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马铃薯晚疫病是由致病疫霉引起的导致马铃薯减产甚至绝收的一种毁灭性卵菌病害。致病疫霉在自然界主要侵染马铃薯和番茄。但是致病疫霉适应性强,生理分化和变异快,又是异宗配合,且A2交配型近年来出现频率正在逐年上升,已出现了能克服致病疫霉生理小种整套鉴别寄主中现有的全部11个单抗病基因的全谱型小种,对生产中常用化学农药的抗性也越来越强,导致马铃薯晚疫病的防治难度越来越大。而致病疫霉孢子囊是致病疫霉无性繁殖阶段的最主要繁殖器官和传播载体。因此,筛选一些活性物质使致病疫霉孢子囊畸变来抑制致病疫霉并探究其作用机制,可为在复合生防制剂研发过程中添加上述活性物质或拮抗菌、进一步提高复合生防抑制剂的防病效果提供试验依据。本实验的主要研究内容包括:(1)筛选能使致病疫霉孢子囊畸变的活性物质,并通过显微镜观察孢子囊畸变的形态和类型;(2)探究不同浓度H2O2、Cu SO4以及W3-2菌液对致病疫霉孢子囊畸变的影响,明确使孢子囊畸变程度最大的活性物质的浓度;(3)探究H2O2、Cu SO4以及W3-2菌液对致病疫霉孢子囊直接萌发、间接萌发、以及休止孢萌发的影响;(4)检测H2O2、Cu SO4和W3-2菌液引起的菌丝体生理变化以及对孢子囊形成的影响;(5)探索H2O2、Cu SO4以及W3-2菌液使致病疫霉孢子囊畸变的生理生化机制;(6)评价W3-2菌液对马铃薯叶片、块茎切片和马铃薯植株的防病效果,筛选出控制马铃薯晚疫病的最佳W3-2菌液浓度。为抑制致病疫霉、进而控制马铃薯晚疫病提供理论基础。本实验获得的主要研究结果如下:(1)筛选出了能导致致病疫霉孢子囊发生畸变的3种物质。选用前人文献报道的可引起真菌分生孢子畸形的一些活性物质及其浓度处理致病疫霉孢子囊,筛选出了H2O2、Cu SO4溶液和W3-2菌液3种物质均能够使致病疫霉孢子囊发生较大程度的畸变,3种活性物质使致病疫霉孢子囊畸变程度最大的浓度分别为450μL/m L H2O2、600μg/m L Cu SO4和1.6×108 cfu/m L W3-2菌液,最高畸变率分别为76.08%、72%和51.64%,均与对照达到了极显著差异(P<0.01);同时观察到了孢子囊有11种畸变类型。(2)明确了能使致病疫霉孢子囊畸变的3种物质的浓度。H2O2、Cu SO4溶液和W3-2菌液3种物质均在低浓度条件下就能显著抑制致病疫霉孢子囊直接萌发、游动孢子的释放和休止孢的萌发,均与对照达到极显著差异(P<0.01);(3)发现3种致畸物质均能显著抑制致病疫霉菌落生长和孢子囊形成,其中对孢子囊形成的最大抑制浓度分别为250μL/m L、1000μg/m L和1.6×104 cfu/m L,孢子囊的产孢量分别降低至251、67和10个/培养皿(对照Ⅰ和对照Ⅱ平均产孢量分别为719和705个/培养皿)。(4)3种致畸物质均能显著影响孢子囊内生理活性物质的变化。分别用450μL/m L H2O2、600μg/m L Cu SO4和1.6×108 cfu/m L W3-2菌液处理孢子囊悬浮液72 h,均能显著降低孢子囊内蛋白质、DNA和抗性酶的含量或活性,且均与对照达到极显著差异(P<0.01),其中蛋白含量分别为110.48、114.37和64.55μg(对照Ⅰ和对照Ⅱ分别为138.76μg和135.69μg);DNA含量分别降低至6.8、4.8和8.4 ng/μL(对照Ⅰ和对照Ⅱ分别为32.8和35.6 ng/μL);3种物质处理均能显著降低孢子囊内过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性,POD活性分别降低至391.11、275.56和337.78 U/g·min·FW(对照Ⅰ和对照Ⅱ分别为684.44和675.56U/g·min·FW),PPO活性分别降低至44.44、62.22和71.11 U/g·min·FW(对照Ⅰ和对照Ⅱ分别为106.67和97.78 U/g·min·FW),PAL活性分别降低至233.70、141.48和264.44 U/g·min·FW(对照Ⅰ和对照Ⅱ分别为403.70和394.07 U/g·min·FW);同时发现以上处理均能显著增加孢子囊内丙二醛(MDA)的含量和孢子囊细胞膜的相对电导率,并均与对照达到极显著差异(P<0.01),其中丙二醛(MDA)的含量分别增加至73.50、114.08和47.57 mmol·g/W(对照Ⅰ和对照Ⅱ分别为17.90和18.94mmol·g/W),细胞膜的相对电导率分别增加至75.92%、61.81%和48.1%(对照Ⅰ和对照Ⅱ分别为14.94%和17.77%)。(5)H2O2、Cu SO4和W3-2菌液3种致畸物质处理后均能显著降低致病疫霉孢子囊细胞壁中可溶性蛋白质、可溶性糖和纤维素的含量。其中可溶性蛋白含量分别降低至0.57、0.20和1.85μg(对照Ⅰ和对照Ⅱ分别为3.22μg和3.13μg),可溶性糖含量分别降低至20.69、19.77和25.15μg(对照Ⅰ和对照Ⅱ分别为35.64μg和29.24μg),纤维素含量分别降低至134、189和208μg(对照Ⅰ和对照Ⅱ分别为364μg和323μg),并均与对照达到极显著差异(P<0.01)。(6)不同浓度W3-2菌液处理后均能显著降低致病疫霉孢子囊侵染马铃薯的能力,并均与对照达到极显著差异(P<0.01)。供试5种浓度的菌液处理后马铃薯离体叶片的病情指数分别降低至35%、22%、20%、0和0(对照Ⅰ叶片的病情指数为98%);马铃薯块茎切片的病情指数分别降低至29%、28%、23%、16%和0(对照Ⅰ块茎切片的病情指数为90%);马铃薯植株叶片的病情指数分别降低至30%、18%和12%,甚至没有出现病斑(对照Ⅰ马铃薯植株的病情指数为68%)。研究结论:本实验筛选出的H2O2、Cu SO4以及W3-2菌液均能显著地增加致病疫霉孢子囊的畸变率,在实验室盆栽条件下,低浓度的W3-2菌液能显著降低马铃薯叶片、块茎切片、马铃薯植株的发病率,且对马铃薯没有显著的伤害作用,更具有发展前景。但是W3-2菌液具体如何在马铃薯晚疫病复合生防制剂中发挥作用,有待进一步研究。