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新农抗702诱导水稻防御纹枯病的生理生化机理研究

作　者: 徐佳
导　师: 涂国全
学　校: 江西农业大学
专　业: 微生物学
关键词: 新农抗702 水稻纹枯病 诱导抗性 生理生化机制
分类号: S511
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要


水稻纹枯病是一种每年给全球水稻造成巨大损失的病害。相对于传统防治病害的方法而言,植物诱导抗性具有着抗病谱广、安全无污染等特点,被认为是植物保护的新途径和新技术,而微生物次生代谢产物近年来是生物防治研究的热点。链霉菌702是江西农业大学生物科学与工程学院应用微生物研究室从土壤中分离筛选获得,从该菌所产的抗菌活性物质分离提取到的纯度达90%的抗真菌活性组分,为多烯大环内酯抗生素,简称新农抗702,对其再经制备型HPLC进一步分离纯化,分别获得抗真菌活性物质纯度达90.28%的单体馏分DZP-9,和纯度达99.47%的单体馏分DZP-8。两单体组分分别经紫外、红外、质谱和核磁共振谱测定结果表明,单体组分DZP9的分子式和分子量分别为C35H60012和670Da,单体组分DZP8的分子式和分子量分别为C35H62014和704Da,为国内外首次发现和鉴定,命名为抗真菌霉素702。新农抗702可湿性粉剂对离体水稻纹枯病、稻瘟病的作用效果显著,应用在活体水稻中,对水稻纹枯病的保护与治疗活性(EC50值)分别为1.87mg/mL和27.9mg/mL,两者活性差异较大,保护活性明显高于治疗活性,研究表明农抗702于发病之前喷施,更有利于水稻纹枯病的防治,与井冈霉素相比较,基本上能达到井冈霉素的防效。为了探索新农抗702诱导水稻防御纹枯病的生理生化机理研究,本学位论文分别以新农抗702为诱导因子和以水稻为试验对象。在水稻4-5叶期分别喷施浓度分别为75μg/mL、100μg/mL、125μg/mL、150μg/mL、150μg/mL的新农抗702,同时分别喷施浓度为125μg/mL的井冈霉素药液为阳性对照以及蒸馏水为阴性对照。喷施后分别取0、1、3、5、7、9d水稻叶片进行五种防御酶(SOD、POD、PPO、CAT和PAL)、两种病程相关蛋白(几丁质酶和p-1,3-葡聚糖酶)的提取和活性测定,以及水稻活性氧、丙二醛含量以及总酚的提取和含量的测定,其研究结果如下：其水稻叶片内五种防卸酶的活性及两种病程相关蛋白的显著高于空白对照,且浓度为125μg/mL的新农抗702喷施水稻叶片后在其叶片内它们的活性达到或超过浓度为125μg/mL井冈霉素喷施效果。新农抗702能够提高上述物质的活性及时启动防卫反应,以保持正常生理状态。活性氧含量在第1天有一个短暂而快速的爆发外,一直保持较低水平,显著低于空白对照。而丙二醛含量则显著高于空白对照。其原因可能是,早期新农抗702诱导了活性氧的积累,随后导致植物细胞质膜过氧化和细胞膜的损害,从而引起了过敏性反应的发生,而后期,由于保护酶活性的提高,活性氧被清除,减轻了细胞膜的氧化伤害,从而增强水稻的抗病能力。我们推测,新农抗702在初期诱导水稻过敏性反应的发生也有可能是其使水稻抗病性增强的最重要机制之总酚含量显著高于空白对照,且浓度为125μg/mL的新农抗702喷施水稻叶片后在总酚含量达到或超过浓度为125μg/mL井冈霉素喷施效果。新农抗702能显著提高酚类物质含量来增强水稻对病害的抗性。综合上述分析,本文初步探索到新型多烯大环内酯抗真菌抗生素新农抗702诱导水稻防御纹枯病的生理生化机理：在水稻叶片喷施新农抗702后,早期新农抗702诱导了活性氧的积累,随后导致植物细胞质膜过氧化和细胞膜的损害,从而引起了过敏性反应的发生,而后期,由于保护酶活性的提高,活性氧被清除,降低其对细胞膜的氧化伤害作用,从而增强水稻的抗病能力。本研究不仅为深入研究新农抗702对植物病原真菌的抑菌和防御机制提供有益的试验数据,而且为进一步研究和开发我国有自主知识产权的新农抗702奠定了一定基础。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-9
引言  9-18
  1 植物诱导抗性的研究现状  9-14
    1.1 植物诱导抗药性的概念  9
    1.2 诱导因子种类  9-11
      1.2.1 物理因子  9-10
