稻白叶枯病菌弱毒菌株对水稻品种的抗病诱导效果及生化机制的研究

论文摘要

由Xanthomonas oryzae pv．oryzae引起的水稻白叶枯病是我国水稻的三大病害之一。本研究从交叉保护理论角度出发，利用从本实验室筛选到的弱毒菌株，研究其诱导效果及作用机制，为所选菌株的利用价值和应用前景，提供一定的理论依据。以菌株0163（湖北咸宁）、Gd1358（广东）、Js97（浙江）、B5（武汉）、Pxo280（菲律宾）等10个弱毒菌为母菌株，分离了21个单胞系，在23个水稻品种上比较毒力，从中筛选了五个毒力最弱的单胞系“0163-1、Pxo280-1、Gd1358-1、Js97-2、B5d4”作为抗性诱导菌株。连续2年诱导试验中，5个弱毒菌株表现很低的毒力；统计分析表明，所有参试菌的诱导防病效果，均与发病对照在1％的水平上存在差异，即都具备显著的诱导抗病作用。从“相对诱导防病效果”平均值看，菌株0163-1诱导防效属第一（相对防效46.65％），高于化学农药可杀得（38.95％）和消菌灵（31.25％）的防效；B5d-4（32.88％）和Pxo280-1（32.15％）为第二组，与两杀菌剂作用相当；Gd1358-1（29.35％）和Js97-2（24.23％）为第三组，强毒株IV3-1（23.35％）也有一定诱导效果，但比弱毒菌株低。比较5菌株的诱导均效可见，0163-1、B5d-4、和Pxo280-1诱导效果更稳定，与杀菌剂可杀得和消菌灵的防效相当，具有一定的应用前景。鉴于气象、水肥等环境因素对菌株与品种的互作关系有巨大影响，要保证较好的诱导抗病效果，最好选用几个不同的弱毒菌按一定比例混合施用。以弱毒菌0163-1为代表，以喷雾清水（CK）和喷雾强毒菌IV3-1为对照，喷雾稻株后，分12h、24h、48h、72h、96h进行稻叶采样，测定其有关生理生化成份的变化，研究“诱导抗病机制”，结果表明：1)0163-1能在24h，刺激植株H2O2含量达到最高峰；2)喷雾0163-1后稻株，在12～72小时内的CAT酶的活性受到了极大的抑制（与CK比较），说明水稻的诱导抗性在病害早期与CAT的活性呈负相关性；3)0163-1处理，能在2天内，诱导稻株APX活性迅速提高达到48个单位，显著地高于比CK和IV3-1处理。这表明，迅速提高水稻的APX活性，是0163-1的重要的抗病诱导机制；4)0163-1处理，稻株在48h内，丙二醛（MDA）含量高于正常水平（CK），而喷雾毒株IV3-1，虽然在第12小时，MDA含量为最高，但随后一直处于4～6单位的低水平。这说明，喷雾弱毒菌0163-1，在72小时前，有效刺激MDA含量的升高，与其诱导抗病机制有关；5)喷雾弱毒菌0163-1后，能在48h内诱导稻株的POD活性达到最高峰，可见，刺激稻株POD活性较早达到最高水平，是0163-1的重要诱导机制；6)0163-1处理后，前72小时PPO活性高于CK，与IV3-1处理比较，0163-1能刺激稻株更早地出现PPO活性高峰。这说明，更早地出现PPO活性高峰，与0163-1诱导产生抗性有关。7)0163-1处理，能在72小时内刺激稻株PAL的活性达到较高水平，表明这是0163-1的重要诱导机制。8)鉴于0163-1处理的可溶性蛋白（Protein）含量大于IV3-1和CK处理，由此推测，全面刺激“抗病相关酶系活化及相关蛋白含量增加”，是0163-1诱导植株抗病的重要机制。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第1章 前言
• 1.1 引言
• 1.2 病菌生理分化和稻株抗性遗传
• 1.3 与植物抗病机制相关的研究
• 1.3.1 物理抗病性
• 1.3.2 化学抗病性
• 1.4 植物诱导抗病性
• 1.4.1 植物诱导抗病性因子
• 1.4.2 对诱导抗病性机制的研究
