印度梨形孢Piriformospora indica对果蔬生长、品质及抗病性的影响及其相关机制研究

发布时间：2017-05-06 04:07

  本文关键词：印度梨形孢Piriformospora indica对果蔬生长、品质及抗病性的影响及其相关机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：为促进果蔬生长,控制采前、采后病害,生产者常施用过量的化学制剂,严重危害了果蔬的食用安全性。而利用生物菌肥、生防治剂、生物杀菌剂等不仅能促进果蔬生长,而且可控制果蔬采前、采后病害,减少化肥农药的投入。印度梨形孢Piriformospora indica可作为生物制剂定殖于多种植物的根部,促进植物生长,改善品质,诱导植物系统抗性,增强植物抗逆能力。本论文以番茄、芹菜、柑橘为材料,研究P. indica对番茄、芹菜生长及营养品质的影响,探讨P. indica诱导番茄植株对番茄黄化曲叶病毒(Tomato Yellow Leaf Curl Virus, TYLCV)抗性及诱导柑橘果实对绿霉病抗性的可能性,并研究P. indica对番茄采后病害抑制效果及采前接种植株P. indica对樱桃番茄果实采后抗性的影响。并通过生理生化分析、分子生物学和基因芯片等方法来探讨P. indica诱导果蔬抗性和提高番茄果实采后抗性的分子机理。其主要结果如下：(1) P. indica在番茄根部定殖两周后,显著促进了对TYLCV抗病番茄T07-4根的主根伸长生长和侧根数量增多及根总生物量增加,感病番茄T07-1地上茎叶及植株总生物量显著增加。T07-4品种仅在第四周植株高度提,T07-1品种在2-4周植株高度和6周时叶片数量均高于对照。P. indica提高了T07-1番茄的前期产量,对T07-4番茄前期产量及樱桃番茄的整个生长期的总产量没有影响。三个品种番茄的品质在均有所提高。(2)在不加任何营养素的基质中,P. indica和芹菜的共生显著提高芹菜茎叶与根的鲜重、植株的高度与分蘖数；芹菜茎叶的营养品质得到显著改善,芹菜茎叶中的维生素C,可溶性糖,矿物元素Ca、Mg、K、Na、Fe、Zn等的含量等均显著高于对照。(3)在自然条件下,同时接种TYLCV与P. indica(6周后)可显著降低TYLCV的发病率与病情指数。接种P. indica两周后感病品种中与抗性相关的基因PAL, PRla, PR3a, PR3b和PR5均上调表达,在抗病品种中只有PR3a显著上调,这说明P. indica与番茄的互作提高了番茄的系统获得性抗性。(4) P. indica对灰葡萄孢引起的灰霉病和链格孢引起的黑斑病没有直接抑制作用,但能诱导柑橘对指状青霉引起的绿霉病的抗性。柑橘青果经P. indica诱导24h后,绿霉病的发病率显著降低,病斑直径缩小。经酶活检测,P. indica对柑橘果实抗病能力的诱导作用与果实中过氧化物酶、多酚氧化酶活性的增强有关。(5)采前植株接种P. indica可显著降低樱桃番茄果实采后灰霉病和黑斑病的发病率及果实的自然腐烂率。采前植株接种P. indica 45d后,其叶片中与抗性相关的过氧化物酶、多酚氧化酶活性均显著提高,采后贮藏期果实品质下降速度变缓慢,果实中与抗氧化相关的酶POD活性和PPO的活性被激发,脂质过氧化产物MDA的积累显著减少。(6)采前樱桃番茄植株与P. indica的共生可上调樱桃番茄果实中碳水化合物(能量代谢)相关、抗性相关基因(如PR蛋白,非生物胁迫等)及蛋白代谢相关基因的表达,同时抑制番茄果实中的转录、信号转导、激素(乙烯合成和调控基因、茉莉酸合成和调控基因等)和细胞壁相关(XTH, expansin11和Pectinesterase等)的基因表达。总之,P. indica在番茄和芹菜上的定殖能促进番茄和芹菜的营养生长,显著提高芹菜的产量和营养品质。植株接种P. indica能诱导感病番茄对TYLCV的抗性,采后柑橘果实接种P. indica能间接诱导柑橘对绿霉病的抗性。采前植株接种P. indica能诱导樱桃番茄果实对采后病害的抗性,其可能的机理包括采前接种P. indica能更好地保持果实品质,增强贮藏期果实中与抗性相关酶的活性；激活了番茄果实中的抗性基因的表达和抑制了细胞壁代谢相关基因的表达,从而提高了果实的采后抗性；抑制了果实中乙烯和茉莉酸的合成和代谢基因的表达,从而推迟了果实成熟及软化的速度,延长了果实的采后寿命。上述结果可为生防真菌诱导植株及果实抗性提供理论依据,也可为P. indica的进一步开发提供应用参考。
