核盘菌致病机制的关键因子分析

摘要

由核盘菌［Sclerotinia sclerotiorum（Lib.）de bary］引起的菌核病是油菜上的一种重要病害，严重影响油菜的产量和品质。核盘菌EP-1PN受真菌病毒侵染后，其表型发生了显著的改变，包括致病力衰退、生长缓慢和菌落形态异常等现象。这些变化可能是核盘菌致病因子发生变化引起的，对这些因子的研究，有助于深入理解核盘菌的致病机理。本研究以感染真菌病毒的弱致病型菌株和正常的强致病型菌株为材料进行了以下研究： 首先，对来源于茄子上的18个核盘菌进行了致病力测定、培养特性观察以及dsRNA的检测。结果表明：来源于同一块茄子田的核盘菌菌株在致病性方面出现分化。18个菌株中，Ep-1PNA5等是强致病型、Ep-1PA等为中等致病型、Ep-1PN等为弱致病型。将这些菌株的致病性与其培养特性和dsRNA带型进行比较分析，可以看出致病性强的菌株菌丝生长快，菌落扩展均匀，不含dsRNA分子或仅含有7.4kb的dsRNA分子。中等致病性菌株菌丝生长较慢，菌落扩展均匀，不含dsRNA分子或仅含有7.4kb的dsRNA分子。弱致病性菌株菌丝生长缓慢，菌落呈扇形扩展，不均匀，除菌株Ep-1PD之外，其它弱致病性菌株的气生菌丝均发达，至少含有6.4kb的dsRNA分子。 其次，比较了核盘菌菌株Ep-1PN（弱致病型）和Ep-1PNA5（强致病型）在产生草酸、果胶酶、蛋白酶、漆酶和淀粉酶等因子方面的差异。结果表明：致病力弱的菌株Ep-1PN在产生草酸、果胶酶、蛋白酶和漆酶等方面并未受到明显抑制。因此，菌株Ep-1PN致病力减弱的原因可能为菌丝生长活力受到抑制，从而抑制了它们在植物组织中的侵袭能力。由此提出了“核盘菌菌丝生长活力在核盘菌致病过程中起重要作用”的推定。 采用原生质体再生和单菌丝片段分离的方法，分别获得了具有不同致病力的Ep-1PN衍生菌株。将这些菌株的菌丝生长速度与病斑直径结合起来分析，发现它们之间呈显著正相关，这为上述推定提供了直接证据。显微观察表明：Ep-1PN的菌丝原生质分布不均匀，部分细胞的原生质出现颗粒状和稀薄化现象，而菌株Ep-1PNA5的菌丝原生质分布均匀、浓密。再次证明Ep-1PN菌丝中弱致病因子存在于细胞质中。 另外，在试验中出现了2个异常的核盘菌菌株Ep-1PB和Ep-1PK。对其核糖体基因转录间隔区（Internal transcribed spacer,ITS）序列进行同源比较。证明这两个菌株仍然是核盘菌。Ep-1PB和Ep-1PK在PDA培养基上菌丝生长正常，但不能产生菌核结构，Ep-1PB完全丧失了对油菜叶片的致病能力，Ep-1PK对油菜叶片的致病能力受到明显抑制。这说明菌株Bp-1PB和Ep-1PK在致病性和产生菌核能力上均发生了变异。对菌株Ep-1PNA5、Ep-1PB和Ep-1PK产生草酸毒素的定性分析结果表明：菌株Ep-1PB产生草酸的能力受到明显抑制，但它能正常分泌果胶酶和蛋白酶。可见，菌株Ep-1PB致病力丧失与其草酸合成受到抑制是有关的。菌株Ep-1PK能够产生草酸毒素，但其产生存在滞后现象，即菌丝顶端区域没有产生草酸的能力。菌株Ep-1PNA5不仅分泌大量草酸，而且草酸的分泌与菌丝生长同步，即能够实时分泌草酸。这一结果说明：核盘菌菌丝顶端能否迅速合成草酸毒素对其致病性的发挥也是至关重要的。综合对3个核盘菌菌株菌丝生长、草酸分泌和致病性的比较研究可以看出：草酸在核盘菌致病过程中扮演着重要的角色。旺盛生长的核盘菌菌丝（即菌丝活力高）与分泌草酸毒素有机结合才可能使这种真菌具有较强的致病性或侵袭力。 本研究的创新之处包括：（1）证实核盘菌菌丝生长活力是其致病性或侵袭力的重要因素；（2）证实核盘菌Ep-1PN的致病性衰退是一种侵袭力衰退，而非毒力衰退；（3）提出核盘菌实时分泌草酸毒素的概念，并初步证明：核盘菌旺盛生长时，实时（real-time）分泌草酸毒素对其致病性或侵袭力是重要的。

目录

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摘要

第一章核盘菌的致病机制和真菌弱毒性现象的研究进展

第二章核盘菌弱致病性菌株的筛选及相关性分析

第三章菌丝生长活力对核盘菌致病性的重要性Ⅰ.推定

第四章菌丝生长活力对核盘菌致病性的重要性Ⅱ.验证

第五章高生长活力菌丝实时分泌草酸毒素对核盘菌致病性的重要性

参考文献

致谢