三种抗病毒剂抗PRSV的田间药效及其机理研究

摘要

番木瓜(Carica.papaya L.)被确认位居营养最佳的十种水果之首,具有食用、药用和园林绿化用等多种功能。但当前番木瓜环斑病毒病(papaya ringspot virus,PRSV)是世界番木瓜的毁灭性病害,尚不能有效控制。本研究以国内种植广泛的索罗(solo)等番木瓜代表品种为材料,采用生物学、生理学、生物化学和分子生物学方法,系统研究了水杨酸(SA)、病毒必克(Virucide)和禾生素(CTS-N)三种植物抗病毒剂对番木瓜抗PRSV的田间药效、植株的生理活动、生化反应和PRSV基因的表达等的影响。研究结果如下:
　　 1)通过给番木瓜植株处理后接种PRSV或田间自然显症观察,结果表明:适宜浓度的SA和Virucide处理能使PRSV病情保持较低水平,Virucide(92.63％,10.0g/L)的防治效果显著高于SA(71.67％,0.05g/L)(概率P=0.0138);喷雾方式(SA)的防治效果高于灌根方式(46.79％);对solo品种的防效(SA,98.4％)优于对马来西亚Eksotika品种的防效(71.67％);SA和Virncide均对PRSV显症前和显症初期植株的防效较好,对重症期植株的防效较低。
　　 适宜浓度的CTS-N处理使PRSV的病情指数较长时期内升高缓慢,处理后PRSV第260天的病情指数(41.67)显著低于SA处理(49.17)和CK(54.17),控制PRSV的效果高于SA。
　　 2)通过测定处理后番木瓜植株的各种生化物质得出,SA、Yirucide和CTS-N处理后,均诱导提高了植株体内与抗病相关的防御系统酶PPO、SOD、POD的活性,POD、PPO和SOD的活性均在处理后1～3天升高,3天后逐渐降低,SA的三种酶活性均表现得比Virucide处理高且持久。处理并接种PRSV后,番木瓜叶片中POD、PPO和SOD的活性更高。其中,Virucide处理并接种后各种酶的活性高于SA和CK对应酶的活性,如Virucide和SA的POD的活性分别是健康CK的16.6倍和9.7倍。表明SA能诱导番木瓜产生系统抗性,而病毒抑制剂Virucide既能抑制病毒,又能诱导番木瓜产生抗性,增强植株抗病的潜能高于SA。这与PRSV病情的防效研究结果相一致。
　　 CTS-N处理除了提高植株体内POD、PPO、SOD的活性外,还提高了番木瓜叶中总酚及类黄酮等植保素的含量,它们的活性或含量均随CTS-N浓度的提高而提高。表明,CTS-N能诱导番木瓜产生系统抗性。
　　 CTS-N处理也同时增加了番木瓜叶片的叶绿素含量,降低了叶片的叶绿素荧光参数qN值,qN值和Fv/Fm、Fv/Fo、Fm/Fo值均受CTS-N浓度的影响;CTS-N处理后植株的根系活力提高了3-5倍;CTS-N的浓度越大,叶片的细胞膜透性越低。
　　 3)通过采用半定量RT-PCR方法测定处理并接种后番木瓜植株体内PRSV的基因量得出,CTS-N(2.0mL/L)和Virucide(4.0g/L和1.0g/L)处理均抑制了植株体内PRSV-CP基因的表达,而病毒A处理则对体内PRSV-CP基因的增殖没有影响。表明,CTS-N和Virucide均是既能诱导番木瓜抗性,又能抑制植株体内病毒增殖。
　　 综上所述,SA、Virucide和CTS-N对PRSV的病情发展皆有控制作用,后两者的预防控制效果好于前者,此三种抗病毒剂皆能诱导番木瓜产生系统抗性,Virucide和CTS-N对番木瓜植株体内病毒的增殖有抑制作用,CTS-N能增强植株的光合等生理代谢活动。以上研究结果可为这三种抗病毒剂在PRSV防治上进一步的应用研究提供基本依据。

目录

文摘

英文文摘

论文说明:缩略词表

前言

第一章 文献综述与立题依据

1.1 番木瓜环斑病毒病的研究进展

1.1.1 番木瓜环斑病毒病的症状及发病规律

1.1.2 番木瓜环斑病毒病病原的生物学特性

1.1.3 PRSV的抗性鉴定及检测技术

1.2 植物病毒病害及番木瓜环斑病毒病的防治现状

1.2.1 植物病毒病害的防治现状

1.2.2 抗植物病毒剂的种类及相关进展

1.2.3 番木瓜环斑病毒病的防治现状

1.3 几种典型的抗植物病毒剂及其研究进展

1.3.1 水杨酸(SA)

