收藏本站
收藏 | 手机打开
二维码
手机客户端打开本文

壳聚糖抑制番茄叶霉病菌的活性与诱导抗性及其机理研究

李美芹  
【摘要】: 本文以番茄叶霉病菌为试验菌种,对壳聚糖的抑菌活性及其机制进行了研究。揭示了壳聚糖抑制番茄叶霉病菌的作用阶段,研究了不同因素对壳聚糖抑菌活性的影响,推测了不同分子量壳聚糖的抑菌机理;检测了壳聚糖诱导番茄产生对番茄叶霉病的抗性,并对其机制进行了研究,为壳聚糖作为生物农药的开发利用奠定基础。测定了壳聚糖对番茄生长发育及其产量和品质的影响,为壳聚糖在番茄生产上的应用提供了科学依据。 一、壳聚糖样品的制备 用醋酸降解的方法制备了一系列不同分子量(38 KDa-1540 KDa)的壳聚糖样品,且这些样品的脱乙酰度均为80%左右;采用醋酸酐乙酰化法制得一系列不同脱乙酰度(73%-95%)的壳聚糖样品,其分子量均在1600 KDa左右;并用红外分光光度计(FT/IR-430)进行了红外图谱检测。 二、壳聚糖体外抑菌及其机理 用含毒介质法测定了分子量、脱乙酰度、溶剂、环境pH值及浓度对壳聚糖抑制番茄叶霉病菌活性的影响。结果表明,壳聚糖对番茄叶霉病菌的孢子萌发和菌丝体生长均具有明显抑制作用,对产孢量影响不显著。在研究范围内,随浓度的增加和环境pH值降低,抑菌活性增强;使壳聚糖具有较好抑菌效果的溶剂是乳酸和醋酸;脱乙酰度为86%、分子量为213 KDa-499 KDa的壳聚糖抑菌效果较好。室内药效试验证明:低浓度壳聚糖对番茄叶霉病菌的抑菌效果不及三唑酮、多菌灵等常用杀菌剂;但当浓度达到2 mg/ml时,它们的药效相当。 用光镜、电镜和激光共聚焦显微镜对不同分子量壳聚糖的抑菌机制进行了研究。光镜观察结果表明,浓度为0.5 mg/ml,分子量为82 KDa(CTS3)和1320 KDa(CTS7)的壳聚糖使菌丝体出现肿胀、分支增多、体细胞变短等形态学变化。扫描电镜观察,0.5 mg/ml的CTS3处理的菌丝体,肿胀但表面光滑,可能是壳聚糖进入了菌丝体内部;而CTS7处理的菌丝体,肿胀并且表面粗糙,壳聚糖凝聚在菌丝体周围,形成了一层高分子膜。用激光共聚焦显微镜进一步观察证明:浓度为0.5 mg/ml、分子量小于499 KDa的壳聚糖能够进入番茄叶霉病菌体内;而分子量为1320 KDa的壳聚糖被阻挡在了菌丝体外面,从而推测不同分子量壳聚糖具有不同的抑菌机制。 测定了壳聚糖对番茄叶霉病菌的渗透势和几丁质酶活的影响。结果表明,壳聚糖处理后,在90 min内菌丝体的相对渗透势增加最快,其几丁质酶活也有一定程度的提高,阐明了壳聚糖的抑菌机制与其增加菌丝体细胞膜的透性和几丁质酶活有关。 三、壳聚糖诱导番茄对番茄叶霉病的抗性及其机理 用不同分子量和不同浓度的壳聚糖对番茄进行抗性诱导后接种,可在一定程度上诱导番茄植株产生对番茄叶霉病的抗性。随壳聚糖浓度及其分子量的增加,诱导效果均呈现先增后减的趋势,5 mg/ml左右的浓度、分子量为213 KDa的壳聚糖诱导效果较好;叶面喷施的诱导效果优于浸种。叶面喷施浓度为5 mg/ml,分子量为213 KDa(CTS5)的壳聚糖诱导后,其相对防效达53.77%;而同浓度的CTS5浸种处理,相对防效为29.96%。壳聚糖浸种和叶面喷施均能不同程度地诱导番茄叶片中过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性增加,但不同分子量壳聚糖、在不同浓度下、采用不同的处理方式对各种酶的作用效果不同,不同酶的时序变化也存在差异。 ①,两种不同分子量的壳聚糖浸种处理,随其浓度的增加,POD、PPO及β-1,3-葡聚糖酶的变化规律基本一致,而PAL和几丁质酶的变化规律不同。对于POD,CTS3的诱导效果好于CTS7,而对于PPO、PAL、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶,CTS7好于CTS3;CTS7在浓度分别为0.313、0.625、0.313、5、20 mg/ml时,POD、PPO、PAL、β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶达最大值;而CTS3在浓度为0.313 mg/ml时,POD、PPO、PAL和β-1,3-葡聚糖酶达最大值,1.25 mg/ml时,几丁质酶达最大值。 ②五种不同分子量的壳聚糖叶喷处理,CTS5对POD、PAL和β-1,3-葡聚糖酶的诱导效果较好,而分子量为3 KDa的壳聚糖(CTS1)和CTS3分别对PPO和几丁质酶的诱导效果较好。CTS5在浓度为6 mg/ml时,POD和PAL达最大值;3 mg/ml时,β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶达最大值;10 mg/ml,PPO达最大值。CTS5处理,POD、PPO、PAL、β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶分别在第5、2、3、1、2 d达最大值。 ③对于CTS3和CTS7两种壳聚糖,在5 mg/ml的浓度下,浸种处理时,CTS7比CTS3的诱导效果好;而叶喷处理,除PAL外,对其余四种酶的诱导效果,CTS3好于CTS7。叶喷处理比浸种处理对五种酶的诱导效果更好。 CTS5喷施次数对不同酶的影响不同:喷施一次PAL、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性增幅最大;喷施两次POD活性增幅最大;喷施三次PPO的活性增幅最大。进一步的实验结果表明,喷施壳聚糖CTS5后,PPO及PAL属于系统获得性诱导,而POD、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶属于局部获得性诱导。 用聚丙烯酰胺凝胶电泳(PAGE)对不同处理的番茄叶片内总蛋白、POD和PPO同工酶进行了分析。电泳图谱显示,总蛋白主要表现在区带数目和着色深浅的不同:在壳聚糖叶喷次数对总蛋白的影响试验中,叶喷一、二次的处理,分别关闭或加强了某些基因的表达;叶喷三次的处理,只是加强了某些基因的表达。在不同分子量壳聚糖对总蛋白的影响中,CTS1的处理少两条带,CTS3、CTS7、CTS8少一条带,说明他们关闭了某些基因的表达;CTS5与对照数目相当,着色略深,说明CTS5只是加强了某些蛋白的表达。不同壳聚糖浓度对总蛋白的影响中,6 mg/mlCTS5处理的谱带着色最深,说明该浓度CTS5最能加强某些蛋白的表达。而POD和PPO同工酶谱带主要是着色深浅的区别,其主带强弱变化基本与相应的酶活性一致,但没有发现新酶带的增加。 叶喷壳聚糖对番茄叶片活性氧影响的试验结果表明,叶面喷施壳聚糖4 h后,出现活性氧爆发的现象;16 h后,又出现抑制氧自由基产生的现象,推测壳聚糖对番茄的诱导抗性与活性氧的变化有一定关系。 药效试验结果显示,壳聚糖与三唑酮混施,对番茄叶霉病的防治效果明显优于生产上通常使用的多菌灵和三唑酮。10 mg/ml壳聚糖与500倍三唑酮的防效相当。 四、壳聚糖对番茄生长发育的影响以番茄(合作908)为试材,研究了壳聚糖对番茄种子萌发、生长发育、产量及品质等的影响。结果表明:一定浓度的壳聚糖能够明显促进种子萌发、提高番茄幼苗质量和促进其生长发育,具有一定的增产效果,并能够不同程度的改善番茄果实中可溶性固形物、Vc含量、总蛋白含量和总酸度,改善果实营养品质与风味;并且,不同分子量壳聚糖的作用效果不同。 ①适宜浓度壳聚糖能促进番茄种子萌发。大田发芽试验,大分子量的CTS7和小分子量的CTS3分别在1.25 mg/ml和2.5 mg/ml浓度下,发芽率、发芽指数和活力指数三项指标均达最大值。而室内发芽试验,CTS7和CTS3分别在0.625mg/ml和1.25 mg/ml的浓度下,三项指标达最大值;在室内试验中,大分子量的CTS7效果最差,中间分子量CTS3和CTS5效果最好。大田发芽试验比室内试验成苗率明显高。②壳聚糖对番茄幼苗的株高和鲜重影响显著,但对根长和根鲜重影响达不到显著水平的差异。浸种处理,CTS7在0.625~2.5 mg/ml之间对番茄生长的促进效果较为明显,在2.5 mg/ml达到最大值;CTS3在1.25~5 mg/ml之间对番茄生长的促进效果较为明显,在5 mg/ml达到最大值。叶喷处理,CTS7浓度为1.25 mg/ml时对番茄生长的促进效果最明显,CTS3在2.5 mg/ml时对番茄生长的促进效果最明显。③1.25 mg/ml浓度的CTS5对番茄增产效果最显著,并使番茄中可溶性固形物、Vc含量及总蛋白含量增加,总酸度降低。④壳聚糖还对番茄生产中的根结线虫具有一定的防治效果。


