菊花白锈病综合防治及菊花抗病相关基因研究

论文摘要

菊花白锈病是菊花（Chrysanthemum morifolium Ramat）重要病害之一,在多个国家被列为检疫性病害。菊花白锈病最早于1895年在日本发现,1901年Hennings将此病原鉴定为Puccinia horiana Henn。此后随着菊花苗木和切花菊在国际间的交流,该病在世界范围内传播,给各地菊花产业造成了严重的经济损失。该病随着菊花产业生产规模的扩大,逐渐成为菊花鲜切花生产和露地栽培生产的限制因素。我国菊花品种资源丰富,品种间抗病性差异显著,因此对菊花品种资源进行鉴定和评价,寻找菊花中与抗病相关的基因,进行菊花抗病育种,对于防治该病具有重要意义。经人工接种后,病原在菊花上表现出病害的典型症状:叶背产生淡黄色疱状突起,即冬孢子堆。通过对菊花白锈病自然发病过程与人工接种发病过程观察,鉴定该病原是:堀氏柄锈菌（P. horiana）,该病原菌属于担子菌门冬胞菌纲锈菌目柄锈菌科柄锈菌属。本文对病原菌冬孢子的萌发生物学特性进行了研究,发现影响冬孢子萌发的主要因素是温度和水分。冬孢子在4℃-32℃均可萌发,适宜的萌发温度为15℃-24℃,尤其以18℃-21℃最为合适;自由水的存在是冬孢子迅速萌发的必要条件之一,在没有自由水存在时,即使相对湿度达100%,冬孢子在24h内也不萌发;pH值为4-6.5时萌发率较高,最适pH值为6。这为通过调控叶片微环境从而预防该病提供了依据。通过对菊花白锈病菌在北京地区越冬和越夏规律的调查,发现菊花白锈病菌在北京地区无法在露地、土温室及菊花病残体上越冬;而夏季高温抑制该病的发生。这些研究结果为北京地区预防该病提供了依据。通过田间药剂试验,筛选出了世高+代森锰锌（4000x+1200x）、药剂A+药剂B（Xx）、品润（800x）、菊病必治（500x）、品生（1500x）及粉锈宁（1000x）进行菊花白锈病的预防药剂使用;在菊花白锈病发生初期施用黑杀+品生（3000x+2000x）、福星（10000x）、黑杀+吉友（3000x+600x）、腈菌唑+代森锰锌（8000x+1200x）、黑杀（3000x）、世高+代森锰锌（3000x+1200x）、阿米西达（3000x）,可以控制菊花白锈病进一步危害。针对带菌插穗进行药剂处理,为从种苗切断传染源提供了依据。在以上研究基础之上,提出了北京地区防治菊花白锈病以预防为主,加强检疫;栽培措施控制加化学药剂防治的综合措施。作者通过对47个中国传统菊花品种自然发病和人工接种发病调查,鉴定出9个免疫品种和27个在菊花抗病育种中有利用价值的品种。运用cDNA-AFLP技术分析了菊花与菊花白锈病菌互作过程中的基因转录谱,得到了18个具有同源序列的病原诱导片段和33个未知功能基因片段。其中18个已知同源序列根据推测的功能可分为7类:抗病基因、类受体蛋白激酶、大分子蛋白伴侣相关基因、光合作用和光呼吸相关基因、反转录蛋白基因、衰老相关蛋白基因及其他代谢相关基因。根据对这些基因片段的分析,作者认为:菊花抗白锈病过程是一个复杂的反应过程,可能涉及到植物抗病基因、受体蛋白激酶、光合作用和光呼吸、反转录转座子、以及衰老和其他一些代谢过程。其中分离得到的大分子蛋白伴侣相关基因最多,推测该类基因在菊花抗白锈病过程中具有重要作用。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 菊花白锈病研究进展
• 1.1.1 菊花白锈病危害
• 1.1.2 菊花白锈病分布
• 1.1.3 菊花白锈病发病规律研究进展
• 1.1.4 菊花抗菊花白锈病育种研究
• 1.1.5 菊花白锈病的防治
• 1.1.6 菊花白锈病抗病机理研究
• 1.1.7 存在的问题
• 1.2 植物抗病性概述
• 1.2.1 植物抗病基因
• 1.2.2 植物抗性基因的作用机理
• 1.2.3 植物抗病性的信号传导途径
• 1.2.4 植物病程相关蛋白转录调控
• 1.2.5 植物抗病基因的克隆方法
• 1.3 本研究目的意义、研究内容与技术路线
• 1.3.1 研究的目的和意义
• 1.3.2 研究内容
• 1.3.3 技术路线
• 2 菊花白锈病症状观察及病原鉴定
• 2.1 材料与方法
• 2.1.1 症状观察
• 2.1.2 病原鉴定
• 2.2 结果与分析
• 2.2.1 症状观察
• 2.2.2 病原鉴定
• 2.3 讨论
• 3 菊花白锈病菌冬孢子生物学特性及越冬、越夏规律研究
• 3.1 材料与方法
• 3.1.1 材料
• 3.1.2 方法
• 3.2 结果与分析
• 3.2.1 冬孢子生物学特性
• 3.2.2 冬孢子在北京地区越冬、越夏规律
• 3.3 讨论
• 3.3.1 菊花白锈病菌冬孢子萌发的关键条件
• 3.3.2 菊花白锈病发生的环境条件
• 4 菊花白锈病化学防治措施研究
• 4.1 材料与方法
• 4.1.1 材料
• 4.1.2 方法
• 4.2 结论与分析
• 4.2.1 预防菊花白锈病药剂筛选
• 4.2.2 治疗菊花白锈病药剂筛选
• 4.2.3 感病插穗药剂处理试验
• 4.3 讨论
• 5 菊花抗白锈病品种资源鉴定与评价
• 5.1 材料与方法
• 5.1.1 材料
• 5.1.2 方法
• 5.2 结果与分析
• 5.3 讨论
• 5.3.1 发病方式对抗病鉴定结果的影响
• 5.3.2 发病率、病情指数及反应型在观赏植物品种抗病鉴定中的意义
• 5.3.3 菊花品种抗病资源评价及利用方式
• 6 菊花中抗病相关基因片段分离
• 6.1 材料与方法
• 6.1.1 植物材料
• 6.1.2 主要生化试剂
• 6.1.3 PCR 引物及接头
• 6.1.4 试验设计与方法
• 6.2 结果与分析
• 6.2.1 RNA 的提取
• 6.2.2 cDNA 双链合成、酶切连接及预扩增
• 6.2.3 cDNA-AFLP 转录图谱
• 6.2.4 差异片段回收
• 6.2.5 序列比对
• 6.3 讨论
• 6.3.1 植物材料的选择
• 6.3.2 抗病相关PIF 同源序列功能分析
• 6.3.3 对菊花抗菊花白锈病菌过程分子机理的初步探讨
• 7 结论
• 7.1 菊花白锈病研究
• 7.1.1 菊花白锈病症状表现及病原菌鉴定
• 7.1.2 菊花白锈病菌冬孢子生物学特性研究
• 7.1.3 菊花白锈病菌在北京地区越冬、越夏研究
• 7.1.4 化学药剂的筛选
• 7.2 菊花白锈病综合防治措施
• 7.2.1 预防措施
• 7.2.2 化学药剂防治
• 7.2.3 利用品种抗病性
• 7.3 菊花与菊花白锈病菌互作过程中差异表达基因分析
• 7.4 展望
• 7.4.1 菊花白锈病防治研究
• 7.4.2 菊花白锈病抗病机理研究
• 附录
• 参考文献
• 个人简介
• 导师简介
• 致谢