内生真菌Chaetomium spirale, Stagonospora sp.与病原菌、寄主植物相互作用的机制

【摘要】：近年来,由于栽培品种的单一化和复种指数的提高,由病原物引起的植物病害日趋严重,每年都给农业生产造成相当大的损失。一般地,化学农药能有效地保护植物,但是过量地使用化学农药不仅提高了病原物的抗药性,而且造成环境污染和影响人类健康。公众关心的化学农药对环境和人类健康的有害影响及病原物已经发展的抗药性促进了对一种比较安全的防治方法的研究。生物防治是一种环境友好的和对化学农药有效补充或替代的管理措施。因此生物防治作为有发展前途的防治方法已经受到了特别的关注。越来越多的调查研究显示,内生真菌对植物病害有很大的生防潜力。利用植物内生真菌生防因子防治植物病害的关键是首先要了解其对植物病原菌的拮抗机制和与寄主植物的互作关系。 本研究采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和免疫细胞化学技术,研究了内生螺旋毛壳(Chaetomium spirale)ND35 菌株与土传植物病原菌立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)相互作用的超微结构和细胞化学及其产生的细胞壁降解酶在重寄生中的作用;研究了内生真菌Stagonospora sp. 4/99-1 与受其侵染的芦苇根的互作关系。另外,通过在实验室内分离纯化抗生素和生物测定及田间应用螺旋毛壳ND35的发酵液探索了抗生素在苹果树腐烂病生物防治中的作用。利用纯化的抗生素和水解酶(内切?-1, 3-葡聚糖酶)明确了它们的协同抗菌作用。研究取得以下成果: 1. 内生螺旋毛壳(Chaetomium spirale)ND35 菌株与土传植物病原菌立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)菌丝相互作用的超微结构和细胞化学研究。结果表明:螺旋毛壳ND35 缠绕病原菌或在病原菌丝细胞内生长的现象经常发生。ND35 的生长和发育与原生质膜收缩和细胞质瓦解为特征的病原菌丝细胞的高度形态变化相关。胶体金免疫细胞化学定位显示,两真菌的接触是由来源于拮抗菌螺旋毛壳ND35 细胞壁的富含?-1, 3-葡聚糖的一种无定形基质介导的,并在拮抗菌潜在的进入位点粘附在寄主表面。然而,拮抗菌有能力穿过这种屏障,显示在重寄生过程中产生了?-1, 3-葡聚糖酶。用胶体金标记的麦胚凝集素(WGA)定位N-乙酰葡糖胺残基(几丁质)显示几丁质酶也可能在这一拮抗过程中参与病菌菌丝细胞壁的降解。 2. 生防因子分泌水解酶被认为是重寄生过程中的关键步骤,细胞壁降解酶在螺旋毛壳ND35 重寄生过程中的作用研究显示,基于培养滤液的酶活性检测及PAGE和IEF 胶上的直接酶活性检测,螺旋毛壳ND35 可产生几丁质酶和一种分子量约为110 kDa 的外