烟草浸提液处理后番茄晚疫病菌弱毒菌株的筛选及其对番茄晚疫病诱导抗性的研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:yideng
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
由致病疫霉(Phytophthora infestans)引起的番茄晚疫病是番茄生产上一种具有毁灭性的蔬菜病害,其病原菌能以卵孢子形式在植株病残体上生存多年,一直是制约番茄栽培和生产的重要因素之一。目前对于番茄晚疫病的防治,缺少环保、高效且绿色的科学方法。本课题组前期利用烟草浸提液对番茄晚疫病的诱导抗性进行了研究,发现烟草具有一定的诱导抗性效果。但利用烟草化感作用筛选番茄晚疫病菌的弱毒菌株还尚未见报道,且弱毒菌株的致弱分子机制也尚未研究。本研究以烟草根、茎和叶为试验材料,蒸馏水、乙醇和丙酮为浸提剂,相互组合,9种浸提液分别对番茄晚疫病菌进行连续多代作用后继代培养,通过化感抑制效果和人工接种致病力的测定,9种浸提液连续八代筛选,共获得2株番茄晚疫病菌弱毒菌株;测定了2株弱毒菌株的生物学特性(菌丝体形态结构,菌丝生物量和电导率,孢子萌发)和生理生化特征(细胞壁降解酶活性、细胞膜透性和抗氧化酶活性),分析弱毒菌株的致弱生理机理;将筛选得到致病力最低的弱毒菌株进行转录组测序,揭示与菌株生长发育和致病力相关的基因表达和代谢通路的变化,阐明弱毒菌株的致弱分子机制;最后利用2株弱毒菌株作为诱导物,研究对番茄晚疫病的诱导抗性及其植株内的酶活性。主要研究结果如下:1.在连续多代烟草根、茎和叶的蒸馏水、乙醇和丙酮浸提液作用下,各处理的番茄晚疫病菌菌落直径较其对照生长缓慢,差异均达显著水平(P<0.05),表现为化感抑制作用,且随作用时间的延长各浸提液处理的化感效果逐渐增强,但不同处理的化感效果升高幅度不同;其中,烟草根蒸馏水、茎蒸馏水和叶乙醇处理的化感抑制效果最强。随培养代数的增加,不同浸提液处理后番茄晚疫病菌的病株率、病叶率和病情指数均表现为逐代降低,致弱效果明显;处理至第7、8代时,烟草根蒸馏水和茎蒸馏水处理病菌的病情指数均连续<10,致病力变化稳定;第8代各处理病菌的病情指数分别为4.45和5.38,据此确定筛选获得2株番茄晚疫病菌弱毒菌株(简称:PIAS)。2.对2株PIAS的生物学特性(菌丝体形态及显微结构,菌丝生物量,菌丝电导率,孢子释放率、孢子囊萌发率和孢子萌发率)进行研究。经观察测定,PIAS的菌落及菌丝颜色各异、表型不一且生长速率普遍减慢;用光学显微镜观察PIAS菌丝结构,菌丝内部出现严重畸形,包括内含物分布不均匀及颜色变深,分枝增多、变短、扭曲、透明和相互缠绕,顶端膨大和原生质外泄等。菌丝生物量和电导率较CK菌株分别降低和升高,且有显著差异;孢子释放率、孢子囊萌发率和孢子萌发率均低于CK菌株且有显著差异。相关性分析表明,菌丝生物量、孢子释放率、孢子囊萌发率和孢子萌发率与菌株的致病力呈极显著正相关关系,菌丝电导率与菌株的致病力呈显著负相关关系。3.经液体培养基恒温培养144 h,测定2株PIAS的生理生化特征,包括细胞壁降解酶活性(β-葡萄糖苷酶、纤维素酶、果胶酶、蛋白酶和几丁质酶),细胞膜透性(可溶性蛋白含量和丙二醛含量),以及抗氧化酶活性(SOD、POD和CAT)。