【摘 要】
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藜(Chenopodium album L)为藜科藜属一年生草本植物,种子繁殖,是世界范围内的恶性杂草,主要为害棉花、大豆、小麦等粮食作物。真菌除草剂是指利用能够侵染杂草的植物病原菌的孢子或者菌丝体开发的制剂,其具有特异性强、防治效果好、开发潜力大等优点,因而在近年受到了广泛关注。本试验从罹病藜的叶片上分离病原真菌,获得对藜具有生防潜力的菌株,鉴定生防菌株的分类地位,研究生防真菌的生物学特性,分析
【基金项目】
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国家重点研发计划项目“新型高效植物生长调节剂和生物除草剂研发”(2017YFD0201300)
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藜(Chenopodium album L)为藜科藜属一年生草本植物,种子繁殖,是世界范围内的恶性杂草,主要为害棉花、大豆、小麦等粮食作物。真菌除草剂是指利用能够侵染杂草的植物病原菌的孢子或者菌丝体开发的制剂,其具有特异性强、防治效果好、开发潜力大等优点,因而在近年受到了广泛关注。本试验从罹病藜的叶片上分离病原真菌,获得对藜具有生防潜力的菌株,鉴定生防菌株的分类地位,研究生防真菌的生物学特性,分析其侵染藜的影响因素,探索菌株代谢产物的生物活性及其作用机理,为利用植物病原真菌防除杂草藜奠定理论基础。从辽宁省沈阳市采集藜罹病叶片,采用组织分离法获得两株真菌,经柯赫法则证病试验,其中CH-1菌株具有致病性,接种后在藜叶片上产生与原病叶相似的症状,选择该菌株为研究对象评价其对藜的生防潜力。通过形态学和IT序列分析,CH-1菌株鉴定为狭卵链格孢(Alternaria angustiovoidea)。CH-1菌株寄主范围测试和安全性研究结果表明,CH-1菌株对马唐、苍耳等20种杂草无致病作用,对禾本科的狗尾草中度致病,堇菜科的紫花地丁轻微致病;对水稻、玉米等8种作物安全。从菌丝生长、产孢能力、孢子萌发三个方面系统研究了狭卵链格孢CH-1菌株的生物学特性。CH-1菌株菌丝生长的最佳培养基是PDA培养基,最佳碳源为蔗糖,氮源为酵母粉;菌丝生长的最佳p H为6-12,温度为25℃,光照条件和微量元素对菌丝生长影响不大。CH-1菌株产孢丰富,最适宜的产孢条件为PDA培养基作营养介质,p H为5-7,温度25℃,24h全黑暗培养。CH-1菌株孢子萌发要求简单,萌发的最适p H为7-8,最适温度为30℃,添加营养物质葡萄糖和蔗糖可显著提高孢子萌发率。从寄主植物、生防菌、环境条件三方面分析了狭卵链格孢CH-1菌株对藜的致病作用影响因素,试验结果显示温度、湿度、保湿时间、叶龄、孢子浓度、接种次数等因素不同程度影响了CH-1菌株对藜的致病作用。CH-1菌株对5-6叶龄的藜幼苗致病力最强,孢子浓度越大,接种次数越多,生防菌株对藜的侵染致病效果越好,在孢子浓度为10~7个/m L,病叶率为84.2%,病情指数为6.87,同时菌株最佳的接种次数为2次,最佳环境条件为温度28℃、相对湿度90%、保湿72h。初步探究了狭卵链格孢CH-1菌株分生孢子对藜叶片的侵染过程。显微观察发现接种8h后孢子在叶片表面开始萌发,12h时菌丝可从气孔侵入叶片,16h后孢子从多个角度萌发以提高侵染成功率,24h后菌丝在叶片表面大量生长,随机分枝成网状结构。超微观察发现菌丝接种14h后菌丝尖端或中部膨大产生侵染结构从叶片表面开始侵染叶片,接种20h后菌丝大量生长,新的菌丝从老菌丝长出。研究了狭卵链格孢CH-1菌株代谢产物的生物活性,探索了代谢产物对藜生理生化的影响。采用乙酸乙酯从CH-1菌株培养滤液中萃取出代谢产物。生物活性测定结果表明,CH-1菌株代谢产物可抑制藜的种子萌发、胚根伸长以及植株生长。CH-1代谢产物处理叶片后相对电导率明显升高,细胞内丙二醛含量异常,叶片叶绿素含量降低,光合作用减弱,叶片净光合速率、气孔导度、蒸腾速率显著下降,胞间CO2浓度上升;代谢产物也影响细胞内的线粒体以及呼吸作用相关酶,进而导致叶片呼吸作用速率降低;同时对叶片内防御酶系产生显著影响。叶片内过氧化氢酶活性上升后下降,过氧化物酶活性先下降后上升,多酚氧化酶活性一直上升,可能是细胞在受到粗毒素的伤害后,细胞内防御体系被激活进而加速某些物质合成以抵御逆境伤害。
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