水稻黑条矮缩病毒第九号基因片段的克隆和表达
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病毒病被称为“植物癌症”,水稻一旦感染,轻则大幅减产,重则绝收。
荣获2014年度国家科技进步二等奖的防治农作物病毒病及媒介昆虫新农药研制与应用项目,为这一顽症开出了治病良方,实现了南方水稻黑条矮缩病的有效防控。
业内专家表示,抗水稻病毒病药剂创制、水稻病毒病及其媒介昆虫全程免疫防控技术处于国际领先水平,为实现全国同步小康战略目标作出了新的贡献。
病毒病一直被称为“植物癌症”,南方水稻黑条矮缩病是其中一种。
水稻黑条矮缩病主要是由白背飞虱传毒,由于其发生、侵染及传播机制极其复杂,一直缺乏有效的防控药剂和技术。
植物病毒病给农业生产带来了极为严重且相当广泛的危害,被誉为农业生产中的世界性难题。
十几年前,化学防治是控制农作物病虫害的常用措施,但传统化学农药的长期不合理使用,会导致病虫抗性增强。
同时,传统农药使用所带来的环境污染、生态破坏以及农产品中农药残留也会对人体健康造成威胁。
因此,开展农作物主要病虫害新药剂、新剂型研究与应用技术集成,已成为当前农业及植保行业中必须解决和重点技术攻关的科学问题和现实课题。
针对粮食作物重大病毒病、病毒传媒害虫、迁徙性病害,本着以新药剂为主体,进行田间应用示范技术集成和推广,筛选出效果好、成本低、残留低,环境友好,经济、社会和生态效益显著的重大病虫害防控应用技术和规范化施用方法这一原则,以提高我国主要粮食作物重大病虫害的防治水平,保障农业生态环境安全和食品安全为目的,该团队产、学、研、推协同攻关,历时10年,终于在病毒病防控磷系药剂和防控技术两方面均取得了系统性的创新成果。
在药剂开发方面,项目组以绵羊体内活性成分α-氨基膦酸酯为先导,基于免疫诱导激活分子靶标,建立全新化学生物学筛选方法和针对多种植物病毒病的离体、活体筛选模型,以动物中发现的天然氨基膦酸为先导,设计合成了α-氨基膦酸酯等多个系列的上千个新化合物,并从中发现了高效抗植物病毒活性先导结构。
经进一步结构优化,研究人员发现了具有全新结构的磷系抗植物病毒新农药——毒氟磷,历经长达8年的卫生毒理学、合成工艺、分析方法、田间药效、环境毒理学、环境代谢行为、残留试验等系统研究,在国际上首次发现其激活植物免疫系统的作用机制,提出了针对植物抗病激活而发现的绿色抗病毒剂的新思路,创建了基于植物抗病激活而发现的抗植物病毒剂的筛选方法。
十种水稻常见病虫害及科学防治方法病虫害是农业生产进程中的重要危害之一,对农作物的产量和质量都有较大影响,水稻作为国人赖以生存的主食,其生上进程中也遭到病虫害的庞大影响。
下面小编就为大家介绍十种水稻常见病虫害以及科学防治方法。
一、稻黑色菌核秆腐病症状:水稻成株期茎基部的一种真菌病害,病菌侵害茎基部叶鞘,形成椭圆形或纺缍形黑色斑,后扩大至全部叶鞘,茎秆上也有大块黑斑,后期的茎基部腐烂,植株青枯,茎腔内有大量小球状黑色颗粒状的菌核。
防治方法:以加强肥水管理为主,结合治虫防病,辅以适时喷药。
二、稻白叶枯病症状:水稻叶部的一种细菌病害,病菌从根、茎、叶部的伤口或水孔侵入稻体,在维管束的导管中繁育危害。
苗期和分蘖期最易受害。
秧苗叶片多表现叶枯症状。
在感染品种上多显现急性凋萎症状,病斑青灰色水渍状,病叶迅速卷曲凋萎,在抗病品种上产生褐色枯斑。
防治方法:选栽抗病品种、避免稻田淹水是防病关键,并结合药剂防治。
三、稻矮缩病症状:稻苗上的一种病毒病害,水稻生育期均可染病,苗期和分蘖期为感病敏锐期,发病越早,缺失越大。
如在苗期发病,病株明显不分蘖,严重矮化;在分蘖期感病,分蘖增多,显现丛生状,病株节部有倒生须根及高节位分枝;在苗期和分蘖期发病,绝大部分不能抽穗,虽有部分主茎尚能抽穗,但大多显现包穗,而且结实率着落。
防治方法:防治传毒介体昆虫是防病的关键。
四、稻恶苗病症状:水稻地上部的一种真菌病害,从秧苗期至抽穗期均可发病。
病株徒长,瘦弱,黄化,通常比健株高3~10厘米,极易辨认。
病株基部节上常有倒生的气生根,并有粉红霉层。
病菌发育适温25℃左右,种子带菌。
防治方法:选用无病种子或播种前用药剂浸种是防治的关键措施。
