核盘菌菌核渗出液分析与糖源对菌核的影响

发布时间：2020-05-11 15:49

【摘要】：核盘菌是一种腐生型植物病原真菌,可引起油料作物、经济作物、园艺作物等植物病害。核盘菌在病害后期能够形成作为休眠结构的菌核,在其病害循环及真菌生活史中具有重要意义。菌核发育过程中形成液滴状渗出液,其形成机制及功能未知。另外,碳源作为营养来源对核盘菌生长与发育也未见系统报道。因此,核盘菌菌核渗出液的生物学特性、蛋白质组成及诱导坏死等研究对于核盘菌生物学及菌核发育等方面具有重要的意义,并可能为其引起的菌核病防控提供理论参考。本文研究结果如下:(1)菌核渗出液生物学特性研究表明,菌核渗出液pH值高于菌丝分泌物,总蛋白含量却多于菌丝分泌物,两者均在波长340~350nm处出现最大吸收峰,菌核渗出液中氨基酸种类丰富但不同氨基酸含量有所差异。(2)菌核渗出液的全蛋白组分析,检测到644个蛋白,其中258个蛋白能够重复表达,其蛋白功能包括生物过程方面参与物质代谢及初生代谢相关蛋白占42.9%,分子功能方面具有水解酶活性相关蛋白为38.4%,细胞成分方面在胞内、部分胞内、及胞内细胞器上的蛋白占44.6%。(3)根据蛋白组分析结果,筛选相关基因进行转录水平分析发现,参与细胞壁降解的相关蛋白淀粉水解酶(Amy)、纤维素酶(Cel)及葡聚糖酶(Glu)在菌核发育期表达较高,而甘露聚糖酶(Man)在成熟期的菌核中具有高表达。参与碳代谢的相关蛋白半乳糖苷酶(Gal)在菌核初始期及成熟期高表达,而参与调控酸碱度的蛋白酸性磷酸酶(Pho)总体在菌丝中表达高于菌核。参与核盘菌毒性的相关蛋白阿拉伯呋喃糖酶(Abf和Abf前体)仅在发育期菌丝中有较高表达。另外,对相关蛋白的酶活进行定性和定量检测发现,菌核渗出液中纤维素酶、甘露聚糖酶、葡聚糖酶及酸性磷酸酶的活性明显高于菌丝,淀粉水解酶及半乳糖苷酶在两者中没有差异,而葡聚糖酶、酸性磷酸酶和半乳糖苷酶在两者中的活性均很小。进一步的将菌核渗出液及菌丝接种到寄主植物油菜叶片发现,菌核渗出液能够诱导植物叶片组织坏死,类似于菌丝侵染的病斑。在接种后早期,菌核渗出液诱导坏死能力强于菌丝,而至后期随着菌丝生长菌核渗出液诱导坏死能力明显减弱。(4)不同碳源对核盘菌菌丝生长及菌核发育的影响分析表明,随着碳源浓度的增加,菌丝生长受到抑制,葡萄糖和半乳糖抑制效果明显优于乳糖的抑制效果。而碳源对菌核数量及其生物量的积累影响,总体也呈抑制趋势,但是150g/L葡萄糖和200g/L半乳糖浓度却能够促进菌核形成。另外,葡萄糖和乳糖不同比例配比并不影响菌丝生长,但高比例的乳糖却抑制菌核形成;而葡萄糖和半乳糖比例配比4:6时形成菌核生物量多,但高比例的半乳糖却抑制菌丝生长及菌核形成。核盘菌引起多种植物病害,造成严重的经济损失。菌核的形成与发育在病害循环及生活史中都具有重要作用。研究菌核渗出液的生物学及蛋白组成特点及碳源影响,可能为核盘菌的生活史及菌核生物学提供理论基础,也为菌核病的防控提供参考依据。
【图文】：

菌核病,核盘菌

沈阳农业大学硕士学位论文环侵染寄主导致植株腐烂坏死并在植物表面或茎秆之内产生菌核。初次残留的越冬菌核为主，在适宜条件下菌核萌发以产丝萌发或产子囊萌囊盘，土壤湿度条件适宜时，菌核萌发形成子囊盘，子囊盘释放子囊多数植物的初侵染都与子囊孢子有关，子囊孢子一般落在病的或衰老地上部分，如叶片、花盘等，定殖并产生侵染结构进入组织中（Bardiurneau et al.，1979），但子囊孢子不能直接侵染健康的或无任何伤口的壤表面直接萌发产生菌丝定殖在死的植物器官上随后进行侵染，但在发产生的菌丝可直接侵染植物的根或者茎基部造成病害，如植物的部位（Hegedus et al.，2005）。菌核病发病后期，植物组织开始腐烂面产生菌丝或茎秆组织内形成菌核，进入下一个侵染循环。

核盘菌,形态发育,菌核,菌丝

图 2-1 核盘菌的形态发育注：A 菌丝期（3 天）；B 菌核发育初期（4 天）；C 菌核发育期（5 天）；D 菌核成熟期（8 天）Figure 2-1 Morphological development of S. sclerotiorum.Note: A 3d mycelium; B 4d mycelium and sclerotia; C 5d mycelium and sclerotia; D 8d mycelium andsclerotiaH 测定测新鲜液滴 pH 值，用 pH1-14 的广泛试纸检测显示菌丝分泌物的 pH 大约在菌核渗出液 pH 大约在 5~6 之间，进一步用精密 pH 试纸检测，用 pH 2.7 -菌丝分泌物及 PDB，结果显示菌丝分泌物的 pH 大约在 3.1 左右，而 PDB.7；用 3.8 - 5.4 试纸检测菌核渗出液显示 pH 大约在 5.4 以上（图 2-2）。用定出菌核渗出液的 pH 为 6.0，，而菌丝分泌物的 pH 为 3.1（图 2-2B）。进一步菌丝分泌物滴入含有溴酚蓝 PD 液体培养基中，菌丝分泌物可使含溴酚蓝
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S432.44

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