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我刊入选第二批学术期刊名单
期刊类别:纯教育、G4
国际标准刊号 ISSN 2095-3089
国内统一刊号 CN 15-1362/G4
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我刊投稿论文
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2021-11-05 | 所属栏目:我刊投稿论文 | 阅读次数:

  【摘要】为增强大学生的创新意识和科研素养,探讨综合性创新实验教学在园艺植物病理学实验课程中的应用,设计了“茉莉酸甲酯(MeJA)诱导梨果实抗青霉病的效应与机理”实验,包括MeJA对青霉病菌(Penicillium italicum)的抑菌活性、诱导梨果实抗青霉病效应及对梨果实病程相关蛋白几丁质酶(Chitinase,CHI)活性和β-1,3-葡聚糖酶(β-1,3-glucanase,GLU)活性的影响。实践表明,基于植物病理学基础理论的综合性创新实验有助于学生掌握寄主-病原互作的基本原理和实验技能,提高学生实验方案设计、实验研究组织和实验结果分析的能力,激发学生的创新精神和科学意识。
  【关键词】科研成果  园艺植物病理学  综合实验  创新能力
  【基金项目】国家自然科学基金(31360466);江西省高校省级教改立项项目(JXJG-18-3-30); 江西省高校省级教改立项项目(JXJG-19-3-9)。
  【中图分类号】G640 【文献标识码】A 【文章编号】2095-3089(2021)07-0189-02
  园艺植物病理学实验教学是与园艺植物病理学理论课程紧密相关的一个重要教学环节,当前传统的验证性实验教学模式限制了创新性园艺人才的培养。因此,增加综合性创新实验课程占比,以适应新农科背景下实验教学的需要,是目前实验教学改革创新中值得考虑和重视的问题。高校科研成果既可促进生产发展,又可丰富教学资源,有效依托科研优势提升实验教学水平,将科研成果转化为实验教学的创新模式。科研与教学相互转化、相互促进,科研反哺教学,科学研究思维方法和实验操作技能融于一体,具有综合性、前沿性和应用性的特点,旨在提高學生的探索精神,锻炼学生的创新思维以及运用理论知识和实验技能解决具体问题的能力,是目前实验教学改革研究的热点[1-4]。
  果蔬采后病害是制约园艺产业发展的瓶颈性障碍,目前主要通过化学药剂控制该病害。为了确保果蔬产品生态、安全,绿色植保防控技术的应用及推广已迫在眉睫 [5-6]。茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA)作为植物抗病反应的重要信号分子作用于植物受体细胞进而参与防御信号的传导,调控植物免疫系统,增强植物抗病性[7-8]。几丁质酶(CHI)和β-1,,3-葡聚糖酶(GLU)为两类重要的病程相关蛋白,与果蔬采后抗病密切相关[9-11]。MeJA等外源物质处理可诱导果蔬CHI和GLU活性升高,从而减缓果蔬采后病害的发生[12-13]。
  1.综合性创新实验特色
  园艺植物病理学综合性创新实验基于果蔬采后贮藏保鲜领域研究热点,依托江西省果蔬采后处理关键技术及质量安全协同创新中心和江西农业大学农学院等最新研究成果,将茉莉酸甲酯(MeJA)等外源物质诱导果实抗采后病害研究中取得的部分成果转化为园艺植物病理学实验的一个教学内容,构建具有综合植物病理学知识、强化实验技能训练和将基础知识运用于科技前沿研究特点的实验教学模式[14-15]。综合性创新实验通过强调科学问题热点引领和学生自主设计,学生通过比较MeJA诱导梨果实抗青霉病的效应及对青霉病菌(Penicillium expansum)的抑菌作用差异,逐步将科研成果引入到实验教学中,激发学生学习专业知识兴趣,培养创新思维和创新能力,为学生科研实验和毕业设计奠定基础。
  2.综合性创新实验教学设计
  2.1实验材料
  试验用果:“翠冠”梨果实采自江西省峡江县金坪乡果园,于当日采摘后放置于实验室,挑选无病虫害、大小统一的果实,放置24h充分散去田间热后用0.1%次氯酸钠溶液浸泡果实1~2min消毒后用自来水冲洗干净,室温下晾干后保鲜袋单果套袋,入库备用(冷库温度4~5℃)。
  供试菌株:扩展青霉(P.expansum),由江西农业大学植物病理实验室提供,-80℃保存,试验前培养5~7d,用无菌水洗脱孢子,经无菌脱脂棉过滤后用血球计数板计数,配置浓度为1.0×106 spores /mL孢子悬浮液,备用。
  供试试剂:茉莉酸甲酯(Methyl jasmonate,MeJA),购自美国Sigma公司,先使用微量0.1% Tween80和少许乙醇混合均匀,后加无菌水配置为浓度1000 μL/L的MeJA溶液;异羟肟酸(Salicyhydroxamic acid,SHAM,茉莉酸生物合成合成抑制剂),购自美国Sigma公司,先溶于95%乙醇,再用含0.1% Tween 80的无菌水配置成1000 μL/LSHAM备用;CHI活性和GLU活性测定采用试剂盒(Solarbio,北京,中国),乙酸-乙酸钠缓冲液(含EDTA、β-巯基乙醇)。
  2.2 实验方法
  2.2.1 MeJA对P. expansum的抑菌活性
  采用牛津杯法测定MeJA对P.expansum的抑制作用。取6 mL供试菌株孢子悬浮液加入54mL温度约45℃左右PDA培养基中,摇匀,倒入无菌培养皿制成含青霉菌平板。待平板凝固后,在培养皿中心放置无菌牛津杯(直径为7mm),取100μL浓度为10μmol/L、经0.22μm细菌微孔滤膜过滤的MeJA溶液注入牛津杯中,每个处理重复3次,置25±1℃恒温培养箱逐日观察记录抑菌圈大小。对照组用等量含0.1% Tween80无菌水。
  2.2.2 MeJA诱导梨果实抗青霉病效应
  将待处理果实置于熏蒸盒(体积6L)内,中央放置灭菌滤纸,将适量 MeJA滴在灭菌滤纸上使盒内MeJA浓度达到10μmol/L,迅速密封塑料盒,对照组用含0.1%Tween80无菌水,另用100μmol/L的SHAM溶液喷施在果实表面,于25℃恒温培养箱内36h,在果实孔内注入20μL1.0×106 spores/mL青霉孢子悬浮液。每处理10个果,3次重复。以上处理后逐日观察梨果实发病情况,采用十字交叉法测量病斑直径,按以下公式计算诱导效果:诱导效果=(对照病斑直径-处理组病斑直径)/对照病斑直径×100%。


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