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丁香假单胞杆菌桑致病变种(Pseudomonas syringae pv.mori)引起的细菌性疫病(Mulberry Bacterial Blight)是桑树主要的细菌性疾病之一。现有蚕桑生产上该病主要以化学防治为主,不仅效果差,还会带来增强病原菌抗性、增加爆发几率和环境污染等负面问题,寻找资源节约、环境友好、防治效果高效的新型防控方式成为当务之急。“植物免疫诱抗剂”来自于植物寄主,大剂量时对植物体表现毒性,低剂量时刺激植物体产生防御信号,激活或诱导防御基因表达,诱导产生保护物质,从而提高植物对病原寄主的抗性。冠菌素(COR)是病原微生物在感染植物时产生的一种植物毒素,在病原菌入侵过程中起到协同作用;但低剂量COR作为“免疫诱抗剂”能提高桑树对桑疫病的抗性。本论文通过分析桑叶气孔的早期防御,阐述COR诱导的桑树早期防御信号和激活的防御酶,探究COR诱导桑树产生的保护物质及其对病原菌的抑制机理,探索了低剂量COR作为桑树“免疫诱抗剂”提高对桑疫病抗性的机制。主要研究内容与结论如下:(1)COR能破坏桑树气孔的先天免疫机能。病原菌接触桑叶早期(1 h),气孔主动关闭,阻碍病原菌入侵;后期(3 h)COR产生菌诱导气孔重新张开,恢复至起始水平,而非COR产生菌则不能诱导气孔重新张开,显示出COR能特异性破坏桑树气孔先天性免疫机能;随后COR诱使入侵的病原菌在桑叶组织内部快速繁殖。(2)COR能诱导桑树产生早期防御信号,提高氧化酶和防御酶活性。COR和COR产生菌能诱导超氧阴离子自由基(O2.-)1-3 h时在桑叶中积累,而非COR产生菌处理组桑叶中O2.-含量变化不明显;COR产生菌诱使桑叶在1-3 h和8-24 h出现两个H2O2峰,而非COR产生菌处理组则无H2O2积累;H2O2抗菌抑菌的同时,作为上游信号分子诱导下游NO分子产生,进一步激活桑树信号系统,提高氧化酶(超氧化物歧化酶、过氧化氢酶和过氧化物酶)和防御酶(苯丙氨酸解氨酶、酚氧化酶和脂氧化酶)活性。COR处理后桑叶中PAL和PPO活性分别在24 h和72 h后显著高于对照组;而LOX活性均高于对照组,但在12-24 h出现活力高峰。(3)COR能诱导桑叶初生代谢物中糖类积累,有机酸和可溶性蛋白含量增加以及色氨酸和苯丙氨酸含量上升。COR处理后糖类含量增加18.3%,为其他代谢物的形成提供碳骨架;有机酸含量提高49.8%,对病原菌起到抑制和灭杀作用;可溶性蛋白含量上升15.3%,量变的酶类利于催化代谢物的转化;色氨酸和苯丙氨酸含量上升,正向调控次生代谢物的合成。初生代谢物能破坏病原菌细胞壁和细胞膜结构,阻碍病原菌核酸和蛋白的合成。(4)COR能诱导桑叶次生代谢物中桑色素、槲皮素、槲皮苷、山奈酚、绿原酸和芦丁的积累。HPLC分析表明COR处理后代谢物的石油醚萃取部和二氯甲烷萃取部槲皮素含量分别增加61%和57%;乙酸乙酯萃取部槲皮苷和桑色素含量分别增加2.16倍和2.15倍,绿原酸和山奈酚含量上升0.68倍和0.40倍;正丁醇萃取部检测到芦丁和槲皮苷的存在,同时桑色素和槲皮素含量分别增加1.33倍和2.18倍。扫描电镜分析显示次生代谢物通过破坏病原菌细胞结构抑制病原菌生长。(5)COR能诱导桑叶IAA和ABA的大量形成。COR打破桑树体内原有激素的平衡,IAA和ABA含量分别增加60.9%和40.6%。激素综合调控桑树的生长,物质的合成、转化和运输。本论文首次将低剂量外源植物毒素COR作为“免疫诱抗剂”提高桑树对桑疫病的抗性,阐明了诱抗机理,证实了COR可作为一种抗病疫苗提高桑树抗性。