【关键词】：印度梨形孢 piriformospora indica 生物防治 番茄黄化曲叶病毒 病程相关蛋白 基因芯片
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：博士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：S476
【目录】：

• 致谢14-15
• 中文摘要15-17
• Abstract17-19
• 简写对照表19-21
• 第一章 文献综述21-39
• 1 引言21
• 2 丛枝菌根概述21-22
• 3 印度梨形孢概述22-27
• 3.1 印度梨形孢的分类22
• 3.2 P. indica的生物学特性22-23
• 3.3 P. indica和植物的互惠共生23-27
• 4 P indica的促生作用及其机理研究进展27-31
• 4.1 促进植物生长,提高作物产量27-28
• 4.2 促进营养物质的吸收,提高品质和次生代谢产物的含量28-29
• 4.3 加快扦插植物侧根的形成,延缓愈伤组织的老化,促进微繁殖植物的硬化29
• 4.4 P. indica促生作用机理29-31
• 5 P. indica提高植物生物和非生物胁迫的忍耐能力及其机理研究进展31-35
• 5.1 诱导植物对病原菌的抗性31-32
• 5.2 提高植物对非生物胁迫耐力32-33
• 5.3 P. indica诱导寄主植物产生抗性机理33-35
• 6 P. indica的培养35-37
• 6.1 固体培养35-36
• 6.2 液体培养36
• 6.3 与病原菌的平板对峙实验36-37
• 7 论文立题背景和意义37
• 8 论文主要研究内容37-39
• 第二章 印度梨形孢对番茄及芹菜生长及品质的影响39-63
• 第一节 印度梨形孢对番茄生长及品质的影响39-51
• 1 前言39
• 2 材料与方法39-43
• 2.1 主要仪器39-40
• 2.2 试剂及培养基40
• 2.3 供试番茄和生长条件40
• 2.4 P. indica的培养40-41
• 2.5 番茄的育苗与接种41
• 2.6 根定殖分析41
• 2.7 P. indica对番茄营养生长的影响41-42
• 2.8 P. indica对番茄生殖生长及产量的影响42
• 2.9 P. indica对番茄采后品质的影响42
• 2.10 数据处理与分析42-43
• 3 结果与分析43-49
• 3.1 P. indica对番茄的侵染43
• 3.2 P. indica对番茄生长的影响43-45
• 3.3 接种P. indica对番茄前期营养生长的影响45-46
• 3.4 P. indica对番茄产量的影响46-48
• 3.5 P. indica对番茄品质的影响48-49
• 4 讨论49-51
• 第二节 印度梨形孢对芹菜生长及品质的影响51-58
• 1 前言51
• 2 材料与方法51-53
• 2.1 主要仪器51-52
• 2.2 试剂及培养基52
• 2.3 供试材料52
• 2.4 P indica的培养和菌体收集52
• 2.5 芹菜的播种与育苗52
• 2.6 接种与管理52
• 2.7 芹菜生长参数测定52-53
• 2.8 品质测定53
• 2.9 水分含量测定53
