (3)加强低感和慢粉抗性品种的利用 对抗病品种的推广应用,应注意不要一味追求免疫、高抗品种,低感。慢粉和耐病品种也值得推广利用。据段双科等(1999)在陕西八年的观察研究,认为淮阴894、阿勃等属低感、慢粉品种,具有非小种专化抗性的特征,抗病性持久稳定。从病菌---寄主群体互作的观点出发,慢粉抗性趋于稳定化选择的方向。因此可保持自然界病菌群体相对稳定,从而延长品种的抗性寿命。 (4)进一步挖掘抗性较好的地方品种和农家品种,及其近缘种属所含有效抗病基因。借助现代生物技术新手段将它们导入生产品种中,从而拓宽小麦抗源,培育更加持久而又稳定的抗性品种。
(1)烟农1212
烟农1212是由山东烟台农科院选育的小麦新品种,2018年通过山东省小麦品种委员会审定,审定编号:鲁审麦20180004,2019年通过了河北省小麦品种委员会审定,审定编号:冀审麦20198008。
品种特性:该品种为半冬性,株高74~厘米,具有高产、抗寒、抗病、抗倒伏、抗干热风、抗衰老等“一高五抗”特点,平均亩产438~千克,最高亩产公斤,多次刷新了我国小麦高产纪录。适宜在山东全省、河北南部、安徽北部、河南东部等部分高肥水地块种植,增产潜力巨大。
(2)郑麦618
郑麦618是由河南省农业科学院小麦研究所选育的小麦新品种,2018年通过国家品种审定委员会审定,审定编号:国审麦20180027。
品种特性:该品种为半冬性品种,全生育期为229天,株高厘米,茎秆弹性较好,抗倒性较好。抗病性强,平均亩产541~547公斤,最高亩产亩产公斤,是一个超高产小麦新品种,适宜在河南大部,陕西省西安、渭南、咸阳、铜川和宝鸡市灌区,江苏和安徽两省淮河以北地区高中水肥地块中茬种植。增产潜力大。
(3)郑麦136
郑麦136是由河南省农科院小麦所丰优育种室选育的一个超高产、多抗中筋小麦新品种。2018年通过河南省品种审定委员会审定,审定编号:豫审麦20180008,2019年通过国家品种审定委员会评审,审定编号:国审麦20190026。
品种特性:该品种为半冬性品种,全生育期230~233天,株高~厘米,株型松紧适中,茎秆弹性好,抗倒性较好。
平均亩产542~563公斤,最高796公斤。适宜在河南大部,安徽北部、陕西西安、渭南等部分地区,江苏淮河以北地区高肥水地块种植,产量高品质优,是一个优质高产的小麦新品种。
这次分享的文章是近期由,中科院何祖华研究员和美国俄亥俄州立大学/中国农业科学院植物保护研究所王国梁教授受邀在 Annual Review of Plant Biology 撰写题为 “Exploiting Broad-Spectrum Disease Resistance in Crops: From Molecular Dissection to Breeding” 的综述论文。文章分为两大部分,第一大部分1-3小节,主要是论述分子层面的抗病过程,第二大部分是4-5小节,提出了如何将BSR应用到育种过程中去,我主要关注的是第一大部分,后面的部分仅作了解。
Broad-spectrum resistance(BSR)是一个优良的性状因为它可以对超过一种病原菌或同一病原菌的大多数病原小种产生抗性。本文报道了不同物种BSR基因的鉴定和功能解析工作,并讨论了BSR在分子育种中的应用。
作物面临的病害有真菌,卵菌,细菌,病毒和线虫。
Broad-spectrum resistance(BSR): 植物能抵抗两种病原菌或对同一病原菌的多个病原小种产生抗性的。
Resistance(R) genes: 对病原菌产生抗性的基因,如编码表面受体(receptor-like kinases)的基因和细胞内受体NLRs(能直接或间接地检测同源的病原菌效应子)
Quantitative trait locus(QTL): 一段特定的染色体区域或负责生物体群体表型中数量性状变异的遗传位点。
Species-nonspecific broad-spectrum resistance(SNS BSR): 植物对多于一种病原菌产生抗性。
Race-nonspecific broad-spectrum resistance(RNS BSR): 植物对同一病原菌的多个小种产生抗性。
育种家早先使用单显性或隐性的R基因,因为它们效应强且容易选择。大多数基因具有对单一或少数病原菌的特异小种产生抗性;然而,致病菌种群的突变和毒力的转移使这些抗特异小种的R基因有效性很短,而由QTLs控制的部分抗病性通常没有小种特异性。尽管在同一遗传背景结合单一R基因和QTLs对抗病性是有效的,但是技术上是有难度的并且耗时长。因此,选择BSR就被提上了日程。
PTI和ETI。
