空心莲子草生物学特性及其生防真菌SF-193控草作用机理的研究

摘要

空心莲子草（Alternanthera philoxeroides）是当今在世界范围内蔓延泛滥的一种恶性杂草，由于其具有强大的克隆繁殖特性，对生物多样性、农业生产、舷运业造成了巨大的破坏，急需整治。本研究通过对空心莲子草的基本生物学特性（生长周期、最适生长条件）的研究，结合一株具有自主知识产权的具有很高除草活性的生防真菌假隔链格孢（Nimbya alternanthera）菌株SF-193的入侵特性、分生孢子萌发的适宜环境条件、活性氧和相关防御酶体系的时、空变化，初步探究了空心莲子草的最佳防控条件和SF-193的除草机理，为深入研究SF-193的致病因子和商品化提供理论依据。
　　 （1）研究对南京本地生长的旱生空心莲子草进行了生长周期调查及其生物学特性研究，主要包括物候期、形态学观察、营养生长特性、最适生长条件。调查结果表明，本地空心莲子草由4月初开始萌发出土，在生长周期（3月～10月）内主要营无性繁殖，至7月上旬主茎生长达到最高，生长速度开始减缓；一级分枝和叶数在5月中旬达到第一个生长高峰期，随后减缓；在7月上旬达到第二个生长高峰期。室内盆栽实验结果表明，旱生空心莲子草的最适生长条件为土壤湿度40％～60％，土壤湿度40％左右时其萌发率达到最大；其最适土壤pH为4～6偏酸性土壤；最适萌发和营养生长温度为30～35℃；无论是萌发还是营养生长，其对光照强度均不敏感，在7000LUX光照处理和无光处理中萌发率均无显著差异，在营养生长过程中除无光处理叶片脱落失绿，其余梯度处理各形态指标均无显著差异。
　　 （2）实验测定了空心莲子草生防菌株SF-193分生孢子的最适萌发条件并电子显微观察了其叶面侵入过程。结果显示，分别在20～30℃，PH5～6，空气相对湿度为100％时分生孢子能达到最大萌发率；光照对其萌发无显著影响；pH6、RH100％、28℃恒温黑暗条件下培养4h，分生孢子萌发率接近100％。扫描电镜观察结果显示，SF-193分生孢子在接种4h后萌发形成芽管，6h后在叶片表皮细胞表面形成膨大侵入叶片组织，24h后菌丝转由气孔侵入。透射电镜观察结果表明，在接种8-72h内，寄主细胞叶绿体、线粒体、质膜均受到强烈伤害。
　　 （3）实验研究了空心莲子草生防菌株SF-193对空心莲子草叶片的活性氧及其防御酶系的活性的影响。用SF-193菌丝液处理空心莲子草后检测空心莲子草活性氧的时、空变化和相应防御酶系活性的变化。结果显示，在SF-193侵染前期（4～8h），超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、过氧化物酶（POD）活性迅速升高，而活性氧（H2O2、O2.-）含量并未显著增加；侵染中后期（24～72h），活性氧（H2O2、O2.-）含量迅速上升，而此时防御酶活性则显著下降低于CK；SF-193处理的空心莲子草叶片MDA含量在发病中后期呈现上升趋势。整个病程中没有观察到明显的HR反应，植株表现出强烈的感病症状。

目录

文摘

英文文摘

上篇 文献综述

1 空心莲子草及其危害

1.1 空心莲子草的分类地位、起源和分布

1.2 空心莲子草的形态特征

1.3 空心莲子草的危害

1.4 空心莲子草的入侵机制

2 生物除草剂概述及其研究进展

2.1 生物除草剂概述

2.2 生物除草剂研究进展

2.3 微生物除草剂展望

3 真菌防除空心莲子草研究进展

3.1 空心莲子草致病菌的筛选

3.2 次生代谢物质研究

4 植物活性氧和相关防御酶体系概述

4.1 活性氧及其在植物体内的功能

4.2 植物活性氧相关防御酶体系及其功能

下篇 研究内容

第一章 空心莲子草的无性繁殖特性研究

摘要

Abstract

1 材料和方法

2 试验结果和分析

3 讨论

第二章 空心莲子草生防真菌SF-193分生孢子萌发条件及其侵入过程

摘要

Abstract

1 材料和方法

2 结果和分析

3 讨论

第三章 生防菌SF-193对空心莲子草活性氧代谢及相关防御酶系统的影响

摘要

Abstract

1 材料和方法

2 结果和分析

3 讨论

参考文献

攻读学位期间发表的学术论文

致 谢