玉米對鐮刀菌(Fusariumgraminearum)莖腐病抗性機(jī)制研究.docx

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1、玉米對鐮刀菌（Fusariumgraminearum）莖腐病抗性機(jī)制研究玉米莖腐病在我國的發(fā)生日益嚴(yán)重，已成為制約玉米生產(chǎn)的主要因素之一。作為土傳病害，種植抗病品種是最有效的防治措施。因此，選育抗病的玉米新品種就十分重要。本項(xiàng)研究重點(diǎn)探討了玉米對鐮刀菌（FusariumgraminearumSchwabe）莖腐病抗性生化表達(dá)過程中的糖分變化、苯丙烷類代謝中的兩種關(guān)鍵酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性變化和過氧化物酶（POD）活性及其同工酶的變化、以及與這兩種酶相關(guān)的苯丙烷類代謝的次生產(chǎn)物綠原酸、木

2、質(zhì)素的變化。試圖闡明玉米莖稈內(nèi)糖分含量及與苯丙烷類代謝相關(guān)的關(guān)鍵酶與玉米對鐮刀菌莖腐病抗性的關(guān)系，揭示玉米抗性的生化機(jī)制，為抗病育種提供可行的科學(xué)依據(jù)。在研究中首創(chuàng)了在接種條件下，通過人為改變玉米的生長條件來改變玉米莖稈的糖分含量，成熟期調(diào)查發(fā)病率并測定莖稈含糖量，以驗(yàn)證玉米的抗性對成熟期莖稈中糖含量的依賴性。試驗(yàn)采用了經(jīng)3年的大田莖腐病抗性鑒定篩選，分別代表高抗、中抗、中感和高感四個(gè)抗性類型的陜單931、陜單9號、西農(nóng)11號和H4VB×9372。經(jīng)過室內(nèi)、大田人工接種、發(fā)病情況觀察及室內(nèi)分析取

3、得了以下主要結(jié)果：（1）首次確認(rèn)蔗糖在玉米對莖腐病的抗性中起著關(guān)鍵的作用。莖稈中高蔗糖含量可使玉米植株保持其生理活力，使植株可持續(xù)產(chǎn)生對莖腐病菌具有遏制作用的物質(zhì)的能力，進(jìn)而使鐮刀菌不能破壞寄主細(xì)胞，從而減少發(fā)病。同時(shí)，從研究結(jié)果我們推斷蔗糖本身可能具有阻遏鐮刀菌產(chǎn)生酶類或毒素作用，病菌在侵染抗病品種過程中可能因寄主組織中蔗糖含量高，而導(dǎo)致病菌產(chǎn)生的可破壞寄主細(xì)胞組織的酶類受到阻遏或活性受到鈍化；或者蔗糖不利于致病菌毒素的存活。這可能是抗性品種抗莖腐病的關(guān)鍵機(jī)制之一。（2）首次提出了以玉米植株地

4、上第2節(jié)間髓部組織在灌漿期的還原糖含量（X₁）或在蠟熟前期的蔗糖含量（X₂）或總糖含量（X₃）均可作為玉米品種抗病鑒定的生化指標(biāo)。并以我們得出的莖腐病發(fā)病率與3種糖含量的相關(guān)回歸方程的計(jì)算結(jié)果為確定玉米品種的抗病性的量化標(biāo)準(zhǔn)：Y=252.5739-6.8369X₁或Y=68.2385-1.5702X₂或Y=72.9206-1.2231X₃（3）明確了玉米植

5、株原生木質(zhì)素與玉米對鐮刀菌莖腐病的抗性無關(guān)，只有誘導(dǎo)產(chǎn)生的木質(zhì)素在玉米的抗病性中起作用。并證實(shí)誘導(dǎo)木質(zhì)素在玉米植株內(nèi)的沉積受POD的直接調(diào)控，與PAL關(guān)系不明顯。（4）證實(shí)了玉米植株在受到鐮刀菌的侵染后可產(chǎn)生對鐮刀菌有抑制作用的物質(zhì)。這些物質(zhì)中的一類是酚類物質(zhì)綠原酸。是否還有其他物質(zhì)產(chǎn)生尚待進(jìn)一步研究。同時(shí)發(fā)現(xiàn)玉米莖稈細(xì)胞中綠原酸的積累與以L活性有平行關(guān)系。（5）提出了以接種鐮刀菌后玉米組織PAL酶活的強(qiáng)弱和活性上升的峰數(shù)及POD酶活的高低及同工酶帶增加的多少作為玉米品種對鐮刀菌莖腐病抗性的生化

6、指標(biāo).。