• 2.10 芹菜矿物元素测定53
• 2.11 芹菜总黄酮含量测定53
• 2.12 统计分析53
• 3 结果与分析53-56
• 3.1 根定殖分析53-54
• 3.2 P. indica对芹菜生长的影响54
• 3.3 P. indica对芹菜品质的影响54-55
• 3.4 P. indica对芹菜矿物元素含量的影响55
• 3.5 P. indica对芹菜总黄酮含量的影响55-56
• 4 讨论56-58
• 第三节 印度梨形孢培养液对番茄种子发芽和幼苗生长的影响58-63
• 1 前言58
• 2 材料与方法58-60
• 2.1 主要仪器58
• 2.2 试剂及培养基58
• 2.3 实验设计58-59
• 2.4 实验方法59
• 2.5 统计分析59-60
• 3 结果与分析60-61
• 3.1 对番茄种子发芽指标的影响60
• 3.2 对番茄幼苗地上部分生长的影响60-61
• 3.3 对番茄幼苗根生长的影响61
• 4 讨论61-63
• 第三章 印度梨形孢对果蔬抗病性的影响63-88
• 第一节 印度梨形孢诱导番茄黄化曲叶病毒抗性研究63-70
• 1 前言63
• 2 材料与方法63-67
• 2.1 主要仪器64
• 2.2 试剂及培养基64
• 2.3 供试番茄64
• 2.4 P. indica的培养和菌体收集64-65
• 2.5 番茄的育苗与接种65
• 2.6 病情调查65
• 2.7 番茄叶片总DNA提取及发病植株PCR鉴定65-66
• 2.8 发病植株的组织印迹点杂交鉴定66
• 2.9 统计分析66-67
• 3 结果与分析67-68
• 3.1 P. indica对番茄植株发病率和病情指数的影响67
• 3.2 发病植株的PCR病毒检测结果67-68
• 3.3 发病植株的组织印迹点杂交鉴定结果68
• 4 讨论68-70
• 第二节 印度梨形孢对番茄的生防效力研究70-77
• 1 前言70
• 2 材料与方法70-72
• 2.1 主要仪器70
• 2.2 试剂及培养基70
• 2.3 果实选择与预处理70-71
• 2.4 病原菌的培养与孢子悬浮液制备71
• 2.5 P. indica各种处理液的制备71
• 2.6 P. indica不同处理液对番茄果实病原菌抑制试验71-72
• 2.7 P. indica与病原菌的平板拮抗实验72
• 2.8 数据处理与分析72
• 3 结果分析72-75
• 3.1 P. indica不同处理液对樱桃番茄采后病原菌灰葡萄孢抑制效果72
• 3.2 P. indica不同处理液对樱桃番茄采后病原菌链格孢抑制效果72-73
• 3.3 P. indica与病原菌的平板对峙实验73-75
• 4 讨论75-77
• 第三节 印度梨形孢对柑橘绿霉病抗性诱导作用研究77-84
• 1 前言77
• 2 试验材料与方法77-79
• 2.1 主要仪器77-78
• 2.2 试剂及培养基78
• 2.3 供试材料78
• 2.4 果实选择与预处理78
• 2.5 病原菌的培养与孢子悬浮液制备78
• 2.6 P. indica孢子悬浮液的制备78
• 2.7 诱导抗性实验78-79
• 2.8 P. indica对柑橘抗性相关酶活性的影响79
• 2.9 数据处理与分析79
• 3 结果与分析79-82
• 3.1 P. indica诱导对柑橘发病率的影响79-80
• 3.2 P. indica对绿霉发病病斑的抑制作用80-81
• 3.3 P. indica对柑橘酶活性的影响81-82
• 4 讨论82-84
• 第四节 采前接种印度梨形孢对樱桃番茄果实采后抗性的影响研究84-88
• 1 引言84
• 2 材料与方法84-85
• 2.1 主要仪器84
• 2.2 试剂及培养基84
• 2.3 材料84-85
• 2.4 果实的选择和预处理85
• 2.5 病原菌的选择、培养和细胞悬浮液的制备85
• 2.6 果实采后病原菌抗性实验85
