青枯菌接种后花生抗感2个品种中几种防御性酶活性的变化

论文摘要

青枯菌为青枯病病原菌,为革兰氏阴性菌。其侵染植物达44个科,300多种植物,以茄科最多。其分类系统很多,国际公认的分类系统有两种:一是根据寄主范围划分,分为5型;二是根据菌株对3种二糖（麦芽糖、乳糖和纤维二糖）和3种己醇（甘露醇、山梨醇和卫矛醇）氧化产酸能力划分,划分为5个变种。其分泌系统可以划分为6种类型。青枯菌的主要毒性因子为胞外多糖和胞外蛋白。青枯病之所以难于防治,在于青枯菌基因组的可塑性。青枯菌的基因组具有双组分结构（a bipartite genome structure）、替换密码子使用区域（alternate coden usage region, ACUR）和插入子和转座子（insertion sequences）。此外,青枯菌的基因组还有基因水平转移（horizontal gene transfer, HGT）的发生。花生青枯病是茄劳尔氏菌引起的一种细菌性维管束病害,中国、印度尼西亚、越南等是这一病害危害较重的国家,其中我国的受害面积最大。发病高峰期发病率达30%以上,甚至绝收。青枯病的防治方法很多,如利用抗病品种、利用转基因植物、合理轮作、化学防治和生物防治等。选育抗病品种被公认为是防治花生青枯病最经济有效的方法。青枯菌侵染植物的过程,涉及到的防御系统复杂,从不同的角度可分为预存抗性与系统抗性,非寄主抗性与寄主抗性,及苗期抗性与成株抗性等。培育筛选抗病品种和利用转基因技术培育抗青枯病品种仍是当前防治青枯病经济有效,简便易行的途径。植物的抗病过程,广泛涉及到了植物次生代谢,主要可以分为2类,一类是抗毒素,是组成型表达的物质。一类是植保素,是微生物侵染后,被诱导才表达的物质。植物的抗性机制是植物在与病原菌的长期斗争中存活的根本,并随着病原菌不断进化而协同进化。植物的氧化还原的酶类,正是植物次生代谢反应的参与者,与植物的抗性密切相关。PAL参与了植物色素形成,细胞分化和木质化作用,植物抗病作用和次生代谢产物调控等。其中,次生代谢产物调控包括调控黄酮类化合物合成,调控紫杉醇合成,调控生物碱合成和调控红厚壳素等其他次生代谢产物合成。CAT的主要功能是清除H2O2,并转化为无毒的H20和02。自由基的危害很大,可导致生物活性分子被氧化,故CAT对减轻机体损伤的意义很大。PPO参与了植物的光合作用、抗病虫害、生长发育,花色的形成,防御系统及伤口愈合等。POD参与木质素和木栓质的合成,参与活性氧代谢过程,参与生长素的降解,参与植物对外界不良胁迫的应答和植物组织褐变等。本研究将青枯菌菌液制备成OD600为0.5和0.1两浓度。土培‘远杂9102’（抗病）和‘中花8号’（感病）两品种花生至三叶期,然后于主茎第一分蘖处下方注射20μl已制取的青枯菌菌液。分别于接种后的第5、7、10、12和14天取样,取样部位为主茎第一分蘖处到第二分蘖处之间的茎。并对各样品测定了PAL、CAT、PPO、POD的酶活性和可溶性蛋白质含量。通过对抗病品种和感病品种的4种酶活性的对比,发现前期抗病品种酶活性不是都高于感病品种,后期,抗病品种的酶活性则都高于感病品种。结果显示,花生抗病品种和感病品种在感染青枯病后期关键酶的酶活性与花生的抗病能力呈正相关关系。这一结论可作为鉴定花生抗病能力的参照指标之一。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 英文缩略语汉语对照表
• 第一章 文献综述
• 1.1 青枯菌研究综述
• 1.1.1 青枯菌的形态特征
• 1.1.2 青枯菌分类学
• 1.1.3 青枯菌的存活、传播、侵染及致病
• 1.1.4 青枯菌的分泌系统
• 1.1.5 青枯菌的毒性因子
• 1.1.6 青枯菌基因组的可塑性
• 1.2 苯丙氨酸解氨酶概况
• 1.2.1 苯丙氨酸解氨酶简述
• 1.2.2 PAL 的分布
