用无菌苗法鉴定油菜对菌核病的抗性及抗病生理研究

用无菌苗法鉴定油菜对菌核病的抗性及抗病生理研究

论文摘要

油菜菌核病抗性鉴定的方法很多,但都有一定的局限性。如发病条件难以控制,标准难以掌握,抗感水平难以比较。因此,探索一种发病条件可控,标准客观,各地通用的油菜菌核病抗性鉴定新方法就显得尤为重要。本研究率先提出、了用无菌苗法鉴定油菜对菌核病抗性的技术体系和理论基础,探讨了油菜抗菌核病的生理生化机制,主要结果如下:1、无菌苗的培养获得由于油菜种子中栖息有内生菌(endophytes),严重影响无菌苗的培养,在供试的8个品种中,带菌率(即:油菜种子经表面消毒后,在PSA平板培养基上培养,5天后调查,统计得到的长出菌落的种子数占供试种子数的百分比,亦即菌落出现频率)最低的品种084,其菌落出现频率也达70.8%;带菌率最高的为甘油5号,菌落出现频率(即带菌率)高达100%。采用组织分离法首次探明了油菜内生菌在种子内栖息的部位:油菜内生真菌(endophytic fungi)既可栖息在种皮,也可栖息在胚中,而内生细菌(endophytic bacterium)则只栖息于胚中。采用不同杀菌剂恒温下浸种的方法,发现50%地菌杀净可湿性粉剂对油菜种子内生菌有很强的杀菌作用。在对油菜品种M004和甘油5号的杀菌实验中,地菌杀净处理的平均带菌率分别为0和1.1%,极显著地低于无菌水对照和常规消毒剂——0.1%升汞处理。地菌杀净浸种的最佳技术参数是:使用浓度为1000mg/L;处理温度为37℃;处理时间为7h。2、无菌苗接种菌核病菌后有效鉴定时间的研究对油菜不同品种的无菌苗接种S. sclerotiorum后24、42、66、72h,分别调查发病率(P)和病情指数(ID)并对各品种的ID值进行方差分析,以比较品种间差异显著程度,据此确定有效鉴定时间。研究表明:有效鉴定时间为无菌苗接种后42——66h。因为此期供试材料发病充分,且抗、感类型差异显著。3、无菌苗接种法鉴定油菜对菌核病的抗性结果采用无菌苗法鉴定几个油菜品种对菌核病的抗性,结查表明:属于高抗品种2个,即M004和中R-888;低抗品种1个,为085,中感品种1个(98C40)。4、油菜对菌核病田间抗性鉴定结果分别在油菜初花期和终花期进行田间鉴定。初花期鉴定结果表明,处理之间病情指数有显著差异,与无菌苗法鉴定的结果一致,M004和中R-888的病情指数比较接近,均属高抗类型,与无菌苗法和其它有关文献报道基本一致。终花期茎杆接种鉴定结果显示:5份材料之间抗病性有显著差异。其病斑面积大小的排列顺序为排菜>甘油5号>M004>中R—888。该顺序与无菌苗法和其它有关文献报道结果基本一致。子叶期(无菌苗接种)、初花期(叶片接种)、终花期(茎杆接种)三个时期鉴定结果表明,油菜品种间抗、感差异基本一致。5、油菜抗菌核病的生理生化机制。油菜品种Ca2+含量与抗病性呈正相关,三个抗病品种(M004,中R-888,085)组织中的Ca2+含量均高于中感品种(甘油5号)和感病品种98C40,高抗品种中R-888比中感品种甘油5号植株组织中的Ca2+含量高16.4%。油菜植株组织中的铁含量高,感病性强,而锰、锌、铜的含量与抗菌核病没有相关性。单宁含量与抗病性的关系,实验结果表明,各供试品种,接种处理比对照(不接种)的单宁含量高,M004、中R-888、085,甘油5号,98C40处理比对照分别高25.9%、25.4%、43.3%、40.0%和16.7%,品种间相比,无论对照还是处理,抗性强的品种单宁含量均高于感病品种(98C40)。丙二醛的含量与油菜对菌核病的抗病性没有明显的关系。内源草酸与抗病性的关系:油菜植株的内源草酸含量与品种的抗病性有关,抗病性强的品种,内源草酸含量高些,M004、中R-888和085的内源草酸含量分别比感病品种98C40高22.2%、16.0%和10.4%。PAL酶活与抗病性的关系,抗性强的品种接种菌核菌后,叶片中PAL酶活性较对照增加,M004、中R-888、085、甘油5号分别比,对照增加25.9%、11.5%、41.4%、30.1%。而感病品种接种后叶片中PAL酶活性比对照降低了11.5%。SOD酶活性与抗病性的关系,不同类型的品种在接种菌核菌后,叶片中SOD活性变化不同。感病品种受到菌核菌侵染后,叶片中SOD酶活性增加值大于抗病品种。呼吸强度与抗病性的关系,接种后呼吸强度降低快的品种抗性强。无菌苗法鉴定油菜对菌核病的抗性,能够反应油菜品种间先天性抗性的差异,这种差异是在一定遗传背景下由抗性生理决定的。矿质元素(钙、铁)、次生代谢产物(单宁、内源草酸)的含量、抗病酶系的活性及呼吸强度上的差异,均为基因调控的结果,故用此项新技术,鉴定出的结果准确可靠。