• 1.4.2.1 活性氧与诱导抗病性的关系
• 1.4.2.2 酶类在诱导抗病中的作用研究
• 1.4.2.3 抗病蛋白与诱导抗病性的关系
• 1.4.2.4 植物体内多种抗病防卫反应间的相互关系
• 1.5 研究目的和意义
• 第2章 弱毒菌株的筛选
• 2.1 材料和方法
• 2.1.1 材料
• 2.1.1.1 参试水稻
• 2.1.1.2 参试菌株
• 2.1.2 方法
• 2.1.2.1 鉴别品种栽培
• 2.1.2.2 稻白叶枯菌弱毒株单细胞分离
• 2.1.2.3 菌株培养和水稻接种
• 2.1.2.4 病害分级标准及致病型划分
• 2.2 结果与分析
• 2.3 讨论
• 第3章 诱导抗病效果的比较
• 3.1 材料和方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.1.1 水稻品种
• 3.1.1.2 参试菌株
• 3.1.2 方法
• 3.1.2.1 水稻种植
• 3.1.2.2 田间设计
• 3.1.2.3 菌株培养和水稻接种
• 3.1.2.4 化学农药使用说明
• 3.1.2.5 数据处理
• 3.1.2.6 统计分析
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 不同年份菌株的毒力表现
• 3.2.2 不同年份菌株的诱导抗病效果
• 3.2.3 参试菌株的综合诱导效果比较
• 3.3 讨论
• 第4章 诱导生化机制的研究
• 4.1 材料和方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.1.1 水稻品种
• 4.1.1.2 参试菌株
• 4.1.1.3 试剂
• 4.1.1.4 主要仪器
• 4.1.2 方法
• 4.1.2.1 水稻种植
• 4.1.2.2 水稻接种
• 4.1.2.3 田间处理
• 4.1.2.4 统计分析
• 4.1.3 酶系等生化指标的测定方法
• 4.1.3.1 叶片中过氧化氢含量测定
• 4.1.3.2 过氧化氢酶活性测定
• 4.1.3.3 抗坏血酸过氧化物酶活性测定
• 4.1.3.4 叶片中丙二醛含量测定
• 4.1.3.5 过氧化物酶活性测定
• 4.1.3.6 多酚氧化酶活性测定
• 4.1.3.7 苯丙氨酸解氨酶活性测定
• 4.1.3.8 叶片中可溶性蛋白含量测定
• 4.2 结果与分析
• 2O₂）含量变化'>4.2.1 过氧化氢（H₂O₂）含量变化
• 4.2.2 过氧化氢酶（CAT）活性变化
• 4.2.3 抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性变化
• 4.2.4 丙二醛（MDA）含量变化
• 4.2.5 过氧化物酶（POD）活性变化
• 4.2.6 多酚氧化酶（PPO）活性变化
• 4.2.7 苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性变化
• 4.2.8 可溶性蛋白（Protein）含量变化
• 4.3 讨论
• 2O₂）含量与抗病性的关系'>4.3.1 叶片内过氧化氢（H₂O₂）含量与抗病性的关系
• 4.3.2 过氧化氢酶活性（CAT）与抗病性的关系
• 4.3.3 抗坏血酸过氧化物酶（APX）活性与抗病性的关系
• 4.3.4 叶片内丙二醛（MDA）含量与抗病性的关系
• 4.3.5 过氧化物酶（POD）活性与抗病性的关系
• 4.3.6 多酚氧化酶（PPO）活性与抗病性的关系
• 4.3.7 苯丙氮酸解氨酶（PAL）活性与抗病性的关系
• 4.3.8 叶片内可溶性蛋白（Protein）含量与抗病性的关系
• 第5章 结论
• 5.1 弱毒菌株的筛选
• 5.2 诱导抗病效果比较
• 5.3 诱导生化机制研究
• 参考文献
• 致谢