小麦感染蓝矮病植原体细胞病理学及几种防御酶活性变化

摘要

小麦蓝矮病(Wheat Blue Drawf)是由条沙叶蝉(Psammotettix st riatus L．)专化性传播的小麦植原体(Phytoplasma)病害，目前仅在中国发生报道。该病主要发生在西北干旱、半干旱地区的晚熟冬麦区，近年逐步向南部中熟高产麦区蔓延，是当前西北干旱麦区间作套种及麦草覆盖区的主要病害之一。 本研究分析了不同抗性小麦品种受小麦蓝矮病植原体感染后，在细胞学水平发生的变化及病程相关酶类活性变化；利用荧光显微镜技术观察小麦及介体内植原体，并比较两种切片技术的检测效果及优缺点。主要研究结果如下： 通过观察接种小麦症状表现发现，小麦蓝矮病的潜育期长短因品种抗性而异，感病品种潜育期为12d左右，抗病品种为18d左右。 利用引物secYF/secYR．，对在不同感病时期的不同品种病株体内总DNA进行植原体SecY基因扩增，检测结果显示：感病品种小麦6号在接种后15d就可以检测到植原体特异性条带，3个抗病品种在接种21d才能检测到特异性条带。 DAPI荧光染色结果显示：无论石蜡切片还是冰冻切片，在病叶韧皮部筛管组织及其薄壁细胞和带毒虫唾液腺中均可以观察到特异性荧光，呈蓝白色亮点、短粗亮线及小云片状亮块，而健康叶片和无毒虫切片中观察不到特异性荧光；同时发现冰冻切片中发出的荧光较石蜡切片强，病叶纵切片较横切片检测到植原体的几率更高。这些结果证明冰冻切片结合：DAPI荧光染色技术是一种快速有效的小麦蓝矮病的早期诊断和检测技术。 透射电镜观察发现：在小麦病株叶脉韧皮部筛管细胞及薄壁细胞内有大量典型的植原体，多以包含体的形式存在；随着植原体的侵入，寄主细胞发生了一系列的超微结构病变：叶绿体膨胀畸形，部分叶绿体外膜破裂、基质流失、基粒降解，出现大量的淀粉粒和嗜饿颗粒：部分细胞核降解，核膜破裂、核质流失甚至核仁分散消失；线粒体在数量上有所增加，部分线粒体嵴出现降解。在健康植株叶片中未发现以上病变。植原体的侵染使抗病品种的过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PLA)三种防御酶活性均有不同程度提高，活性的较大幅度提高时期因酶而异，且明显早于感病品种；感病品种酶活性升高较慢且较抗病品种滞后，有时甚至出现酶活性下降的现象。这些结果显示酶活性变化规律不仅与品种抗性呈一定的相关性，而且与植株发病程度密切相关，这些防御酶活性出现的峰值高低与早晚可作为早期鉴定小麦抗蓝矮病的一种有价值的重要生理指标。

目录

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第一章文献综述

1.1植原体的研究进展

1.1.1植原体病害的发生及危害

1.1.2植原体的发现及分类

1.1.3植原体病原的生物学特性

1.1.4植原体检测方法的研究进展

1.1.5植原体分子生物学检测和鉴定

1.1.6防治策略

1.2小麦蓝矮病研究概况

1.2.1小麦蓝矮病的发生与危害

1.2.2小麦蓝矮病的传毒介体、寄主范围及症状表现

1.2.3小麦蓝矮病病原研究进展

1.3研究目的及意义

第二章小麦蓝矮病植原体DAPI荧光染色检测

前言

2.1材料与方法

2.1.1主要试剂

2.1.2主要仪器

2.1.3供试毒源标样及带毒介体

2.1.4方法

2.2结果与分析

2.2.1介体条沙叶蝉体内植原体荧光观察

2.2.2小麦蓝矮病病株植原体的荧光观察

2.3结论及讨论

第三章小麦蓝矮病植原体及其细胞超微结构研究

前言

3.1材料与方法

3.1.1材料

3.1.2电镜样品的制备及观察

3.2结果与分析

3.2.1小麦蓝矮病植原体形态观察

3.2.2细胞病理变化观察

3.3结论及讨论

第四章小麦蓝矮病症状观察及分子检测

前言

4.1材料及试剂

4.1.1毒源标样及介体来源

4.1.2接种传毒

4.1.3供试品种

4.1.4主要试剂

4.2方法

4.2.1小麦品种症状表现

4.2.2小麦总DNA的提取

4.2.3 PCR扩增

4.2.4 PCR产物电泳分析

4.3结果与分析

4.3.1不同小麦品种温室接种蓝矮病症状表现

4.3.2长春花温室接种小麦蓝矮病植原体症状表现

4.3.3 PCR检测结果

4.4讨论

第五章不同抗性小麦品种感染蓝矮病植原体后体内防御酶活性研究

前言

5.1材料与方法

5.1.1毒源标样

5.1.2供试品种

5.1.3试剂

5.1.4接种与取样

5.1.5酶液提取

5.1.6酶活性的测定

5.1.7酶活性计算公式

5.2结果及分析

5.2.1不同品种POD活性变化

5.2.2不同品种PPO活性变化

5.2.3不同品种PAL活性变化

5.3结论及讨论

参考文献

致谢

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