外源乙烯和茉莉酸诱导水稻对纹枯病的抗性机理研究

发布时间：2020-11-02 16:52

　　 水稻纹枯病是水稻生产中的主要病害,对水稻的高产和稳产有重要影响。由于目前生产中缺少免疫和高抗品种,长期大规模的使用化学药剂来防治病害导致病原物的抗性增加,控制效果逐渐降低。近年来,利用诱导因子诱导植物产生抗病性在控制水稻病害的研究方面取得了很大进展。本研究试图通过用外源乙烯和茉莉酸分别诱导水稻,研究与水稻抗病性相关的生理生化指标,分析在纹枯病菌胁迫下水稻防卫基因的表达程度。为利用外源乙烯和茉莉酸诱导水稻提高抗性提供理论依据,为防治水稻纹枯病开拓新的方法与思路。主要结果如下:(1)用乙烯和茉莉酸分别处理纹枯病菌,观察24 h和48 h纹枯病菌菌丝的生长变化,发现乙烯和茉莉酸均对纹枯病菌的菌丝生长没有显著作用。(2)水稻接种纹枯病菌后,用0.05 mmoL/L、0.1 mmoL/L、0.2 mmoL/L、0.4 mmoL/L四种浓度的乙烯处理水稻,以蒸馏水处理的水稻植株为对照。发现水稻表现出一定的诱导抗病效果。乙烯处理后的水稻相对病斑高度较对照低。其中,以浓度为0.2 mmoL/L的乙烯处理效果最好,相对防效为86.17%,与对照的水稻纹枯病的相对病斑高度相比差异显著;用1μL/L乙烯抑制剂(1-MCP)处理水稻植株,发现水稻的发病情况比对照更严重,相对病斑高度与对照相比明显增高。用0.01 mmoL/L、0.1 mmoL/L、0.5 mmoL/L、1 mmoL/L四种浓度的茉莉酸喷施处理,以不含茉莉酸的无水乙醇溶液处理水稻植株为对照,发现浓度为0.1 mmoL/L的茉莉酸处理对水稻纹枯病具有明显诱导抗性,相对防效为82.38%;用茉莉酸处理的水稻纹枯病相对病斑高度与对照相比差异显著;用3μmoL/L茉莉酸抑制剂(IBU)处理水稻植株,发现水稻纹枯病的相对病斑高度明显高于对照,发病更为严重。(3)用0.2 mmoL/L乙烯和0.1 mmoL/L茉莉酸分别处理水稻后,水稻植株内POD、PAL和β-1,3-葡聚糖酶活性都表现出不同程度的升高,但PPO活性与对照组相比无显著差异,并且经诱导处理后的丙二醛含量明显降低,减轻了纹枯病发生对水稻植株体内膜系统造成的伤害。(4)用2 mmoL/L乙烯和0.1 mmoL/L茉莉酸分别处理水稻后,测定水稻PAL、POX和OsPR1b基因的相对表达量,发现经诱导处理后的水稻PAL、OsPR1b和POX的表达量在一定时间内均被诱导上调表达,与对照组差异显著。(5)这些植物防御酶活性的提高和防卫基因表达量的增加,与水稻对纹枯病产生诱导抗病性密切相关,是乙烯和茉莉酸引发水稻对纹枯病产生诱导抗病性的生理生化机制。
【学位单位】：东北农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S435.111.42
【部分图文】：

表 3-2 乙烯处理对水稻纹枯病的影响Table 3-2 Effect of ethylene on rice sheath blightoL/L）tration病斑高度Lesion Length/cm相对病斑高度Relative Lesion Length/%相对防Relativeeffec 8.18±0.5 18.44 a -oL/L 3.20±0.4 7.21 c 60.oL/L 1.60±0.2 3.61 d 80.oL/L 1.13±0.1 2.55 d 86.oL/L 3.67±0.8 8.27 b 55.植株高度 Plant height/cm 44.36±1.3字母表示在 0.05 水平上差异显著。nt small letters in the same column indicated the significant level at 0.05.0.2

结果与分析表 3-3 1-MCP 处理对水稻纹枯病的影响Table 3-3 Effect of 1-MCP on rice sheath blight度（μl/L）oncentration病斑高度Lesion length/cm相对病斑高Relative lesion leck 8.18±0.5 18.44 c0.1μL/L 7.92±0.9 17.85 c0.5μL/L 8.62±0.5 19.43 b1μL/L 9.47±1.2 21.34 a3μL/L 8.36±0.8 18.85 b植株高度 Plant height/cm 44.36±1.3字母表示在 0.05 水平上差异显著。nt small letters in the same column indicatedthe significant level at 0.05.CK

图 3-1 乙烯处理后水稻 POD 活性的变化Fig.3-1 Changes of POD activity in rice after ethylene treatment乙烯处理对多酚氧化酶(PPO)活性的影响 3-2 可见，四种处理的水稻 PPO 活性整体变化趋势相同且无显著差异，呈势，都在 24 h 达到活性高峰；可以看出，经乙烯处理的水稻 PPO 活性比活性高，但差异不显著。由此可见，乙烯可以诱导水稻中 PPO 的活性升高，由此得出乙烯对植物体内 PPO 的活性没有显著的诱导作用。图 3-2 乙烯处理后水稻 PPO 活性的变化
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本文编号：2867307