甘蔗受黑穗病菌侵染后的形态结构及生理生化变化

摘要

甘蔗黑穗病是影响甘蔗生产的主要病害之一，在世界各植蔗区普遍发生，给甘蔗产业带来巨大的经济损失。广西是我国的甘蔗主产区，广西的主栽品种新台糖22号(ROC22)黑穗病发病严重，对甘蔗生产影响很大。
　　 本研究形态结构部分选用甘蔗品种ROC22为材料，进行浸渍接种后桶栽至出现黑穗病鞭，然后进行甘蔗外观形态结构和蔗芽超微结构的观察；而生理生化部分以甘蔗品种GT28和ROC22为材料，对其幼苗进行针刺接种后，先进行PCR检测，确定侵染成功后，再对甘蔗幼苗的酶活性及内源激素含量进行测定。试验结果如下：
　　 1.甘蔗受黑穗病菌侵染后，甘蔗植株侧芽长出黑穗病鞭，蔗茎比较细小，主茎长出黑穗后，侧芽也跟着萌发长出黑穗病鞭，叶片比较细小，叶色淡绿；蔗芽细胞的超微结构观察结果为病芽的细胞严重变形甚至空泡化，细胞内含有很多高电子致密物质，出现菌丝体，有囊泡出现；细胞壁断裂，细胞核和核仁变形或降解，染色质分布不均，核仁有乳突；线粒体内脊局部降解或完全解体形成空泡化。
　　 2.甘蔗幼苗接种黑穗病菌后，不同抗性的两个甘蔗品种ROC22和GT28叶片中的几种酶POD、SOD、PPO、PAL、β-1，3-葡聚糖酶和几丁质酶活性均得到不同程度的提高，相同的指标在不同的接种时间点提高的幅度又各不相同，但同一指标中两个甘蔗品种酶的活性变化趋势基本一致。接菌后，抗病品种GT28的POD和SOD活性均高于感病品种ROC22，在接种后3d和5d时ROC22的POD活性升高幅度显著高于GT28，而抗感品种处理间的SOD活性差异均不显著；抗病品种GT28的PPO和PAL活性均高于感病品种ROC22，并在出现酶活性峰时，GT28这两种酶的活性显著高于ROC22；总之，抗病品种GT28的POD、SOD、PPO、PAL活性均高于感病品种ROC22。而β-1，3-葡聚糖酶和几丁质酶活性虽然也得到提高，但ROC22和GT28之间的差异不显著。
　　 3.不同抗性的两个甘蔗品种接种甘蔗黑穗病菌后，幼苗叶片内源激素含量也发生改变。内源IAA含量在侵染初期略有上升但在后期下降，内源ABA含量上升而且都比对照高，并且感病品种ROC22内源IAA和ABA的含量略高于抗病品种GT28的；内源GA含量下降且均低于未接种的对照，内源SA含量上升，而抗病品种GT28的内源GA和SA的含量高于感病品种ROC22的。也就是说，黑穗病菌侵染后，与感病品种ROC22相比，抗病品种GT28有较低的IAA和ABA含量及较高的GA和SA含量。内源JA含量在侵染初期下降，但在后期含量上升，并且ROC22的JA含量峰值出现得比GT28的早；IAA/ABA比值下降且小于对照，感病品种ROC22的IAA/ABA比值变化幅度比抗病品种GT28的大。

目录

文摘

英文文摘

英文缩略表

1 前言

1.1 甘蔗黑穗病概述

1.1.1 甘蔗黑穗病的发生与危害

1.1.2 甘蔗黑穗病的症状

1.1.3 甘蔗黑穗病菌及其生理小种分化

1.1.4 甘蔗黑穗病病原菌的检测

1.1.5 甘蔗黑穗病的传播途径

1.1.6 甘蔗黑穗病的抗性机制研究

1.1.7 甘蔗黑穗病的防治

1.2 植物的抗病机制研究

1.2.1 植物的形态和细胞学抗性

1.2.2 植物的生理生化抗性

1.3 本试验的研究目的和意义

2 甘蔗受黑穗病菌侵染后的形态结构变化

2.1 材料与方法

2.1.1 供试材料

2.1.2 试验方法

2.2 结果与分析

2.2.1 黑穗病菌侵染对甘蔗植株形态的影响

2.2.2 黑穗病菌侵染对蔗茎形态的影响

2.2.3 黑穗病菌侵染对甘蔗叶片形态的影响

2.2.4 黑穗病菌侵染对蔗芽细胞超微结构的影响

2.3 讨论

2.4 小结

3 甘蔗受黑穗病菌侵染后的抗氧化酶活性变化

3.1 试验材料与方法

3.1.1 试验材料

3.1.2 试验设计

3.1.3 测定方法

3.1.4 数据处理

3.2 结果与分析

3.2.1 DNA提取

3.2.2 PCR检测

3.2.3 黑穗病菌胁迫对甘蔗幼苗过氧化物酶(POD)活性的影响

3.2.4 黑穗病菌胁迫对甘蔗幼苗超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

3.2.5 黑穗病菌胁迫对甘蔗幼苗多酚氧化酶(PPO)活性的影响

3.2.6 黑穗病菌胁迫对甘蔗幼苗苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的影响

3.2.7 黑穗病菌胁迫对甘蔗幼苗B-1，3-葡聚糖酶活性的影响

3.2.8 黑穗病菌胁迫对甘蔗幼苗几丁质酶活性的影响

3.3 讨论

3.4 小结

4 甘蔗受黑穗病菌侵染后的内源激素含量变化

4.1 试验材料与方法

4.1.1 试验材料

4.1.2 试验设计

4.1.3 测定方法

4.1.4 数据处理

4.2 结果与分析

4.2.1 DNA提取和PCR检测

4.2.2 黑穗病菌胁迫对甘蔗幼苗生长素(LAA)含量的影响

4.2.3 黑穗病菌胁迫对甘蔗幼苗赤霉素(GA)含量的影响

4.2.4 黑穗病菌胁迫对甘蔗幼苗脱落酸(ABA)含量的影响

4.2.5 黑穗病菌胁迫对甘蔗幼苗水杨酸(SA)含量的影响

4.2.6 黑穗病菌胁迫对甘蔗幼苗茉莉酸(JA)含量的影响

4.2.8 黑穗病菌胁迫对甘蔗幼苗IAA/ABA比值的影响

4.3 讨论

4.4 小结

5 全文结论

5.1 甘蔗受黑穗病菌侵染后的形态结构变化

5.2 甘蔗受黑穗病菌侵染后的抗氧化酶活性变化

5.3 甘蔗受黑穗病菌侵染后的内源激素含量变化

5.4 下一步工作设想

致谢

参考文献

作者在攻读学位硕士期间科研、学术活动和论文发表情况