尖孢镰刀菌苜蓿专化型不同类型孢子形成与萌发特性

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紫花苜蓿(Medicago sativa,简称苜蓿)是我国和世界上种植面积最广、最重要的多年生牧草,由尖孢镰刀菌苜蓿专化型(Fusarium oxysporum f.sp.medicaginis,Fom)引起的苜蓿枯萎病严重影响草产量和品质,导致草地衰败,进而影响苜蓿产业的发展。尖孢镰刀菌能够产生小分生孢子、大分生孢子和厚垣孢子三种类型的无性孢子,在病害发生和循环中发挥重要作用,孢子数量及萌发状况直接影响着病害的发生及危害程度,但目前缺乏这三种孢子形成和萌发特性的研究。本论文对尖孢镰刀菌苜蓿专化型不同类型孢子的形成条件、萌发特性及形成机理进行了研究,以期揭示不同类型孢子的形成及萌发机理,为从调控孢子形成和萌发角度,开发镰刀菌病害防治新方法提供理论依据。主要研究结果如下:1.不同尖孢镰刀菌菌株(T6、T7、T8和T9)在4种培养基上(PDA、PDB、CMC和SNA)孢子形成数量存在显著差异(P<0.05),且在PDA和PDB培养基中显著(P<0.05)高于CMC和SNA培养基。在PDB、CMC和SNA培养基中,四株菌均大量(>94%)形成小型分生孢子;CMC培养基中大分生孢子形成的比例最高,其中T9菌株在CMC培养基中培养两周时的大分生孢子形成比例最高(5.63%)。不同培养基对孢子萌发有显著影响。四株菌在培养0~8h时,SNA培养基对分生孢子萌发有显著的促进作用(P<0.05);在培养24h后,PDB及SNA培养基均能显著促进分生孢子的萌发(P<0.05)。2.建立了诱导尖孢镰刀菌厚垣孢子大量产生的培养体系及其萌发的适宜碳源和氮源。葡萄糖双盐液体培养基(葡萄糖2.0mg/L、KH2PO41.0g/L、Mg SO4·7H2O0.5g/L)在静置状态可以快速有效诱导菌丝形成大量厚垣孢子。蔗糖和葡萄糖作为碳源时,有利于厚垣孢子的萌发及芽管生长;硝酸钠作为氮源时,可以促进厚垣孢子的萌发;以氯化铵和硝酸钾作为氮源时,有利于厚垣孢子芽管的生长。3.通过对不同致病力菌株分生孢子和厚垣孢子形成过程的转录本差异分析,初步揭示了孢子形成过程和致病力相关的关键代谢通路和基因。以PDB培养基中培养3d和7d的样品进行分生孢子形成过程的分析,以葡萄糖双盐液体培养基中培养3d和7d的样品进行厚垣孢子形成过程的分析。氨基酸合成及代谢均与分生孢子和厚垣孢子的形成相关。“ABC转运蛋白合成、乙醛酸和二羧酸代谢通路”在分生孢子的形成过程中显著富集,“过氧化物酶合成通路”在厚垣孢子的形成过程中显著富集。
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