PIAS分泌的5种细胞壁降解酶活性和3种抗氧化酶活性均低于CK菌株且有显著差异;分泌的可溶性蛋白含量和丙二醛含量较CK菌株分别降低和升高,且有显著差异。相关性分析表明,细胞壁降解酶活性、可溶性蛋白含量和抗氧化酶活性与菌株的致病力呈极显著正相关关系,丙二醛含量与菌株的致病力呈极显著负相关关系。4.对致病力最低的PIAS和对照病原菌株进行转录组测序分析,结果表明共获得差异表达基因2651个,其中上调表达1086个,下调表达1565个。Gene Ontology功能分析表明,差异表达基因主要富集在生物过程(biological process)中的6个亚功能类,细胞组分(cellular component)中的5个亚功能类,分子功能(molecular function)中的3个亚功能类区域;KEGG显著性富集分析表明,差异表达基因主要富集在淀粉和蔗糖代谢(ko00500)、酪氨酸代谢(ko00350)、甘氨酸,丝氨酸和苏氨酸代谢(ko00260)、异喹啉生物碱的生物合成(ko00950)和脂肪酸降解(ko00071)通路。从显著富集的通路中筛选出与菌株生长发育和致病力相关的差异基因,发现弱毒菌株通过葡萄糖过度积累、分解丝氨酸和甘氨酸以及减少色氨酸的合成途径来抑制菌株的生长发育;通过降解细胞壁和减少黑色素、α-酮基丁酸的形成途径来降低菌株的致病力。5.2株PIAS作为诱导物,均能诱导番茄植株对番茄晚疫病产生抗性,在二次诱导处理后番茄植株内的酶活性显著提高。经PIAS诱导处理后的番茄植株,病情发展缓慢,病株率、病叶率和病情指数均低于CK且有显著差异,诱导抗性效果分别为57.79%和48.18%。PIAS诱导处理后12-132 h,各处理植株的POD和PAL活性升高,与CK有显著差异;诱导处理后36-84 h,各处理植株的CAT、APX和PPO活性高于CK且有显著差异;诱导处理后84-132 h,各处理植株的SOD、APX和β-1,3-glucanase活性高于CK且有显著差异。相关性分析表明,PIAS的诱导抗性效果与SOD、APX和β-1,3-glucanase活性呈极显著正相关关系,与PPO活性呈显著正相关关系,与POD、CAT和PAL活性无显著相关关系。
其他文献
随着全球气候变暖,干旱发生的持续时间和频率增加,不利于农业生产的可持续发展,严重威胁粮食安全。植物内生真菌是重要的微生物资源,能促进植物生长、抵抗非生物胁迫,产生多种多样的代谢物,能提高植物产量。燕麦(Avena sativa L.)是内蒙古特色的粮饲兼用作物,多种植在阴山北麓地区。本研究以阴山北麓中种植的燕麦幼苗的茎和叶为材料,分离、纯化内生真菌,探究燕麦内生真菌多样性;并通过产生长素、不同浓度
学位
纺织产业是我国经济结构中的重要组成部分,也是我国出口创汇的关键支柱。我国在世界范围内一直处于纺织品出口的头部地位,美国是最大的纺织品出口国之一,从2001年中国加入世贸组织后,中美双方长期维持着友好的贸易关系,且在纺织品贸易中有着较大的贸易顺差。但随着国际化的发展,中美关系在利益冲突下发生激烈碰撞,中美贸易产生严重摩擦,由美国政府主导的各种对华政策表现为打压与围堵。在这样的情况下,纺织产业受到严重
期刊
西北太平洋台风频发,常给人民的生产生活带来重大威胁。考虑到机器学习和深度学习强大的学习能力,利用相关模型和集成算法提前准确预测台风频数有助于认识台风活动规律,对保护人民的生命和财产安全具有重要意义。本文通过描述性统计分析西北太平洋台风频数的变化规律,同时利用相关分析和合成分析解释1000 h Pa温度场、850 h Pa比湿场、500 h Pa位势高度场、海平面气压场、纬向风场垂直切变和海表温度场