PAMPs通常对于病原菌的生存是至关重要的并且进化上是保守的。植物的PRRs是膜定位的RLKs或RLPs。来自拟南芥,水稻和马铃薯的五个PRRs被报道是SNS BSR(T1)。拟南芥第一个RLK-PRR是FLS2,对包括假单胞菌在内的具有鞭毛蛋白细菌都有SNS BSR;在其他物种中异源表达FLS2增强了其对一些细菌的抗性。细菌的另一种PAMP,elf18,是EF-TU N端的抗原表位,被EFR识别,也作为一种SNS BSR蛋白来调节拟南芥对细菌病害的抗性。Xa21是作物中第一个RLK-PRR R基因,对Xoo和Xoc的大多数小种都有抗性。在柑橘、拟南芥、香蕉中异源表达Xa21增强了对多种细菌病害的抗性。水稻中包含Lysin motif的蛋白LYP4和LYP6是双功能PRRs,可以感知细菌肽聚糖和真菌几丁质,激活对细菌和真菌的抗性。拟南芥中RLP-PRR RLP23与LRR受体激酶SOBIR1和BAK1形成三聚体来调节微生物蛋白坏死和乙烯诱导(Necrosis and ethylene-inducing peptide 1-like protein,NLP)的免疫反应。因此可以说明,识别广泛的微生物模式的PRRs可能特别适合于设计作物免疫。
首次鉴定的SNS-BSR NLR蛋白是与拟南芥抗性相关的RRS1(RESISTANCE TO RALSTONIA SOLANACEARUM1)与RPS4(RESISTANCE TO PSEUDOMONAS SYRINGAE4),它们作为双重的R基因系统,对细菌和真菌都产生抗性。RPS4与RRS1成对工作,触发超敏反应(HR),对含有AvrRps4的丁香假单胞菌产生抗性。除了AvrRps4, RRS1/RPS4还能识别来自青枯菌的效应蛋白PopP2。此外,RRS1和RPS4都是抵抗真菌病原菌炭疽病所必需的,可能是通过识别一种未知的效应子。
Wall-associated kinases(WAKs): 植物的一类受体激酶,包含胞外的聚半乳糖醛酸结合结构域,跨膜结构域和胞内的Ser/Thr激酶结构域。
Defense-signaling genes: 在信号转导通路中发挥功能的基因,与病原菌的识别和防卫激活联系起来。
Pathogenesis-related(PR) genes: 在防卫响应下游的基因,负责抗菌类物质的产生。
NHR(Nonhost resistance): 植物对所有非适应性病原菌的抗病性;植物对大多数可能致病的微生物表现出的最常见的抗病性。
总共42个防卫信号基因被认为参与到SNS BSR抗性中(Supplemental Table1)。
MAPKs是众所周知的防御信号蛋白,它将防御信号从免疫受体传递到下游蛋白;例如,OsMAPK5负向调节水稻对细菌性病原菌 细菌性古枯病和真菌稻瘟病的抗性。OsMPK15负调控PR基因表达和ROS积累,osmpk15敲除突变体增强了对Xoo和多个稻瘟病小种的SNS BSR。
除了MAPKs,其他的激酶,如RLKs和RLCKs,也在SNS-BSR中发挥功能。两个水稻的WAKs,OsWAK25和OsWAK91,对于SNS BSR抗稻瘟病和白叶枯是重要的。
蛋白质泛素化介导的降解也在SNS BSR中发挥重要作用。水稻U-box E3基因Spl11(SPOTTED LEAF11)编码了细胞死亡的负调控因子,而spl11突变体增加了对稻瘟病和Xoo的SNS BSR。敲除SPIN6(SPL11-interacting Protein 6)也增强了植物对这两种病原菌的抗性。另一个多亚基E3泛素连接酶OsCUL3a (Cullin3a)通过靶向和降解OsNPR1(NONEXPRESSER OF PATHOGENESIS-RELATED 1)负调节细胞死亡和对稻瘟病和白叶枯的SNS BSR。OsBAG4是人BAG(Bcl2-associated athanogene)在水稻中的同系物,它与RING结构域的E3泛素连接酶EBR1(Enhanced Blight and blast)形成一个模块,控制程序性细胞死亡和SNS BSR对稻瘟病和白叶枯的抗性。
表观调控SNS BSR。如水稻中沉默HDT701(HISTONE H4 DEACETYLASE GENE 701)增强了对稻瘟病和白叶枯的抗性。
转录因子是植物免疫信号中关键的成分,在调控防卫基因表达中发挥重要的作用。如WRKY类转录因子,过表达OsWRKY45-1 or OsWRKY45-2激活了对稻瘟病的抗性但是抑制了对纹枯病的抗性,此外这两个转录因子在调控水稻对细菌的抗性中发挥相反的作用:OsWRKY45-1负调控水稻对Xoo和Xoc的抗性,而OsWRKY45-2正调控水稻对Xoo和Xoc的抗性。在拟南芥中,过表达NPR1增强了对细菌病原菌丁香假单胞菌和卵菌的SNS BSR,且这种抗性是有剂量效应的。值得注意的是,NPR1过表达会导致自发免疫和多效表型。