• 2.7 果实采后自然腐烂实验85
• 2.8 数据处理与分析85
• 3 结果分析85-87
• 3.1 P. indica处理对樱桃番茄果实采后病原菌抗性的影响85-86
• 3.2 P. indica对樱桃番茄果实自然腐烂率的影响86-87
• 4 讨论87-88
• 第四章 印度梨形孢对樱桃番茄生理生化指标的影响88-99
• 第一节 印度梨形孢对樱桃番茄叶片抗性相关酶的影响88-91
• 1 引言88
• 2 材料与方法88-89
• 2.1 主要仪器88
• 2.2 试剂88
• 2.3 实验材料88
• 2.4 叶片酶活测定88-89
• 2.5 数据处理与分析89
• 3 结果分析89
• 3.1 P. indica接种对与樱桃番茄叶片POD酶活力的影响89
• 3.2 P. indica接种对番茄叶片PPO酶活力的影响89
• 4 讨论89-91
• 第二节 印度梨形孢对樱桃番茄贮藏期间生理生化指标的影响91-99
• 1 引言91
• 2 材料与方法91-92
• 2.1 主要仪器91
• 2.2 试剂91
• 2.3 实验材料91
• 2.4 品质测定91-92
• 2.5 P. indica对番茄贮藏期可溶性蛋白含量的影响92
• 2.6 酶活测定92
• 2.7 MDA含量测定92
• 2.8 数据处理与分析92
• 3 结果分析92-97
• 3.1 P. indica对樱桃番茄贮藏期间品质的影响93-95
• 3.2 P. indica处理对樱桃番茄贮藏期间可溶性蛋白含量的影响95
• 3.3 P. indica对番茄贮藏期间生理生化指标的影响95-97
• 4 讨论97-99
• 第五章 印度梨形孢提高番茄抗性分子机理研究99-121
• 第一节 印度梨形孢对番茄苗期抗性基因表达的影响99-105
• 1 前言99
• 2 材料与方法99-101
• 2.1 主要仪器99-100
• 2.2 试剂100
• 2.3 试验材料100
• 2.4 RT-PCR检测叶片中与抗性相关基因的表达100-101
• 3 结果与分析101-103
• 3.1 P. indica定殖的植株幼苗和对照幼苗RNA的提取102
• 3.2 P. indica处理对番茄叶片相关抗性基因表达水平的影响102-103
• 4 讨论103-105
• 第二节 采前接种印度梨形孢樱桃番茄果实基因差异表达芯片分析105-121
• 1 前言105
• 2 材料和方法105-109
• 2.1 实验材料105
• 2.2 樱桃番茄果实总RNA提取105-106
• 2.3 样品预处理,芯片杂交与数据获取106-107
• 2.4 基因芯片数据与功能分析107
• 2.5 基因芯片数据的实时荧光定量PCR验证107-109
• 3 结果与分析109-118
• 3.1 总RNA质量分析109
• 3.2 芯片探针信号分布与统计分析109-112
• 3.3 差异表达基因的功能分析112-117
• 3.4 基因芯片数据验证117-118
• 4 讨论118-121
• 第六章 本论文的主要成果及后续研究设想121-124
• 1 本论文的主要研究结论121-122
• 2 创新点122
• 3 后续研究展望122-124
• References(参考文献)124-140
• 作者简介140
• 博士期间论文发表成果目录14

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10 王婷;采前ALA处理对设施番茄采后品质及贮藏性的影响[D];西北农林科技大学;2008年

  本文关键词：印度梨形孢Piriformospora indica对果蔬生长、品质及抗病性的影响及其相关机制研究，由笔耕文化传播整理发布。

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本文编号：347711