论文目录

  • 中文摘要
  • 英文摘要
  • 第一章 绪论
  • 1.1 用无菌苗法鉴定油菜对菌核病的抗性及抗病生理研究的意义
  • 1.2 用无菌苗法鉴定油菜对菌核病的抗性及抗病性生理研究的重要性
  • 1.3 油菜菌核病的病原研究、抗病性鉴定、抗病生理研究的现状、进展及需要研究的问题
  • 1.3.1 油菜菌核病在世界上的发生情况
  • 1.3.2 病原菌种分类
  • 1.3.3 病菌生理分化和生态特性
  • 1.3.3.1 病菌的生理分化特性
  • 1.3.3.2 病菌的生态特性
  • 1.3.3.2.1 影响菌丝的生长和菌核形成的因素
  • 1.3.4 病菌致病性分化
  • 1.3.5 病菌的致病机制
  • 1.3.5.1 与致病有关的酶与毒素
  • 1.3.5.1.1 果胶酶类与毒素
  • 1.3.5.1.2 纤维素酶和半纤维酶
  • 1.3.5.1.3 蛋白水解酶
  • 1.3.5.1.4 其他酶类
  • 1.3.5.1.5 毒素
  • 1.3.5.2 致病机制
  • 1.3.6 侵染与发病
  • 1.3.6.1 侵染
  • 1.3.6.2 发病
  • 1.3.7 油菜对菌核病的抗病性鉴定
  • 1.3.7.1 按致病因子分
  • 1.3.7.1.1 草酸鉴定法
  • 1.3.7.1.2 病原菌活体接种鉴定法
  • 1.3.7.2 按接种时期(油菜生育期)分
  • 1.3.7.2.1 苗期鉴定
  • 1.3.7.2.2 成株期鉴定
  • 1.3.7.3 按鉴定的场所分
  • 1.3.7.4 按接种方法分
  • 1.3.7.5 按接种部位分
  • 1.3.7.6 按病原接种体的类型分
  • 1.3.8 油菜抗病育种研究进展
  • 1.3.8.1 无花瓣育种
  • 1.3.8.2 远缘杂交
  • 1.3.8.3 诱导抗性育种
  • 1.3.8.4 抗病基因和转基因抗病育种
  • 1.3.9 抗病生理研究进展
  • 1.3.9.1 油菜的类型与品种的抗病性
  • 1.3.9.2 抗病机制
  • 1.3.9.2.1 避病
  • 1.3.9.2.2 形态组织结构的抗病性
  • 1.3.9.2.3 矿质元素与抗病性的关系
  • 1.3.9.2.4 代谢物质与抗病性的关系
  • 1.3.9.2.5 酶与抗病性的关系
  • 1.3.9.2.6 植物呼吸作用与抗病性的关系
  • 1.3.10 需要研究的问题
  • 1.4 研究目的与内容
  • 1.4.1 研究目的
  • 1.4.2 研究内容
  • 第二章 无菌苗的培养获得
  • 2.1 油菜种子种皮、胚带菌率的检测
  • 2.1.1 种子带菌率
  • 2.1.2 油菜种皮、胚带菌量检测
  • 2.2 种子浸泡对消毒效果的影响试验
  • 2.3 杀菌剂的筛选试验
  • 2.4 地菌杀净的效果试验
  • 2.5 浸种的温度、时间效应试验
  • 2.6 讨论
  • 2.6.1 油菜种子内生菌带菌率高
  • 2.6.2 油菜种皮、胚所带内生菌的种群不同
  • 2.6.3 油菜种子预浸可提高杀菌消毒效果
  • 2.6.4 地菌杀净是最好的外植体辅助杀菌、消毒剂
  • 2.6.5 地菌杀净的最佳使用浓度为1000mg/L
