为进一步了解大丽轮枝菌的致病机制，本研究以大丽轮枝菌中等致病力菌系VD080菌系和中植棉2号和冀棉11号杂交F2 种子为材料，研究其侵染棉花后产生的防御反应。结果表明，抗性品种与原性杂交后代抗性评价76%的叶片有抗性，抗病性较高，符合一对基因的分离定律。大丽轮枝菌既可从棉花根部也可从棉花叶片侵入形成系统侵染，在侵染过程中，均能够引起棉花植株自身的防御反应，包括H2O2积累和胼胝质的沉积。本研究为大丽轮枝菌致病机理研究提供了理论依据。
目录
摘要 1
关键词 1
Abstract 1
Key words 1
引言 1
1材料与方法 3
1.1 实验材料 3
1.1.1 供试菌株和植物材料 3
1.1.2 主要仪器 3
1.1.3 主要试剂 3
1.2 试验方法 3
1.2.1 棉苗培养 3
1.2.2 黄萎病菌孢子悬浮液制备 4
1.2.3不同接种方法 4
1.2.4 棉花品种黄萎病抗性鉴定 4
1.2.5棉花供试品种F2抗性分离 5
1.2.6过氧化氢检测 5
1.2.7胼胝质检测 5
2 结果与分析 6
2.1 抗性鉴定结果 6
2.1 供试品种抗性分离 6
2.2 大丽轮枝菌处理后棉株叶片过氧化氢积累 8
2.3 大丽轮枝菌处理后棉株叶片的胼胝质沉积 9
3 讨论 9
致谢 10
参考文献 10
大丽轮枝菌激发棉花防御反应的研究
引言
棉花作为我国最重要的经济作物之一，它的生产状况也影响着我国现在的的经济水平的发展[12]。由于枯萎病和黄萎病的侵害，中国的棉花产量一直不如人意，但是现在枯萎病因为某些手段情况得到了好转[5]，但是黄萎病却一直没有有效的方法控制[9]。我国主要棉区黄萎病菌均属大丽轮枝菌。棉花被大丽轮枝菌侵染后，植物体内会出现相应的防御反应来保护自己，体现抗病性。目前，棉花黄萎病严重阻碍了我国棉花高产稳产，并被人称为“棉花癌症”[15]。 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 
1990年以来，抗病育种的方式问世枯萎病得到了有效的改善而棉花黄萎病由大丽轮枝菌引发，难以彻底治愈棉花的黄萎病，甚至更加严重。所以只有预防生产病害才是我们现在应该关注的问题,根本方法是培育抗病品种。找寻培育抗病品种就要求我们对大丽轮枝菌和发育机制进行深入地研究了解。
1935年我国引进美国棉花品种，从而我国棉花开始感染了黄萎病 我国种植棉花的地区不断扩大，在棉花籽运输过程中，串种，耕作更制，种子处理和防治不利的原因，1970年后，黄萎病在棉花种植区蔓延开来。严重影响了我国的棉花生产[12]。棉花黄萎病是一种极具破坏性的维管束病害[30]，黄萎病症状主要包括萎蔫、黄化、发育迟缓、维管束发褐等[21]。棉花黄萎病菌的元凶大丽轮枝菌具有高变异性、高感染能力且能以微菌核的形式长期存在于土壤中，难以控制，防治难度大，病原菌寄主范围广等特征。菌核在特定的条件下会变得活跃起来，当碰到棉花等双子叶植株跟系，从而产生菌丝侵入植株体内，在经过根部细胞间隙或细胞壁在根管内蔓延至根部[24]，最后到达皮层向维管柱方向生长[31]。在一般情况下，当棉花到第四片真叶时，从下部叶片到上部叶片出现相应病况直到收获病菌。这种病情大多从下部叶片边缘开始蔓延，发生萎蔫卷曲，感染部分由黄白色转为黄色，直至整片叶子变黄，最后枯死，接着病情蔓延，向上蔓延，叶片一个接着一个变黄发枯 严重情况的时候致使整个植株枯死。在棉花生产中，经常使用化学农药和抗病育种的方法进行预防和控制，但化学农药的方法防治效果差，并且存在病原菌抗药性变异、农药残留和污染环境的问题[23]。目前尚无有效的化学防治手段[46]。所以，抗病棉花品种的选育和种植是从根本上治疗黄萎病的有效方法。
