内生真菌Chaetomium spirale, Stagonospora sp.与病原菌、寄主植物相互作用的机制

论文题目: 内生真菌Chaetomium spirale, Stagonospora sp.与病原菌、寄主植物相互作用的机制

论文类型: 博士论文

论文专业: 植物病理学

作者: 高克祥

导师: 康振生

关键词: 相互作用,内生真菌,螺旋毛壳,超微结构,生物防治

文献来源: 西北农林科技大学

发表年度: 2005

论文摘要: 近年来,由于栽培品种的单一化和复种指数的提高,由病原物引起的植物病害日趋严重,每年都给农业生产造成相当大的损失。一般地,化学农药能有效地保护植物,但是过量地使用化学农药不仅提高了病原物的抗药性,而且造成环境污染和影响人类健康。公众关心的化学农药对环境和人类健康的有害影响及病原物已经发展的抗药性促进了对一种比较安全的防治方法的研究。生物防治是一种环境友好的和对化学农药有效补充或替代的管理措施。因此生物防治作为有发展前途的防治方法已经受到了特别的关注。越来越多的调查研究显示,内生真菌对植物病害有很大的生防潜力。利用植物内生真菌生防因子防治植物病害的关键是首先要了解其对植物病原菌的拮抗机制和与寄主植物的互作关系。本研究采用光学显微镜、扫描电镜、透射电镜和免疫细胞化学技术,研究了内生螺旋毛壳(Chaetomium spirale)ND35 菌株与土传植物病原菌立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)相互作用的超微结构和细胞化学及其产生的细胞壁降解酶在重寄生中的作用;研究了内生真菌Stagonospora sp. 4/99-1 与受其侵染的芦苇根的互作关系。另外,通过在实验室内分离纯化抗生素和生物测定及田间应用螺旋毛壳ND35的发酵液探索了抗生素在苹果树腐烂病生物防治中的作用。利用纯化的抗生素和水解酶(内切?-1, 3-葡聚糖酶)明确了它们的协同抗菌作用。研究取得以下成果: 1. 内生螺旋毛壳(Chaetomium spirale)ND35 菌株与土传植物病原菌立枯丝核菌(Rhizoctonia solani)菌丝相互作用的超微结构和细胞化学研究。结果表明:螺旋毛壳ND35 缠绕病原菌或在病原菌丝细胞内生长的现象经常发生。ND35 的生长和发育与原生质膜收缩和细胞质瓦解为特征的病原菌丝细胞的高度形态变化相关。胶体金免疫细胞化学定位显示,两真菌的接触是由来源于拮抗菌螺旋毛壳ND35 细胞壁的富含?-1, 3-葡聚糖的一种无定形基质介导的,并在拮抗菌潜在的进入位点粘附在寄主表面。然而,拮抗菌有能力穿过这种屏障,显示在重寄生过程中产生了?-1, 3-葡聚糖酶。用胶体金标记的麦胚凝集素(WGA)定位N-乙酰葡糖胺残基(几丁质)显示几丁质酶也可能在这一拮抗过程中参与病菌菌丝细胞壁的降解。2. 生防因子分泌水解酶被认为是重寄生过程中的关键步骤,细胞壁降解酶在螺旋毛壳ND35 重寄生过程中的作用研究显示,基于培养滤液的酶活性检测及PAGE和IEF 胶上的直接酶活性检测,螺旋毛壳ND35 可产生几丁质酶和一种分子量约为110 kDa 的外

论文目录:

中文摘要

英文摘要

第一章 文献综述

1.1 内生真菌的研究概况

1.1.1 植物内生真菌的多样性、分布和定殖

1.1.2 内生真菌的次生代谢产物

1.1.3 植物内生菌与寄主植物的关系

1.1.4 促进植物生长作用和增强寄主植物抗性

1.1.5 内生真菌在植病生防中的应用

1.2 毛壳菌的生防机制和应用的研究概况

1.2.1 生防因子毛壳的生防机理

1.2.2 毛壳在植病生防中的应用

1.2.3 毛壳作为内生菌生防因子对植物生长的影响

1.2.4 生防因子毛壳在中国的研究

1.3 拮抗真菌与病原菌或寄主植物之间互作的超微结构和细胞化学

1.3.1 拮抗木霉菌

1.3.2 寡雄腐霉

1.3.3 非病原性尖孢镰刀菌Fo47 菌株

1.3.4 虫寄生蜡蚧轮枝孢菌

1.3.5 双核丝核菌

1.3.6 酵母生防因子

1.4 关于芦苇中内生真菌的研究

1.5 本研究的目的和意义

1.5.1 研究的目的

1.5.2 研究的意义

第二章 内生螺旋毛壳ND35 菌株对立枯丝核菌的重寄生:菌丝相互作用的超微结构和细胞化学

2.1 引言

2.2 材料与方法

2.2.1 真菌分离物和培养条件

2.2.2 对峙培养试验

2.2.3 光学显微镜观察

2.2.4 透射电子显微镜观察

2.2.5 细胞化学标记

2.2.6 免疫细胞化学

2.3 结果

2.3.1 对峙培养中真菌生长和光镜观察

2.3.2 透射电镜观察

2.3.3 N-乙酰基葡糖胺残基(几丁质)的细胞化学定位

2.3.4 β-1, 3-葡聚糖的免疫细胞化学定位

2.4 讨论

图版说明

第三章 生防因子内生螺旋毛壳ND35菌株的细胞壁降解酶与重寄生作用

3.1 引言

3.2 材料与方法

3.2.1 微生物

3.2.2 螺旋毛壳ND35 菌株重寄生作用的扫描电镜观察

3.2.3 真菌细胞壁的制备

3.2.4 碳源对β-1, 3-葡聚糖酶产生的影响

3.2.5 立枯丝核菌的CWP 诱导β-1, 3-葡聚糖酶和几丁质酶

3.2.6 胞外酶蛋白的提取

3.2.7 溶液中β-1, 3-葡聚糖酶和几丁质酶活性测定

3.2.8 平板上蛋白酶的测定

3.2.9 蛋白质电泳和基于聚丙烯酰胺凝胶上β-1, 3-葡聚糖酶和几丁质酶检测

3.2.10 β-1, 3-葡聚糖酶在等电聚焦(IEF)凝胶上直接检测

3.3 结果

3.3.1 扫描电镜观察重寄生作用

3.3.2 酶的产生和调控

3.3.3 β-1, 3-葡聚糖酶和几丁质酶活性在胶上测定

3.4 讨论

第四章 内生螺旋毛壳ND35 菌株产生的抗生素在苹果树腐烂病生物防治中的作用

4.1 引言

4.2 材料与方法

4.2.1 微生物和植物

4.2.2 对峙培养

4.2.3 不同液体培养过滤液对病原菌菌丝生长的的影响

4.2.4 培养滤液对病菌分生孢子萌发的影响

4.2.5 温室人工接种测试

4.2.6 接种苹果枝条的再分离

4.2.7 螺旋毛壳ND35 菌株的发酵液生产

4.2.8 螺旋毛壳ND35 菌株的麦麸接种剂制备

4.2.9 田间生物防治试验

4.2.10 从液体培养中提取真菌毒性代谢物质

4.2.11 硅胶柱过滤层析

4.2.12 薄层层析(TLC)

4.2.13 三个组分的生物测定

4.2.14 高效液相色谱(HPLC)检测

4.2.15 纯抗生素对病原菌菌丝生长的抑制效果

4.2.16 试验数据统计分析

4.3 结果

4.3.1 螺旋毛壳ND35 菌株与苹果树腐烂病菌生长的互作

4.3.2 螺旋毛壳培养滤液对病原菌菌丝生长的抑制作用

4.3.3 培养滤液对病原菌分生孢子萌发的抑制作用

4.3.4 温室中苹果枝条人工接种的结果

4.3.5 接种苹果枝条的再分离

4.3.6 苹果树腐烂病在田间的生物防治效果

4.3.7 螺旋毛壳ND35 菌株和苹果树腐烂病菌在田间防治中的再分离

4.3.8 抗生素三个组分的生测结果和抗生素的HPLC 检测

4.3.9 纯化的抗生素对病原菌丝生长的抑制作用

4.4 讨论

第五章 内生螺旋毛壳ND35 菌株产生的抗生素和水解酶的协同抗菌作用

5.1 引言

5.2 材料与方法

5.2.1 真菌和培养条件

5.2.2 诱导β-1,3-葡聚糖酶的真菌细胞壁的制备

5.2.3 β-1,3-葡聚糖酶粗提液的制备

5.2.4 β-1,3-葡聚糖酶的纯化

5.2.5 抗生素培养滤液的准备

5.2.6 从液体培养物中提取抗生素

5.2.7 硅胶过滤层析和薄层层析

5.2.8 抗真菌活性的生物测定

5.2.9 数据分析

5.3 结果

5.3.1 水解酶粗提液对病原菌菌丝生长的抑制作用

5.3.2 抗生素培养滤液对病原菌菌丝生长的抑制作用

5.3.3 水解酶和抗生素对病原菌菌丝生长的协同抑制作用

5.3.4 水解酶粗提液对病原菌分生孢子萌发的抑制作用

5.3.5 抗生素培养滤液对病原菌分生孢子萌发的抑制作用

5.3.6 纯化的内切β-1,3-葡聚糖酶与纯化的抗生素结合对苹果炭疽病菌分生孢子萌发的协同抑制作用

5.4 讨论

第六章 种传的有益内生真菌STAGONOSPORA SP.能侵入芦苇根表皮的细胞壁,但不能深入到皮层

6.1 引言

6.2 材料与方法

6.2.1 植物和真菌材料

6.2.2 接种

6.2.3 光学显微镜(LM)

6.2.4 低温扫描电镜(LTSEM)

6.2.5 透射电子显微镜(TEM)

6.2.6 免疫胶体金标记

6.3 结果

6.4 讨论

图版说明

第七章 总结

参考文献

致谢

作者简介

发布时间: 2005-12-22

参考文献

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