抗菌物质(保卫酶,防卫素,次级代谢物如植物抗毒素,ROS,胼胝质的沉积,细胞壁修饰和程序性细胞死亡)的产生通常受PR基因调控的,这在植物中是唯一的,并且对多种病原菌都有效。
这些PR基因的SNS BSR通常由过表达来实现,如在拟南芥中过表达CaAMP1(Capsicum annuum ANTIMICROBIAL PROTEIN1)增强了其对多种病原菌的抗性。
植物激素合成相关的蛋白也在BSR中发挥重要作用,如OsACS2(乙烯合成酶) 。过表达OsACS2增强了乙烯的产生,防卫基因表达,和对纹枯和大多数稻瘟病小种的抗性;但过表达OsACS2对农艺性状没有影响。
Susceptibility (S)gene: 促进感染过程或支持与病原菌感病性的任何植物基因。
S基因通常被病原菌靶向或诱导来负调控宿主抗病性。Xa5,编码TF IIA的γ亚基 ,是水稻中鉴定的第一个S基因和被发现负调节对Xoo和Xoc多个小种的SNS BSR。Xa13/OsSWEET11 编码一个糖运输蛋白,促进了细菌和真菌侵染,失活后增强了对Xoo和纹枯的抗性。
在水稻中克隆了Bsr-k1(BROAD -SPECTRUMRESISTANCE KITAAKE-1),发现其编码了一种肽重复结构域RNA结合蛋白,并且负调控SNS BSR。Bsr-k1敲除导致水稻苯丙氨酸解氨酶基因(OsPALs)表达上调,并且增强了水稻对稻瘟病和Xoo的抗性。
与主要的基因介导的抗性相比,QTLs控制的数量抗性通常被认为是非物种特异性的,且更持久。
Lr34/Yr18/Pm38编码一种ATP结合盒转运蛋白,该蛋白能部分抵抗小麦的叶锈病、条锈病和白粉病。
NHR是植物对大多数潜在致病性微生物表现出的最常见的抗病形式。第一个被分离的NHR基因是拟南芥的NHO1(NONHOST 1),它正调节对几种非宿主病原体的SNS BSR,如丁香假单胞菌和灰霉病菌。
水稻6号染色体上的Pi2/Pi9位点包含多个RNS-BSR基因,包括Pi2、Pi9、Pi50、piz-t和Pigm。
9个RNS-BSR R基因编码非NLR蛋白(补充表2);例如,水稻基因Xa4编码WAK蛋白,并在不影响粮食产量的情况下提供了对Xoo的持久的RNS BSR。在未接病的植物中,XA4激活纤维素合成酶基因CesA的转录,促进纤维素生物合成,抑制扩张素表达,增加植物细胞壁的机械强度,抑制Xoo侵染。
泛素化介导的信号通路通过激活NLRs和下游免疫信号从而在RNS BSR中发挥重要作用。水稻E3 OsBBI1(BLAST AND BTH-INDUCED 1)通过修改宿主细胞壁来对稻瘟病产生RNS BSR。过表达OsBBI1 增加了ROS,如H 2 O 2 的积累。水稻中另一种E3 OsPUB15与水稻稻瘟病的R蛋白Pid2互作,从而正调控细胞死亡和基础抗性,因此对稻瘟病有RNS BSR。
蛋白激酶类基因也参与RNS BSR。OsBRR1正调对稻瘟病的抗性;六倍体小麦克隆到的LecRK-V(L-type lectin receptor kinase V),在苗期和成熟期产生对白粉病的抗性。
Pyramiding: 通过遗传策略把两个或两个以上的基因结合起来形成优良品系或品种的过程。
Marker-assisted selection (MAS): 这是传统育种的一个补充工具,其中个体的选择取决于多态分子标记和性状之间的联系。
目前为止已鉴定五种S基因来传递 RNS BSR。Mlo是大麦中鉴定的第一个S基因,后来发现在几乎所有高等植物中都存在。MLO定位在膜上,包含保守的跨膜结构域和C端的钙调蛋白结合结构域。
水稻中的S基因,Pi21(QTL)编码富含脯氨酸的蛋白,有一个重金属结合结构域和蛋白互作结构域。pi21的隐性等位基因(在富含脯氨酸的motif上发生突变)对一些稻瘟病小种有RNS BSR。另一个水稻RNS-BSR S基因 Bsr-d1(Broad-spectrum resistance Digu 1) 编码C2H2类TF,在Bsr-d1启动子区一个单核苷酸的突变增强了与MYB转录因子 MYBS1的结合,抑制了Bsr-d1的表达,增强了对多个稻瘟病小种的抗性。一些S基因也在rice-Xoo的病理系统中起作用,包括Xa25/OsSWEET13和Xa41(t)/OsSWEET14,它们编码促进细菌侵染的糖转运蛋白,减少了对Xoo的RNS BSR
三个RNS-BSR QTL已在小麦、玉米和马铃薯中被克隆。小麦中的Fbb1,玉米中的ZmWAK-RLK,马铃薯的R8.
