多年生黑麥草(Lolium perenne)簡稱黑麥草,作為品質(zhì)優(yōu)良的牧草和草坪草在草業(yè)的生產(chǎn)中發(fā)揮著重要作用。大部分黑麥草可與Epichloe festucae var. lolii內(nèi)生真菌形成共生體,內(nèi)生真菌的共生對其共生體抵抗生物和非生物因素脅迫的能力有增益作用。目前國內(nèi)外對黑麥草-內(nèi)生真菌共生體與病原真菌相互作用的研究尚不多見。本研究以坪用的多年生黑麥草(球道)-內(nèi)生真菌共生體為材料,研究了感染(E+)和未感染內(nèi)生真菌的(E-)黑麥草的種帶真菌區(qū)系及其致病力,而后分別在溫室和田間條件,對E+和E-幼苗及植株人工接種數(shù)種病原菌,測定了其生理學(xué)和生物化學(xué)的異同,探討了黑麥草-內(nèi)生真菌共生體抗根腐離蠕孢(Bipolaris sorokiniana)病原菌的機(jī)制。主要結(jié)果如下1 黑麥草種帶真菌及其致病力。自黑麥草E+和E-植株中收獲的種子中分離獲得細(xì)交鏈孢菌(Alternaria alternata),根腐離蠕孢(Bipolaris sorokiniana),新月彎孢菌(Curvularia lunata),燕麥鐮刀菌(Fusarium avenaceum)和小孢殼二孢(Ascochyta leptospora)等真菌。表面消毒處理后E+種子比E-種子的種帶真菌分離率低7.1%,但二者之間差異不顯著(P0.05)。2 幼苗對數(shù)種病原菌的抗性。室內(nèi)發(fā)芽試驗(yàn)中,分別接種上述病原菌后,E+種子的發(fā)芽率、發(fā)芽勢和種苗活力均顯著高于E-種子(P0.05)。E+幼苗的苗長和干重亦顯著高于E-幼苗(P0.05)。生理指標(biāo)測定發(fā)現(xiàn),E+幼苗的超氧化物歧化酶(SOD)與過氧化物酶(POD)的活性,脯氨酸含量等均顯著高于E-幼苗,同時E+幼苗的丙二醛(MDA)含量顯著低于E-幼苗(P0.05)。3 盆栽植株對根腐離蠕孢的抗性。溫室盆栽試驗(yàn)中,接種根腐離蠕孢后15天內(nèi),E+植株的發(fā)病率、病斑數(shù)和病情指數(shù)比E-植株降低的范圍分別為34.7%～37.1%、50.9 %～61.6%和24.8%～34.0%。接種后10周內(nèi),E+植株的分蘗數(shù)、株高和葉綠素含量均顯著高于E-植株(P0.05)。4 成株對銹病的抗性。田間試驗(yàn)中,黑麥草感染銹病后,E+和E-植株的發(fā)病率分別為21.9%和65.0%。輕度病株和重度病株條件下,E+植株的病葉損失率比E-植株分別低了49.4%和18.3%；凈光合速率、蒸騰速率和氣孔導(dǎo)度比E-植株的分別高出71.7%和78.0%,64.5%和55.5%,26.1%和45.5%；E+植株的葉片相對含水量、葉綠素含量和可溶性糖含量比E-植株的分別高出8.2%和29.4%,22.1%和64.5%,17.1%和28.2%；E+植株的脯氨酸含量、SOD和POD活性比E-植株的分別高出25.7%和22.6%,16.9%和24.5%,39.5%和21.5%。同時E+植株的MDA含量比E-分別低了49.6%和62.3%。5抗根腐離蠕孢的機(jī)制。顯微觀察發(fā)現(xiàn),E+葉片表面的根腐離蠕孢孢子萌發(fā)率,芽管長度以及侵染點(diǎn)的數(shù)目顯著低于E-葉片(P0.05)。接種后10周內(nèi)觀測發(fā)現(xiàn),接種根腐離蠕孢的E+植株的多酚氧化酶(PPO)活性、幾丁質(zhì)酶活性、β-1,3-葡聚糖酶活性分別比E-植株最高增加25.1%,36.3%和26.1%(P0.05)。E+植株的全氨基酸含量、脯氨酸含量和可溶性糖含量分別比E-植株最高增加53.4%,49.0%和37.7%(P0.05)。6生物堿含量及其活性。