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硅噻菌胺对小麦全蚀病的防病机理研究

作　者: 王宴雷
导　师: 王保通
学　校: 西北农林科技大学
专　业: 植物病理学
关键词: 小麦硅噻菌胺小麦全蚀病防病机理
分类号: S435.121
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

小麦全蚀病是小麦上的毁灭性病害之一，目前已扩展到我国北方冬麦区、西北春麦区和长江中下游麦区共19个省(区)，而且发生面积和危害程度有增加趋势，严重影响小麦生产。理论上，选育并推广免疫或高抗的品种是最经济有效的措施，但截至目前尚没有优良的抗小麦全蚀病品种推广。在不同的地域和气候条件下，乃至外界恶劣环境使许多生防菌剂效果不够稳定，大面积应用还有很多条件限制。由于小麦是主要的粮食作物，种植面积大，长期轮作不切实际。目前生产上主要用粉锈宁拌种防治小麦全蚀病，但由于该药剂会降低出苗率，防治效果低，容易造成药害。因此开发和筛选安全、高效防治全蚀病的新型化学药剂也成为当务之急。硅噻菌胺是目前登记的对小麦全蚀病效果最理想的药剂之一。尽管该药剂已开始普及应用，但其抑病机理仍不明确。为明确硅噻菌胺对小麦全蚀病的抑菌原理，为该药剂科学利用和研发新药剂提供科学依据，本研究通过盆栽试验和显微技术，探讨了硅噻菌胺对小麦全蚀病的抑病机理并获得以下主要结果：1.硅噻菌胺对小麦全蚀病有很好的预防和治疗效果，在小麦生理生长方面，该药剂能够促进小麦根系的生长，包括增加毛细根数、促进根长、增加根鲜重。在小麦发病后，该药剂能迅速促使小麦生长出新的毛细根，从而起到补偿根系受损对小麦生长和产量的影响。本研究通过硅噻菌胺对小麦苗期生长的影响、硅噻菌胺对小麦补偿作用的影响试验发现该药剂对种子的出苗率、出苗时间及小麦地上部分生长的影响差异不明显，却能在很大程度上促进小麦根系的生长，增加毛细根数、促进根长、增加根鲜重等，当小麦发病后该药剂能迅速促进小麦根系生长，补偿小麦全蚀病菌对根系造成的危害；而发病对照和空白对照则没有此类现象。2.硅噻菌胺能有效延缓病原菌的生长和侵染，减少病原菌侵入小麦根部的数量，小麦根部繁殖的数量，并延迟病原菌侵染小麦根部的时间。光学显微镜观察硅噻菌胺对病菌侵染小麦过程的影响试验表明：该药剂能有效延缓病原菌的侵染，当对照小麦接菌后第3天，就发现有菌丝侵入小麦根表皮层；在第5天后有大量菌丝侵入中柱，严重影响小麦根部营养和水分的吸收。药剂拌种后在第3天并未发现有菌丝侵入；在第5天仅在根部表皮层发现很少菌丝；在第11天发现有少量菌丝侵入中柱细胞。可见该药剂能有效延缓病原菌的入侵。通过室内抑菌效果的测定试验表明，混入药剂的PDA培养基中菌丝生长较为紊乱，当药剂浓度达到5.0μL/mL时，小麦全蚀病菌完全不生长，其抑菌效果明显。3.硅噻菌胺能够消解病菌菌丝细胞壁并导致菌丝畸变甚至死亡，并能有效增强寄主细胞防卫反应，包括诱导产生大量的木质管，产生乳突，寄主细胞壁增厚等，并能消解侵入小麦根内皮层的菌丝。扫描电子显微镜下观察发现，未处理的PDA培养基中菌丝生长均匀，一致性好，表面菌丝光滑，形状及生长点均正常；而混入硅噻菌胺的PDA培养基中，菌丝生长紊乱，菌丝膨大畸形，菌丝细胞壁破裂消解。因此，硅噻菌胺能够消解病菌菌丝细胞壁并导致菌丝畸变甚至死亡，从而减轻小麦全蚀病菌造成的危害。通过透射电镜观察硅噻菌胺对病菌侵染小麦过程的影响发现：该药剂能诱导增强寄主细胞防卫反应。在小麦根部菌丝侵入寄主皮层细胞后，在被侵细胞细胞壁内侧能够形成大量木质管阻止病菌的入侵；并在该细胞壁内侧，胞壁与质膜之间很快形成沉积电子致密物质，有效抵御侵入的菌丝。而未经过该药剂拌种处理的小麦尽管也能产生木质管，胞壁增厚等现象，但是数量太少，基本对病原菌的扩展没有多大影响。另外，该药剂能被小麦根部吸收，并在小麦根内皮层持续发挥药效很长时间，能致死侵入内皮层细胞的菌丝，在小麦根部形成抑菌圈，有效保护小麦。可见，小麦种子经硅噻菌胺悬浮剂拌种后，在土壤中的种子周围能形成药剂保护圈，保护根系不被病菌侵染或少侵染，能够有效地增强小麦根部抵御小麦全蚀病菌的入侵；能够消解病菌菌丝细胞壁并导致菌丝畸变甚至死亡，有效延缓病原菌的扩展，抑制全蚀病菌生长和繁殖，干扰病原菌的合成，从而影响和阻止病菌孢子的形成、萌发和侵染，减轻小麦全蚀病菌造成的危害；硅噻菌胺拌种后的小麦还能够有效地增强小麦根部细胞防卫反应，包括胞壁产生致密物质以及木质管，有效抑制病原菌的入侵，并能够对小麦根内皮层的菌丝造成直接伤害，多元化防治小麦全蚀病。

