苎麻炭疽病病原鉴定和抗病生化机制研究

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苎麻炭疽病(Colletotrichum boehmeriae Sawada)是苎麻上发生普遍而严重的病害之一,重病地幼苗往往成片倒伏死亡,成株发病病叶穿孔,叶片发黄早落,纤维变红色,难于漂白,纤维支数、断裂强度、断裂伸长率下降,严重影响苎麻纤维的产量和品质。我国虽然早已有苎麻炭疽病害的文献,但还未见系统研究的报道。本文对从湖南长沙苎麻所材料圃分离采集的19个炭疽病菌株进行ITS病原鉴定,并对抗/感炭疽病苎麻品种接菌后防御性酶活性和丙二醛、可溶性蛋白含量变化进行研究。研究、分析苎麻防御性酶活性变化与抗病性的关系,探讨苎麻抗病性生化机制,对于苎麻抗病基因的克隆和抗病品种的选育具有理论和实际指导意义。本研究从湖南长沙苎麻研究所材料圃分离、获得的19个炭疽病菌株。扩增了这些菌株的rDNA-ITS,并对rDNA-ITS区序列分析,测序和利用序列信息聚类分析以及在计算机网络上与数据库的序列进行比对。结果表明:19个参试菌株的ITS长度均为575 bp左右,从ITS各区段序列长度与GC含量上比较,各属间差异不大;参试菌株被聚为2个类群:第一类为8;18;10:4;11;15;1;2;12;21;17,第2类为16;9;19;13;20;14;3;5。经在NCBI网站的blast比对分析,结果表明两组均为胶孢炭疽菌。本文以苎麻品种“华苎4号”和“湘苎1号”为材料,研究苎麻不同抗性品种感染炭疽病菌后,叶片细胞内防御酶活性变化和丙二醛(MDA)、可溶性蛋白含量变化。结果表明:(1)抗/感品种喷清水对照的防御性酶活性和丙二醛、可溶性蛋白含量变化不明显,但对照间抗病品种“华苎4号”的POD、SOD活性明显高于感病品种“湘苎1号”,MDA和可溶性蛋白含量基本持平。(2)接菌后,“华苎4号”POD活性迅速上升,比感病品种“湘苎1号”先达到第一个峰值;接菌72 h达到第二峰值后,感病品种“湘苎1号”POD活性迅速下降,抗病品种“华苎4号”POD活性下降较缓慢,后期保持较高的活性;表明POD活性与苎麻抗炭疽病性成正相关。(3)抗感苎麻品种接菌后的SOD活性的变化趋势刚好相反,“华苎4号”的SOD活性先下降后平稳上升,在中后期维持了较高的酶活水平;“湘苎1号”在接种后SOD活性先上升后下降。这说明苎麻抗炭疽病性与病害早期的SOD活性呈负相关的关系。(4)抗感品种在接菌后,其叶片中的MDA含量先上升后下降,但“华苎4号”上升比“湘苎1号”快;但是接着“华苎4号”下降比“湘苎1号”快。(5)抗感病品种接种后蛋白质含量上升后下降,“湘苎1号”比“华苎4号”上升快,峰值高;96h以后,可溶性蛋白含量均无明显变化。以上结果说明,抗病品种“华苎4号”对病菌的侵染比较敏感,其自我调节和恢复正常状态及抗膜脂过氧化的能力均比感病品种“湘苎1号”强。
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