      1.2.2 化学因子  10
      1.2.3 生物诱导因子  10-11
    1.3 植物诱导抗性的特征  11-12
      1.3.1 非特异性(广谱性)  11
      1.3.2 持效性  11-12
      1.3.3 迟滞性  12
      1.3.4 耗能性  12
      1.3.5 可控性和安全性  12
    1.4 生物学和生理生化机制  12-14
      1.4.1 生物学机制  12
      1.4.2 生理生化机制  12-14
  2 国内外农用抗生素诱导抗性研究进展状况  14
  3 本论文课题来源、研究背景、意义和内容  14-18
    3.1 本论文课题来源  14
    3.2 本论文的研究背景和意义  14-16
    3.3 本论文研究的主要内容  16
    3.4 技术路线图  16-18
1 材料与方法  18-28
  1.1 实验材料  18
  1.2 试验处理与方法  18-20
    1.2.1 供试药液的配制  18
    1.2.2 水稻幼苗处理  18
    1.2.3 供试化学试剂的配制  18-20
  1.3 检测内容与方法  20-28
    1.3.1 新农抗702对水稻纹枯病的药效评价  20
      1.3.1.1 新农抗702对水稻纹枯病的保护试验  20
      1.3.1.2 新农抗702对水稻纹枯病的治疗试验  20
      1.3.1.3 统计方法  20
    1.3.2 水稻叶片五种防御酶的测定方法  20-22
      1.3.2.1 酶的提取  20
      1.3.2.2 超氧化物歧化酶(SOD)活性测定  20-21
      1.3.2.3 过氧化物酶(POD)活性测定  21
      1.3.2.4 多酚氧化酶(PPO)活性测定  21
      1.3.2.5 过氧化氢酶(CAT)活性测定  21
      1.3.2.6 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性测定  21-22
    1.3.3 超氧阴离子自由基含量的测定方法  22-23
    1.3.4 过氧化氢含量的测定方法  23-24
    1.3.5 丙二醛含量的测定方法  24
    1.3.6 几丁质酶活性测定的测定方法  24-26
    1.3.7 B-1,3-葡聚糖酶活性的测定方法  26
    1.3.8 总可溶性酚含量的测定方法  26-28
2 结果与分析  28-40
  2.1 新农抗702对水稻纹枯病的药效评价  28
  2.2 新农抗702对水稻五种防御酶活性影响的研究  28-33
    2.2.1 超氧化物歧化酶(SOD)的活性测定结果  28-29
    2.2.2 过氧化物酶(POD)的活性测定结果  29-30
    2.2.3 多酚氧化酶(PPO)的活性测定结果  30-31
    2.2.4 过氧化氢酶(CAT)的活性测定结果  31-32
    2.2.5 苯丙氨酸解氨酶(PAL)的活性测定结果  32-33
  2.3 新农抗702对水稻活性氧及丙二醛含量影响的研究  33-36
    2.3.1 水稻叶片内超氧阴离子自由基含量的测定结果  33-34
    2.3.2 过氧化氢含量测定结果  34-35
    2.3.3 MDA含量测定结果  35-36
  2.4 新农抗702对水稻病程相关蛋的影响  36-38
    2.4.1 几丁质酶活性测定结果  36-37
    2.4.2 β-1,3-葡聚糖酶活性测定结果  37-38
  2.5 新农抗702对水稻叶片内总酚含量影响  38-40
3 结论与讨论  40-42
  3.1 结论  40
  3.2 讨论  40-42
4 创新点与展望  42-44
  4.1 创新点  42
  4.2 展望  42-44
参考文献  44-48
致谢  48-49
在校期间发表论文情况  49

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中图分类: > 农业科学 > 农作物 > 禾谷类作物 > 稻
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