香蕉枯萎病菌毒素在香蕉抗病品種選育和抗病性鑒定中的應(yīng)用.pdf

1、本文對(duì)香蕉枯萎病菌(Fusarium oxysporum f.sp.cubense)毒素和細(xì)胞壁降解酶(cell wall-degrading enzymes,CWDEs)的致病性進(jìn)行系統(tǒng)研究,并探討了枯萎病菌毒素在香蕉(Musa spp.)抗病品種選育和抗病性鑒定中的應(yīng)用。主要研究結(jié)果如下：
　　 ⑴系統(tǒng)研究了香蕉枯萎病菌毒素和CWDEs的體外誘導(dǎo)技術(shù),建立了誘導(dǎo)香蕉枯萎病菌高產(chǎn)毒素鐮刀菌酸(fusaric acid,FA)、

2、纖維素酶(cellulase)和多聚半乳糖醛酸酶(polygalacturonase,PG)的方法。香蕉枯萎病菌4號(hào)小種(F.oxysporumf.sp.cubense race4)FOCAAA315菌株在改良Czapek B培養(yǎng)液中培養(yǎng)第15 d時(shí)FA產(chǎn)量最高,達(dá)669.2 mg/L。在改良Czapek培養(yǎng)液中添加麩皮誘導(dǎo)香蕉枯萎病菌產(chǎn)生纖維素酶效果明顯,而添加果膠則能有效誘導(dǎo)產(chǎn)生PG。
　　 ⑵β-D-葡萄糖苷酶(BG)和P

3、G具有典型的酶動(dòng)力學(xué)特性。在反應(yīng)體系底物P-硝基苯-β-D-吡喃葡萄糖苷(pNPG)濃度為4.0 mmol/L,溫度為60～65℃,pH5.0條件下反應(yīng)10 min,β-D-葡萄糖苷酶(BG)活性最高;而以柑橘果膠為底物其濃度達(dá)到0.5％,反應(yīng)體系溫度50℃,pH5.0條件下反應(yīng)20 min,PG活性最高。
　　 ⑶明確了香蕉枯萎病菌毒素與CWDEs的致病作用。用香蕉枯萎病菌粗毒素和CWDEs接種于香蕉組培苗,引起的病害癥狀與病

4、菌孢子侵染引起的病害癥狀相似。香蕉枯萎病菌的混合代謝物接種比單獨(dú)使用粗毒素接種對(duì)香蕉組培苗表現(xiàn)更強(qiáng)的致萎作用,說(shuō)明香蕉枯萎病(Fusarium wilt of banana)發(fā)生是病原菌多種致病物質(zhì)共同作用的結(jié)果。
　　 ⑷試驗(yàn)結(jié)果表明,不同的香蕉品種對(duì)病菌致病物質(zhì)的敏感性存在差異。香蕉枯萎病菌毒素是一類非?；远舅?對(duì)不同抗性的香蕉品種均具有明顯的致病作用,不同香蕉品種對(duì)毒素的敏感性程度與田間真實(shí)的抗病性無(wú)顯著相關(guān)。香蕉枯萎病

5、菌CWDEs對(duì)香蕉假莖組織具有降解破壞作用,其中PG對(duì)香蕉假莖組織的降解能力與香蕉的抗病性有關(guān)。對(duì)于抗病的香蕉品種,PG降解其假莖的能力較弱,降解后釋放出還原糖的量較低;PG降解感病香蕉品種假莖的能力較強(qiáng),還原糖的釋放量較高。
　　 ⑸利用病菌孢子懸浮液在香蕉苗期接種,可能作為香蕉品種抗病性鑒定和抗病品種篩選的一種便捷的方法。采用枯萎病菌孢子在香蕉苗期進(jìn)行接種,不同香蕉品種苗期的抗感性與田問(wèn)抗感性一致。通過(guò)利用病菌人工接種和組織

6、病理觀察發(fā)現(xiàn),病原菌在抗病品種導(dǎo)管中擴(kuò)展距離顯著小于感病品種,表明其抗病性為抗病原菌的擴(kuò)展。
　　 ⑹構(gòu)建了利用香蕉枯萎病菌毒素誘變和篩選抗枯萎病香蕉突變體的技術(shù)體系。試驗(yàn)結(jié)果證明,以巴西蕉(Musa AAA group Brazil)為材料,香蕉枯萎病菌毒素為選擇壓,通過(guò)多重誘變篩選,巴西蕉不定芽的耐毒性逐步提高并從中獲得耐毒素誘變株。耐毒素誘變株經(jīng)苗期人工接種測(cè)定和重病田種植試驗(yàn)均表現(xiàn)出良好的抗病性。
　　 ⑺通過(guò)3

7、年的田間種植試驗(yàn)和示范,獲得適應(yīng)性好,抗病性強(qiáng)的香蕉品種。引進(jìn)品種中,抗枯1號(hào)(Musa AAA group Kangku No.1)、抗枯5號(hào)(Musa AAAgroup Kanku No.5)和廣粉2號(hào)(Musa AAA group Guangfen No.2)表現(xiàn)出良好的抗性、優(yōu)良的農(nóng)藝性狀和果品質(zhì)量,有望成為本地大面積推廣種植的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)抗枯萎病香蕉品種。
　　 ⑻采用RAPD技術(shù)對(duì)12個(gè)供試香蕉品種基因組DNA的遺傳多樣

8、性進(jìn)行分析,依據(jù)基因型和地理來(lái)源可將12個(gè)香蕉品種分為3個(gè)主要類群,6個(gè)亞群。
　　 ⑼對(duì)8個(gè)供試香蕉品種的rDNA ITS全序列(含5.8S)進(jìn)行PCR擴(kuò)增,均得到分子量大小在650 bp左右的擴(kuò)增產(chǎn)物。將ITS序列進(jìn)行多重比較表明,供試香蕉品種的ITS序列全長(zhǎng)為633～642 bp;經(jīng)比較分析發(fā)現(xiàn),品種間的遺傳變異與ITS的GC含量相關(guān),GC含量低則遺傳變異大。RAPD引物擴(kuò)增產(chǎn)物多態(tài)性分析結(jié)果表明,巴西蕉抗病誘變株與母本巴

9、西蕉的相似系數(shù)僅為0.755,基于ITS序列構(gòu)建的進(jìn)化樹(shù)與RAPD聚類結(jié)果基本一致,誘變株與抗枯1號(hào)和抗枯5號(hào)的同源性達(dá)到92％以上,與母本巴西蕉親緣關(guān)系較遠(yuǎn),說(shuō)明枯萎病菌毒素誘變會(huì)引起巴西蕉基因組DNA的變異,使誘變株表現(xiàn)出抗病性。
　　 ⑽從RAPD引物擴(kuò)增圖譜和ITS序列中發(fā)現(xiàn)抗病品種存在某些特征性差異條帶和特異性位點(diǎn),與其他供試品種有明顯區(qū)別。本研究結(jié)果為香蕉品種的遺傳多樣性分析和遺傳變異研究提供依據(jù),為進(jìn)一步開(kāi)發(fā)香蕉種