湖北稻瘟病菌生理小种和水稻抗瘟性的鉴定及生化机制研究

论文摘要

稻瘟病是由半知菌亚门真菌稻梨孢Pyricularia grisea（Cooke）Sacc．[有性世代为Magnaporthe grisea（Hebert）Barr．]引起的世界性水稻病害，为我国水稻“三大病害”之一。目前该病的防治采取以种植抗病品种为主的综合治理措施。但病原菌的致病变异性和遗传多样性常导致水稻新品种丧失抗性，因此研究稻瘟病菌的致病性分化，对于抗病品种的选育和病害流行的预测极为重要。长期的实践表明，选育、种植抗稻瘟病品种是最经济有效的防病措施。研究、分析抗瘟性的生化机制，对于水稻抗瘟性的高效持久利用、新化学防治药物的开发、抗病基因的克隆和抗病品种的选育具有理论和实际指导意义。本文研究内容包括三个方面：湖北主要稻区稻瘟菌生理小种鉴定；不同水稻品种人工接种对稻瘟病的抗感性评价；水稻品种抗感稻瘟病的生理生化机制研究。结果表明，从湖北省16个县（市）15个水稻品种上分离获得的56个稻瘟病菌株，可划分为6群28个生理小种，大多为籼型小种群，其中ZA为优势种群，ZA1为优势生理小种。且不同地区和品种上生理小种的分布差异较为明显。根据对湖北等地收集到的91个主要水稻品种进行稻瘟病的人工接种鉴定，抗感性鉴定结果显示，参鉴的91份水稻品种，抗病或中抗品种所占比例不足25％，仅有2.2％的品种表现为抗，其余均为感病或中感品种。筛选鉴定过的抗感稻瘟病的水稻品种，对抗感性差异显著的品种作生理生化机制研究。研究对筛选出的4个品种从参鉴的91份品种中，选取有代表性4个抗感病品种，进行防御酶活性和可溶性蛋白含量测定，结果表明过氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、超氧化物歧化酶（SOD）3个防御酶活性变化与水稻的抗感性有一定的相关性。POD活性与抗瘟性呈正相关。抗病品种酶活性在接种后24小时分别达到了600多和900多个酶活单位，而感病品种两优培九基本与对照持平，有200多个酶活单位。接种后的96小时内，POD酶活性呈上升趋势，且抗病品种96小时酶活性是24小时的2倍，感病品种只有1.5倍，抗病品种较感病品种POD酶活性增幅更大。POD酶活性程病程初期POD同工酶活性增强，有利于水稻对稻瘟病的抗性。SOD活性的早期变化与抗瘟性呈负相关，SOD酶活性总体趋势是抗性品种持续下降，24小时酶活性是96小时的2倍。PAL活性高低是水稻抗稻瘟病的重要机制，PAL活性高低以及峰值到达的时间早晚与抗瘟性有密切联系，PAL活性高、峰值到来得早有利于抗瘟性的发挥。可溶性蛋白与水稻抗瘟性呈正相关。可溶性蛋白质含量上升速度快、上升时间早、幅度大，有利于抗瘟性的表达。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 缩略语表
• 第一章 文献综述
• 1 水稻稻瘟病菌的特性
• 1.1 菌株来源的多样性
• 1.2 生理小种的多样性
• 1.3 生理小种的易变性
• 2 水稻对稻瘟病的抗性
• 2.1 抗性鉴定与评价
• 2.2 水稻抗瘟性遗传研究
• 2.2.1 研究历史与现状
• 2.2.2 水稻抗瘟性的类型及特点
• 2.2.3 抗性遗传分析方法
• 2.3 抗病品种选育
• 2.3.1 抗病种质资源
• 2.3.2 抗病育种的方法
• 3 植物抗病机制的相关研究
• 3.1 结构抗性
• 3.2 诱导抗性
• 3.2.1 苯丙烷类代谢与抗病性的关系
• 3.2.2 活性氧与抗病性的关系
• 3.2.3 抗氧化系统与抗病性的关系
• 3.2.4 同工酶技术与抗病性的关系
• 3.2.5 抗病蛋白的生成与抗病性的关系
• 4 本研究的目的意义
• 第二章 湖北不同稻区稻瘟病生理小种分布
• 1 材料
• 1.1 标样的采集
• 1.2 鉴别品种
• 2 方法
• 2.1 稻瘟病菌分离
• 2.2 稻瘟病菌生理小种鉴定
• 2.2.1 鉴别品种的播种及管理
• 2.2.2 稻瘟病菌孢子悬浮液的制备
• 2.2.3 喷雾接种
• 2.2.4 病情调查
• 2.3 生理小种划分
• 3 结果与分析
• 3.1 湖北省稻瘟病菌生理小种种群组成
• 3.2 不同稻区稻瘟病菌生理小种的分布
• 3.3 不同水稻品种稻瘟病菌生理小种的分布
• 4 小结与讨论
• 第三章 不同水稻品种对稻瘟病抗感病性人工接种鉴定
• 1 材料
• 1.1 水稻品种
• 1.2 供试菌株
• 2 方法
• 2.1 供试水稻的种植及管理
• 2.2 稻瘟病菌孢子悬浮液的制备
• 2.3 稻瘟病菌的接种
• 2.4 病情调查和统计方法
• 3 结果与分析
• 3.1 不同类型水稻品种对稻瘟病的抗性
• 3.2 主栽品种对稻瘟病的抗性评价
• 3.2.1 早稻品种对稻瘟病的抗性鉴定结果
• 3.2.2 中稻品种对稻瘟病的抗性鉴定结果
• 3.2.3 晚稻品种对稻瘟病的抗性鉴定结果
• 3.2.4 不同类型水稻品种对稻瘟病抗性鉴定的比较分析
• 4 讨论
• 第四章 水稻品种抗感稻瘟病的生理生化机制
• 1 材料
• 1.1 水稻品种
• 1.2 参试菌株
• 1.3 主要仪器
• 2 方法
• 2.1 水稻接种
• 2.2 处理
• 2.2.1 健康株对照
• 2.2.2 接菌处理
• 2.3 测试酶系与指标
• 2.4 统计分析
• 2.5 酶系等指标的测定方法
• 2.5.1 过氧化物酶活性测定
• 2.5.2 超氧化物歧化酶活性测定
• 2.5.3 苯丙氨酸解氨酶活性测定
• 2.5.4 叶片中可溶性蛋白含量测定
• 3 结果与分析
• 3.1 过氧化物酶（POD）活性变化
• 3.2 超氧化物歧化酶（SOD）活性变化
• 3.3 苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性变化
• 3.4 可溶性蛋白含量变化
• 4 讨论
• 4.1 过氧化物酶（POD）活性与抗病性的关系
• 4.2 超氧化物歧化酶（SOD）活性与抗病性的关系
• 4.3 苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性与抗病性的关系
• 4.4 叶片内可溶性蛋白含量与抗病性的关系
• 第五章 总结与讨论
• 参考文献
• 致谢