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玉米灰斑病菌（Cercospora zeae-maydis）生物学多态性与生理分化机理研究

作　者: 王桂清
导　师: 陈捷
学　校: 沈阳农业大学
专　业: 植物病理学
关键词: 玉米灰斑病菌 生物学多态性 生理分化 随机扩增多态性 鉴别寄主
分类号: S435.131
类　型: 博士论文
年　份: 2003年
下　载: 452次
引　用: 3次
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内容摘要


玉米是我国主要的粮食作物,种植面积和总产量仅次于小麦、水稻而居第三位。病害是影响玉米生产的主要自然灾害,常年损失可达6%~10%。玉米灰斑病在我国过去是次要病害,但进入90 年代以来,该病已成为东北玉米产区主要病害之一。对该病害进行系统研究,找到防治该病害的最佳途径,已成为保证玉米可持续增产的关键环节。国内外对该病害的病原学、流行学、抗性基因定位、品种资源抗性评价及综合防治方法等方面已进行了较系统研究,然而对其病原菌生物学及遗传多态性、生理分化等方面研究较少。因此本文重点对这些方面作了较系统的研究,为今后有针对性的抗病育种和品种合理布局奠定坚实的基础。本论文从寄主-病原互作角度研究了玉米灰斑病菌的遗传变异与致病性分化,采用培养性状、鉴别寄主鉴定技术、同工酶电泳技术、基因组随机多态性扩增技术(RAPD),明确了该病菌存在明显的生物学多态性和致病性分化现象,并从遗传物质DNA 水平证实病菌致病性分化并非是表型变异,而是一种基因的分化,具有一定的遗传基础,尤其对病菌的强致病类型更是如此。本研究在组织学、蛋白质和DNA 水平上,系统研究了玉米灰斑病菌的生物学多态性,这种多态性主要表现在以下几个方面:①病菌形态学和培养性状多态性:菌株间存在分生孢子形态、菌丝生长速度、菌落产色素能力等方面的差异,该病菌在自然界存在另一种变异类型——白化菌株,说明灰斑病菌的确存在遗传变异的潜能。研究发现:白化菌株与野生的黑色菌株在生物学特性、蛋白质及同工酶谱带和活性以及DNA 多态性等方面有明显的差异。虽然白化菌株生长速度快,但致病性较弱,说明白化菌株的致病性与生长速度无关,可能与产生孢子的水平有关。②组织学水平上的多态性:主要体现在菌株间侵袭力水平、病害显症过程、病斑反应型的复杂性等方面。③酶学和蛋白质水平上的多态性:主要表现在可溶性蛋白、酯酶(EST)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、苹果酸脱氢酶(MDH)、多酚氧化酶(PPO)等谱带和活性方面的差异;同时也表现在菌丝融合和血清学上的差异。④DNA 水平上的多态性:本研究采用RAPD 技术将来自玉米