接種根腐離蠕孢后E+植株的葉片、葉鞘和根中麥角酰胺的含量比未接種的對照組中的含量均顯著增高(P0.05),增高幅度最高可分別達(dá)95.0%、115.1%和93.6%；接種后E+植株的葉片、葉鞘和根等部位中麥角新堿的含量以比對照組顯著增加(P0.05),增高幅度最高可分別達(dá)87.7%、126.4%和88.5%。E十植株中麥角生物堿對根腐離蠕孢的菌落生長、孢子萌發(fā)及芽管伸長均有顯著的抑制作用,但抑制作用的強(qiáng)弱因生物堿存在部位而異,表現(xiàn)為葉片生物堿的抑制率葉鞘生物堿的抑制率根部生物堿的抑制率。E+植株葉片的乙醇提取液對根腐離蠕孢的菌落,孢子及芽管生長的抑制率均高于E-植株的。似可說明黑麥草中的共生菌即內(nèi)生真菌能誘導(dǎo)植株產(chǎn)生更多的抗真菌物質(zhì)。7氮和磷含量。E+植株的氮含量在接種后第5周呈逐漸下降趨勢,而E-植株的氮含量則呈上升趨勢,在接種后的第7-10周內(nèi),E+植株的氮含量比E-植株顯著低了13.1%～17.7%(P0.05)。E+植株的磷含量在接種后第7周呈逐漸下降趨勢,而E-植株的磷含量則在第4周開始下降。在接種后的第5-10周內(nèi),E+植株的磷含量比E-植株顯著高出8.8%-18.6%(P0.05)。
【學(xué)位單位】：蘭州大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位年份】：2015
【中圖分類】：S435.4
【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 前言
第二章 文獻(xiàn)綜述
    2.1 黑麥草概述
    2.2 黑麥草真菌病害
    2.3 黑麥草-內(nèi)生真菌共生體的研究進(jìn)展
        2.3.1 內(nèi)生真菌對黑麥草生長的影響
        2.3.2 黑麥草-內(nèi)生真菌的共生體對非生物因素脅迫的響應(yīng)
        2.3.3 黑麥草-內(nèi)生真菌的共生體對生物因素脅迫的響應(yīng)
    2.4 黑麥草-內(nèi)生真菌的共生體與病害互作
        2.4.1 離體葉片條件下內(nèi)生真菌與病原菌的相互作用
        2.4.2 盆栽條件下內(nèi)生真菌與病原菌的相互作用
        2.4.3 田間條件下內(nèi)生真菌與病原菌的相互作用
        2.4.4 內(nèi)生真菌的體外拮抗及其提取液對病原菌的作用
    2.5 禾草-內(nèi)生真菌的共生體抗病機(jī)制
        2.5.1 生態(tài)位防護(hù)
        2.5.2 誘導(dǎo)保護(hù)酶表達(dá)
        2.5.3 產(chǎn)生次生代謝產(chǎn)物
        2.5.4 抗病原菌物質(zhì)的產(chǎn)生
        2.5.5 改變寄主營養(yǎng)促進(jìn)生長以提高寄主抗病性
    2.6 內(nèi)生真菌對寄主植物受逆境脅迫的調(diào)節(jié)機(jī)制
        2.6.1 內(nèi)生真菌對寄主植物體內(nèi)活性氧及抗氧化系統(tǒng)的作用
        2.6.2 內(nèi)生真菌產(chǎn)生生物堿及其它次生代謝物質(zhì)對寄主植物的作用
    2.7 內(nèi)生真菌在草地農(nóng)業(yè)系統(tǒng)中的應(yīng)用前景
第三章 黑麥草-內(nèi)生真菌共生體的種帶真菌
    3.1 材料與方法
        3.1.1 供試黑麥草種子
        3.1.2 種子內(nèi)生真菌的檢測
        3.1.3 幼苗葉鞘中內(nèi)生真菌的檢測
        3.1.4 感染(E+)與未感染內(nèi)生真菌(E-)黑麥草種群的建立
        3.1.5 E+與E-黑麥草種帶真菌檢測
