黄萎病弱毒菌株Vn-1诱导植物特异性代谢产物及其功能分析

【类型】学位论文

【题名】黄萎病弱毒菌株Vn-1诱导植物特异性代谢产物及其功能分析

【作者】 彭娇

【关键词】 田间防控试验 代谢组学 诱导抗性 有机酸验证

【学位授予单位】内蒙古农业大学

【摘要】黄萎病是一种普遍发生的土传维管束病害。病原菌主要为大丽轮枝菌（Verticillium dahliae）和黑白轮枝菌（Verticillium albo-atrum）,轮枝菌属真菌。弱毒菌株是一种重要的生防资源,弱毒黄萎病菌株能够诱导作物对于强毒菌株的抗性,对作物黄萎病有交叉保护作用。为了鉴定与弱毒菌株诱导抗性相关的次生代谢产物（SMC,Secondary metabolism compounds）,通过气相色谱-质谱法的代谢组学技术,对被弱毒菌株侵染的向日葵根进行分析,筛选并验证差异SMC,得到了如下结果:1.在Gibellulopsis nigrescens Vn-1和Verticillium dahliae V33接种处理之间的向日葵根组织中,分析得到48种差异代谢物（DMs,Different metabolites）。其中,接种弱毒菌株Vn-1后,17种DMs的积累量显著增加。2.选择了九种差异最大的DMs进一步分析。丙酮酸、苯乙胺和2-苯基丁酸能够抑制灰葡萄孢（Botrytis cinerea）和致病疫霉（Phytophthora infestans）对本生烟（Nicotiana benthamiana）叶片的侵染,以及病原菌在叶片上的扩展。并且,丙酮酸、苯乙胺和2-苯基丁酸处理本生烟24 h后,能够诱导本生烟叶片H₂O₂爆发和病程相关蛋白（PR1、NPR1和PDF1.2）的上调表达。生理生化结果显示:经丙酮酸和苯乙胺处理过的本生烟叶片中防御酶（过氧化物酶（POD,Peroxidase）、过氧化氢酶（CAT,Catalase）、多酚氧化酶（PPO,Polyphenol oxidase）和超氧化物歧化酶（SOD,Superoxide dismutase））活性显著增强。这些结果表明:弱毒黄萎病菌株G.nigrescens Vn-1能够诱导植物中的一些SMCs的积累,这些SMCs可能参与植物对于强毒病原菌的抗性。3.在马铃薯、向日葵植株验证丙酮酸和苯乙胺诱导抗性效果,结果显示:二者均能诱导两种作物叶片H₂O₂的爆发,经丙酮酸和苯乙胺处理过的马铃薯和向日葵组织防御酶活性显著增强,病程相关蛋白表达量显著升高。4.丙酮酸、苯乙胺田间测定结果显示:向日葵植株喷施0.002 mol/L苯乙胺,杭锦后旗、五原两地的黄萎病防治效果,分别为43.63%、40.87%;丙酮酸的防治效果分别为41.79%、22.96%。在马铃薯喷施0.002 mol/L苯乙胺在武川、集宁两地对黄萎病的防治效果分别为46.61%、46.98%;产量分别为3408.46 kg/667 m~2、4099.64 kg/667m~2;丙酮酸的防治效果分别为30.88%、45.51%,苯乙胺增产率为20.80%、17.96%。以上结果表明:苯乙胺和丙酮酸两种SMCs,在田间对于向日葵、马铃薯黄萎病均有明显的防治效果。

【学位年度】2022

【分类号】S432

【导师姓名】周洪友

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