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粉红粘帚霉诱导番茄果实对灰霉病的非寄主抗性研究

王瑞虎  
【摘要】:番茄灰霉病是由灰葡萄孢菌侵染引起的,是番茄设施栽培面临的一种世界性的重要病害。该病能够侵染番茄的叶、茎、花和果实等部位,其中主要为害果实,且发病后传播速度快,极大威胁保护地的番茄生产。番茄灰霉病目前在我国各地均有发生,已经成为番茄设施栽培可持续发展的限制性障碍。 国内外学者十分重视灰霉病的发生和防治工作,在多个方面做了大量的创新研究工作,但由于目前还未发现灰霉病的抗源材料,抗病育种很难继续进行。目前,在生产过程中对番茄灰霉病的防治仍以化学防治为主。但是由于化学药剂的不合理使用,病原菌的抗药性快速产生,致使防效逐年下降。另外,由于施药的主要靶标是果实,造成了果实的农药污染,严重污染环境和危害人畜健康。因此,人们将目光转向了利用生物防治的方法治理番茄灰霉病。随着番茄灰霉病生物防治研究的日益深入,大量抗灰霉病的有益微生物及其代谢产物被筛选和利用。 粉红粘帚霉(Clonostachys rosea)是一种常用的生防真菌,在作物病害的生物防治中起着重要作用。研究表明,粉红粘帚霉的拮抗机制是多样的,除了对病原菌具有重寄生、竞争、抗生、溶菌作用外,并且具有诱导植物产生系统抗性的功效。虽然关于粉红粘帚霉诱导抗性机制的相关研究也有报道,但仍不够完善。深入研究粉红粘帚霉的诱抗机制,有利于植物病害防治。 主要研究结果如下: 1.本研究从感染番茄灰霉病的病果上分离并纯化得到菌株t08016b,并对该菌株进行形态学特征鉴定,结合18SrDNA、5.8SrDNA-ITS rDNA序列分析及致病力鉴定等方法将菌株t08016b确定为灰葡萄孢菌。 2.利用本实验室保藏的粉红粘帚霉和菌株t08016b的孢子悬浮液对番茄果实进行不同的处理,并对番茄果实的信号分子、植物内源激素及防御相关酶进行了分析测定。 研究结果表明,不同的接菌处理组对番茄灰霉病的抗性反应存在显著差异。综合分析各参数的变化,肯定了粉红粘帚霉诱导番茄产生了非寄主抗性,且与寄主抗性之间可能存在叠加效应。其中,番茄对果实先接种灰葡萄孢菌后接种粉红粘帚霉的处理能够更好的诱导植物抗病,其信号分子、植物内源激素、防御相关酶的变化都在最大幅度的满足植物抗病的需要;番茄果实只接种粉红粘帚霉可以诱导相关因素较低幅度的平稳变化,可将粉红粘帚霉作为一种“植物疫苗”进行灰霉病害的防治;番茄果实只接种灰葡萄孢菌,也能诱导植物的抗性反应,但是这种微弱的抗病过程不足以抵抗灰葡萄孢菌的入侵。 3.对各处理组的蛋白组差异综合比较分析显示,超氧化物歧化酶、多酚氧化酶在各种接菌处理中都有上调表达,说明这两种酶都参与了植物抗病的过程;在只接菌灰葡萄孢菌和只接菌粉红粘帚霉的番茄果实中有各自不同的上调和下调蛋白,表明番茄在响应两种微生物的诱导时,存在不同的路径,即粉红粘帚霉诱导植物产生了非寄主抗性;ATP合成酶α亚基蛋白是只要接有粉红粘帚霉的处理都会上调的蛋白,也是与只接灰葡萄孢菌相比的特殊表达蛋白,可能是植物非寄主抗性的关键蛋白。


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