诱导马铃薯抗晚疫病复配激发子筛选模型的初步研究

诱导马铃薯抗晚疫病复配激发子筛选模型的初步研究

论文摘要

马铃薯(Solanum tubersum L.)是仅次于水稻、小麦、玉米的世界第四大粮食作物,我国是世界最大的马铃薯生产基地之一。而由致病疫霉(Phytophthora infestans)引起的马铃薯晚疫病是马铃薯的一种毁灭性病害,全世界普遍发生,危害严重,已列为世界粮食作物第一大病害。它的有效防治已成为马铃薯生产中亟待解决的问题。随着农业技术的发展以及人们对环境问题的日益关注,利用激活植株的天然防御机制来防治病害已成为植物病理学领域中的一个研究热点。近年来,人们已陆续报道了各种生物源和非生物源激发子对马铃薯晚疫病的诱导抗性,但利用复配型激发子诱导马铃薯抗晚疫病及其机理的报道却不多见。本论文是在本实验室前期孙琳琳用微生物源激发子诱导马铃薯抗晚疫病的基础上,以诱抗效果较好的放线菌A5295菌株(诱抗效果为63.97%)为对象,对其诱导条件进行优化,并初步建立筛选模型。利用该模型筛选出诱抗效果较好的单一型激发子,再进行不同体积比的复配实验,筛选对马铃薯晚疫病诱抗效果最佳的复配型激发子,并进一步对诱导处理后的马铃薯块茎中抗性相关酶活性、可溶性蛋白的变化进行初步分析。另外,将诱抗效果最佳的复配型激发子用于其它植物上进行诱导抗病性实验,为生产实践和田间应用提供一定的理论依据。本实验取得的主要结果如下:1、通过优化放线菌A5295的多种诱导条件,使优化后的诱抗效果达到了75.71%,在此基础上建立了诱导马铃薯抗晚疫病效果明显的单一激发子的筛选模型。并利用该模型筛选得到了9种诱导马铃薯抗晚疫病效果在70%以上的激发子,均为单一微生物发酵液。2、建立了诱导马铃薯抗晚疫病效果明显的复配激发子的筛选模型。对四种诱抗效果较好的激发子(放线菌A5295、NB7和YH2(未知真菌)、白菜黑斑病菌A206)进行两两等体积比复配实验,发现A5295菌株与白菜黑斑病菌发酵液复配后的诱抗效果最好,达到83.45%。在此基础上进行不同体积比的复配实验,当A5295与白菜黑斑病菌发酵液体积比为2:1时,诱抗效果最好,达到86.39%。3、明确了复配激发子(A5295与白菜黑斑病菌发酵液以2:1配比)诱导处理后马铃薯块茎中抗性相关酶(PPO、POD、PAL、SOD)的活性变化情况,诱导处理并进行挑战接种后第8d时马铃薯块茎中POD、PPO、PAL、SOD活性均明显高于对照组,分别比未诱导处理也未接种的对照高出93.2%、74.0%、90.0%和13.2%,酶活升高的变化与马铃薯块茎切片的抗病性呈正相关,对照组的病情指数为91.86%,而诱导处理组的病情指数仅为13.45%,处理后的诱抗效果为85.36%。4、分析了复配激发子(A5295与白菜黑斑病菌)诱导处理后马铃薯块茎中的可溶性蛋白的变化。诱导处理后块茎切片中的蛋白含量比对照增加了大约90.3%,蛋白条带数也明显增多,比未处理的对照多5-7条,这种变化与马铃薯块茎切片的诱导抗病性呈正相关,对照组的病情指数为91.86%,诱导处理组的病情指数为13.45%,诱导处理后的诱抗效果为85.36%。而且条带变化的区域集中在20-40KD之间(3-4条),初步推测可能为PR蛋白。5、用复配激发子(A5295与白菜黑斑病菌)诱导马铃薯对ZX12和立枯丝核菌的抗性,取得了一定的效果,其诱抗效果分别为54.71%和72.40%。6、利用复配型激发子(A5295与白菜黑斑病菌)对胡萝卜和红薯进行诱导抗病性实验,发现诱导处理后的胡萝卜和红薯对其致病菌的抗性得到增强,其诱抗效果分别为56.22%和43.81%。

