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植物多酚对两种果实病害的抑制作用及其机理研究

徐丹丹  
【摘要】:多酚化合物是植物生长代谢中一种重要的次生代谢产物,不仅与植物的诱导抗病性密切相关,而且还具有显著的抑菌活性,在植物病害的防治中发挥重要的作用。本研究从植物诱导抗病性和离体抑菌活性测定的角度分析了植物多酚化合物对葡萄灰霉病(病原菌:灰葡萄孢,Botrytis cinerea)和荔枝霜疫病(病原菌:荔枝霜疫霉,Peronophythora litchii)两种果实病害的作用效果,并以显微观察、代谢产物测定和分子测定的方法相结合探索了多酚化合物的作用机理,以期为植物多酚化合物在两种果实病害的防治应用奠定理论基础。主要研究结果如下:1.通过病原菌接种试验发现黄腐酸处理能够显著提高葡萄果实对灰霉病的抗性,进而从基因表达和代谢产物分析的角度探讨了黄腐酸对葡萄灰霉病诱导抗病性的作用机理,结果表明黄腐酸处理后显著诱导了果皮多酚合成相关基因(苯丙烷代谢通路)的表达和苯丙烷代谢相关酶活性的提高,增加了黄酮类化合物(黄酮、黄酮醇和黄烷酮化合物)的积累。2.筛选测定18种多酚化合物(包括简单酚类、酚酸类、二苯乙烯类、黄酮类)对4株灰葡萄孢的生长抑制活性,其中7种多酚化合物(柚皮素、香豆素、白藜芦醇、阿魏酸、儿茶酚、白皮杉醇和紫檀芪)对灰葡萄孢有显著的抑菌活性;而后通过抑制孢子萌发和菌株接种果实后发病程度进一步测定这7种多酚化合物对灰葡萄孢的作用效果,以紫檀芪的抑菌活性最强,该化合物能够显著抑制病原菌的菌丝生长和孢子萌发,并引发菌丝的畸形,其浓度为50 mg/L时可完全抑制病原菌的孢子萌发,紫檀芪和白皮杉醇能够显著降低葡萄果实灰霉病的发病率和发病度。3.测定了白藜芦醇和灰霉病杀菌剂嘧霉胺联合使用对灰葡萄孢的抑制作用,结果表明二者联合使用时增效作用显著,不仅提高了对灰葡萄孢菌丝生长和孢子萌发的抑制作用,而且引起菌丝畸形和萎缩,能够显著提高嘧霉胺对葡萄灰霉病的抑制作用。4.采取显微技术、PCR技术和生化技术探索了紫檀芪对病原菌的作用机理,结果表明紫檀芪处理极大地破坏了灰葡萄孢细胞膜地通透性和细胞器的完整性,导致菌丝和分生孢子畸形;紫檀芪处理诱导了灰葡萄孢漆酶基因Bclccl和Bclcc2的上调表达,提高了葡萄孢漆酶的活性。5.测定了 8种多酚化合物(儿茶酚、白藜芦醇、白皮杉醇、紫檀芪、儿茶素、柚皮素、槲皮素和木犀草素)对荔枝霜疫霉孢子囊萌发的抑制作用,其中以紫檀芪的抑菌活性最强,浓度为32 mg/L即可完全抑制荔枝霜疫霉孢子囊的萌发,其对霜疫霉孢子囊萌发的半抑制浓度(IC50)为6.8 mg/L;通过荧光染料染色和显微观察相结合的方法探索了多酚化合物紫檀芪对荔枝霜疫霉的作用机理,结果表明紫檀芪处理能够显著抑制病原菌菌丝的生长,引起菌丝和孢囊梗形态的畸形和微观结构的改变,并对病原菌的细胞壁、细胞膜和细胞器造成严重的破坏;对紫檀芪处理后的荔枝叶片和果实进行了霜疫霉接种试验,结果表明紫檀芪处理能够显著降低荔枝叶片和果实上霜疫病的发病度,对叶片和果实上霜疫病的降低率达到48.6%和88.0%;亦能降低荔枝果实的褐变,当紫檀芪处理浓度为1600mg/L时,褐变指数从3.5降至1.8。


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