棉花品种黄萎病抗性与免疫反应的关系

作者:杨宜红;陆燕;吴颖静;冯自力;唐灿明; 刊名:核农学报 上传者:黄旻忞

【摘要】棉花黄萎病是由大丽轮枝菌引起的土传真菌病害,不同棉花品种对黄萎病的抗性不同.为了比较不同棉花品种对黄萎病菌的免疫反应程度与抗黄萎病水平间的关系,利用4×106 CFU·mL-1的大丽轮枝菌孢子悬浮液处理6个不同棉花品种的根系,进行抗病性评价.结果表明,接种大丽轮枝菌后,棉花植株的根、下胚轴、叶等器官中大丽轮枝菌的生物量随品种抗病性的增强而减少,根部木质素、叶片胼胝质含量随抗病性的增强而增多,L-苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的升高幅度随抗病性的增强而增大.由此可见,大丽轮枝菌侵染棉花后,植株的免疫反应程度越强其抗病性越强.本研究结果为棉花与黄萎病菌互作机制的进一步研究提供了理论依据.

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文章编号 :1000—8551(2017)03-0588—09 核 农 学 报 2017,31(3):0588 0596 Journal of Nuclear Agricultural Sciences 棉花品种黄萎病抗性与免疫反应 的关系 杨 宜红 陆 燕 吴颖静 冯 自力 唐 灿 明 ( 南京农业 大学农学 院/作物遗传与种质创新 国家重点 实验室 ,江苏 南京 210095; 中国农 业科学 院棉花研究所/棉 花生物学 国家重点实验 室,河南 安 阳 455000) 摘 要:棉花黄萎病是 由大丽轮枝茵引起的土传真菌病害,不同棉花品种对黄萎病 的抗性不 同。为 了比 较 不 同棉花 品种 对黄 萎病 菌 的免 疫反应 程度 与抗 黄 萎 病 水平 间 的关 系,利 用 4×10 CFU·mL 的 大 丽 轮枝茵孢子悬浮液处理 6个不 同棉花品种的根 系,进行抗病性评价。结果表明,接种 大丽轮枝 茵后 ,棉 花植株的根、下胚轴、叶等器官中大丽轮枝菌的生物量随品种抗病性的增强而减 少,根部木质素、叶片胼 胝 质含 量 随抗病 性 的增 强而增 多 ,L一苯 丙氨 酸解氨 酶 (PAL)、多酚氧化 酶 (PPO)、过氧 化物 酶 (POD)和 过 氧化 氢酶 (CAT)活性 的升 高幅度 随抗 病性 的增 强 而增 大 。 由此 可见 ,大丽轮枝 菌侵 染棉 花后 ,植 株 的 免 疫反 应程 度越 强其 抗病 性越 强 。本研 究 结果 为棉花 与 黄萎病 菌互作机 制 的进 一 步研 究提 供 了理 论依 据 。 关键词:棉花 ;大丽轮枝 茵;黄萎病 ;防御反应 DOI:10.1 1869/i.issn.100—8551.2017.03.0588 棉 花 黄 萎病 是 一 种 由大 丽 轮 枝 菌 (Verticillium dahliae)引起的土传维管束病害 ,大丽轮枝菌的寄主范 围非常广泛 ,可侵染包括棉花在 内的 200多种双子叶 植物 。棉花黄萎病是 棉花 (Gossypium hirsutum.) 生产上最重要的病害,对棉花产量和品质造成严重损 失 “ 。在无合适寄主的情况下 ,黄萎病菌会形成可 在土壤 中长期存活的微菌核 ,微菌核可随灌溉水扩散 , 当温湿度条件合适时 ,可以在棉花 的各个生育期侵染 并使其发病 ,生产上防治难度很大 。 大丽轮枝菌从根部进入寄主植物后 ,菌丝萌发并 产生大量孢子 ,孢子随寄主的蒸腾作用向上运动 ,侵入 植株的下胚轴和叶片组织 ,最终侵染整个植株 。当 病原菌达到一定的生物量时 ,植株显现萎蔫或枯死等 黄萎病症状 。 病原菌侵入寄主细胞后会导致寄主细胞壁和胞间 层 等不 同部位产 生 和 积 累木 质 素 ,植 物 组 织 木 质 化 可 以阻遏病原菌的侵染 ;且在寄主与病原微生物互作 过程中,许多病原菌侵染引起 的局部坏死反应中都有 胼胝 质 的 积 累 。 L 一苯 丙 氨 酸 解 氨 酶 (L — phenylalanine ammonia—lyase,PAL)是苯丙烷类代谢途 径 中的关 键酶 ,且 与木 质 素的积 累有 关 ,植 物 在受 到外 界刺激时 ,体 内的 PAL活性增加 ,从而提高植株 的抗 病性¨ 。植物在与外界互作过程 中,通过改变体 内氧 元素 形式 、加 强氧 化酶 (过 氧 化 物酶 和 过 氧化 氢 酶 等 ) 的活性 、积累酚类物质及提高抗氧化水平等进行 防御 反应¨ 。活性氧的产生 是植 物感染病菌后 的早期 反 应。植物细胞 内具有一套保护系统 ,使活性氧的

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