论文目录

  • 摘要
  • Abstract
  • 第1章 前言
  • 1.1 马铃薯晚疫病
  • 1.1.1 概述
  • 1.1.2 致病疫霉生物学特性
  • 1.1.3 马铃薯晚疫病的发病特征
  • 1.1.4 马铃薯晚疫病的防治
  • 1.2 植物诱导抗病性
  • 1.2.1 定义和特征
  • 1.2.2 生物源诱导因子
  • 1.2.3 非生物源诱导因子
  • 1.2.4 诱导抗性机制研究进展
  • 1.3 诱导马铃薯抗晚疫病研究进展
  • 1.3.1 生物源激发子诱导马铃薯抗晚疫病
  • 1.3.2 非生物源激发子诱导马铃薯抗晚疫病
  • 1.4 本研究的目的和意义
  • 第2章 诱导马铃薯抗晚疫病激发子筛选模型的建立及复配实验
  • 2.1 实验材料
  • 2.1.1 供试菌种
  • 2.1.2 马铃薯
  • 2.1.3 培养基
  • 2.1.4 试剂
  • 2.1.5 实验仪器
  • 2.2 实验方法
  • 2.2.1 激发子的制备
  • 2.2.2 马铃薯块茎诱导抗病性实验
  • 2.2.3 筛选模型的建立
  • 2.2.4 利用筛选模型筛选实验室已有的菌种
  • 2.2.5 复配激发子诱导抗病性实验
  • 2.3 实验结果与分析
  • 2.3.1 放线菌A5295 不同发酵时间的诱抗效果
  • 2.3.2 A5295 激发子不同浓度的诱抗效果
  • 2.3.3 A5295 不同诱导时间的诱抗效果
  • 2.3.4 A5295 诱导后不同接种时间对诱抗效果的影响
  • 2.3.5 A5295 不同诱导次数对诱抗效果的影响
  • 2.3.6 其它微生物发酵液诱导马铃薯抗晚疫病的效果
  • 2.3.7 不同微生物发酵液复配作为激发子的诱抗实验
  • 2.4 讨论
  • 第3章 马铃薯诱导抗病中相关酶活性的变化及可溶性蛋白含量的变化
  • 3.1 实验材料
  • 3.1.1 菌种和马铃薯
  • 3.1.2 试剂
  • 3.1.3 实验仪器
  • 3.2 实验方法
  • 3.2.1 抗性相关酶活性的测定
  • 3.2.2 马铃薯块茎中可溶性蛋白的变化
  • 3.3 实验结果与分析
  • 3.3.1 马铃薯块茎中抗性相关酶活性的变化
  • 3.3.2 马铃薯块茎中可溶性蛋白的变化
  • 3.4 讨论
  • 第4章 构建的筛选模型的初步应用
  • 4.1 实验材料
  • 4.1.1 供试菌种
  • 4.1.2 马铃薯及其它植物块茎
  • 4.1.3 培养基
  • 4.1.4 试剂
  • 4.1.5 实验仪器
  • 4.2 实验方法
  • 4.2.1 马铃薯离体叶片实验
  • 4.2.2 诱导马铃薯块茎抗其它病害实验
  • 4.2.3 红薯块茎诱导抗病性实验
  • 4.2.4 胡萝卜块茎诱导抗病性实验
  • 4.3 实验结果与分析
  • 4.3.1 马铃薯离体叶片实验
  • 4.3.2 诱导马铃薯块茎抗其它真菌病害
  • 4.3.3 红薯块茎诱导抗病性实验
  • 4.3.4 胡萝卜块茎诱导抗病性实验
  • 4.4 讨论
  • 结论
  • 参考文献
  • 致谢
  • 攻读学位期间取得的科研成果
  • 相关论文文献

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