化学诱导因子BTH诱导怀菊花对黑斑病抗性的研究

摘要

怀菊花（Chrysanthemum morifolium Ramat.）是我国著名的“四大怀药”之一，但在生产实践中，长期以脚芽和嫩枝进行扦插繁殖或分株繁殖，导致病毒积累、病虫害大面积发生，严重影响了怀菊花的产量和品质。黑斑病是怀菊花感病最普遍、危害最严重的种类之一。目前，种植区还是以化学农药防治为主，抗药性、农药残留、环境污染等问题也随之出现。利用植物自身的诱导抗病性进行病虫害防治，已发展成为植物保护领域的一种全新途径。诱导抗病性是通过各种生物或非生物的诱导因子引发植物自身的免疫应答，从而避免或减轻病原微生物的危害，具有广谱抗性、不污染环境、绿色安全等优点。
　　本研究以BTH为诱导因子，激发怀菊花的诱导抗病性，旨在解决怀菊花病害感染严重这一问题，并分别从形态、生理、分子三个水平对其抗病机理进行了解析，结果如下：
　　1.确定了诱导因子BTH最适诱导浓度与最佳诱导期
　　（1）最适诱导浓度对怀黄菊分别进行0.01、0.10、0.50、1.00和2.00mmol/L的诱导因子BTH处理，5 d后采用针刺法接种黑斑病原菌（Alternaria sp.），26d后观察发病情况。结果发现，当诱导因子BTH浓度为0.50mmol/L时，怀黄菊病情指数达到最低，诱抗效果也达到最大（81.30%）。表明最适的诱导因子BTH诱导浓度是0.50mmol/L。
　　（2）最佳诱导期分别于接种黑斑病原菌前的9、7、5、3和1d对怀黄菊喷施0.50mmol/L的诱导因子BTH，接种26d后观察发病情况。结果发现，诱导因子BTH诱导5d后接种黑斑病原菌的怀黄菊病情指数达到最低，诱抗效果也达到最大（61.40%）。表明最佳的诱导因子BTH诱导期是5d。
　　2.解析了诱导因子BTH提高怀黄菊对黑斑病抗性的机理
　　研究中设置4个处理：无菌水（DW）、DW+A（A.sp.）、BTH，BTH+A。
　　（1）形态水平用0.50mmol/L的诱导因子BTH处理怀黄菊，5d后接种黑斑病原菌，分别于接种0、2、5、10、15d后拍摄不同处理株系的照片，观测不同株系怀黄菊叶片的发病情况。结果发现，怀黄菊经诱导因子BTH诱导后接种黑斑病原菌（BTH+A），第5d时，接种部位的部分病斑扩大，接种部位外的叶片依然健康，第10d时，病斑并未继续扩散，且部分已形成坏死斑，第15d时，所有病斑均形成坏死斑，整个植株未感病，长势良好；而未经诱导因子BTH诱导但接种黑斑病原菌的株系（DW+A），第5d时，已有感病症状，在第15d时，病斑已蔓延至整个叶片，感病症状严重。因此，从形态上来看，BTH诱导的确能提高怀黄菊对黑斑病的抗性。
　　（2）生理水平用0.50mmol/L的诱导因子BTH处理怀黄菊，5d后接种黑斑病原菌，分别于接种0、2、5、10、15d后取样，进行相关酶活性测定，主要包括抗氧化酶POD、SOD、APX、GR和病程相关蛋白酶PPO、PAL、CHT、GLU。结果表明，仅BTH诱导处理（BTH）及BTH诱导并接种黑斑病原菌（BTH+A）后，怀黄菊叶片中的以上8种酶活性与对照相比均有提高，其中BTH诱导并接种病原菌（BTH+A）能更加显著的提高酶活性。
　　（3）分子水平用0.50mmol/L的诱导因子BTH处理怀黄菊，5d后接种黑斑病原菌，分别于接种0、0.5、1、3、5d后取样，进行病程防御相关基因PR1、POD、CHT和GLU的表达量检测。结果表明，仅BTH诱导处理及BTH诱导并接种黑斑病原菌（BTH+A）后，怀黄菊叶片中的以上4种基因的表达量与对照相比均有提高，但提高幅度有所不同，PR1基因的表达量提高幅度最大，最高表达量为对照的78.70倍，CHT基因的表达量提高幅度最小，最高表达量为对照的27.80倍。
　　综上所述，BTH诱导怀菊花提高对黑斑病抗性的机理可能是通过诱导病程相关基因表达，提高抗氧化酶和病程相关蛋白酶活力来实现的。

目录

缩略语

1 前言

1.1 植物诱导抗病性研究现状

1.1.1 概念及特征

1.1.2 诱导抗病性的诱导因子

1.1.3 诱导抗病性的抗病机制

1.2 链格孢属真菌及其引发植物病害的研究

1.3 苯并噻二唑（BTH）及其诱导抗病性的研究

1.4 本研究的内容、目的和意义

2 材料与方法

2.1 实验材料

2.1.1 植物材料与病原菌

2.1.2 主要试剂

2.1.3 主要仪器

2.2.1技术路线

2.2.2诱导因子BTH的最佳诱导浓度筛选

2.2.3 诱导因子BTH的最适诱导期筛选

2.2.4. 诱导因子BTH提高怀黄菊对黑斑病抗性的机理解析

3 结果与分析

3.1 诱导因子BTH的最佳诱导浓度筛选

3.2 诱导因子BTH的最适诱导期筛选

3.3 诱导因子BTH提高怀黄菊对黑斑病抗性的机理解析

3.3.1形态观测

3.3.2相关酶的活性变化

3.3.3 怀黄菊抗病相关基因的表达量检测

4 讨论

4.1 诱导因子BTH使用浓度和诱导期

4.2 BTH诱导对怀黄菊相关酶活性的影响

4.3 BTH诱导对病程相关基因表达量的影响

5 结论

参考文献

致谢

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