印度梨形孢Piriformospora indica對(duì)果蔬生長(zhǎng)、品質(zhì)及抗病性的影響及其相關(guān)機(jī)制研究.pdf

1、為促進(jìn)果蔬生長(zhǎng)，控制采前、采后病害，生產(chǎn)者常施用過量的化學(xué)制劑，嚴(yán)重危害了果蔬的食用安全性。而利用生物菌肥、生防治劑、生物殺菌劑等不僅能促進(jìn)果蔬生長(zhǎng)，而且可控制果蔬采前、采后病害，減少化肥農(nóng)藥的投入。印度梨形孢Piriformospora indica可作為生物制劑定殖于多種植物的根部，促進(jìn)植物生長(zhǎng)，改善品質(zhì)，誘導(dǎo)植物系統(tǒng)抗性，增強(qiáng)植物抗逆能力。本論文以番茄、芹菜、柑橘為材料，研究P.indica對(duì)番茄、芹菜生長(zhǎng)及營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)的影響，探討P

2、.indica誘導(dǎo)番茄植株對(duì)番茄黃化曲葉病毒(Tomato Yellow Leaf Curl Virus，TYLCV)抗性及誘導(dǎo)柑橘果實(shí)對(duì)綠霉病抗性的可能性，并研究P.indica對(duì)番茄采后病害抑制效果及采前接種植株P(guān).indica對(duì)櫻桃番茄果實(shí)采后抗性的影響。并通過生理生化分析、分子生物學(xué)和基因芯片等方法來探討P.indica誘導(dǎo)果蔬抗性和提高番茄果實(shí)采后抗性的分子機(jī)理。其主要結(jié)果如下:
　　(1)P.indica在番茄根部定殖

3、兩周后，顯著促進(jìn)了對(duì)TYLCV抗病番茄T07-4根的主根伸長(zhǎng)生長(zhǎng)和側(cè)根數(shù)量增多及根總生物量增加，感病番茄T07-1地上莖葉及植株總生物量顯著增加。T07-4品種僅在第四周植株高度提，T07-1品種在2-4周植株高度和6周時(shí)葉片數(shù)量均高于對(duì)照。P.indica提高了T07-1番茄的前期產(chǎn)量，對(duì)T07-4番茄前期產(chǎn)量及櫻桃番茄的整個(gè)生長(zhǎng)期的總產(chǎn)量沒有影響。三個(gè)品種番茄的品質(zhì)在均有所提高。
　　(2)在不加任何營(yíng)養(yǎng)素的基質(zhì)中，P.ind

4、ica和芹菜的共生顯著提高芹菜莖葉與根的鮮重、植株的高度與分蘗數(shù);芹菜莖葉的營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)得到顯著改善，芹菜莖葉中的維生素C，可溶性糖，礦物元素Ca、Mg、K、Na、Fe、Zn等的含量等均顯著高于對(duì)照。
　　(3)在自然條件下，同時(shí)接種TYLCV與P.indica（6周后）可顯著降低TYLCV的發(fā)病率與病情指數(shù)。接種P.indica兩周后感病品種中與抗性相關(guān)的基因PAL, PR1a，PR3a，PR3b和PR5均上調(diào)表達(dá)，在抗病品種中只有

5、PR3a顯著上調(diào)，這說明P.indica與番茄的互作提高了番茄的系統(tǒng)獲得性抗性。
　　(4)P.indica對(duì)灰葡萄孢引起的灰霉病和鏈格孢引起的黑斑病沒有直接抑制作用，但能誘導(dǎo)柑橘對(duì)指狀青霉引起的綠霉病的抗性。柑橘青果經(jīng)P.indica誘導(dǎo)24h后，綠霉病的發(fā)病率顯著降低，病斑直徑縮小。經(jīng)酶活檢測(cè)，P.indica對(duì)柑橘果實(shí)抗病能力的誘導(dǎo)作用與果實(shí)中過氧化物酶、多酚氧化酶活性的增強(qiáng)有關(guān)。
　　(5)采前植株接種P.indic

6、a可顯著降低櫻桃番茄果實(shí)采后灰霉病和黑斑病的發(fā)病率及果實(shí)的自然腐爛率。采前植株接種P.indica45d后，其葉片中與抗性相關(guān)的過氧化物酶、多酚氧化酶活性均顯著提高，采后貯藏期果實(shí)品質(zhì)下降速度變緩慢，果實(shí)中與抗氧化相關(guān)的酶POD活性和PPO的活性被激發(fā)，脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物MDA的積累顯著減少。
　　(6)采前櫻桃番茄植株與P.indica的共生可上調(diào)櫻桃番茄果實(shí)中碳水化合物（能量代謝）相關(guān)、抗性相關(guān)基因（如PR蛋白，非生物脅迫等）及蛋

7、白代謝相關(guān)基因的表達(dá)，同時(shí)抑制番茄果實(shí)中的轉(zhuǎn)錄、信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)、激素（乙烯合成和調(diào)控基因、茉莉酸合成和調(diào)控基因等）和細(xì)胞壁相關(guān)（XTH，expansin11和Pectinesterase等）的基因表達(dá)。
　　總之，P.indica在番茄和芹菜上的定殖能促進(jìn)番茄和芹菜的營(yíng)養(yǎng)生長(zhǎng)，顯著提高芹菜的產(chǎn)量和營(yíng)養(yǎng)品質(zhì)。植株接種P.indica能誘導(dǎo)感病番茄對(duì)TYLCV的抗性，采后柑橘果實(shí)接種P.indica能間接誘導(dǎo)柑橘對(duì)綠霉病的抗性。采前植株接種

8、P.indica能誘導(dǎo)櫻桃番茄果實(shí)對(duì)采后病害的抗性，其可能的機(jī)理包括呆前接種P.indica能更好地保持果實(shí)品質(zhì)，增強(qiáng)貯藏期果實(shí)中與抗性相關(guān)酶的活性;激活了番茄果實(shí)中的抗性基因的表達(dá)和抑制了細(xì)胞壁代謝相關(guān)基因的表達(dá)，從而提高了果實(shí)的采后抗性;抑制了果實(shí)中乙烯和茉莉酸的合成和代謝基因的表達(dá)，從而推遲了果實(shí)成熟及軟化的速度，延長(zhǎng)了果實(shí)的采后壽命。上述結(jié)果可為生防真菌誘導(dǎo)植株及果實(shí)抗性提供理論依據(jù)，也可為P.indica的進(jìn)一步開發(fā)提供應(yīng)用參