1.3.2 病毒必克(Virucide)

1.3.3 壳聚糖(CTS)

1.4 本研究的目的和意义

第二章 水杨酸和病毒必克对PRSV病情影响的研究

2.1 材料与方法

2.1.1 供试材料

2.1.2 试验设计与方法

2.1.3 病情分级标准

2.1.4 观测数据的统计和分析

2.2 结果与分析

2.2.1 SA处理对PRSV的防治效果研究

2.2.2 病毒必克(Virucide)处理对PRSV的防治效果研究

2.3 结论与讨论

2.3.1 SA和Virucide处理抗PRSV的田间药效

2.3.2 SA和Virucide对PRSV不同发病阶段的效果比较

第三章 水杨酸和病毒必克对番木瓜生理生化特性影响的研究

3.1 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 试验数据的分析统计

3.2 结果与分析

3.2.1 SA和Virucide处理对番木瓜叶中过氧化物酶(POD)活性的影响

3.2.2 SA和Virucide处理对番木瓜叶中多酚氧化酶(PPO)活性的影响

3.2.3 SA和Virucide处理对番木瓜叶中超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

3.2.4 SA和Virucide处理对接种PRSV的番木瓜防御酶活性的影响

3.3 结论与讨论

3.3.1 SA和Virucide处理对番木瓜防御酶活性的影响

3.3.2 SA和Virucide处理对接种病毒后的番木瓜防御酶活性的影响

第四章 禾生素处理对PRSV病情和植株光合特性影响的研究

4.1 材料与方法

4.1.1 供试材料

4.1.2 试验设计与方法

4.1.3 测定项目与方法

4.1.4 病情分级标准

4.1.5 观测数据的统计和分析

4.2 结果与分析

4.2.1 CTS-N对PRSV病情指数的影响

4.2.2 CTS-N处理对番木瓜叶片叶绿素含量的影响

4.2.3 CTS-N对番木瓜叶绿素荧光参数的影响

4.3 结论与讨论

4.3.1 CTS-N对PRSV病情指数的影响

4.3.2 CTS-N对番木瓜叶绿素含量的影响

4.3.3 CTS-N对番木瓜叶绿素荧光参数的影响

第五章 禾生素对番木瓜生理生化特性影响的研究

5.1 材料与方法

5.1.1 试验材料

5.1.2 试验设计

5.1.3 测定方法

5.1.4 试验数据的分析统计

5.2 结果与分析

5.2.1 CTS-N对番木瓜叶中过氧化物酶(POD)的活性的影响

5.2.2 CTS-N对番木瓜叶中多酚氧化酶(PPO)活性的影响

5.2.3 CTS-N对番木瓜叶中超氧化物歧化酶(SOD)活性的影响

5.2.4 CTS-N对番木瓜叶中几丁质酶(Chitinase)活性的影响

5.2.5 CTS-N对番木瓜叶中酚类(Phenolics)化合物含量的影响

5.2.6 CTS-N对番木瓜叶中类黄酮(Flavonoids)含量的影响

5.2.7 CTS-N对番木瓜植株根系活力的影响

5.2.8 CTS-N对番木瓜叶片细胞膜透性的影响

5.2.9 CTS-N对番木瓜幼苗叶绿素荧光参数的影响

5.3 结论与讨论

5.3.1 CTS-N对番木瓜的防御酶活性的影响

5.3.2 CTS-N对番木瓜的总酚和类黄酮等抗毒素的含量的影响

5.3.3 CTS-N对植株根系活力和细胞膜透性的影响

5.3.4 CTS-N对植株光合作用的影响

第六章 病毒必克和禾生素处理对PRSV基因表达影响的研究

6.1 材料与方法

6.1.1 试验材料

6.1.2 试验设计

6.1.3 PRSV-CP基因体内表达量的semi RT-PCR测定

6.2 结果与分析

6.2.1 PRSV RNA提取结果

6.2.2 PRSV-CP特异性引物电泳检测结果

6.2.3 PRSV-CP特异性引物序列检测结果

6.2.4 PRSV-CP基因表达的半定量分析结果

6.3 结论与讨论

第七章 全文总结与展望

7.1 主要结论

7.1.1 SA、Virucide和CTS-N对PRSV病情的影响

7.1.2 SA、Virucide和CTS-N对番木瓜植株的生理生化特性的影响

7.1.3 CTS-N和Virucide对番木瓜植株体内PRSV-CP基因表达量的影响

7.2 讨论

7.2.1 SA、Virucide和CTS-N处理抗PRSV的可能机制

7.2.2 抗植物病毒剂的筛选

7.2.3 本论文的创新与不足之处

7.3 展望

参考文献

附图

致谢

作者简介