  • 2.6.6 地菌杀净的最佳浸种温度和时间是37℃,7小时
  • 第三章 无菌苗接种菌核菌后有效鉴定时间的探讨及抗病性鉴定
  • 3.1 材料与方法
  • 3.1.1 材料
  • 3.1.2 方法
  • 3.1.2.1 油菜菌核病菌菌种的扩大培养
  • 3.1.2.2 接种后,不同时间测量病斑长度
  • 3.1.2.3 接种后不同时间调查品种间抗病性的差异
  • 3.1.2.4 无菌苗对油菜菌核病的抗性鉴定
  • 3.2 结果与分析
  • 3.2.1 接种后不同时间病斑长度
  • 3.2.2 接种后不同时间品种(材料)间抗病性的差异
  • 3.2.3 无菌苗对油菜菌核病的抗性鉴定
  • 3.3 讨论
  • 第四章 油菜品种对菌核病抗性的田间鉴定研究
  • 4.1 材料与方法
  • 4.1.1 供试油菜品种
  • 4.1.2 方法
  • 4.1.2.1 油菜初花期叶片田间接种鉴定
  • 4.1.2.2 油菜终花期茎杆田间接种鉴定
  • 4.2 结果与分析
  • 4.2.1 初花期叶片接种结果
  • 4.2.2 终花期茎杆接种结果
  • 4.3 讨论
  • 第五章 油菜抗菌核病的生理生化机制
  • 5.1 材料和方法
  • 5.1.1 矿质元素的测定
  • 5.1.2 植株次生代谢产物的测定
  • 5.1.2.1 单宁的测定
  • 5.1.2.2 丙二醛的测定
  • 5.1.2.3 内源草酸的测定
  • 5.1.3 酶活性的测定
  • 5.1.3.1 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的测定
  • 5.1.3.2 超氧化物歧化酶(SOD)活性的测定
  • 5.1.4 呼吸强度的测定
  • 5.2 结果与分析
  • 5.2.1 矿物质含量与抗病性的关系
  • 5.2.2 植株次生代谢产物与抗病性的关系
  • 5.2.2.1 单宁含量与抗病性
  • 5.2.2.2 丙二醛的含量与抗病性
  • 5.2.2.3 内源草酸含量与抗病性
  • 5.2.3 酶与抗病性的关系
  • 5.2.3.1 PLA酶活性与抗病性
  • 5.2.3.2 SOD酶活性与抗病性的关系
  • 5.2.4 呼吸强度与抗病性的关系
  • 5.3 讨论
  • 5.3.1 矿质元素与抗病性
  • 5.3.2 次生代谢产物与抗病性
  • 5.3.2.1 单宁与抗病性
  • 5.3.2.2 内源草酸与抗病性
  • 5.3.3 酶与抗病性
  • 5.3.4 呼吸强度与抗病性
  • 第六章 讨论与结论
  • 6.1 不同生育期、不同场地、不同方法对油菜菌核病抗病性鉴定结果的一致性
  • 6.2 油菜抗菌核病的生理基础
  • 6.3 油菜无菌苗接种菌核菌后适宜鉴定时间的确定
  • 6.4 无菌苗法的操作步骤及应用前景
  • 6.5 无菌苗法的可行性及实用性
  • 6.6 本研究的创新点
  • 6.7 无菌苗法的特色
  • 6.8 有待进一步研究的问题
  • 结论
  • 参考文献
  • 附图
  • 致谢
  • 作者简介
  • 博士在读期间发表的论文
  • 相关论文文献

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