HT-6抑制致病疫霉生化机制的初步探索

发布时间：2020-04-26 08:20

【摘要】：随着世界人口的增加,马铃薯已成为第四大粮食作物,其产量已被列为国民经济的一个重要部分。而由致病疫霉引起的马铃薯晚疫病已被普遍认为是世界第一大作物病害。现如今,生产中对马铃薯晚疫病传统的防治方法主要有化学防治、农业防治、抗病育种等。其中农业防治手段耗时费力,抗病育种成本高,化学防治虽然见效快、操作简便被广泛应用,但化学农药的过度使用已使病菌产生了抗药性,且越来越强,同时化学农药已造成环境污染并影响人类健康,而生物防治因绿色环保无污染等优点受到人们的广泛关注。现阶段,利用细菌、真菌、放线菌及其代谢产物抑制致病疫霉的报道层出不穷,但在生产中成功用于防治马铃薯晚疫病并作为生防制剂广泛应用还未见报道,其中对拮抗菌抑制致病疫霉的生理生化机理不清楚可能是造成这种现状的重要原因之一。HT-6菌株是本研究室前期从西藏壮族自治区林芝州的感病核桃树叶片上分离获得的一株内生细菌,本实验室前期已证实其菌体及其经一定条件培养的菌液对致病疫霉有很强的抑制作用,并测试了菌液的抑菌稳定性,且优化了该菌液的发酵条件,还明确了其分类地位,但其无菌体发酵液对致病疫霉并没有抑制作用。为了进一步了解拮抗菌HT-6在抑制致病疫霉方面的潜力以及可能的抑菌机理,本试验延长对峙培养时间后检测了HT-6活体菌株、菌液原液对致病疫霉的持续抑菌作用,并从其对马铃薯离体组织的防病效果、引起致病疫霉菌体形态变化、生理变化以及阻断部分HT-6生化进程对致病疫霉抑菌作用的影响等方面进行了探讨。获得的主要研究结果如下:1.在HT-6活体菌株、菌液原液对致病疫霉长达15天的抑制效果中,前者的抑菌率为84.00%,后者的抑制效果仅为67.71%;活体菌株的抑制效果强于菌液原液。2.在对马铃薯离体组织的防病过程中,HT-6菌液浓度大约为2.88×10~8个/mL时,防病效果最佳。HT-6可以引起致病疫霉孢子囊和菌丝体的形态发生变化,其畸变率分别高达44.13%和37.80%,菌丝体畸变主要包括分枝过多、菌丝体壁严重内陷、不规则凸起、菌丝体内含物聚集等畸变现象;孢子囊的畸变主要包括从柠檬状变为棒球状、扇形、内含物分布不均及外泄、孢子囊壁增厚等畸变现象,并对各种畸变形态做了统计学分析。3.致病疫霉在受到拮抗菌HT-6抑制后,其菌丝体内可溶性糖和淀粉均随着对峙培养时间的延长而增加,但增加的幅度均远远低于对照,且均与对照组有极显著的差异(P0.01);可溶性蛋白质的含量随培养时间的延长而降低,至对峙培养15d时下降幅度最大,与对照达到极显著差异(P0.01);表明HT-6减慢了可溶性糖和淀粉的合成,加速了菌丝体内蛋白质的分解。4.受到拮抗菌HT-6抑制后的致病疫霉菌丝体内的抗性酶PAL、POD、PPO的活性均有所提高,且随着对峙培养时间的延长,其活性不断增加,在12d时3种酶活均达到最高;拮抗菌HT-6还能够提高致病疫霉菌丝体的电导率,使致病疫霉菌丝体细胞膜的相对透性有所提高,菌丝体受到的伤害程度为32.58%;HT-6还能降低菌丝体的呼吸速率,对致病疫霉呼吸速率的抑制作用是15.99%。5.利用盐酸氨基葡萄糖、ATP和柠檬酸等试剂阻断HT-6部分生化进程后,探究其对致病疫霉的抑制效果。结果表明,在阻断HT-6糖酵解的预试验中,虽然浓度梯度设置的比较低,但也能看出用供试试剂能干扰HT-6的糖酵解过程中的3种关键酶(己糖激酶(HxK)、磷酸果糖激酶(PFK)和丙酮酸激酶(PK),确实能够削弱HT-6对致病疫霉的抑制强度,且供试试剂和HT-6混合培养12h时达到的削弱效果最好。6.加大ATP的浓度能抑制丙酮酸激酶(PK)活性,且随着试剂浓度增加,HT-6对致病疫霉的抑制强度减弱;提高ATP和柠檬酸的复配浓度可抑制磷酸果糖激酶(PFK)活性,且随着试剂浓度的增加,HT-6对致病疫霉的抑制效果减弱;同样ATP与磷酸氢二钾以及硫酸铵复配在浓度为0.3g/mL时,对HT-6抑菌作用的效果与未加试剂相比有显著性提高,但随着试剂浓度的增加,其对HT-6的影响作用并不增强,即抑制效果与未加试剂没有显著性差异。
【图文】：

