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水稻纹枯病菌多核与双核菌株毒素致病性差异研究

许月  
【摘要】:水稻纹枯病是一种全球性水稻病害,时至今日,世界各地栽种的大多数水稻品种均属易感品种。该病害大范围流行时,可严重影响水稻的产量和稻米品质。本文以水稻纹枯病菌多核(Rhizoctonia solani)AG1-IA和双核(Rhizoctonia oryzae-sativa)AG-Bb菌株为研究对象,对供试菌株进行毒素的提取,并对双核菌株与多核菌株及其毒素致病力及不同水稻品种抗病力差异进行了比较,使用高效液相色谱等方法对提取的毒素进行了成分分析及鉴定,使用透射电镜对不同毒素侵染后水稻叶片的超微结构进行了观察、并测定了不同毒素侵染后水稻植株的抗性响应与相关基因表达量的差异等方面进行了研究,为水稻纹枯病的防控提供理论依据。主要结果如下:1.水稻纹枯病菌毒素致病力及不同水稻品种抗病力差异分析选取3株多核菌株(LND18、LND06和LND21)和2株双核菌株(JLS10和JLS07),提取粗毒素,并对不同菌株、毒素及25个水稻品种进行致病力及抗病性进行测定。结果表明:水稻纹枯病菌双核菌株具有致病性,水稻纹枯病多核菌株与双核菌株产毒量差异显著,多核菌株产生的毒素量多于双核菌株。多核菌株与双核菌株及其毒素致病力差异非常显著,多核菌株致病力明显强于双核菌株,不同菌株致病力越强,其毒素致病力就越强。不同水稻品种抗病力存在显著差异,供试25个水稻品种接种多核菌株后,1个表现为高感,8个表现为中感,16个表现为感;接种双核菌株后,5个表现为感,20个表现为中抗。2.水稻纹枯病菌毒素成分分析鉴定通过柱层析、气质联用、高效液相色谱等方法对提取的毒素进行成分测定,结果表明水稻纹枯病菌多核菌株与双核菌株毒素成分均为葡萄糖和果糖,两者果糖含量差异不明显,水稻纹枯病菌多核菌株毒素葡萄糖含量高于水稻纹枯病菌双核核菌株毒素。3.水稻纹枯病菌及毒素致病机制研究对水稻纹枯病菌多核菌株与双核菌株毒素对水稻胚根胚芽的抑制、不同化合物对水稻纹枯病菌毒素的钝化作用、非寄主专化性、水稻纹枯病菌多核菌株与双核菌株毒素对水稻叶片细胞膜及超微结构的影响、水稻纹枯病菌及毒素寄主抗性响应差异进行研究,结果表明粗毒素稀释10倍时对胚根胚芽的抑制效果最好,KMnO_4对水稻纹枯病菌毒素的钝化作用最好,不同植物接种水稻纹枯病菌多核菌株与双核菌株毒素后,植物叶片均出现典型病斑,说明水稻纹枯病菌毒素为非寄主专化型毒素;对水稻纹枯病菌毒素侵染后的水稻叶片进行观察发现,毒素能够破坏叶片细胞内的超微结构,且多核菌株毒素对水稻叶片的破坏作用比双核菌株强,港源8号和秋天小町接种多核与双核菌株及其毒素后,水稻叶片的POD、PAL、APX、PPO、CAT、T-SOD、GSH-PX活性及ASAFR和H_2O_2含量均呈升高后降低的趋势。较为感病的水稻品种秋田小町比较为抗病的水稻品种港源8号寄主抗性响应晚,接种多核菌株及其毒素的寄主防御酶峰值更高、达到峰值的时间更早,部分在36 h达到峰值,其余在36~48 h达到峰值,但达到峰值后下降速率也更快;接种双核菌株及其毒素的寄主抗性响应较晚,在48~72 h达到峰值,但达到峰值后防御酶下降的速率较慢,维持在略高于对照的稳定水平。4.水稻纹枯病菌毒素接种后相关基因表达量变化对接种水稻纹枯病菌及其毒素后,对相关基因表达量进行测定,结果表明OsSHM1基因、OsGS2基因、OsRBCS2基因、OsPBZ1基因、CHT基因、OsPR10基因表达量均在24 h增加到峰值,POD基因在12 h增加到峰值;接种水稻纹枯病菌毒素后OsSHM1基因、OsGS2基因、OsRBCS2基因、OsPBZ1基因、CHT基因、OsPR10基因表达量均在48 h增加到峰值,POD基因在36 h增加到峰值;且接种多核菌株及其毒素基因表达量高于双核菌株及其毒素。


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