植物在其生长发育过程当中经常遭到某些病原物的侵袭，在长时间的相互配合、作用、适应中，共同进化，包括棉花在内的植物也获得了一些复杂的防御机制，借助他们来保护自己，从而在植物的抗病性和病院物致病性达到平衡，这样便减少了病菌带来了伤害[4]。棉花被黄萎病病菌侵染时，植物体内会产生组织结构抗性和生理生化抗性[12]。被大丽轮枝菌侵染后，棉花植物经过改变自身组织结构来抵御病原菌的入侵，其组织结构的不同与棉花品种抗黄萎病能力的差异存在相关关系，植物体还可以通过木质化来抵抗病原菌入侵，木质素大多由次级木质部产生，茎干机械强度约大，它的积累也越多这样减少纤维素的降解，它的作用就是阻碍病原菌扩增，她是主要物理结构障碍[44]。在一定条件下，一部分病原菌因植物组织结构变化而被抵挡进一步入侵，但病原菌的扩展不能彻底被限制。因此，遭到病原菌入侵时，植物体有关组织快速进行相应的生理生化变化，累积植物抗毒素，如棉酚、植保素、单宁等，是植物防御反应的一个重要方面[38]。
吴颖静团队研究了大丽轮枝菌对拟南芥的侵染过程以及拟南芥的防御反应，他们所采用的实验方法是绿色荧光蛋白标记法。研究结果得出，拟南芥侵染后11天便表现为黄萎症状，在实验过程中，拟南芥受到侵染后产生胼胝质和活性氧，且防御酶活性升高。它的防御反应最为明显。胼胝质的积累大多在病原菌的侵染寄主过程产生[43]，植物在遭到生物或非生物胁迫时，胞间连丝颈区的细胞壁边际可以可逆性地沉积胼胝质[42]，在一定程度上调度胞间连丝的通透性[39]。大多数高等植物中都存在这胼胝质 ( callose)，它也是植物细胞壁和偶联结构的必要成分，当植物生长分化属于某个特定时期时，胼胝质便会出现。起到一定的重要调节作用[2]。主要成分是β1,3葡聚糖，由胼胝质合酶合成，被β1,3葡聚糖酶降解[27]。胼胝质沉积是植物与病原菌互作的初期防御反应，胼胝质在病原菌侵染部位边际周围组织积累[35]。2017 年，JIN 等认为，胼胝质具有防御少许病原体的功能，胼胝质沉积问题被很多人认为是植物抗病性检测的使用指标[33]。活性氧在植物病原体相互作用过程中作为病原菌的信号传导分子，它的产生常被认为是植物对病原菌的胞内初期反应之一，在植物防御反应中起着一定的重要作用[45]。含有比氧原子更活泼氧的化学反应的氧的某些衍生物及代谢产物是被叫“活性氧”（Reactive oxygen species, ROS）[3]。当植物收到伤害和许多其他生物及非生物收到危险时，植物体内有超氧阴离子（O2.）和过氧化氢（H2O2）在内的活性氧（ROS）快速沉积[37]。活性氧存在于植物中，对于防御反应具有积极作用。活性氧中比较活跃的分子便是H2O2 了，它可以阻止许多真菌病原体孢子的产生。抵御病原物侵染的主要屏障之一，是植物的细胞壁，ROS 的产生强化细胞壁，可促进细胞壁的氧化交联。H2O2在叶脉中传送，在植物的蒸腾作用过后，运输到全身，从而促使系统产生抗性[1]。大量实验表明，植物、病原微生物互相系统，活性氧产生。它的主要形式就是H2O2。为什么植物会有过敏反应，其原因是内部的活性氧爆发，从而促使（O2.）的产生及 H2O2在细胞内积累。显而易见的是，H2O2与植物 HR 关系紧密[10]。在抗病防御反应中，如果H2O2的大量积累便可以直接杀死病原菌，从而导致病原菌的数量大大下降,H2O2的作用是促进寄主细胞壁的木质化和细胞壁结构蛋白的联结，最终增强细胞壁的结构[25]，这就是病原菌侵染后植物产生的主要防御反应之一。

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