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向日葵核盘菌生物学特性和遗传多样性及品种抗病机制研究

刘佳  
【摘要】:向日葵菌核病是向日葵生产中主要的病害,造成严重产量和品质损失,已成为制约向日葵产业发展的主要因素。本文从向日葵菌核病病原菌-核盘菌(Sclerotinia sclerotiorum (L ib.) de Bary)生物学特性、遗传多样性、致病性分化以及向日葵对菌核病抗性机制四个方面展开系统研究,旨在为向日葵菌核病的抗病育种和综合防治提供理论依据。本研究取得以下进展:1.菌核的萌发最适温度20℃,萌发的最适土壤相对湿度50%,经过-5℃和-20℃低温处理20d的菌核可提前5~10d萌发,培养基质偏酸性更有利于菌核的萌发,菌核埋入土壤的深度越浅越有利于其萌发。核盘菌子囊孢子萌发的最适温度25℃、最适pH7~8,PS培养液对子囊孢子的萌发有明显的促进作用,光照对子囊孢子萌发无显著影响。子囊孢子侵染最适的温度为20~25℃,相对湿度100%。2.应用菌丝亲和分组结合微卫星标记技术研究了115株向日葵核盘菌的遗传多样性,结果表明115株供试菌株共分成35个MCGs,9个MCGs是由单个菌株构成,说明不同地区的菌株之间亲和性变异比较大,存在遗传多样性和群体差异性;微卫星标记的整体聚类结果表明,地理位置距离近的菌株大多聚成一组,而距离远的多不能聚类在一起。说明在我国东北地区向日葵核盘菌遗传多样性存在地理分布特征,来源相同的菌株具有更大的遗传相似性。3.采用离体叶片接种法测定了115株向日葵核盘菌(35个亲和组)的致病力、菌株生长速率,草酸产生量及总酸量,并分析了菌株致病力与菌株生长速率、草酸产生量及总酸量3个因子的相关性。结果表明菌株的致病力与草酸分泌量呈显著正相关;与总酸量呈显著负相关,与菌株生长速率无关。4.为建立有效的向日葵菌核病田间接种鉴定方法,以核盘菌菌丝体悬浮液和孢子悬浮液作为接种物,分别对抗、感向日葵品种在现蕾期、始花期和盛花期进行人工接种,并对接种后保湿材料和保湿时间进行比较。试验结果表明:两种接种物均可使向日葵抗、感品种产生盘腐症状。用菌丝体悬浮液和孢子悬浮液接种时,浓度分别为10.0~15.0g/L和1000~5000个/mL,始花期接种,牛皮纸袋保湿2~4d,即可区分出向日葵品种间抗感性差异。用此方法鉴定出7个对盘腐型菌核病表现抗病的向日葵品种。5.采用了病原菌粗毒素液体浸根培养处理,测定了不同抗性向日葵品种多聚半乳糖醛酸酶、果胶脂酶、几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶和蔗糖酶活性以及丙二醛、可溶性糖、可溶性蛋白、游离脯氨酸、木质素的含量变化。毒素处理后,向日葵叶片内上述酶和生化物质含量均显著提高,除多聚半乳糖醛酸酶、果胶脂酶、丙二醛外,抗病品种与感病品种相比升高的速度快,幅度大。多聚半乳糖醛酸酶、果胶脂酶、丙二醛三种物质在感病品种上增加明显。6.不同抗性向日葵品种感染菌核病后,抗病品种叶片中PAL、POD、CAT、SOD、S A、ABA、可溶性糖、可溶性蛋白和绿原酸等物质的增幅均大于感病品种,以上物质可作为向日葵菌核病抗病品种选育的辅助指标;抗、感品种PPO活性均呈下降趋势,抗病品种叶片细胞膜损伤程度略低于感病品种,但差异均不显著;感病品种叶片中MDA含量显著高于抗病品种,表明MDA与向日葵品种对菌核病的抗性呈负相关。


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