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薏苡炭疽病的鉴定及一氧化氮在植物抗病性中作用的研究

作　者: 张红志
导　师: 蔡新忠
学　校: 浙江大学
专　业: 植物病理学
关键词: 薏苡炭疽病胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides) 水稻非寄主抗性基因对基因抗性一氧化氮(NO) 一氧化氮合酶(NO synthase) 烟草脆裂病毒(TRV) 病毒诱导的基因沉默(VIGS) Cf-4 过敏性反应
分类号: S432.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2006年
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内容摘要

炭疽病是一类发生普遍、经济上十分重要的植物病害。对炭疽菌抗性的研究可为该病害的控制提供理论依据。植物抗病性有多种表现形式,非寄主抗性和抗病基因决定的基因对基因抗性是其中重要的两种。本论文研究鉴定了一种薏苡新病害——薏苡炭疽病;分析了水稻对胶孢炭疽菌(Colletotrichum gloeosporioides)的非寄主抗性及其生理机制,研究了一氧化氮(nitric oxide,NO)在非寄主抗性和基因对基因抗性中的可能作用。取得以下结果: 1.鉴定了一种薏苡新病害。该病害的发病特点是:薏苡植株叶片和茎秆受其危害先呈水渍状褐色小斑点,后沿脉迅速扩展成椭圆形至梭形病斑。病斑最大可达6-8×2-4cm,外缘褐色,中部凹陷灰色。后期在病斑中部形成许多小黑点。茎秆多个病斑扩展后常互相接连愈合导致植株易折断倒伏,严重降低种子的产量和质量。通过微生物分离培养、薏苡植株回接、以及发病植株上病原物的再分离培养等步骤,完成Koch氏法则循环,鉴定并获取该薏苡病害病原物。该病原物形成分生孢子盘,周围生有褐色刚毛,具2—3个分隔,分生孢子单细胞、无色、镰刀形,中间有一油球。分生孢子长约20μm,宽约3—5μm。附着胞椭圆至圆形。产生菌核。形态特征和寄主范围等与现已明确的寄生禾本科植物的四种炭疽菌有差异。通过PCR扩增获得一个565bp的rDNA序列,GeneBank登录号为DQ539441。BLAST搜索结果表明该菌与寄生于禾本科植物的炭疽菌C. caudatum的亲缘关系最近,但二者ITS1序列差异显著,共183bp序列中有25个碱基不同,然而二者160bp ITS2序列仅有4个碱基不同。形态学和ITS序列分析结果表明,导致薏苡病害的病原物是一种炭疽菌,薏苡是新发现的炭疽菌寄主。该病原物种的分类地位有待进一步研究。 2.分析了水稻对胶孢炭疽菌的非寄主抗性及其生理机制。水稻是胶孢炭疽菌辣椒分离物的非寄主,以该菌分生孢子悬浮液接种后,水稻未表现任何肉眼可见的症状。接种到水稻叶面的胶孢炭疽菌分生孢子能够正常萌发,形成芽管并产生附着胞,附着胞有黑色素沉积,但是没有观察到细胞内菌丝的生长。连接分生孢子和附着胞的芽管长度很长,达120～130μm,是在寄主辣椒表面的3倍左右。而且,胶孢炭疽菌在水稻叶表形成的附着胞大多有不同的变形如外缘凹陷等,且出

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摘要  8-13
第一章文献综述  13-32
  1 COLLETOTRICHUM及其所致病害  13-19
    1.1 炭疽菌属的分类  13-16
    1.2 炭疽菌的侵染机理  16-18
    1.3 炭疽菌的研究意义  18-19
    1.4 薏苡炭疽病的研究背景  19
  2 植物抗病形式及作用机理  19-28
    2.1 植物基因对基因抗性  20-22
    2.2 非寄主抗性  22-25
    2.3 NPR1在植物抗病信号网络中的地位和作用  25-28
  3 一氧化氮在植物抗病性中的作用  28-32
    3.1 一氧化氮在植物中的合成  28-29
    3.2 一氧化氮在植物抗病性中的作用  29-30
    3.3 一氧化氮的检测方法  30-32
第二章薏苡炭疽病的鉴定  32-42
  1 材料与方法  33-35
    1.1 病原菌分离  33
    1.2 分离物在薏苡上的回接和再分离  33
    1.3 病原菌的形态特征观察  33
    1.4 病原菌的液体扩大培养  33
    1.5 病原菌基因组DNA提取  33-34
    1.6 rDNA-ITS序列的PCR扩增和测序  34
    1.7 rDNA-ITS序列分析  34-35
  2 结果与分析  35-41
    2.1 薏苡植株的田间发病症状  35
    2.2 薏苡病株上病原物镜检结果  35
    2.3 病株分离物纯培养形态特征  35
    2.4 病菌分离纯培养物回接及再分离实验结果  35-36
    2.5 薏苡炭疽菌rDNA-ITS序列及与其它炭疽菌之间的系统进化关系分析  36
    2.6 薏苡是新报道的炭疽菌寄主  36-41
  3 讨论  41-42
第三章水稻对胶孢炭疽菌的非寄主抗性及抗性产生过程中一氧化氮和过氧化氢含量的变化  42-50
  1 材料与方法  42-44
    1.1 植物栽培与真菌培养  42-43
    1.2 接种和取样  43
    1.3 组织染色镜检  43
    1.4 一氧化氮含量的测定  43-44
    1.5 过氧化氢含量的测定  44
  2 结果与分析  44-48
    2.1 胶孢炭疽菌接种后症状观察  44
    2.2 胶孢炭疽菌接种后的组织显微分析  44-45
    2.3 胶孢炭疽菌接种后一氧化氮含量的时序动态  45
    2.4 胶孢炭疽菌接种后过氧化氢含量的时序动态  45-48
  3 讨论  48-50
第四章一氧化氮在植物抗病性中作用的基因沉默分析  50-64
  1 材料与方法  51-57
    1.1 材料  51
    1.2 方法  51-55
    1.3 实验方案  55-57
      1.3.1 烟草NOS基因片段的克隆及其基因沉默结构的构建  55-56
      1.3.2 农杆菌接种液的准备  56
      1.3.3 农杆菌接种  56
      1.3.4 HR检验  56
      1.3.5 植株体内TRV病毒积累量的检测  56-57
      1.3.6 NbNOS1基因转录本积累量的检测  57
  2 结果与分析  57-63
    2.1 NtNOS1片段的克隆及序列分析  57-60
    2.2 NbNOS1基因的沉默加重TRV病毒病症状，增加病毒积累  60
    2.3 NbNOS1基因沉默处理没有改变Cf-4／Avr4介导的过敏性坏死反应  60
    2.4 沉默处理植株中NbNOS1基因得到沉默的分子验证  60-63
  3 讨论  63-64
REFERENCES  64-70
附录本论文所使用的培养基以及溶液配方  70-71

薏苡炭疽病的鉴定及一氧化氮在植物抗病性中作用的研究

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