海带抗褐藻酸降解菌感染反应的生物学特征研究
【摘要】：
海带人工育苗是发展我国海带养殖事业的一个重要环节,目前海带育种中存在的突出问题是海带病烂的发生与抗病力降低,研究海带病烂发生的机制对于发展海带养殖事业具有重要意义。
本文对从病烂海带表面分离的褐藻酸降解菌的生长和产酶特性进行了研究。同时,对褐藻酸降解菌感染引起的海带生理生化效应和细胞生物学效应进行了初步分析,以期为海带病害的发病机理和病害防治提供基础资料。研究结果表明:
褐藻酸降解菌A1和A3最佳生长和产酶条件是初始培养基褐藻酸钠含量:0.6～0.7%,培养基中NaCl浓度:1.5%, pH值:7.5 ,培养温度:20℃。
组织显微切片观察表明,海带被褐藻酸降解菌感染后,其各种组织的伤害程度存在明显的差异。相比之下,内皮层细胞的伤害最严重,其次是外皮层和髓部,表层的伤害最轻。
在褐藻酸降解菌的感染下,海带细胞中出现大量的内含物。内含物的出现有组织特异性——仅仅发生在内皮层细胞中;内含物的出现具有普遍性;感染后期内含物逐渐消失;内含物的形状为椭圆形或圆形,直径大小为1.5～4.0μm之间,平均直径为2.7μm。
细胞超微结构观察表明,叶绿体是褐藻酸降解菌感染最敏感的细
【关键词】：海带 褐藻酸降解菌 感染 活性氧 多酚 细胞结构
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：S946.1
【目录】：
【学位授予单位】：中国海洋大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2006
【分类号】：S946.1
【目录】：
- 摘要3-6
- ABSTRACT6-18
- 前言18-43
- 1 海带生活史特征及细胞工程技术在育苗育种中的应用18-24
- 1.1 海带的经济地位18-19
- 1.2 海带的生活史及其配子体的形态特征19
- 1.2.1 海带的生活史19
- 1.2.2 海带配子体的形态特征19
- 1.3 海带苗种的发展历史19-20
- 1.4 海带细胞系技术的应用及研究概况20-22
- 1.4.1 海带细胞系技术的建立20
- 1.4.2 海带细胞系技术的应用20-22
- 1.4.2.1 海带细胞系在种质资源中的应用20-21
- 1.4.2.2 海带细胞系在生理、生化和遗传学研究中的应用21
- 1.4.2.3 海带细胞系在育种中的应用21-22
- 1.5 细胞系育苗与传统育苗方法的区别及优点22-24
- 2 我国对海带病害的研究概况24-32
- 2.1 海带养殖中常见病害的分类24-28
- 2.1.1 烂苗和脱苗病24
- 2.1.2 幼体畸形病24-25
- 2.1.3 绿烂病25
- 2.1.4 白尖病25
- 2.1.5 幼孢子体畸形分裂症25-26
- 2.1.6 白烂病26
- 2.1.7 点状白烂病26
- 2.1.8 泡烂病26
- 2.1.9 柄粗叶卷病26
- 2.1.10 其他海洋藻类的危害26-27
- 2.1.11 日本尾突水虱对海带苗的危害27-28
- 2.2 导致海带病烂原因的研究28-30
- 2.1.1 养殖环境因子的作用28
- 2.2.2 病原菌的侵染28-30
- 2.3 主要病害的防治30-32
- 2.3.1 改良环境30-31
- 2.3.2 加强营养31
- 2.3.3 微生物监测31
- 2.3.4 改良育苗条件31-32
- 2.3.5 选育高抗病品种32
- 3 植物遭病原菌侵染中的活性氧32-41
- 3.1 植物遭病原菌侵染中的活性氧的产生32-34
- 3.1.1 寄主植物-病原真菌相互作用过程中的活性氧33-34
- 3.1.2 寄主植物-病原细菌相互作用过程中的活性氧34
- 3.1.3 寄主植物-植物病毒相互作用过程中的活性氧34
- 3.2 植物遭病原菌侵染中的活性氧的产生机制34-36
- 3.2.1 寄主植物-病原真菌相互作用过程中的活性氧产生的地点34-35
- 3.2.2 寄主植物-病原菌相互作用过程中活性氧产生的信号调控途径35-36
- 3.3 活性氧在植物防卫反应中的意义36-39
