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黄瓜枯萎病菌毒素产生过程及其作用机理【字数:8534】

2024-02-25 14:57编辑: www.jxszl.com景先生毕设
[目的] 黄瓜枯萎病严重限制了设施黄瓜的生产,研究其发病及防控机制具有重要的理论与现实意义。前期研究发现,枯萎酸是枯萎病的重要致病因子,然而枯萎酸的产生过程及其作用机理尚不清楚。[方法]本实验采用营养液培养的方式,利用X-Ara染色及HPLC的方法,研究病原菌侵主要染与枯萎酸产生的时空演变规律,观察不同侵染时期尖孢镰刀菌侵染过程及不同部位尖孢镰刀菌数量和枯萎酸含量;通过韧皮部烫伤及分根处理的方法,研究枯萎酸在黄瓜植株体内的运输方式,以及不同部位枯萎酸含量的分配,揭示枯萎酸的运输的分配方式。[结果]随着病原菌的逐步侵染,尤其菌丝侵入维管组织后,会产生FA,并且FA含量逐步升高逐步累积,对地上部的叶片造成伤害;对于FA的吸收随着FA浓度的升高,FA吸收量逐步增加,随着FA处理时间的增加,营养液中逐渐减少,但是叶片里FA含量逐步增加;黄瓜植株茎被韧皮部烫伤后并不会影响FA的吸收与分配,也不会影响水分的吸收速率。[结论]尖孢镰刀菌进入植株根系后,会维管组织内分泌出FA,FA随着侵染过程会被不断运送到地上部,并逐渐累积,对植株体造成伤害;FA主要通过木质部运输到地上部。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言2
1 课题的意义2
2 国内外研究进展 2
3 研究内容 3
1 材料与方法4
1.1 黄瓜植株材料与培养方法4
1.2 植株材料接菌和毒素处理方法4
1.3 韧皮部烫伤处理4
1.4 分根试验4
1.5 FA含量的测定5
1.6 用NPAra法定量测定foc 5
2 结果与分析 6
2.1 FA病原菌的侵染模式6
2.2 FA病原菌的产生规律6
2.3 FA病原菌的运输规律8
2.3.1 时间分布规律8
2.3.2 空间分布规律8
3 实验讨论10
3.1 尖孢镰刀菌的侵染模式10
3.2 FA主要通过木质部运输与韧皮部烫伤的影响 11
3.3 小结11
致谢11 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072