全文目录

摘要  7-9
ABSTRACT  9-13
第一章文献综述  13-22
  1.1 小麦全蚀病的危害及研究现状  13-19
    1.1.1 小麦全蚀病的发生危害  13
    1.1.2 小麦全蚀病的病原菌研究概况  13-14
    1.1.3 侵染、传播及发病规律  14-15
    1.1.4 全蚀病菌的分子生物学研究现状  15-16
    1.1.5 小麦全蚀病的防治研究进展  16-19
  1.2 硅噻菌胺悬浮剂概述  19-20
    1.2.1 全蚀净悬浮剂简介  19-20
    1.2.2 全蚀净悬浮剂研究背景  20
  1.3 本研究的目的及意义  20-22
第二章硅噻菌胺对小麦苗期生长的影响  22-26
  2.1 试验材料和仪器试剂  22
  2.2 试验方法  22
    2.2.1 种子处理  22
    2.2.2 播种  22
    2.2.3 培养观察  22
    2.2.4 测量小麦苗长、根长、根鲜重以及毛细根数  22
  2.3 结果与分析  22-26
第三章硅噻菌胺对全蚀病菌室内抑菌效果的测定  26-29
  3.1 实验仪器和试剂  26
  3.2 实验方法  26
    3.2.1 PDA 培养基的制备  26
    3.2.2 全蚀菌菌种的制备  26
    3.2.3 试验药剂浓度处理  26
    3.2.4 接菌  26
    3.2.5 测量菌柄直径  26
  3.3 结果及分析  26-29
第四章硅噻菌胺对小麦的补偿作用的测定  29-32
  4.1 试验材料及方法  29
    4.1.1 试验材料  29
    4.1.2 种子处理  29
    4.1.3 测量小麦根长、根鲜重、毛细根数  29
  4.2 结果及分析  29-32
第五章硅噻菌胺对小麦全蚀病菌生长影响的超微结构分析  32-37
  5.1 试验材料  32
    5.1.1 全蚀菌菌种的制备  32
    5.1.2 小麦品种  32
  5.2 实验方法  32-33
    5.2.1 光镜观察  32
    5.2.2 硅噻菌胺对小麦全蚀病菌菌丝形态的影响  32
    5.2.3 硅噻菌胺对小麦全蚀病菌侵入小麦根部的影响  32-33
  5.3 结果及分析  33-37
    5.3.1 硅噻菌胺对小麦全蚀病菌菌丝形态的影响  33
    5.3.2 硅噻菌胺对小麦全蚀病菌侵入小麦根部的影响  33-37
第六章结论与讨论  37-39
参考文献  39-42
致谢  42-43
作者简介  43

硅噻菌胺对小麦全蚀病的防病机理研究

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