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《兰州大学》 2009年
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多年生黑麦草、内生真菌与数种植物病原真菌的互作

田沛  
【摘要】: 多年生黑麦草(Lolium perenne)、内生真菌(Neotyphodium lolii)和病原真菌的互作是国内外研究不多,但是有重大理论意义与应用前景的领域。本研究在初步明确兰州市坪用黑麦草内生真菌及其病原真菌多样性的基础上,在实验室、温室和田间开展了系列研究,比较了带内生真菌(E+)和不带内生真菌(E-)的黑麦草在离体和整株条件下对细交链孢(Alternaria alternata)、离蠕孢(Bipotaris sorokiniana)、燕麦镰孢(Fusarium avenaceum)、新月弯孢(Curvularia lunata)、小孢壳二孢(Ascochyta leptospora)、锐顶镰孢(Fusarium acuminatum)、厚垣镰孢(Fusarium chlamydosporum)、尖镰孢(Fusarium oxysporum)、腐皮镰孢(Fusarium solani)和粉红粘帚霉(Gliocladium roseum)等10种病原真菌的抗病性,测定了E+和E—植株数种保护酶活性及其生物碱含量的变化。进而以Neotyphodium lolii的普通菌株Lp19和突变菌株AR1为对象,对合成生物碱的LpsA基因进行了测序,以期为后续的分子抗病机制以及内生真菌与寄主相互作用的分子机制提供基础。所获主要结果如下: 1、兰州地区坪用黑麦草品种种子的内生真菌带菌率为0—78%,将带菌率高于40%的种子萌发后内生真菌仍具有活力,幼苗感染率为7~52%。细交链孢和离蠕孢是当地黑麦草的主要病原真菌。 2、对黑麦草品种顶峰和田间采集样品的E+和E-离体叶片分别接种10种真菌,发现均可在叶片产生病斑。与E-叶片相比,接种的细交链孢,离蠕孢,燕麦镰孢,腐皮镰孢和粉红粘帚霉等在E+叶片产生的病斑数目减少了13.0%--89.0%,病斑长度减少了23.6%-87.9%。病原真菌在E+叶片病斑上形成的孢子浓度仅为E-叶片的2.8%-81.3%。但禾草内生真菌-黑麦草共生体对病原真菌的反应因宿主品种、病原真菌种而异。 3、对温室盆栽的品种顶峰和田间移栽品种的E+和E-植株接种细交链孢,离蠕孢,燕麦镰孢或新月弯孢等4种病原真菌。与E-植株相比,顶峰品种的E+植株发病率减少了44.8%-73.7%,病斑长度减少了47.6%-88.9%;而田间移栽品种仅接种新月弯孢或燕麦镰孢的E+植株发病率分别减少了58.2%和82.8%;只有接种燕麦镰孢的病斑长度减少了40.6%。顶峰品种的E+与E—植株相比,生长速率、地上部分的鲜重和干重提高了5%—130%。而田间移栽品种的的E+与E—植株相比,只有地上部分的鲜重和干重提高了71%—239%。两个品种所有处理的E+植株的超氧化物歧化酶(SOD)较E—植株提高了44%—164%。但是只有接种细交链孢,离蠕孢和燕麦镰孢的E+植株过氧化物酶(POD)的活性较E—植株提高了110%-363%。 4、对顶峰品种E+和E-植株接种细交链孢和离蠕孢,记录病程发展变化的同时检测多酚氧化酶(PPO),苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性和生物碱含量以及植物提取液对孢子萌发的抑制的变化。与E-植株相比,E+植株的发病率分别减少了31.6%和35.3%,病斑长度分别减少了37.7%和23.8%。E+植株和E-植株的PPO和PAL酶活性随着病程发展的先提高后降低,与E-植株相比,E+植株的酶活性提高了75%—140%。而E+植株的生物碱含量并没有随着病程的发展而显著变化。与E-植株相比,E+植物的提取液处理过的细交链孢和离蠕孢的孢子萌发率分别降低了2%-16%和10%-19%。 5、以Neotyphodium lolii的普通菌株Lp19和突变菌株AR1为模板,对LpsA基因进行了克隆和测序,结果表明两种菌株均只有3个碱基与Genebank的Neotyphodium序列不同,说明了LpsA基因的保守特性。
【学位授予单位】:兰州大学
【学位级别】:博士
【学位授予年份】:2009
【分类号】:S435.4

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