葛集壶菌的主要生物学特性及其rDNA的ITS分析

论文摘要

葛集壶菌（Synchytrium puerariae Miy，异名：小集壶菌Synchytrium minutum（Pat）Gaum．）又称为葛拟锈病菌，是野葛上的一种专性内寄生菌，侵染野葛形成不规则瘤状形膨大，引致“葛拟锈病”，瘤状体内着生许多病原菌的营养体，阻碍导管中水分和无机营养物质的运输，最终导致野葛的枯死。本研究主要探讨该病菌的发生动态、生物学特性、接种条件，在此基础上探索病菌核酸的获取方法，并分析核糖体DNA（rDNA）的序列，为葛集壶菌在野葛生物控制中的应用和建立该菌的分子快速检测技术奠定基础。研究所获得的主要结果如下：1、从2006年3月到12月对广州市葛拟锈病的发生动态进行调查。调查结果表明：该病每年4～12月在野葛上均有发生，在梅雨季节，病害迅速发生并蔓延，9、10月台风较多，雨水充足，发病重，至12月份，病害的发生仍比较严重，但叶片上病斑的大小基本上已无变化，且随着叶片的枯黄凋落，病情指数呈下降趋势。2、测定葛集壶菌的主要生物学特性，以确定游动孢子囊萌发释放游动孢子的适宜温湿度等条件。结果表明：集壶菌的孢子囊在10～35℃之间均可以萌发，而萌发的最适温度为15～20℃，平均萌发率可达到44.93％；但随着温度的升高或降低，萌发率逐渐下降；当温度为35℃时，萌发率仅为2.4％；孢子囊的致死温度约为46℃；孢子囊在pH为3～11的无菌水中均可以萌发，在pH 6～8时，孢子囊的平均萌发率可达到43.2％，而偏碱和偏酸对孢子囊的萌发均有不同程度的影响；不同的营养条件对孢子囊的萌发影响较小，不管是在没有营养的无菌水中，还是在营养丰富的葡萄糖、蔗糖等溶液中，都可以萌发；孢子囊的萌发不受光照条件的影响，在24h连续光照、24h连续黑暗和12h光照12h黑暗交替3个处理下的孢子囊萌发率分别为43.2％、41.5％和42.67％。3、采集成熟的葛集壶菌接种野葛，分别选用不同的方法和条件，以测定接种温度和湿度对葛集壶菌侵染野葛的影响。实验结果表明：在18℃和20℃时，接种发病率最高，达83.7％；保湿培养时间为6h时可以接种成功，但接种发病率只有11.1％，随着保湿时间的延长，发病率逐渐增大，当接种保湿48h时，发病率可以达到83.7％。4、分别从发病野葛、粉葛（P．thomsonii Benth．）和山葛（P．montana Merr．）上获得病原物集壶菌（Synchytrium pueraria）的孢子囊堆，用其作材料进行了不同DNA提取方法的效果比较，同时对来自以上3种不同植物菌株的rDNA ITS进行了克隆和序列分析。结果表明：改良的氯化苄法获取基因组DNA的效率最高，单孢子囊破碎法释放出的DNA作为模板，然后进行PCR扩增也可以满足ITS的克隆和分析；来源于野葛和粉葛菌株的ITS1-5.8S-ITS2分别为856bp和907bp，同源性为92％；而山葛菌株的ITS1-5.8S-ITS2为1148bp，与野葛和粉葛菌株的同源性分别为54％和55％。由此推断，粉葛与野葛上的菌株可能为同种下不同变种，而山葛上的菌株为另一个种；或者3种植物上的菌株分别为3个不同的集壶菌种。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 缩写词和英汉对照表
• 第一章 文献综述
• 1.1 恶性杂草野葛及其研究概况
• 1.1.1 野葛及其危害
• 1.1.2 扩散分布
• 1.1.3 生物学特性与控制
• 1.2 微生物除草的研究进展
• 1.2.1 病原微生物在生物防治中的应用
• 1.2.2 生防的历史成就及现状
• 1.3 微生物控制野葛的研究进展
• 第二章 引言
• 第三章 材料与方法
• 3.1 实验材料
• 3.1.1 供试植株与菌株
• 3.1.2 主要试剂
• 3.1.3 主要仪器设备
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 培养基及试剂的配制
• 3.2.2 葛集壶菌的形态特征
• 3.2.3 野葛拟锈病的发生动态
• 3.2.4 几种因素对葛集壶菌孢子囊萌发的影响
• 3.2.5 接种温度和湿度对葛集壶菌侵染野葛的影响
• 3.2.6 野葛、粉葛、山葛上集壶菌的核糖体DNA差异性比较
• 第四章 结果与分析
• 4.1 葛拟锈病的症状
• 4.2 葛集壶菌的形态特征
• 4.2.1 病原菌形态
• 4.2.2 葛集壶菌发育史
• 4.3 野葛拟锈病的发生动态
• 4.4 几种因素对葛集壶菌孢子囊萌发的影响
• 4.4.1 温度与孢子囊萌发的关系
• 4.4.2 pH值与孢子囊萌发的关系
• 4.4.3 光照与孢子囊萌发的关系
• 4.4.4 不同培养基质与孢子囊萌发的关系
• 4.5 接种温度和湿度对葛集壶菌侵染野葛的影响
• 4.5.1 接种温度与接种的关系
• 4.5.2 保湿时间与接种的关系
• 4.6 野葛、粉葛、山葛上集壶菌的核糖体 DNA差异性比较
• 4.6.1 DNA的获取
• 4.6.2 PCR扩增
• 4.6.3 ITS的克隆测序
• 4.6.4 序列分析
• 第五章 结论与讨论
• 5.1 葛拟锈病的发生动态
• 5.2 几种因素对野葛上葛集壶菌孢子囊萌发的作用
• 5.3 接种温度和湿度与葛集壶菌侵染野葛的关系
• 5.4 葛集壶菌RDNA-ITS的序列分析
• 参考文献
• 附录
• 附图
• 致谢
• 发表的论文