- 3.3.1 参与植物的过敏反应36-37
- 3.3.2 对病原菌的直接杀伤作用37
- 3.3.3 对植物细胞壁的强化作用37-38
- 3.3.4 诱导植物体内植保素的合成38
- 3.3.5 对防卫基因表达的调控作用38-39
- 3.4 典型植物病害中活性氧的产生及其作用39-41
- 3.4.1 马铃薯晚疫病39-40
- 3.4.2 稻瘟病40-41
- 3.4.3 细菌病害中的过敏反应41
- 4 研究目的、意义41-43
- 第一章 褐藻酸降解菌的分离与生长及产酶特性研究43-60
- 1 材料与方法43-47
- 1.1 藻体来源43
- 1.2 褐藻酸降解菌的分离43
- 1.3 褐藻酸降解菌降解能力分析43-44
- 1.4 回(感)染实验44
- 1.5 菌种的初步鉴定44
- 1.6 生长条件的研究44-46
- 1.7 生物量的测定46
- 1.8 褐藻酸酶活力的测定46-47
- 2 结果47-57
- 2.1 菌株的分离47-48
- 2.2 菌株褐藻酸降解能力的测定48
- 2.3 回染实验48-50
- 2.4 实验菌株的细菌学鉴定50-51
- 2.5 培养温度对生长和产酶的影响51
- 2.6 初始培养基pH 值对生长和产酶的影响51-52
- 2.7 培养基盐度对生长和产酶的影响52-53
- 2.8 初始培养基褐藻酸钠浓度对生长和产酶的影响53
- 2.9 培养时间对生长和产酶的影响53
- 2.10 不同氮源对生长和产酶的影响53-55
- 2.11 不同光照条件对生长和产酶的影响55
- 2.12 不同光周期对生长和产酶的影响55-56
- 2.13 生长曲线的测定56-57
- 3 讨论57-59
- 4 小结59-60
- 第二章 海带的组织和细胞对褐藻酸降解菌感染的反应特征研究60-72
- 1 材料与方法60-61
- 1.1 实验材料60
- 1.2 材料处理60
- 1.3 取材、固定、制片、染色60-61
- 1.4 生物显微照相61
- 1.5 电镜样品的制备61
- 2 结果61-64
- 2.1 病烂海带的外型观察61
- 2.2 病烂海带组织学观察61-63
- 2.2.1 病烂海带与正常海带组织学观察61
- 2.2.2 褐藻酸降解菌在海带各组织间分布与细胞受伤害程度的比较61-62
- 2.2.3 褐藻酸降解菌感染引起海带内皮层细胞出现储藏颗粒62
- 2.2.4 褐藻酸降解菌感染下储藏颗粒出现的组织特异性62
- 2.2.5 褐藻酸降解菌感染下储藏颗粒出现的普遍性62-63
- 2.3 病烂海带的细胞超微结构观察63-64
- 3 讨论64-71
- 3.1 褐藻酸降解菌能够引起海带的病烂64
- 3.2 褐藻酸降解菌导致海带病烂的过程分析64
- 3.3 褐藻酸降解菌侵入海带组织的途径分析64-65
- 3.4 褐藻酸降解菌与内皮层细胞中储藏颗粒之间关系的探讨65
- 3.5 海带病烂过程中叶绿体的变化65-66
- 3.6 海带病烂过程中细胞核的变化66
- 3.7 海带病烂发生过程中细胞壁和细胞膜的变化66-67
- 3.8 海带病烂病发生过程中线粒体的变化67
- 3.9 各种细胞器对海带病烂响应的差异67-71
- 4 小结71-72
- 第三章 海带对褐藻酸降解菌感染的生理特征研究72-81
- 1 材料与方法72-75
- 1.1 实验藻体72
- 1.2 菌种72
- 1.3 材料处理72
- 1.4 生理生化指标测定72-74
- 1.4.1 可溶性糖含量的测定72-73
- 1.4.2 可溶性蛋白含量的测定73
- 1.4.3 PAL 活性的测定73
- 1.4.4 PPO 活性的测定73
- 1.4.5 叶绿素a 含量的测定73
- 1.4.6 光合作用的测定73-74
- 1.5 统计分析74-75
- 2 结果75-78
- 2.1 可溶性糖含量的变化75
- 2.2 可溶性蛋白含量的变化75-76
- 2.3 光合作速率的变化76
- 2.4 叶绿素a 含量的影响76-77
- 2.5 PAL 活性的变化77
- 2.6 PPO 活性的变化77-78
- 3 讨论78-80