知网文化
【相似文献】
中国期刊全文数据库 前20条
1 纪明山;李艳丽;谷祖敏;张杨;李丽娜;;番茄叶霉病拮抗细菌H402发酵条件研究[J];河南农业科学;2007年01期
2 王美琴,刘慧平,阎秀琴,张永杰,韩巨才,郝玩平;山西省番茄叶霉病菌对多菌灵的抗性检测[J];山西农业大学学报;2002年03期
3 赵晓军,王美琴,刘慧平,韩巨才;番茄叶霉病菌不同菌株粗毒素对种子萌发的影响[J];山西农业科学;2005年01期
4 曹广丽;陈立梅;徐文静;杜茜;李启云;杨石嶂;董英山;许修宏;;番茄叶霉病菌拮抗链霉菌BPS2发酵条件的研究[J];中国农学通报;2006年05期
5 陈学文;吴文君;;月腺大戟抑菌活性成分的研究[J];江苏农业科学;2010年02期
6 孙毅民;;番茄叶霉病防治研究进展[J];北方园艺;2006年02期
7 方丽;王汉荣;茹水江;王连平;;番茄品种对叶霉病的抗性评价[J];浙江农业科学;2007年01期
8 王美琴,刘慧平,张智广,韩巨才;番茄叶霉病菌对多菌灵抗药性的诱导及抗性菌株特性研究[J];植物保护;2004年05期
9 许贤;王永宏;刘霞;李骞;冯俊涛;张兴;;昆虫病原线虫共生菌筛选及其发酵液抑菌活性初步研究[J];西北农林科技大学学报(自然科学版);2006年07期
10 姜云;黄丽丽;陈长卿;乔宏萍;康振生;;一株拮抗番茄叶霉病菌的放线菌筛选、鉴定及发酵条件研究[J];微生物学报;2007年04期
11 王德培;孟慧;管叙龙;罗学刚;;解淀粉芽孢杆菌BI_2的鉴定及其对黄曲霉的抑制作用[J];天津科技大学学报;2010年06期
12 祁之秋,纪明山,张弛,孙晶,程根武,谷祖敏,王英姿;番茄叶霉病菌对氟硅唑敏感基线及抗药性风险研究[J];植物保护;2004年01期
13 宋洪允;韩立荣;冯俊涛;张兴;;94株土壤放线菌抑菌活性的初步筛选[J];西北农业学报;2010年12期
14 王美琴,刘慧平,韩巨才,高俊明;番茄叶霉病菌对多菌灵、乙霉威及代森锰锌抗性检测[J];农药学学报;2003年04期
15 孙辉;赵成爱;周正辉;;落地生根叶乙醇提取物的抑真菌作用[J];农药;2010年12期
16 闫同顺,杨金艳,李宝笃,辛玉成;抗菌霉素对番茄叶霉病菌作用机理的研究[J];莱阳农学院学报;2005年02期
17 田红萍;李保富;张金鑫;曲济兴;姜春仙;;保护地番茄叶霉病的防治措施[J];山西农业;2005年12期
18 王美琴,赵晓军,刘慧平,韩巨才;番茄叶霉病菌对代森锰锌的抗性检测[J];山西农业科学;2005年04期
19 孟凡娟;许向阳;李景富;洪瑞;;东北三省新的番茄叶霉病菌生理小种分化初报[J];中国蔬菜;2006年01期
20 王丽艳;靳学慧;;黄粉虫壳聚糖溶液黏度特性的研究[J];黑龙江八一农垦大学学报;2006年02期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 陈娇;代光辉;顾振芳;缪一芳;;58种植物提取液对葡萄霜霉病菌的抑菌活性筛选研究[A];第二届全国绿色环保农药新技术、新产品交流会论文集[C];2003年
2 周灵君;徐春蕾;张丽;丁安伟;;炉甘石炮制机理研究[A];中华中医药学会中药炮制分会2009年学术研讨会论文集[C];2009年
3 张改;张荣兰;赵建社;;含硫席夫碱配合物的合成及抑菌活性[A];中国化学会第27届学术年会第08分会场摘要集[C];2010年
4 关天舒;赵奎华;刘长远;梁春浩;王辉;李柏宏;;不同杀菌剂对辣椒疫病菌室内抑菌活性测定[A];中国植物病理学会2010年学术年会论文集[C];2010年
5 韩秀英;王文桥;张小风;马志强;李红霞;;22种植物提取物对黄瓜灰霉病菌的抑菌活性研究[A];科技创新与绿色植保——中国植物保护学会2006学术年会论文集[C];2006年
6 范黎;王玉君;崔晋龙;苏红;李青连;;栽培与野生远志内生真菌分离鉴定及抑菌活性筛选[A];中国菌物学会第四届会员代表大会暨全国第七届菌物学学术讨论会论文集[C];2008年
7 张应烙;尹彩萍;;15种中药提取物对几种植物病原菌抑菌活性的初步研究[A];中国植物病理学第七届青年学术讨论会论文集[C];2005年