五、稻纹枯病症状:属于真菌类病害,多显现在水稻分蘖后期至抽穗期,该病害感染部位从最初的水稻茎秆底部逐渐向其他部位蔓延,最严重的会扩大到水稻的稻穗部位。
当水稻根茎部位显现暗绿色水渍状的病斑,且病斑出现由小到大的变化、显现水稻叶片枯死现象时,可以判定是感染了稻纹枯病,要及时针对病害采取措施。
一、病毒的概念通常包被于保护性的蛋白(或脂蛋白)衣壳中,只能在适宜的寄主细胞内才能完成自身复制的一套(一个或多个)核酸模板分子。
病毒又称分子寄生物,具有以下特点:①形体微小,缺乏细胞结构;②基因组只含一种核酸(DNA或RNA);③依靠自身的核酸进行复制;④缺乏完整的酶和能量系统;⑤严格寄生性的细胞内专性寄生物。
三、病毒生物学性状… 非细胞型的微生物特点… 体积微小… 结构简单… 遗传物质单一,只含一种核酸… 严格的寄生性… 增殖方式:复制… 对抗生素不敏感,对干扰素敏感病毒的主要组分(1 )核酸(2 )蛋白质(3 )脂质(4 )碳水化合物(5 )其他成分(1 )核酸类型:RNA 、DNA ,单链、双链,正义链、负义链指导病毒蛋白质的合成控制着病毒的遗传、变异、增值及对宿主的感染性对衣壳的形成与稳定也有一定的作用(2 )蛋白质a. 构成病毒壳体,使病毒有一定大小形态,维持病毒结构;b. 具保护作用,使核酸免受酶或其他理化因子的影响;c. 参与病毒感染过程,决定宿主范围,表现为吸附作用;d. 决定病毒的抗原性(将蛋白质注入体内,即预防病毒感染的原理);e. 发生毒性反应的主要成分,对机体或细胞有毒性作用;f. 构成了病毒组成中的酶四、病毒的主要类群1.病毒的种类病毒与亚病毒(类病毒、病毒卫星、朊病毒)依据寄主的不同将病毒分为:细菌病毒(噬菌体)植物病毒、昆虫病毒、人类和脊椎动物病毒病毒的基因组核酸动物病毒: 线状的dsDNA, ssRNA居多植物病毒: ssRNA居多噬菌体: 线状dsDNA居多真菌病毒: dsRNA 藻类病毒: dsDNA噬菌体:烈性噬菌体和温和性噬菌体烈性噬菌体:侵入寄主后能引起寄主细胞发生裂解的噬菌体。
温和噬菌体:侵入寄主后暂时不引起寄主细胞发生裂解。
亚病毒最简单的生命形式是亚病毒一类的小分子,这些生物分子不具有真病毒的形态结构,能利用非自身编码的酶系统进行复制,有侵染性,并可在寄主中引起症状。
水稻矮缩病病原特征分析及防治措施作者:路惠霞来源:《农民致富之友·下半月》2013年第04期[摘要] 水稻矮缩病是水稻生长过程中的一种常见病害,如不进行及时的防治,则会严重影响到水稻的产量。
为此,本文结合笔者多年水稻种植经验,重点介绍水稻矮缩病的病原及特征,侵染循环、发生规律和危害症状,并提出一些切实有效的防治措施,以供种植者参考。
[关键词] 水稻矮缩病病原特征危害症状防治措施[中图分类号] S511 [文献标识码] A [文章编号] 1003-1650 (2013)04-0063-02一、前言我国是世界上最大的稻米生产国之一,稻米年产量世界总产量的30%以上,同时,我国也是稻米消耗量较大的国家,水稻种植及产量直接影响到我国的粮食安全及社会的稳定。
但在我国水稻种植过程中,由于受到种植格局多元化、栽培方式多样化、农田生态调控弱势化以及洪涝灾害后的连续高温等因素的影响,水稻出现了许多病害。
这些病害主要包括水稻烂秧病、稻纹枯病、恶苗病和矮缩病等,其中水稻矮缩病的危害是最为严重的,若不及时进行有效的防治,不仅严重影响到水稻的生长,导致水稻的品质和产量下降,而且也给我国粮食安全带来巨大的威胁。
因此,水稻研究人员必须清晰认识到水稻矮缩病的危害,制定出合理有效的防治措施,以减轻矮缩病对水稻的危害,从而确保水稻的正常生长。
二、病原及特征水稻矮缩病病毒侵扰水稻后便能致使水稻出现矮缩,病毒是呈球状的多面体,体长为75nm,双链核糖核酸结构。
钝化的温度在40~45℃之间,1000~100000倍是病毒的稀释界点,体外生存期限为48个小时。
叶部细胞呈白色,拥有和球形相似的空胞X体。
三、侵染循环晚稻收割后,病毒会寄生在叶蝉的幼虫身上过冬,直至来年的4月,农田进行翻耕时叶蝉就会飞到早稻的秧苗上,病毒寻得传染的契机开展传播。