    3.2 結(jié)果
        3.2.1 種子和幼苗中內(nèi)生真菌的帶菌率
        3.2.2 自E+與E-黑麥草種群所獲種子中內(nèi)生真菌的帶菌率
        3.2.3 E+與E-種子種帶真菌的總分菌率
        3.2.4 E+與E-種子消毒后種帶真菌的分離率
        3.2.5 E+與E-種子未消毒后種帶真菌的分離率
    3.3 討論
第四章 黑麥草-內(nèi)生真菌的共生體種子及幼苗對病原菌脅迫的響應(yīng)
    4.1 材料與方法
        4.1.1 供試黑麥草種子與病原菌
        4.1.2 病原菌泡子懸浮液的制備
        4.1.3 種子發(fā)芽與幼苗生長測定
        4.1.4 幼苗酶液的提取
        4.1.5 超氧化物歧化酶(SOD)測定
        4.1.6 過氧化物酶(POD)測定
        4.1.7 脯氨酸測定
        4.1.8 丙二醛(MDA)測定
    4.2. 結(jié)果
        4.2.1 發(fā)芽率與活力指數(shù)
        4.2.2 幼苗苗長與根長
        4.2.3 幼苗鮮重與干重
        4.2.4 SOD酶和POD酶活性
        4.2.5 脯氨酸與MDA含量
    4.3 討論
第五章 盆栽與田間條件下黑麥草-內(nèi)生真菌共生體對病原菌脅迫的響應(yīng)
    5.1 材料與方法
        5.1.1 感染(E+)與未感染(E-)黑麥草種群的建立
        5.1.2 病原菌
        5.1.3 盆栽植株根腐離蠕孢的接種
        5.1.4 盆栽植株生長及病害的測定
        5.1.5 田間銹病調(diào)查及嚴(yán)重度分級
        5.1.6 田間條件下植株的生長
        5.1.7 田間條件下銹病植株生理響應(yīng)的測定
    5.2 結(jié)果
        5.2.1 盆栽植株的發(fā)病率
        5.2.2 盆栽植株的生長與葉綠素含量
        5.2.3 田間條件下黑麥草銹病的發(fā)病率與植株生長
        5.2.4 田間條件下感染銹病黑麥草的光合指標(biāo)
        5.2.5 田間條件下銹病植株的生理響應(yīng)
    5.3 討論
第六章 黑麥草-內(nèi)生真菌共生體抗根腐離蠕孢機(jī)制的研究
    6.1 材料與方法
        6.1.1 材料
        6.1.2 接種
        6.1.3 根腐離蠕孢侵入離體葉片的觀察
        6.1.4 黑麥草抗病相關(guān)酶活性及滲透性物質(zhì)含量的測定
        6.1.5 黑麥草E+植株中麥角生物堿類濃度的測定
        6.1.6 黑麥草麥角生物堿及乙醇提取液對病原菌生長的測定
        6.1.7 E+和E-植株N元素與P元素含量的測定
    6.2 結(jié)果
        6.2.1 根腐離蠕孢侵入黑麥草離體葉片的過程
        6.2.2 抗病相關(guān)酶活性及滲透性物質(zhì)的含量
        6.2.3 E+植株中麥角生物堿的含量
        6.2.4 麥角生物堿及乙醇提取液對根腐離蠕孢的影響
        6.2.5 植株N和P營養(yǎng)元素的含量
    6.3 討論
第七章 總結(jié)與建議
    7.1 總結(jié)
    7.2 今后的研究方向
參考文獻(xiàn)
在學(xué)期間研究成果
項目資助
致謝
附表

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號：2848117