论文摘要
丝核菌（Rhizoctonia spp.）是一种世界性分布的真菌,该类真菌每年可造成世界范围内200多种作物20%以上的产量损失,是一类具有经济重要性的病原物。Rhizoctonia spp.在自然条件下主要以菌丝体及菌核完成病害循环。菌核是菌丝体相互缠绕、纠结形成的坚硬的休眠结构,对真菌抵御营养缺乏、干燥及杀菌剂等不良环境具有重要意义。目前国内外对Rhizoctonia spp.的研究主要集中在病原种类、病菌生物学特性、遗传多样性及致病机制等,对菌核发育条件及发生机制了解较少。研究丝核菌属真菌的菌核形成条件、生理生化特征等,可以帮助我们了解该类真菌的菌核发育机制,为控制该类病害的发生提供新的理论依据。本研究以立枯丝核菌（R. solani）AG-1-IA融合群玉米分离物、禾谷丝核菌（R. cerealis）AG-D融合群小麦分离物和双核丝核菌（binucleate Rhizoctonia）AG-A融合群玉米分离物三个具有代表性的融合群菌株为材料,对影响菌核形成的条件、菌核发育各阶段的信号分子变化特征及外源信号分子的作用特点等进行了初步研究,获得以下结果:1.环境条件对菌核发育的影响首先,从5个方面对影响R. solani和R. cerealis菌核形成的环境条件进行了分析,结果发现,R. solani AG-1-IA融合群菌核形成的最适温度35℃;最适酸碱度为pH5;最适光照条件为光暗交替的环境;最适碳源为葡萄糖,最适氮源为硝酸钾。R. cerealis AG-D融合群除菌核形成的最适温度为20℃外,其他条件如最适酸碱度、最适光照条件、最适碳源和氮源等均与R. solani类似。2.菌核发育不同阶段活性氧变化氧化爆发是真核生物对外界刺激最快速的反应之一,参与多种细胞发育过程。为了解Rhizoctonia spp.菌核不同阶段是否有活性氧的参与,对菌核发育不同阶段O2·ˉ的产生速率进行了观察,结果发现,O2·ˉ的产生速率在3种Rhizoctonia中表现类似的特点,O2·ˉ最大值均出现在菌核未分化阶段,随后降低,在菌核成熟期达到最低值。H2O2是真核生物中另一种较稳定的活性氧,对3个融合群菌核形成各阶段H2O2的变化测定发现,各融合群在菌核未分化阶段H2O2浓度最低,而在菌核形成初期H2O2浓度迅速升高,于菌核形成中期达到最大值,随后又有所降低。这表明O2·ˉ和H2O2等活性氧爆发与Rhizoctonia spp.的菌核发育有密切的关系。3.菌核发育不同阶段活性氧代谢相关酶的变化特点从4个方面对菌核发育不同阶段活性氧代谢相关酶进行了分析。结果表明,各种活性氧代谢相关酶与菌核发育阶段密切相关。对各阶段脂质过氧化反应测定表明,菌核形成不同阶段脂质过氧化反应存在明显差异,其中binucleate Rhizoctonia AG-A融合群在脂质过氧化反应中变化最明显,在菌核未分化阶段,脂质过氧化反应水平较低,随着菌核的发育逐渐升高,在菌核成熟后达最高值,分别达到未分化阶段的17倍和菌核形成初期的7倍,其他融合群脂质过氧化反应水平在各阶段的变化趋势类似。对不同阶段黄嘌呤氧化酶（XO）活性测定表明,菌核形成不同阶段XO活性存在明显差异,其中R. cerealis AG-D融合群中XO活性变化最明显,在菌核未分化阶段,XO活性较低,随着菌核的发育成熟XO活性逐渐升高,在菌核成熟后活性达最大。超氧化物歧化酶（SOD）是重要的活性氧清除酶,对菌核形成不同阶段SOD活性测定发现, SOD在菌核形成初期活性最高,而在菌核未分化期和菌核成熟期活性较低。而另一种重要的活性氧清除酶过氧化氢酶（CAT）酶活性与SOD不同,在菌核成熟期该酶活性最高,而在菌核未分化期活性最低。CAT与SOD活性变化在3种丝核菌中表现类似趋势。另外,三个融合群菌株均具有三种SOD同工酶和一种CAT。4.外源信号分子对菌核发育的影响从2个方面对菌核发育过程中的细胞信号转导途径进行了测定。通过外源添加环腺苷酸（cAMP）对其参与菌核分化进行了研究,结果表明,R. solani AG-1-IA在不同浓度cAMP处理下的菌核数目差异极显著,在0.0125～0.0375 mg/mL浓度下,菌核数目随着cAMP浓度升高而增加,明显多于不含cAMP培养基中的培养。R. cerealis AG-D融合群表现类似特点。同时,cAMP的添加会使菌丝生长发生不同程度的畸形。草酸（OA）是高等生物中另一种重要的信号成分,可通过与细胞Ca2+的结合参与pH介导的信号传递过程。本研究发现,在相同的pH条件下,R. solani AG-1-IA在HCl和OA的培养基中菌核形成有明显差异,在pH7时,两处理菌核数目基本接近,但在pH4～6时,含OA培养基中菌核数目明显增多,在pH4时菌核数量差异明显,达到极显著水平。