马铃薯粉痂菌的鉴定及侵染过程中寄主防御酶系的研究

摘要

马铃薯粉痂病是我国一种检疫性病害。可由种传和土传，主要为害块茎及根部，病原菌为原生动物界根肿菌门根肿菌纲粉痂菌属粉痂菌（Spongospora subterranea f. sp. subterranea）。其侵染马铃薯后，影响马铃薯的表观，商品价值降低，而且病原菌很难清除，一般休眠孢子可以在土壤中存活8年以上。另外粉痂菌是马铃薯帚顶病毒potato mop-top virus(PMTV)的传播介体， PMTV也是我国的检疫性病毒，随着粉痂病的普遍发生，PMTV的发生风险也会越来越大。
　　本研究主要在北方马铃薯种薯繁育区发现并采集到了马铃薯粉痂病材料，通过病原鉴定、分析、马铃薯接种试验，初步分析上述地区粉痂病原的特征。取得如下结果：
　　1、完成了山东、河北、内蒙古等地区马铃薯粉痂病的病菌形态分析鉴定，确定马铃薯粉痂病确在上述地区发生。粉痂菌侵染初期，最初在薯块表皮上出现针头大小的褐色小斑，后小斑逐渐隆起、膨大，成为直径3-5mm不等的“疤斑”，疤斑呈火山开口状开裂向外释放休眠孢子囊。通过休眠孢子囊扫描电镜观察，发现休眠胞子聚结成海绵状中空的休眠孢子团状物，直径19-33μm。并比较了马铃薯粉痂病与马铃薯疮痂病的形态特征的区别。与粉痂病不同，疮痂病病原为放线菌，不存在休眠孢子囊。
　　2、利用ITS特异性引物SsF/R和肌动蛋白引物Sss-actinF/R扩增了粉痂病原菌相应的片段,并与国外已报道序列比较，建立系统进化树，确定其分类地位。比较发现本文鉴定的粉痂病原菌ITS区域与S. subterranea f.sp.subterranea TypeⅡ相似性为100％。目前国外根据ITS序列不同，分为两种类型，一种 S. subterranea f.sp.subterranea TypeⅠ的发源地在South America，而S. subterranea f.sp.subterranea TypeⅡ的发源地一直不清楚，但是在European、Australasian和North America都有发现它的存在。
　　3、完成了马铃薯粉痂病病原菌侵染过程中抗氧化酶酶活的测定。测定了两个马铃薯品种Favorita和Shepody对马铃薯粉痂病菌侵染过程中LOX、SOD、POD、CAT等防御酶的变化，发现接种第3天，两个品种LOX酶活性迅速升高，而SOD酶活性是逐渐平稳升高；接种第5天，Favorita品种的POD酶活性迅速升高，而Shepody品种的POD酶活性是逐渐波动升高；接种第7天，两个品种的CAT酶活性迅速降低。结果为抗马铃薯粉痂病品种筛选和选育提供依据。
　　本文完成我国山东、河北、内蒙古等马铃薯种植区马铃薯粉痂病的形态及分子鉴定并确定这些地区发生了马铃薯粉痂病，通过病原菌活体接种侵染，观察分析侵染过程中马铃薯植株抗氧化酶等酶活性变化，这为马铃薯抗粉痂病品种的筛选提供依据。