鏈霉菌通過生長素信號傳導和原型防御途徑的瞬時調節促進玉米生長并誘導對輪狀鐮刀菌的抗性
在氣候變化的驅動下,由輪葉鐮刀菌引起的鐮刀菌穗腐病在全球玉米中頻繁發生。與此同時,立法法規和日益提高的環境意識促使人們對替代FER生物控制策略進行了研究。 鏈霉菌是一類很有前途的細菌控制劑,因為它們具有代謝的多功能性。然而,對這些生物防治劑的分子作用模式往往缺乏深入的了解。 本研究旨在揭示鏈霉菌根際細菌菌株對枝鐮孢菌(F. verticillioides)生物控制效果。 我們首先評估了四種鏈霉菌菌株ST02、ST03、ST07和ST08的直接拮抗作用。 然后,在玉米植株中評估了16個與內在植物防御信號傳導相關的基因。 體外和體內數據均表明,生防菌株ST03能很好地抑制枝鐮孢菌(F. verticillioides)。 在該菌株分泌的上清液中也觀察到對細胞外化合物的高抑制效力。 特別是對于玉米芯,生防菌株ST03不僅抑制了枝鐮孢菌(F. verticillioides),在接種后7天也顯著抑制真菌伏馬菌素的產生。 在玉米植株上,當與黃萎菌和菌株ST03共同施用時,土壤中真菌DNA水平顯著降低,證實了直接拮抗作用。 在早期時間點,即使在沒有枝鐮孢菌(F. verticillioides),就其對植物的作用而言,菌株ST03誘導生長素反應基因(AUX1、ARF1和ARF2)和赤霉酸(GA)相關基因AN1的下調。 有趣的是,枝鐮孢菌(F. verticillioides)即使在葉片中,在存在或不存在病原體的情況下,生物控制菌株誘導水楊酸(SA)、2,4-二羥基-7-甲氧基-1,4-苯并惡嗪-3-酮(DIMBOA)介導的途徑相關基因和發病機制相關蛋白的表達。 所有這些都表明鏈霉菌菌株ST03是一種很有前途的FER生物防治和促進生長的候選菌株。
SMO構建WIWAM XY(Pathoviewer)高通量植物表型成像平臺
WIWAM植物表型成像系統由比利時SMO公司與GHent大學VIB研究所研制生產,整合了LED植物只能培養、自動化控制系統、葉綠素熒光成像測量分析、植物熱成像分析、植物近紅外成像分析、植物高光譜分析、植物多光譜分析、植物CT斷層掃描分析、自動條碼識別管理、RGB真3D成像等多項先進技術, 以優化的方式實現大量植物樣品以優化的方式實現大量植物樣品——從擬南芥、水稻、玉米到各種其它植物的生理生態與形態結構成像分析,用于高通量植物表型成像分析測量、植物脅迫響應成像分析測量、植物生長分析測量、生態毒理學研究、性狀識別及植物生理生態分析研究等。
PathoViewer是一款高通量植物表型成像平臺(屬于WIWAM XY系列),使用了高分辨率圖像在可控條件下對植物進行表型成像。該系統配備有6MP-16 bit的相機系統以及各種光學濾波輪,有廣泛用途,例如測量葉綠素熒光、紅色熒光蛋白、綠色熒光蛋白、自熒光、RGB改進花青素反射指數以及葉綠素指數等。系統為自動系統,用于測量植物或植物部分的生物或非生物脅迫。
Pathoviewer組合了RGB, 葉綠素熒光、花青素、NIR和GFP/RFP圖像處理,對生物和非生物脅迫的影響進行成像。這些相機也可為研究人員采集植物科學相關信息,另外還可對表型特征可視化。下文將對測量的最重要參數進行討論。
Pathoviewer能測量的最重要參數是Fv/FM值。該值通過葉綠素熒光獲取,是指示測量植物光合性能的參數。熒光可用于測量PSII光合作用中的多種參數如線性電子流,CO2同化以及變化。