全文目录


中文摘要  11-14
前言  14-15
第一部分 文献综述  15-44
  第一章 玉米灰斑病与病原菌生理分化研究进展  16-44
    一、玉米灰斑病的研究概况  16-26
      (一) 危害与分布  16-17
      (二) 症状  17
      (三) 病原学  17-19
      (四) 发生规律  19-21
      (五) 致病机制  21
      (六) 品种抗病性  21-25
      (七) 综合防治  25-26
    二、主要玉米种质基础与病害演替规律的关系  26-27
      (一) 国内玉米病害的发生现状  26-27
      (二) 我国主要玉米病害的演替过程  27
      (三) 我国主要玉米种质资源的抗病性  27
    三、植物病原菌生理分化的遗传学  27-32
      (一) 植物和病原物群体遗传结构概念  28
      (二) 植物群体抗病性遗传的多样性  28-29
      (三) 病原物群体的致病性遗传多样性  29-30
      (四) 植物与病原物群体互作的遗传变异  30-31
      (五) 协同进化理论和寄主一病原物相互作用的遗传学  31-32
    四、生物技术在研究病原菌生理分化及遗传宗谱方面的应用  32-39
      (一) 生化和分子生物学技术的应用  32-38
      (二) DNA 指纹技术的应用  38-39
    五、分子生物学技术在玉米病原物和抗病性研究中的应用  39-43
      (一) 病原物的群体遗传学研究  39-40
      (二) 病原物毒性变异机制研究  40
      (三) 病原物变异的分子监测  40-41
      (四) 玉米抗病性基因定位研究  41-42
      (五) 玉米抗病性机制研究  42-43
    六、展望  43-44
第二部分 玉米灰斑病菌生物学多态性研究  44-125
  第二章 玉米灰斑病菌的生物学特性  45-65
    材料与方法  45-48
    结果及分析  48-64
      一、病菌分离与鉴定  48-50
        (一) 标样的采集  48-49
        (二) 病菌的分离与鉴定  49-50
      二、生物学特性研究  50-64
        (一) 培养性状观察  50-58
        (二) 营养对病菌生长的影响  58-60
        (三) 环境因子对病菌生长的影响  60-63
        (四) 环境因子对病菌分生孢子萌发的影响  63-64
    本章小节  64-65
  第三章 玉米灰斑病菌致病过程的寄主反应  65-77
    材料与方法  65-67
    结果及分析  67-75
      一、寄主发病过程的观察  67-69
      二、病菌致病性分化的多样性  69-71
      三、病斑反应类型的多样性  71-75
        (一) 病斑反应类型  71-75
        (二) 反应类型出现的频率  75
    本章小节  75-77
  第四章 玉米灰斑病菌菌株间亲缘关系  77-88
    材料与方法  77-80
    结果及分析  80-87
      一、抗原蛋白浓度  80-81
      二、抗血清效价测定  81
      三、琼脂糖双扩散反应  81-83
      四、对流免疫电泳  83-85
      五、菌丝融合  85-87
    本章小节  87-88
  第五章 玉米灰斑病菌的可溶性蛋白及同工酶多态性  88-103
    材料与方法  88-90
    结果及分析  90-101
      一、病菌可溶性蛋白质和同工酶电泳图谱分析  90-96
        (一) 可溶性蛋白质  90-91
        (二) 酯酶  91-92
        (三) 过氧化氢酶  92-93
        (四) 多酚氧化酶  93-94
        (五) 超氧化物歧化酶  94
        (六) 苹果酸脱氢酶  94-95
        (七) 过氧化物酶  95-96
      二、电泳图谱的等位酶分析  96
      三、病菌同工酶水平上的相似性和聚类分析  96-101
    本章小结  101-103
  第六章 玉米灰斑病菌的遗传多态性  103-125
    材料与方法  103-107
    结果及分析  107-123
      一、样品DNA 的检测  107-109
        (一) 样品DNA 分子量检测  107-108
        (二) 样品DNA 纯度及浓度的检测  108-109
      二、引物的筛选  109
      三、RAPD 扩增结果  109-122
      四、病菌菌株间的相似性及聚类分析  122-123
    本章小结  123-125
第三部分 玉米灰斑病菌生理分化机理研究  125-168
  第七章 玉米灰斑病菌生理分化的寄主鉴定技术  126-146
    材料与方法  126-130
    结果及分析  130-142
      一、病菌生理分化寄主鉴别技术  130-135
        (一) 寄主鉴定方法的选择  130-133
        (二) 接种方法的选择  133
        (三) 环境因子对鉴定结果的影响  133-134
        (四) 不同寄主生育期对接种效果的影响  134-135
      二、鉴别寄主的筛选及遗传背景分析  135-138
      三、病菌生理分化鉴定分析  138-140
        (一) 病菌在鉴别寄主上致病类型的划分  138-139
        (二) 病菌在鉴别寄主和辅助鉴别寄主上致病类型的综合划分  139-140
      四、病菌同工酶鉴别技术与寄主鉴别技术比较分析  140-141
      五、病菌DNA 鉴别技术与寄主鉴别技术比较分析  141-142
    本章小结  142-146
  第八章 玉米灰斑病菌--寄主互作的遗传与分化  146-168
    材料与方法  146-151
    结果及分析  151-166
      一、病菌菌株间细胞壁降解酶活性比较  151-154
        (一) 纤维素酶  151-153
        (二) 果胶酶  153-154
      二、寄主对病菌产生同工酶和细胞壁降解酶的影响  154-164
        (一) 寄主对病菌产生同工酶的影响  154-162
        (二) 寄主对病菌产生细胞壁降解酶的影响  162-164
      三、病菌致病性的稳定性  164-165
      四、病菌对寄主的适应性  165-166
    本章小结  166-168
第四部分 全文总结  168-177
  一、玉米灰斑病菌具有丰富的生物学多态性  169-172
    (一) 病菌形态学及生物学特性多态性  169
    (二) 组织学水平上多态性  169-170
    (三) 酶学和蛋白质水平上的多态性  170-171
    (四) DNA 水平上的多态性  171-172
  二、玉米灰斑病菌存在明显的生理分化现象  172-173
  三、寄主对病菌同工酶和细胞壁降解酶活性有明显影响  173
  四、玉米灰斑病属于数量遗传控制的病害  173
  五、品种抗病性与亲本有一定的相互关系  173-174
  六、品种的选择作用是病菌致病性分化的主要原因  174-175
  七、环境因子和寄主生育期对生理分化类型鉴定有明显影响  175-176
  八、进一步寻找与病菌生理分化相关生理生化和遗传标记  176-177
参考文献  177-187
致谢  187-188
英文摘要  188-191
攻读博士学位期间发表学术论文  191-192

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中图分类: > 农业科学 > 植物保护 > 病虫害及其防治 > 农作物病虫害及其防治 > 禾谷类作物病虫害 > 玉米病虫害 > 玉米病害
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