8 张萍;张学梅;王兰芝;李媛;;新型1,5-苯并硫氮杂卓衍生物的合成及抑菌活性研究[A];第五届全国化学生物学学术会议论文摘要集[C];2007年
9 张彧;高荫榆;季玲;;红薯茎叶大孔树脂分离物的抑菌作用[A];中国食品科学技术学会第五届年会暨第四届东西方食品业高层论坛论文摘要集[C];2007年
10 李文英;贺运春;王建明;张作刚;张仙红;;万寿菊提取物的抑菌活性试验初报[A];中国植物病理学会第七届代表大会暨学术研讨会论文摘要集[C];2002年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 李美芹;壳聚糖抑制番茄叶霉病菌的活性与诱导抗性及其机理研究[D];中国海洋大学;2007年
2 邢珂;壳聚糖纳米分散体系构建及抑菌性能研究[D];中国海洋大学;2009年
3 耿兵;壳聚糖稳定纳米铁的制备与修复地表水中六价铬污染的研究[D];南开大学;2009年
4 徐俊光;壳寡糖对植物病原真菌的抑菌活性及其机理的初步研究[D];中国科学院研究生院(大连化学物理研究所);2007年
5 邓义;受阻胺类光稳定剂的设计、合成及表征[D];天津大学;2008年
6 王征科;三维壳聚糖骨折内固定材料增强改性的研究[D];浙江大学;2009年
7 樊敏;冷冻爆破制备壳聚糖溶胀体及其机理的研究[D];浙江大学;2009年
8 秦玉坤;新型含氮、硫、磷壳聚糖衍生物的制备、抑菌活性与机理初探[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2012年
9 郭占勇;水溶性壳聚糖衍生物的取代基团及氨基正电性对抑菌活性的影响[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2007年
10 钟志梅;含硫、磷壳聚糖新衍生物的制备、结构与抑菌活性关系研究[D];中国科学院研究生院(海洋研究所);2008年
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 李昊;液态发酵美味牛肝菌生成壳聚糖的研究[D];安徽农业大学;2009年
2 赵进成;壳聚糖诱导烟草抗病机理研究[D];浙江师范大学;2008年
3 孔明;壳聚糖微球分散体系的抑菌性研究[D];中国海洋大学;2008年
4 孙小娟;采后壳聚糖处理对马铃薯块茎干腐病的抑制及其机理[D];甘肃农业大学;2008年
5 孙伟屹;大蒜素对家蚕病原真菌的抑制作用及机理研究[D];安徽农业大学;2008年
6 徐燕华;壳聚糖与聚羟基乙酸共聚物的合成[D];华中科技大学;2008年
7 方文建;高品位壳聚糖介导基因载体制备的研究[D];浙江大学;2006年
8 郭新春;38种中药提取物对4种植物病原菌抑制活性的初步研究[D];东北师范大学;2006年
9 张丽娟;金莲花蛋白的鉴别特征及活性研究[D];北京中医药大学;2006年
10 刘利;高分子肝支架材料半乳糖化壳聚糖的制备和研究[D];武汉理工大学;2007年
中国重要报纸全文数据库 前10条
1 本报记者 孟刚;禽蛋用蜂胶液保鲜有明显优势[N];中国消费者报;2007年
2 曹文忠 张慧;植物源天然防腐剂用处多[N];中国国门时报;2006年
3 杨科;羧甲基壳聚糖希夫碱衍生物获专利[N];中国化工报;2007年
4 罗霞;热淋清颗粒对泌尿系结石、妇科炎症、性病有较好疗效[N];中国医药报;2006年
5 刘国庆;约一半耳聋患者因滥用抗生素所致[N];农村医药报(汉);2006年
6 范悠然;乳酸链球菌素与食品防腐[N];中国食品质量报;2006年
7 ;禽蛋用蜂胶液保鲜效果明显[N];河北科技报;2007年
8 文娟;抗菌药物的合理应用(一)[N];中国劳动保障报;2007年
9 张芳;植物源天然防腐剂的常见种类[N];中国食品质量报;2007年
10 吕心泉 江芸 林岩 安辛欣;禽肉制品的保鲜[N];中国化工报;2000年
中国知网广告投放
 快捷付款方式  订购知网充值卡  订购热线  帮助中心
  • 400-819-9993
  • 010-62982499
  • 010-62783978