参考文献11
黄瓜枯萎病菌毒素产生过程及其作用机理
引言
引言
1课题的意义
黄瓜(Cucum issativus L.)作为一种常见蔬菜,有悠久的食用历史,其分布范围遍布全球各地。据不完全统计,如今保护地栽培黄瓜的面积突破了62万公顷,在各类蔬菜的种植中处于绝对优先的地位,黄瓜已成为保护地栽培第一大蔬菜。作为世界范围内的黄瓜种植大国,光是在我国的黄瓜种植面积从1970年开始,就在随着年份的增加而扩大。[1]然而,最近几年以来,黄瓜的土传枯萎病越发严重,尤其在黄瓜的培养种植红表现明显,已经超过其他的病害,成为保护地黄瓜生产的主要病害,严重威胁黄瓜产量稳定。统计发现,近年来黄瓜土传枯萎病发病率呈升高趋势,正常年份其发病率在10%30%之间,发病严重时患病植株比例可到80%90%,以至于绝收,[2]过高的发病率在降低整体产量的同时,使畸形果和坏果的比例升高,拉低商品果品质,也使得与黄瓜相关的产业损失了大量的经济财富。致使枯萎病发生的病原微生物是一种土传性真菌,菌体是一种专一性侵染黄瓜的尖孢镰刀菌的变异型,是半知菌亚门镰孢属的真菌。[3]黄瓜枯萎病防治一直是黄瓜种植中的难题,因此展开关于黄瓜枯萎病毒素的研究对黄瓜的生产有着十分重要的意义。
2国内外研究进展
为了更好的了解本实验的研究背景,我们从前人的研究文献中搜集了关于黄瓜枯萎病发病机制的相关报道,分析前人研究的相关进展,关于致病机制主要可分为两种类型,其一认为病菌的作用于植株的相关分泌物导致导管发生堵塞,影响植株物质运输;另一种认为病原菌分泌有毒有害物质对于植株细胞坏死,两种观点各有相关的数据支持。导管堵塞机制在于,病原微生物进入黄瓜的茎部维管组织,并在维管中增值扩繁,大量病原菌刺激茎部分生组织产生异常的增生,病菌大量繁殖以及过量的增生会影响植株维管组织正常的运输能力,最后导致木质部导管以及韧皮部筛管发生坏死,病害晚期植株死亡。病原菌侵染维管束之后,扩繁过程中自身形成大量的菌丝以吸取养分,形成菌核利于自身繁殖,菌丝和菌核会阻碍导管运输功能,导致养分和水分运输不畅,植株发育不良,[4][5]从而限制住菌丝的生长繁殖,[6]而这些植物体内产生的物质也会妨碍水分从下往上的运输,使得水分无法运输到植物体的地上部,从而造成植物叶片的萎蔫现象。另一种毒素学说作用区别于第一种,病原菌分泌毒素在导管筛管中运输至全植株,破坏植株细胞膜系统,从而使得植株运输水分养分的能力丧失,诱使叶片气孔在非正常情况下开放,植株正常生命活动丧失,物质运输和能量的代谢失调,根系吸收和运输功能丧失,活力减弱,最终导致植株产生缺水萎蔫的现象。[7][8][9]毒素枯萎酸(fusaric acid)的发酵液由病原菌毒素(Fusarium oxysporum )产生形成,而Alternaria alternata 和 Fusarium moniliforme 分泌毒性物质 AALtoxin 和 fumonisin B1 破坏植株膜系统选择透过性,水分大量散失,膜两侧浓度差消失,从而造成植物萎蔫的现象。[10]曾经有相关的专家研究过关于土传的黄瓜枯萎病致病机理与氮素营养含量关系,发现在一定程度上不同的氮素营养的施加将会改变黄瓜植株对于枯萎菌的抗病性,[11]但是如果仅仅靠改变氮素营养的施加是无法从根源上解决黄瓜枯萎病对于黄瓜植株造成的一系列的消极影响,因此我们需要对黄瓜枯萎病菌毒素进行深入研究,以希望从根源上解决黄瓜枯萎病的问题。一种常见的植物体有毒物——枯萎酸(fusaric acid,FA)是镰刀菌分泌的,[12]在植株内能够造成水分代谢失调,叶片和茎秆萎蔫。属于有机酸类,有弱酸性,分子式为 C10H13NO2,其系统命名法为5丁基2吡啶甲酸,相对分子量 179.2。植株内FA的含量与镰刀菌的致病性之间有显著正相关性,即致病性越强产生越多的枯萎酸。[13]侵染的植株体内会检测到过量的枯萎酸。[14]相关研究指出镰刀菌病原菌Fusarium oxysporum f. sp. cubense侵染香蕉植株,致病菌存在潜伏期,前期无法在叶片中检出镰刀菌的含量,但是可以测得大量FA 的存在,故我们判断叶片的萎蔫与FA有直接相关关系。[15]类似研究表明,用FA处理后的番茄植株也会发生萎蔫。[16][17]综合以上研究可知,FA会影响植株正常的生命活动,扰乱其物质代谢和水分运输。FA毒素不仅可以使得根系膜系统的超极化,使得细胞外环境变成酸性环境;还可以增加细胞膜透性,使细胞内物质外渗;降低根系ATP水平;抑制酶活性以及呼吸速率;增加活性氧的产生;降低细胞活性;最终导致植株生长速率减缓,使植株叶片发黄失绿、失水萎蔫、组织坏死甚至植株死亡。[18]目前关于黄瓜枯萎病毒素的研究很多,从毒素的产生到致病机理的研究都有。但综合各类研究成果、文献资料,不难发现关于黄瓜枯萎病毒素的运输方式的研究却很少。
3 研究内容

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