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魔芋软腐病的爆发机制及其基于抗性诱导的防治研究

季家兴  
【摘要】:魔芋为天南星科多年生草本经济作物,因其富含魔芋葡甘聚糖等多种有效成分而被广泛应用于食品、医药、化工等领域,并在我国西南山区得到广泛种植。然而,魔芋软腐病每年在夏季高温时大规模地爆发,极大地打击了芋农的种植热情,现已成为桎梏魔芋产业发展的瓶颈。本文分离鉴定了魔芋软腐病致病菌,系统地研究了魔芋软腐病菌的生长繁殖、胞外酶分泌等多种致病相关因子与环境温度的关系,为其致病机理的进一步研究打下基础;并针对该致病菌,通过水杨酸和茉莉酸通路上病原菌抗性诱导剂的研究,初步探索了基于植株抗性诱导的魔芋软腐病防治方法。现已取得成果如下: (1)从感染软腐病的魔芋中分离得到致病菌ES09,经16s rDNA和多项生理生化实验鉴定后,确定其为胡萝卜软腐欧文氏菌胡萝卜软腐亚种。 (2)研究发现,温度在30oC以上时,魔芋软腐病致病菌ES09的生长速度更快,运动性也更强;变性梯度凝胶电泳(DGGE)结果表明,在7月采集的魔芋根际土壤中,ES09菌的数量明显多于5月和11月采集的魔芋根际土壤中的该菌数量。 (3)在30oC和37oC下,ES09表现出了更强的侵染能力。此外,单位细胞分泌的胞外酶量受到群体效应机制的严格调控,在细菌群体数量达到一定阈值后,果胶酸裂解酶和聚半乳糖醛酸酶可在24oC、30oC和37oC下均旺盛分泌。 (4)基于提高魔芋植株抗性的角度探讨了其软腐病防治策略,筛选了6种外源性化学药剂,分别处理魔芋试管苗叶片和田间植株,观察其软腐病抗性诱导效果。结果表明:ES09的侵染速度在水杨酸(SA)、香豆酸(p-CA )或肉桂酸(CA)处理后的魔芋试管苗叶片和田间植株中均明显放缓;而且与对照相比,SA、p-CA、CA处理后的魔芋叶片细胞间H2O2积累更多,过氧化物酶活性更高,说明SA、p-CA、CA处理可促进魔芋叶片细胞的氧化迸发,提高其防御软腐病菌侵染的能力。


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