• 1.2.3 苯丙氨酸解氨酶的酶学性质
• 1.2.4 苯丙氨酸解氨酶的功能
• 1.3 过氧化氢酶概况
• 1.3.1 过氧化氢酶简述
• 1.3.2 过氧化氢酶的分类
• 1.3.3 过氧化氢酶的功能
• 1.4 多酚氧化酶概况
• 1.4.1 多酚氧化酶简述
• 1.4.2 多酚氧化酶功能
• 1.4.3 多酚氧化酶的催化反应机理
• 1.4.4 多酚氧化酶的调节
• 1.5 过氧化物酶概况
• 1.5.1 过氧化物酶简述
• 1.5.2 过氧化物酶的分子结构
• 1.5.3 过氧化物酶的功能
• 1.6 植物抗性
• 1.6.1 预存抗性（preformed resistance）
• 1.6.2 系统抗性（systemic resistance）
• 1.6.3 非寄主抗性（non-host resistance）
• 1.6.4 寄主抗性（host resistance）
• 1.6.5 苗期抗性（seedling resistance）
• 1.6.6 成株抗性（adult plant resistance,APR）
• 1.6.7 成株抗性分子水平的形成
• 1.6.8 植物次生代谢与抗性
• 1.7 青枯病防治的现状
• 1.7.1 利用抗病品种
• 1.7.2 利用转基因植物
• 1.7.3 合理轮作
• 1.7.4 化学防治
• 1.7.5 生物防治
• 1.8 我国花生青枯菌病情概况
• 1.9 本研究的重要性
• 第二章 实验材料与方法
• 2.1 花生青枯菌菌株的分离与鉴定
• 2.1.1 花生青枯菌的分离
• 2.1.2 致病力的检测
• 2.1.3 青枯菌的PCR 鉴定
• 2.1.4 青枯菌的16S rDNA 序列测定
• 2.2 花生材料
• 2.3 主要试验仪器与器具
• 2.4 主要实验试剂及配制
• 2.4.1 PAL 活性的测定的试剂及配制
• 2.4.2 CAT 活性的测定的试剂及配制
• 2.4.3 PPO 活性的测定的试剂及配制
• 2.4.4 POD 活性的测定的试剂及配制
• 2.4.5 可溶性蛋白质含量的测定的试剂及配制
• 2.5 实验方法
• 2.5.1 青枯菌菌液的制取
• 2.5.2 青枯菌的接种及取样
• 2.5.3 酶液提取
• 2.5.4 PAL 活性的测定方法
• 2.5.5 CAT 活性的测定方法
• 2.5.6 PPO 活性的测定方法
• 2.5.7 POD 活性的测定方法
• 2.5.8 可溶性蛋白质含量的测定方法
• 2.5.9 酶活性的计量方法
• 第三章 结果与分析
• 3.1 花生‘远杂9102’（抗病）和‘中花8 号’（感病）2 个品种的PAL 活性比较与分析
• 3.2 花生‘远杂9102’（抗病）和‘中花8 号’（感病）2 个品种的CAT 活性的比较与分析
• 3.3 花生‘远杂9102’（抗病）和‘中花8 号’（感病）2 个品种的PPO 活性比较与分析
• 3.4 花生‘远杂9102’（抗病）和‘中花8 号’（感病）2 个品种的POD 活性比较与分析
• 3.5 花生‘远杂9102’（抗病）和‘中花8 号’（感病）2 个品种的可溶性蛋白质含量比较与分析
• 第四章 灰色关联度分析
• 4.1 计算方法
• 4.1.1 区间像
• 4.1.2 初值像
• 4.1.3 始点零化像
• 4.1.4 灰色绝对关联度
• 4.1.5 灰色相对关联度
• 4.1.6 灰色综合关联度
• 4.2 计算结果
• 第五章 讨论
• 5.1 植物酶活性与抗病性关系
• 5.1.1 苯丙氨酸解氨酶酶活性的讨论
• 5.1.2 过氧化氢酶酶活性与抗病性的关系
• 5.1.3 多酚氧化酶酶活性与抗病性的关系
• 5.1.4 过氧化物酶酶活性与抗病性的关系
• 5.1.5 抗病能力的构成
• 5.1.6 灰色关联度分析
• 5.2 结论
• 参考文献
• 致谢
• 附录A 攻读硕士期间发表的论文