- 3.1 可溶性大分子物质的变化与褐藻酸海降解菌感染引起带病烂发生的关系78-79
- 3.2 PAL、PPO 变化与褐藻酸海降解菌感染引起带病烂发生的关系79-80
- 3.3 叶绿素a 和光合作用的变化褐藻酸海降解菌感染引起带病烂发生的关系80
- 4 小结80-81
- 第四章 海带多酚的产生和细胞壁组成对褐藻酸降解菌感染的响应及其作用81-95
- 1 材料和方法81-83
- 1.1 海带品种的选择81
- 1.2 菌株的选择81
- 1.3 感染处理81-82
- 1.4 抗性分析82
- 1.5 多酚含量的分析82
- 1.6 发酵培养基82
- 1.7 褐藻酸酶的制备82
- 1.8 海带细胞和原生质体的游离82
- 1.9 单细胞和原生质体计数及产率统计82-83
- 2 结果83-91
- 2.1 海带体内多酚的产生对褐藻酸降解菌感染的响应83-85
- 2.2 海带细胞壁组成对褐藻酸降解菌感染的响应85-89
- 2.3 海带对褐藻酸降解菌的抗性与其细胞壁组成和多酚响应变化的相关性89-91
- 3 讨论91-93
- 3.1 植物免疫抗感染反应的早期阶段多酚产生的普遍性91
- 3.2 褐藻酸降解菌感染下海带多酚含量高低与抗感染能力的相关性91-92
- 3.3 海带细胞壁各种成分对褐藻酸降解菌感染的响应特征92
- 3.4 海带细胞壁对褐藻酸降解菌感染的响应与活性氧产生的相关性92-93
- 3.5 褐藻酸降解菌感染下海带细胞壁的变化幅度与抗感染能力的相关性93
- 4 小结93-95
- 第五章 活性氧对海带褐藻酸降解菌感染的响应特征及其作用95-112
- 1 材料和方法95-97
- 1.1 海带品种的选择95
- 1.2 菌株的选择95
- 1.3 感染处理95-96
- 1.4 抗性分析96
- 1.5 微粒体膜的提取96
- 1.6 活性氧的的测定96
- 1.7 膜脂过氧化和脱酯化作用测定96
- 1.8 总抗氧化能力的测定96
- 1.9 脂溶性抗氧化能力和抗氧化酶活性的测定96-97
- 2 结果97-107
- 2.1 褐藻酸降解菌感染下海带活性氧的产生97-99
- 2.2 海带对褐藻酸降解菌感染抗性的差异性分析99-100
- 2.3 活性氧在海带抗褐藻酸降解菌感染中的双重作用100
- 2.4 活性氧在海带抗褐藻酸降解菌感染中表现出双重作用的原因100-103
- 2.5 褐藻酸降解菌感染后期海带膜脂过氧化和脱酯化伤害作用加剧的原因探讨103-107
- 3 讨论107-111
- 3.1 生物活性氧伤害学说的提出107-108
- 3.2 活性氧学说在植物学研究领域中的应用108
- 3.3 植物免疫抗感染反应的早期阶段活性氧产生的普遍性108
- 3.4 褐藻酸降解菌感染早期活性氧在海带抗感染中的作用及其可能的途径108-110
- 3.5 褐藻酸降解菌感染后期海带对褐藻酸降解菌感染抗性下降的原因110
- 3.6 抗氧化酶系统在海带抗感染过程中的作用110-111
- 3.7 四种抗氧化酶所起作用的差异性111
- 4 小结111-112
- 总结112-114
- 参考文献114-130
- 致谢130
| 【引证文献】 | ||
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| 【参考文献】 | ||
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| 【共引文献】 | ||
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| 【同被引文献】 | ||
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| 【二级参考文献】 | ||
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| 【相似文献】 | ||
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