学位
数智化转型升级是钢铁行业提升竞争优势的重要引擎。归纳总结了钢铁行业数智化转型升级的内涵以及实施路径,并以国有钢铁集团A为例,分析了钢铁企业应如何进行数智化转型升级。本文提出了制定数智化转型战略、建设数智化基础设施、数据收集与整合、数据分析与智能决策等十个方面的改进,帮助钢铁企业A实施数智化转型升级。
期刊
<正>常压储罐一般是指立式圆筒形钢制焊接储罐,而“常压”是一比较笼统的说法,关于“常压”的概念,不同标准、不同行业、不同国家有不同的定义和理解,本文就各标准对于“常压”的定义作统一梳理,供大家参考。常压储罐一般是指立式圆筒形钢制焊接储罐,是危化品仓储、石油石化行业生产不可或缺的设备,大型常压储罐更是国家能源保障、
期刊
DNA甲基化和基因组印记对哺乳动物生长、发育,尤其是胚胎的正常发育是至关重要的。目前为止,人类已经通过啮齿类为主的模型对哺乳动物的基因组甲基化和印记基因的功能、表达调控机制及遗传模式有了一定的认识,但是对哺乳动物里少有的物种杂交情况下基因组甲基化与印记基因相关的研究却极少。因为杂交物种一般拥有两套不对等的基因序列和条数不同的染色体,我们认为揭示杂交物种中的基因组甲基化与印记模式能够更加深入地帮助研
学位
本试验研究了沙葱精油(AMO)对肉羊脂代谢和挥发性风味物质组成的影响,并从瘤胃菌群组成、脂肪代谢相关转录因子及酶的基因表达方面探讨相关机理。体外试验:本试验选择3只体况健康,体重相近(37.1±0.5 kg)的3月龄杜寒杂交羊作为瘤胃液供体羊。在培养底物中添加不同水平的AMO,分别为7个处理组:0 mg(CON),0.02 mg(T1),0.04 mg(T2),0.06 mg(T3),0.08 m
学位
近年来,土壤盐碱化面积的增加已成为全球所面临的重大问题,对生态环境及粮食安全造成了严重威胁。土地盐碱化影响农作物正常生长发育,严重制约农业生产的发展和能力提升。马铃薯作为全球第四大重要的粮菜兼用作物,在我国种植范围较广泛。有学者认为碱性盐胁迫对作物的危害更加显著且复杂。目前,有关马铃薯盐碱胁迫方面的研究以Na Cl、混合盐胁迫较多,而碱性盐胁迫研究较少,因此开展马铃薯碱性盐胁迫响应机制的研究具有重
学位
由于草原生态环境恶化、草场的载畜力急剧下降,使得舍饲育肥成为绒山羊养殖的主要育肥方式,由此引起了羊肉中C18:3n3、C20:5n3和C22:6n3等n-3长链多不饱和脂肪酸(n-3PUFA)含量下降,最终降低了羊肉的营养价值。课题组前期研究结果显示,日粮添加亚麻油和亚麻籽可以显著增加绒山羊肌肉和脂肪组织中C18:3n3、C20:5n3和C22:6n3等n-3PUFA的含量,且亚麻籽的效果优于亚麻
学位
滞育是昆虫生长、发育、繁殖的停顿状态,在昆虫生活史上有极其重要的作用。随着分子生物学及基因组学研究技术的不断进步,对滞育调控机理的研究已经从常规生理指标的测定上升到分子机理水平,特别是滞育相关基因及其代谢和信号通路成为研究的重点。目前研究表明,在昆虫中基因表达的变化驱动了滞育进程。然而,调控滞育启动、维持及结束的许多细节仍然不清楚,其中包括micro RNA(mi RNA)在内的非编码RNA如何调
学位