高温对葡萄座腔菌（Botryosphaeria dothidea）致病性影响研究

发布时间：2020-08-15 15:35

【摘要】：苹果轮纹病危害苹果果实和枝干,为我国苹果主要病害。苹果轮纹病由葡萄座腔菌(Botryosphaeria dothidea)和粗皮葡萄座腔菌(B.kuwatsukai)两种主要病原引起。本研究室前期研究发现,两种病原菌对温度的适应性差别较大,葡萄座腔菌(B.dothidea)具有在高温下生长的能力。本文研究了不同温度对葡萄座腔菌(B.dothidea)和粗皮葡萄座腔菌(B.kuwatsukai)的致病性影响,探讨葡萄座腔菌是否具有高温致病性,主要得到以下结果:1分别在花后60天、花后90天、花后120天和成熟后采集果实,在25℃、35℃和37℃温度下接种葡萄座腔菌(B.dothidea)和粗皮葡萄座腔菌(B.kuwatsukai),结果显示,在果实发育不同时期,35℃条件下葡萄座腔菌(B.dothidea)对果实的致病力显著强于25℃时的致病力,而粗皮葡萄座腔菌(B.kuwatsukai)35℃高温条件下对果实的致病力25℃时弱;对成熟期果实,在不同温度下测定了葡萄座腔菌对苹果的致病力,发现20℃~37℃下该菌均能致病,在32.5℃下致病力最强。这些结果均显示葡萄座腔菌对苹果果实具有高温致病性特性。2本研究室前期开展了两种病原组学研究,基于转录组差异筛选出1个葡萄座腔菌(B.dothidea)特有的基因簇,含有莽草酸脱氢酶(shikimate-5-dehydrogenase,BsSDH)、莽草酸激酶(shikimate kinase,BsSK)、脱氢奎尼酸脱氢酶相关基因(dehydroquinate dehydratase related,BsDHQ)、真菌特异转录因子(Fungal specific transcription factor domain,BsFSTF),致病相关蛋白BsPep2(pathogenesis associated protein,BsPep2)等5个基因,分析发现BsSDH、BsSK是莽草酸途径上的基因。本研究利用实时定量PCR对这些基因在培养条件下和发病果实中的表达量进行了分析。在35℃培养条件下,随着时间变化5个表达量均先升高后降低。BsSDH的表达量在12 h时最高;BsDHQ、BsSK、BsFSTF和BsPep2的表达量在6 h时最高。在35℃高温下,5个基因在发病果实中表达量的变化有差异。BsSDH和BsDHQ的表达量没有什么明显变化;BsSK、BsFSTF、和BsPep2的表达量均随着时间先升高后降低,在24 h时最高。这些基因的表达量随着时间变化均先升高后降低,表明该基因簇为在高温条件下葡萄座腔菌对苹果致病相关的基因簇。3对葡萄座腔菌(B.dothidea)和粗皮葡萄座腔菌(B.kuwatsukai),分别通过有伤无伤两种方式接种到室内盆栽砧木苗,进行干旱胁迫处理,结果显示两种病原菌在主干上均能产生坏死病斑,即表现干腐症状。表明苹果苗受葡萄座腔菌(B.dothidea)和粗皮葡萄座腔菌(B.kuwatsukai)侵染遇到干旱胁迫时都能产生干腐症状。本研究首次发现葡萄座腔菌(B.dothidea)对苹果具有高温致病性。
【学位授予单位】：西北农林科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S436.611.1
【图文】：

功能图,莽草酸途径,植物生理学,萜类化合物

图1-1 莽草酸途径Fig. 1-1 Shkimate pathway植物莽草酸途径有助于在每种特异的代谢中化合物产生，包括苯丙素类，生物碱和萜类化合物，在植物生理学的许多方面具有功能（Herrmann 1995; Herrmann & Weaver1999）。主要存在于细菌，古细菌，真菌，寄生虫和植物界（Roberts et al. 1998；Herrmann& Weaver 1999；Keel-ing et al. 1999；Campbell et al.2004；McConkey et al.2004；Richardset al. 2006）。莽草酸途径最初是通过筛选诱变的大肠杆菌细胞中的芳香族氨基酸营养缺陷体而在细菌中发现的（Pittard & Wallace 1966）。这些突变筛选鉴定的基因除了编码分支酸生物合成参与酪氨酸和苯丙氨酸的生物合成活性的基因外，还包括莽草酸途径主干的大部分基因。细菌莽草酸途径的酶为单功能酶，有的编码在操纵子结构上（Demerec 1964）。真菌莽草酸途径活性的早期研究表明存在五官能 AROM 复合物催化莽草酸途径的第二步到第六步（Lumsden & Coggins 1977; Strauss 1979）。后来证明这些莽草酸途径基因融5

果实,葡萄座腔菌,粗皮,颜色

1 不同温度下有伤接种花后 60 天果实发病症状。A、D、G：空白对照；B、E、H：接种腔菌（B. dothidea）PGLWX；C、F、I：接种粗皮葡萄座腔菌（B. kuwatsukai）PGLT-1 Symptom on 60 days apple fruit after full bloom. A, D, G: control level; B, E, H: inoculatedothidea PGLWX; C, F, and I: inoculated with B. kuwatsukai PGLT3将葡萄座腔菌（B. dothidea）PGLWX 和粗皮葡萄座腔菌（B. kuwatsukai）PG种花后 60 天果实的富士果实。接种保湿三天后开始发病，伤口边缘颜色变现腐烂变软症状（图 3-1）。接 PDA 培养基块的对照伤口处颜色变暗，浅褐并未出现扩展现象。七天后测量病斑大小并统计分析，发现 25℃下两种病原斑平均扩展速率没有明显差异；35℃时，接种葡萄座腔菌（B. dothidea）P实病斑平均扩展速率明显大于接种粗皮葡萄座腔菌（B. kuwatsukai）PGLT3；37℃时，接种葡萄座腔菌（B. dothidea）PGLWX 的果实有病斑产生，颜色粗皮葡萄座腔菌（B. kuwatsukai）PGLT3 的果实伤口附近颜色变黑，比较对14

葡萄座腔菌,果实,粗皮,病斑扩展

不同温度下有伤接种花后 90 天果实发病症状。A、D、G：空白对照；B、E、H：腔菌（B. dothidea）PGLWX；C、F、I：接种粗皮葡萄座腔菌（B. kuwatsukai）PG-3 Symptom on 90 days apple fruit after full bloom. A, D, G: control level; B, E, H: inocudothidea PGLWX; C, F, and I: inoculated with B. kuwatsukai PGLT3图 3-4 不同温度下花后 90 天果实病斑扩展速率g. 3-4 The rate of lesion growth under different temperature on 90 days after full bloom a00.050.10.150.20.250.30.3525℃ 35℃ 37℃率斑扩展速病cm/d温度 Temperature葡萄座腔菌(B. dothidea)PGLWX 粗皮葡萄座腔菌(B. kuwatsukai)PGLT3

【参考文献】