纯单季水稻收割后,叶蝉会继续藏身在农田里、稗草、水沟边、游草等禾本科植物上继续生存,并开展繁衍工作,直至来年的耕种,叶蝉又继续新一轮的水稻矮缩病病毒传播工作。
水稻病毒病我省发生的10种: 矮缩病,簇矮病,瘤矮病;黄叶病,东格鲁病,橙叶病,黄萎病; 条纹叶枯病,锯齿叶矮缩病,草状矮化病.我国已知的有11种, 黑条矮缩病在我省还未见发生.全世界已经报道的有16种(包括类菌质体).簇矮病是我校谢联辉教授首先报道的.在水稻病毒病研究方面,我校病毒研究所居领先地位.这些病毒病的传播介体基本上是叶蝉或稻飞虱,前7种是叶蝉传播的,后4种是稻飞虱传播的,一般是持久性传毒(其中东格鲁病是短暂性的).种子均不传播.水稻病毒病发生具有爆发性、间歇性和迁移性.60年代初和70 年代中期我省二度突发水稻病毒病,80年代则发生极少,自90年代以来我省矮缩病又在局部山区流行成灾.水稻病毒病发生轻重与耕作制度、传播介体的发生量与迁飞规律、气候条件和栽培管理措施等密切相关.应当以综合治理观念指导病毒病的防治.应当抓好治虫防病, 耕作制度和品种合理布局也是重要的.稻矮缩病(Rice Dwarf)也称水稻一般矮缩病,1883年在日本发现,分布很广,我省闽西北地区为害较重, 主要发生在晚稻上;目前我省在中稻、单晚上发生较多,有回升的趋势。
一. 症状(Symptoms)病株矮化,分蘖增多,叶色暗绿,叶片短而僵硬,叶片上有与叶脉平行的断续黄白色条斑。
病株一般不抽穗,或包穗、半包穗;抽穗后发病的,则结实度低。
病株根系发育不良,变黄衰老。
二. 病原(Etiology)Rice dwarf virus1.病毒性状:病毒粒体为正二十面体,直径约70nm,RNA双链,含量11 %。
稀释终点1/1000-1/10000;钝化温度40-50℃10分钟;在0-4℃下体外保毒期为48-72小时。
2.寄主范围:现已发现在39种植物上寄生(以前报导为16种)3.昆虫介体:黑尾叶蝉、大斑黑尾叶蝉和电光叶蝉,亲和性昆虫介体在病株上吸食后,即可获毒,但是要经过一段循回期才干传毒,黑尾叶蝉的循回期多数是12-35天〔与温度、虫龄等有关〕。
周雪平防治“作物癌症”的植物医生作者:暂无来源:《农村工作通讯》 2019年第11期出生于1965 年的周雪平,现任中国农业科学院植物保护研究所所长、植物病虫害生物学国家重点实验室主任。
经过30 年的不懈努力,周雪平带领的科研团队围绕作物病毒致病机理与病害防控取得了开创性成果。
说起“病毒”,我们并不陌生,但人们往往并不清楚病毒的真面目。
从命名病毒至今,100 多年来无数学者为之前赴后继,希望能够全面认识病毒的本质。
周雪平也不例外。
不过,他专攻的不是动物病毒,而是植物病毒。
瞄准前沿,攻克双生病毒致病机理作物病毒病素有“作物癌症”之称。
由于缺乏有效的抗性资源和防治方法,作物病毒病害每年对农作物生产造成的经济损失多达1000多亿美元。
全世界已知的植物病毒约1200 多种,而双生病毒约占植物病毒的三分之一。
随着世界贸易日趋频繁,双生病毒及其传播介体烟粉虱在世界各地不断扩散并在全球急剧蔓延,造成的危害呈逐年加重趋势,并在全球多种作物上造成毁灭性危害,引起了广泛关注。
针对双生病毒病害控制的重大需求,周雪平领衔的团队对我国双生病毒变异进化规律以及病毒致病机理等开展了系统研究,相关研究获2014 年国家自然科学二等奖。
准确掌握田间双生病毒的发生动态、流行规律、变异进化进而明确致病机理,是制定安全、高效的双生病毒防控策略的关键。
周雪平首先对从全国27 个省、市、自治区采集的病毒进行了测定,发现双生病毒已在22 个省、市、自治区存在,其中15 个省、市、自治区危害严重。
通过测定病毒的全基因组序列,发现中国有41 种双生病毒,其中31 种是双生病毒新种。
他发现,双生病毒的复制缺乏忠实性和保真性,病毒基因组可快速变异并形成异质种群,使病毒适应外界新环境。
我国双生病毒存在着非常多的复合侵染,病毒复合侵染以后,造成病毒基因组之间互相重组产生新病毒,由此明确了我国双生病毒种类多的原因。
明确了我国双生病毒的侵染循环特征,它们主要通过烟粉虱在作物与作物之间以及杂草与作物之间传播,因此提出了以“切断病毒初侵染源、控制苗期侵染”为核心的双生病毒病综合防控技术,已在浙江、广西和云南等地区示范推广。