河北大学硕士学位论文1.1.2 发病条件及症状马铃薯晚疫病多发生在阴雨延绵的天气，潮湿多雨，昼暖夜凉是其病害发生的有利条件。晚疫病一旦发生，将会快速侵染寄主，条件适宜时短短几天内就会使寄主死亡，在短短两个月内会使寄主完全坏死[7]。马铃薯的各个部位都有可能被晚疫病侵染，其中植株下部的叶片最先出现病斑，随后扩大成褐绿色。环境湿度较大时，病斑外缘可见一层白色霉层（孢子囊和孢子梗），且叶背面比正面明显。外界条件适宜时，病斑会蔓延到叶片主脉及叶柄，直至整个植株全部腐烂坏死[8]。这种病害的传播具有周期性，，感染致病疫霉的植株会产生孢子囊，孢子囊会随着风雨大面积传播并感染其它健康植株。其中地底下被感染的块茎也会在新一轮的种植季节里再次感染马铃薯，使其成为病株[9]。

图 1-1 马铃薯正常植株及病株（侯宁拍摄于 2017 年，牙克石）ure 1-1 Normal potato plants and diseased plants (Hou Ning was photographed in 2017, Yak3 病原菌马铃薯晚疫病病原菌又称致病疫霉（Phytophthora infestans（Mont.）de Bary菌门卵菌纲霜霉目腐霉科疫霉属[10]。首先它是一种寄生菌，主要侵染马铃薯0 种茄属植物[11]。其次它是一种活体营养型卵菌，且从细胞壁组成成分、rRN究发现[12]，其与藻类的亲缘关系较近而与真菌较远。
【学位授予单位】：河北大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S435.32

【相似文献】

相关期刊论文 前10条

1 沙海天;万安琪;赵Pr;冯丽娜;朱杰华;蒋继志;;2013-2014年北方5省(区)致病疫霉抗药性监测及交配型分析[J];中国植保导刊;2016年01期

2 D.Andrivon ,袁军海;土壤中马铃薯晚疫病菌致病疫霉的生物学、生态学和流行学[J];张家口农专学报;1997年02期

3 宋俊丽;朱杰华;杨志辉;王春一;;宁夏固原致病疫霉群体结构特征[J];植物保护学报;2012年05期

4 朱桂宁,黄福新,秦碧霞,刘志明,蔡健和;致病疫霉的分离培养和单孢纯化方法[J];中国蔬菜;2003年06期

5 吴婧莲;杨志辉;秦宇轩;朱杰华;韩彦卿;刘蕊;董立新;;河北省番茄上致病疫霉Phytophthora infestans群体结构的分析[J];菌物学报;2010年04期

6 杨宇红,冯兰香,谢丙炎,冯东昕;致病疫霉对苯酰胺类杀菌剂抗性研究概述[J];中国蔬菜;2002年01期

7 赵志坚,李先平,李成云,隋启君,Rebecca J.Nelson,J.Soledad Gamboa;致病疫霉线粒体DNA单倍型的分子鉴别[J];云南农业大学学报;2002年04期

8 蒋继志;李莎;王会仙;;3株致病疫霉拮抗放线菌复合发酵及其抑制机理[J];河北大学学报(自然科学版);2010年01期

9 李成斌;张红霞;李岩;沙海天;田荟遥;蒋继志;;2015—2017年北方5省(区)致病疫霉抗药性监测及与嘧菌酯交互抗性[J];河北农业大学学报;2018年06期

