玉米小斑病是当前国内外玉米生产区普遍流行的一种真菌性病害,在致病过程中能产生对其寄主植物具有致病活性的代谢产物,即致病毒素。玉米小斑病菌对玉米的专化侵害与玉米雄性不育胞质类型有关。通常情况下,玉米小斑病菌C小种专化侵害C型细胞质雄性不育玉米;玉米小斑病菌T小种专化侵害T型细胞质雄性不育玉米。本文主要研究了玉米小斑病菌C小种产生的毒素(HMC-toxin)对C型细胞质雄性不育玉米细胞凋亡的诱导作用。主要研究结果如下:(一)研究HMC毒素对专化寄主根冠细胞凋亡的诱导作用。以两对同核异质玉米(B37和Mo17)的根冠细胞为材料,即B37、Mo17的正常保持系(B37-N,Mo17-N)及其C型细胞质雄性不育系(B37-C,Mo17-C);随机分为四组,其中三组分别用50μg/mL、100μg/mL、150μg/mL的HMC毒素处理,另外一组用pH6.5的PBS缓冲液作对照,处理时间为1h、4h、7h,观察处理后根冠细胞的凋亡特征及细胞凋亡率的变化趋势。结果表明:处理后的玉米根冠细胞均出现不同程度的凋亡现象,荧光显微镜下可观察到凋亡小体、染色体边集或环状染色体等凋亡特征。采用吖啶橙(AO)和溴化乙啶(EB)复染或Hoechst 33258染色统计各处理的细胞凋亡率,发现相同浓度下,B37-C、Mo17-C玉米根冠细胞的凋亡率显著高于B37-N、Mo17-N。另外,随着处理时间和浓度的增加,细胞凋亡率不断增加;且C细胞质玉米根冠细胞的凋亡率显著高于N细胞质玉米。(二)以两对同核异质玉米(B37和Mo17)原生质体为材料,研究HMC毒素对专化寄主细胞凋亡的诱导作用。将原生质体随机分为四组,其中三组分别用50μg/mL、100μg/mL、150μg/mL的HMC毒素处理,另外一组用等渗液作为对照;处理时间为1h、3h、6h,观察处理后原生质体的凋亡特征及细胞凋亡率的变化趋势。结果表明:处理后的玉米原生质体均出现不同程度的凋亡现象,荧光显微镜下可观察到凋亡小体、染色体边集或环状染色体等凋亡特征。统计各处理的细胞凋亡率,发现相同浓度下,B37-C、Mo17-C玉米原生质体的凋亡率显著高于B37-N、Mo17-N。另外,随着处理时间和浓度的增加,细胞凋亡率不断增加;且C细胞质玉米原生质体的凋亡率显著高于N细胞质玉米。(三)以两对同核异质玉米(B37和Mo17)叶片为材料,用200μg/mL、250μg/mL、300μg/mL的HMC毒素分别处理3h、6h、9h、12h、15h,用pH6.5的PBS缓冲液处理作为对照,研究HMC毒素处理后不同玉米基因组DNA的降解情况。结果表明:对B37-C玉米叶片,出现明显DNA-ladder现象时HMC毒素的处理浓度为200μg/mL;处理时间为6h。对B37-N玉米叶片,出现明显DNA-ladder现象的HMC毒素的处理浓度为200μg/mL;处理时间为9h,比HMC毒素对B37-C玉米叶片的处理时间长。对Mo17-C玉米叶片,出现明显DNA-ladder现象的HMC毒素的处理浓度为250μg/mL;处理时间为12h。对Mo17-N玉米叶片,出现明显DNA-ladder现象的HMC毒素的处理浓度为300μg/mL,大于HMC毒素处理Mo17-C玉米叶片的浓度;处理时间为12h。