香蕉枯萎病是香蕉最为严重的病害之一,目前还没有有效的防治方法,选育抗瘊品种是最好的选择.本研究以一个抗香蕉枯萎病的威廉斯8818-1(原基因型为:威廉斯8818)和另外三个抗/感病性不同的基因型(耐病的GCTC V-119,易感病的天宝和威廉斯8818)为材料.对威廉斯8818-1和威廉斯8818进行植物形态、农艺性状、抗病性状、DNA等方面进行了比较鉴定.在组织结构、生理生化、基因表达等方面进行了香蕉抗枯萎病的机理探讨.主要研究结果如下: 1.接种香蕉枯萎病菌4号生理小种后,威廉斯8818-1叶片症状指数和假茎症状指数分别为1.4和2.2,与公认的抗枯萎病的Goiden Finger相当;在农艺学上,8818-和威廉斯8818相比,表现出植株矮化、果梳和果指增加、果指变短、生育期缩短、品质变优等. 威廉斯8818-1和威廉斯8818在染色体倍性上没有差异,但威廉斯8818-1细胞中整倍体明显增多;RAPD检测结果显示该株系与威廉斯8818有差异条带36条,其相似系数为98.3％,变异率为1.7％.综上,可以确定威廉斯8818-1是来源于威廉斯8818的一个抗枯萎病的突变株系. 2.组织观察表明,在根部组织中柱内,威廉斯8818-1比威廉斯8818导管数和单位面积薄壁细胞数显著偏多、导管管腔直径和导管的穿孔板间距明显较短,导管被侵染率明显减少.香蕉枯萎病菌在香蕉根系以菌丝体的状态存在,在菌丝体生长处,薄壁组织多坏死,菌丝穿过薄壁组织进入维管组织,木质部导管中相继出现褐色物质、胶状物以及侵填体并发生管壁加厚现象.电子透射显微镜观察发现,病原菌侵染后威廉斯8818-1细胞的解体、死亡比威廉斯8818快.在入侵细胞内,威廉斯8818-1细胞能迅速形成电子致密物质对病原物其包裹,阻止病菌扩展;在尚未受侵染、毗邻侵染细胞的细胞,细胞壁快速折叠,加厚.这些结构特点有利于抗病性. 3.受枯萎病菌侵染后,威廉斯8818-1与威廉斯8818超氧阴离子自由基(O2·-)产生速率没有差异,但威廉斯8818-1的O2·-产生速率增加时间更早、速度更快,其第一天O2·-产生速率增加量是威廉斯8818的6倍.抗性强的威廉斯8818-1的H2O2含量低于威廉斯8818,但其增幅显著高于威廉斯8818.说明及时、快速的氧化爆发和H2O2含量快速增加可能与香蕉抗枯萎病有关. 4.枯萎病菌侵染后,威廉斯8818-1的SOD、POD活性显著高于耐病与易感基因型;威廉斯8818-1虽与威廉斯8818和耐病基因型GCTCV-119的CAT活性相当,但其的增幅显著高于其它三个基因型;说明抗病性强的威廉斯8818-1具有强有力的抗氧化防御酶系统.这与威廉斯8818-1的MDA含量最低是相符. 5.受枯萎病菌侵染后,威廉斯8818-1的PAL活性、总酚和水杨酸含量均显著高于其它耐病和易感基因型,增幅也大于其它三个基因型,且威廉斯8818-1比耐病和易感基因型上升的更早、更快;威廉斯8818-1绿原酸含量也显著高于威廉斯8818.威廉斯8818-1与其威廉斯8818阿魏酸含量没有明显差异,但抗病突变体威廉斯8818-1阿魏酸含量上升的更快,第一天就达到了峰值,其第一天增幅是威廉斯8818的5.8倍.说明抗性品种受病菌侵染后具有高水平的PAL活性、总酚、水杨酸、绿原酸含量,阿魏酸含量快速的增加. 6.枯萎病菌侵染后,威廉斯8818-1的HRGP和木质素含量都显著高于其它耐病和易感基因型,威廉斯8818-1的HRGP增加量是威廉斯8818的4倍:木质素增幅也是威廉斯8818-1最大.说明抗枯萎病香蕉基因型木质化作用程度显著高于耐病和易感基因型. 7.枯萎病菌侵染后,威廉斯8818-1的B-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶的活性都显著高于耐病和易感病的基因型,说明了高活性的β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶对香蕉抗枯萎病有利. 8.通过同源克隆得到POD、PAL及B-1,3-葡聚糖酶三个基因的cDNA片断,用RT-PCR法对接菌后威廉斯8818-1和威廉斯8818这三个基因表达水平进行了定量分析,结果表明,突变体和原基因型这3个基因的表达水平上存在明显差异,它们可能参与了香蕉抗枯萎病的反应.