糙皮侧耳栽培中高温引发木霉侵染的生理机制研究

发布时间：2020-05-20 18:58

【摘要】：在我国,糙皮侧耳以塑料大棚栽培为主,易受环境条件变化影响,不时发生大面积的木霉侵染。生产经验认为,大面积木霉侵染的爆发可能与高温有关。但是,未经实验证实,高温引发木霉侵染爆发的机理也尚未见报道。本研究以糙皮侧耳主栽品种CCEF 89(CCMSSC 00389)和从侵染菌袋分离的棘孢木霉(Trichoderma asperellum,ACCC 32725)为材料,探究高温引发糙皮侧耳木霉侵染爆发的机理。获得的主要结果如下:1.高温胁迫后的糙皮侧耳菌丝抵御木霉侵染的能力下降。表现为(1)对棘孢木霉分生孢子的吸附力增强。(2)产生胞外液差异代谢物141个,主要为有机酸类、氨基酸类、胺类、苷类、酯类、多糖、醇类等,胞外液和各类差异代谢物均显著促进棘孢木霉菌丝生长和分生孢子萌发。(3)高温破坏糙皮侧耳的胞壁完整性,导致细胞壁表面大量几丁质沉积,胞壁加厚,但结构疏松。分析表明连接β-葡聚糖糖苷键的红外吸收峰下降,且β-葡聚糖自身结构受损,导致交联疏松,胞壁易碎;胞壁中甘露糖含量显著下降,导致胞壁孔隙度增大;对胞壁干扰剂(CFW、SDS、CR)的敏感性显著增加,胞壁发生皱缩,表面结构粗糙,不完整。(4)抵御木霉溶壁酶降解的能力显著下降。2.高温后棘孢木霉的相对侵染力显著增强。表现为(1)分生孢子萌发率显著升高。(2)分生孢子形成的时间大大缩短。(3)糙皮侧耳菌丝对木霉分泌的几丁质酶、β-葡聚糖酶和蛋白酶等胞壁降解酶活性具有增强作用,高温条件下生长的糙皮侧耳菌丝这种作用更强。3.糙皮侧耳和棘孢木霉对高温引发的机体伤害程度差异显著,棘孢木霉对高温的耐受性显著强于糙皮侧耳。高温下的侵染过程中,产生大量胞外H_2O_2,高浓度H_2O_2进一步抑制糙皮侧耳菌丝生长。对糙皮侧耳高温产生的各类胞外代谢物实验表明,高温中浓度升高的种类几乎都可促进棘孢木霉菌丝生长和分生孢子萌发。结论:明确了糙皮侧耳菌袋批量木霉侵染的关键因素--发菌期的高温,明确了高温引发糙皮侧耳木霉病爆发的三个生理机制:糙皮侧耳抵抗力下降,易被侵染;木霉菌的侵染力增强;高温增强木霉对糙皮侧耳的抑制和侵染作用。
【图文】：

技术路线图,木霉,糙皮侧耳,侵染

中国农业科学院博士学位论文第一章文献综述木霉对宿主的侵染，需要经历“病原与宿主的接触-病原菌萌发和生长-宿主细胞壁被降解-病原菌繁殖（形成大量分生孢子）”的过程。本研究拟根据侵染的整个生物学过程分析高温加快木霉菌侵染，导致木霉病爆发的生理机制，以期为木霉病的有效防控提供理论依据。本论文拟从三个方面来探究高温与糙皮侧耳木霉病爆发之间的联系。（1）高温胁迫是否导致糙皮侧耳对木霉的抵抗力下降，高温影响了糙皮侧耳的哪些结构或生理过程降低了对木霉的抵抗力。（2）高温是否增强棘孢木霉的侵染能力，是通过哪些功能来增强侵染力。（3）棘孢木霉和糙皮侧耳相互作用时的关系，及其对高温反应有无差异，这些差异是否促进了侵染的发生。1.6 技术路线

糙皮侧耳,木霉,绿色,白色

水浴锅处理 2.5 h。在光学显微镜下用血球计数板记数释放的原生质体，每 0.5 h 一次。2.2.20 数据统计分析数据统计分析采用 SPSS version 20.0(SPSS Inc., Chicago, IL, USA)进行处理分析，方差分析采用 ANOVA 和 Duncan’s 多范围检验（P≤0.05）。误差线代表三个重复的标准偏差。2.3 结果与分析2.3.1 高温胁迫后的糙皮侧耳菌丝易感性平板对峙试验可以发现，28 ℃培养的糙皮侧耳抵御木霉侵染的能力较强，只在交界处的菌丝表面形成少量的分生孢子（图 2.1）。随着胁迫温度的升高，糙皮侧耳抵御木霉侵染的能力不断下降，32 ℃胁迫后的糙皮侧耳菌丝与木霉菌丝的交界处形成的分生孢子数量增多。36 ℃胁迫 2 d 后，，木霉菌丝覆盖糙皮侧耳大部分菌落，并形成大量分生孢子。40 ℃胁迫 2 d后，木霉菌丝和分生孢子几乎将糙皮侧耳菌落完全覆盖（图 2.1）
【学位授予单位】：中国农业科学院
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S436.46

【参考文献】