包含多个R基因的水稻通常比包含单个R基因的水稻抗谱要广。如,包含Pi2/Pi1, Pigm/Pi54,Pi2/Pi54, and Piz-t/Pi54对的水稻株系比只含单个R基因的抗性要好。使用MAS获得的Xa4、Xa21、Xa7、Xa23和Xa27聚合的优良水稻品种比只有一个基因的品系具有更广的抗性谱和更高的抗性水平。
当植物不受病原体侵袭时,通常严格控制植物基因的表达以避免自身免疫;然而,少数R基因的过表达可以激活免疫反应,产生抗多种病原菌的BSR,而不会引起高水平的细胞死亡。如使用不同的启动子,包括天然的WRKY13启动子和玉米ubi启动子,增加水稻R基因Xa3/Xa26的表达,可以增加对Xoo抗谱。过表达水稻PRRs OsLYP4和OsLYP6的使对Xoo和稻瘟病产生BSR。
利用防御信号和PR基因来设计BSR是可能的,因为它们通常在免疫受体的下游起作用。
使用TALEN/CRISPR靶向小麦的Mlo位点使得植物抗白粉病。番茄中,使用CRISPR敲除Mlo的同源基因SIMlo1导致抗白粉病。水稻中,CRISPR诱导的敲除Pi21的富含脯氨酸motif提供了对稻瘟病的RNS BSR,编辑三个SWEET基因的启动子区导致了籼梗稻中对所有测试的Xoo株系的BSR。
在水稻中,在多个地点混合种植两年的抗病和感病品种可以大大降低两个品种稻瘟病的严重程度。
pigm,bsr-d1,IPA1。
免疫受体、防御信号、PR和NHR基因等的过表达常常导致细胞死亡和侏儒表型。上游的开放阅读框,在5‘UTR区域,是翻译过程和mRNA周转强有力的顺势调控元件,在被子植物基因组中含量丰富。
BSR品种的广泛和长期种植可能会增加病原菌的选择压力,增加耐药群体的出现。建立用于评价不同品种抗病能力的自然病圃,也将有助于检验BSR基因的有效性。
将PRR和NLRs或QTLs结合,能够增强抗性水平和转基因的抗谱。
以前的研究表明,在一个金字塔中,一个R基因可能掩盖了其他基因的影响,这样一些R基因组合比其他组合提供更少的抗病性。含piz5和Pita的水稻抗病性低于单独含piz5的水稻。
活体性病原菌和死体性病原菌使用不同的策略:死体性病原体杀死宿主组织,因为它们在死细胞或垂死细胞的内容物上定植并茁壮成长,而活体性病原菌则依赖活的宿主细胞来完成它们的生命周期。在许多情况下,对活体性病原菌具有抗性的植物容易受到死体性病原菌的感染,反之亦然。
1.新品种BSR的选择是作物育种中重要的目标。
基因编码PRRs,NLRs和其他的防卫相关蛋白。
3.以QTLs、感病性丢失、非宿主抗性为基础的基因也涉及到BSR。
4.作物中长期的BSR能够通过不同的育种策略来实现。
5.低成本的定位策略,如RenSeq,能够应用到野生品种BSR基因的快速分离。
6.基因组编辑技术,如CRISPR,在BSR设计育种中发挥重要作用。
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