寡聚糖激发子诱导杨树对溃疡病抗性的研究

摘要

寡聚糖作为一种新型诱抗剂，在植物中可作为早期信息分子，对植物的抗病菌侵染、生长发育、形态建成等有着重大影响。在抗病侵染过程中，寡聚糖能激发包括植保素合成在内的多种防御反应。由于寡聚糖无毒、无污染环境，因此近年来国内外对寡聚糖研究的越来越多，特别是植物病害控制的研究更是热点。本文以杨树溃疡病菌菌丝体细胞壁、壳聚糖、植物细胞壁降解物(寡聚糖)为激发子，以杨树愈伤组织为受体材料，研究了不同类型寡聚糖激发子对杨树愈伤组织抗杨树溃疡病(Dothiorella gregaria)的诱抗效果。并对寡聚糖激发子诱导抗病性的可能生理生化机制进行了探讨。主要取得了以下研究结果： 1、应用酸解加高温高压降解杨树溃疡病菌细胞壁，经90％、70％、50％的乙醇对降解物进行分级沉淀分离，得到三种不同聚合度的寡聚糖激发子A1、A2、A3；壳聚糖经酸解并结合过氧化氢氧化降解得到激发子B；以海带、桔皮和香蕉果皮为原料，用果胶酶降解后，得到三种果胶寡聚糖激发子C1、C2、C3；上述7种激发子经诱导试验均具有激发子活性。 2、通过7种寡聚糖激发子诱导毛白杨愈伤组织对溃疡病抗性实验，筛选出诱导活性较高的3种寡聚糖激发子及其适宜的诱导浓度。3种诱导活性较强的激发子中，A1对溃疡病的诱抗效果为54.8％(Al适宜浓度为20 μg/ml)；B的诱抗效果为34.7％(B适宜浓度为25μg/ml)；C3的诱抗效果为32.3％(C3适宜浓度为50μg/ml)。 3、毛白杨愈伤组织经A1、B、C3 3种激发子诱导处理后HRGP、绿原酸的含量明显增高，HRGP增高了36.8％～48.3％，绿原酸含量增加了97.7％～106.3％，诱导效果为A1>B>C3；HRGP作为植物细胞壁的修饰物能增强细胞壁的抗穿透能力，起到物理抗病作用，绿原酸对多种病原菌具有毒性，起化学抗病作用。 4、3种激发子诱导处理后毛白杨愈伤组织SOD、CAT、POD、PPO、APX、PAL、几丁质酶活性均明显增高，且在诱导2d后的挑战接种互作过程中这些酶的活性在一定时间性内表现出了明显的消长过程，活性峰值均显著高于对照样品的酶活性，表明3种激发子对这些酶均具有明显的诱导作用。 SOD、CAT、POD是植物体内重要的保护酶，对植物与病原菌互作过程中活性氧进发后的活性氧清除起着重要作用；PAL是植物抗病代谢的关键酶，其活性高低直接影响抗菌物质(如HRGP、绿原酸、植保素等)的含量；几丁质酶则对病原真菌细胞壁具有直接的破坏作用，因此其活性的升高具有明显的抗病作用。激发子对这些酶活性的诱导以及对相关抗菌物质含量的影响，在一定程度上揭示了激发子诱导抗性的生理生化机制。

目录

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第一章文献综述

1.1植物诱导抗病性的研究进展

1.1.1植物诱导抗病性的定义及其发展

1.1.2诱导抗病性的一般特点

1.2诱导因子和激发子

1.2.1诱导因子

1.2.2激发子

1.3植物诱导抗病性机制

1.3.1组织病理学机制

1.3.2生理生化机制

1.3.3分子机制

1.4寡聚糖激发子的研究进展

1.4.1寡聚糖激发子生物学功能

1.4.2寡聚糖激发子的制备

1.4.3寡聚糖激发子诱导植物抗病反应的机制

1.5研究的目的意义

第二章材料和方法

2.1主要仪器和试剂

2.2实验材料

2.3寡聚糖激发子的制备

2.3.1溃疡菌丝体寡聚糖的制备

2.3.2壳聚糖激发子的制备

2.3.3果胶糖激发子的制备

2.3.4糖含量采用DNS(3,5-二硝基水杨酸)法测定

2.4愈伤组织的培养

2.5诱导处理

2.5.1激发子诱导处理

2.5.2病原菌针刺法挑战接种处理

2.6病情调查

2.7激发子诱导的抗病相关生理生化指标测定

2.7.1样品Vc含量提取和测定

2.7.2样品可溶性蛋白质的测定

2.7.3样品可溶性糖的提取和测定

2.7.4丙二醛含量的测定

2.7.5富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)含量的测定

2.7.6绿原酸含量的测定：

2.7.7抗病相关酶活性的测定

2.7.8保护酶活性的测定

第三章结果与分析

3.1激发子浓度的筛选

3.2寡聚糖激发子诱导间隔期对杨树溃疡病的影响

3.3激发子处理对毛白杨愈伤组织生理生化抗病指标的影响

3.3.1激发子处理后接菌毛白杨愈伤组织中Vc含量的影响

3.3.2激发子处理后接菌毛白杨愈伤组织中可溶性蛋白质含量的影响

3.3.3激发子处理后接菌毛白杨愈伤组织中可溶性糖含量的影响

3.3.4激发子处理后接菌毛白杨愈伤组织中丙二醛含量的影响

3.3.5激发子处理后接菌毛白杨愈伤组织中富含羟脯氨酸糖蛋白(HRGP)含量的影响

3.3.6激发子处理后接菌毛白杨愈伤组织中绿原酸含量的影响

3.3.7抗病相关酶活性的测定

3.3.8保护酶活性的测定

第四章讨论

4.1寡聚糖激发子调节毛白杨愈伤组织某些生理代谢的探讨

4.2寡聚糖激发子诱导后活性氧爆发机制的探讨

4.2.1寡聚糖激发子诱导后杨树愈伤组织活性氧代谢酶系机制的探讨

4.2.2寡聚糖激发子诱导后杨树愈伤组织某些抗性物质机制的探讨

4.3杨树愈伤组织细胞壁物质及抗菌物质在寡聚糖激发子诱导抗病中作用机制的探讨

4.4寡聚糖激发子诱导后病程相关蛋白的作用机制的探讨

第五章结论

5.1寡聚糖激发子的筛选

5.2寡聚糖激发子对杨树愈伤组织产生抗病的机制

参考文献

致谢

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