10 朱桂宁,黄福新;几种选择性培养基对致病疫霉和烟草疫霉分离及培养比较研究[J];云南农业大学学报;2002年04期

相关会议论文 前10条

1 鲁海菊;刘卫;李河;张扩伟;;致病疫霉在番茄和辣椒上的致病性差异研究[A];2005中国植病学会、中国菌物学会北海联合年会论文集[C];2005年

2 吕新;兰成忠;李本金;赵建;邱荣洲;陈庆河;翁启勇;;福建省不同地区致病疫霉遗传多样性的RAPD分析[A];植物保护与现代农业——中国植物保护学会2007年学术年会论文集[C];2007年

3 汪晓雯;国立耘;;逆境对致病疫霉(Phytophthora infestans)单菌株发生有性生殖的影响[A];中国植物病理学会2011年学术年会论文集[C];2011年

4 巫燕;国立耘;;杀菌剂甲霜灵对致病疫霉无性后代变异的影响[A];中国植物病理学会2005年学术年会暨植物病理学报创刊50周年纪念会论文集[C];2005年

5 巫燕;国立耘;;杀菌剂甲霜灵对致病疫霉无性后代变异的影响[A];中国植物病理学会2005年学术年会暨植物病理学报创刊50周年纪念会论文摘要集[C];2005年

6 潘永刚;刘颖超;邢继红;瓮巧云;董金皋;;拟南芥防御酶类在致病疫霉抗性机制中的研究[A];中国植物病理学会2008年学术年会论文集[C];2008年

7 谢家慧;沈林林;姜艳坤;王甜;詹家绥;;2016年福建福清致病疫霉群体遗传多样性SSR分析[A];中国植物病理学会2017年学术年会论文集[C];2017年

8 欧阳海兵;王艳平;范玉萍;谢家慧;孙丹丽;杨丽娜;詹家绥;;不同温度下致病疫霉效应子Pi02860表达差异的研究[A];中国植物病理学会2018年学术年会论文集[C];2018年

9 郭婷;汪晓雯;单坤;孙文献;国立耘;;类兜甲蛋白基因(PiLLP)在致病疫霉有性生殖和侵染植物中的作用[A];中国菌物学会第七届全国会员代表大会暨2017年学术年会摘要集[C];2017年

10 兰成忠;李本金;王前涛;陈庆河;翁启勇;;致病疫霉菌抗甲霜灵菌株对5种杀菌剂的交互抗性研究[A];中国植物病理学会2009年学术年会论文集[C];2009年

相关博士学位论文 前5条

1 尹军良;西北地区马铃薯主栽品种的抗晚疫病性评价及致病疫霉菌候选核心RXLR效应基因的鉴定[D];西北农林科技大学;2018年

2 赵冬梅;致病疫霉NPP1-like和PcF/SCR-like基因家族系统发育及致坏死功能研究[D];河北农业大学;2014年

3 吴艳清;致病疫霉遗传多样性及拮抗菌抑菌物质分离纯化[D];河北大学;2012年

4 孙全喜;超长链多不饱和脂肪酸合成相关酶基因的克隆与鉴定及其在作物中的异源合成[D];山东农业大学;2011年

5 李景滨;番茄SpWRKY转录因子基因的克隆及功能分析[D];大连理工大学;2015年

相关硕士学位论文 前10条

1 侯宁;HT-6抑制致病疫霉生化机制的初步探索[D];河北大学;2019年

2 田荟遥;北方5省区致病疫霉生理小种监测及遗传多样性分析[D];河北大学;2019年

3 李成斌;北方5省区致病疫霉抗药性及细菌SR13-2的防病促生机理[D];河北大学;2019年

4 吕立;福建、湖南和安徽省致病疫霉的初步研究[D];南京农业大学;2017年

5 闫亭秀;致病疫霉Nudix效应分子的生物学功能研究[D];南京农业大学;2017年

6 王游游;致病疫霉拮抗菌WL2及其脂肽的防病促生作用研究[D];河北大学;2018年

7 王雪宁;致病疫霉对放线菌Sy11抑菌作用的诱导[D];河北大学;2018年

8 赵璞钰;阿拉善地区粘细菌的分离鉴定及其抗致病疫霉活性的初步研究[D];内蒙古农业大学;2018年

9 沈赫;马铃薯致病疫霉的生殖方式、遗传变异及倍性水平变化研究[D];中国农业科学院;2018年

10 孙志宁;α1性激素诱导致病疫霉有性生殖的比较蛋白质组学研究及两个差异蛋白功能的初步分析[D];内蒙古农业大学;2017年

本文编号：2641295