论文部分内容阅读
辣椒疫霉(Phytophthora capsici L.)是卵菌纲疫霉属真菌,可侵染茄科、葫芦科等多种作物,危害范围广,破坏性大,给农业生产带来了极大损失。目前防治农业卵菌病害的高效低毒杀菌剂相对匮乏。实验室前期研究发现,植物源化合物肉桂醛在田间能够高效防治辣椒疫病,并且这种抑菌机制可能跟胞内钙离子减少有关,为进一步明确肉桂醛的作用靶标和作用的分子机制,本文主要进行以下研究:1.肉桂醛对辣椒疫霉菌的体外抑制作用。研究表明,肉桂醛对70种Phytophthora capsici生理小种的平均抑制中浓度EC50为1.10mmol/L。经1.6mmol/L肉桂醛处理的辣椒疫霉菌丝严重变形、皱缩甚至断裂,PI荧光染色结果显示菌丝表现出明显的细胞死亡现象。随着肉桂醛处理浓度的升高,NJ01菌丝丙二醛含量逐渐升高,菌丝胞内甘油含量呈逐渐下降趋势,菌丝细胞膜受损严重。2.肉桂醛提高辣椒对疫病的抗性。研究表明,单独NJ01菌株接种的辣椒植株表现出明显感病症状(茎基部变黑褐色、干枯萎缩,植株倒伏,叶片脱落,生物量下降);而用1 mmol/L肉桂醛处理NJ01菌株游动孢子2h后再接种到辣椒植株的处理组长势良好,无明显病症,鲜重和叶绿素含量显著上升至对照水平,植株叶片抗氧化酶(CAT、SOD、POD)活性显著上升,抗氧化物质(GSH和ASA)含量显著增加。研究认为,肉桂醛对辣椒植株有很好的防效,并且肉桂醛可能通过抑制辣椒疫霉菌的生长及其对辣椒植株的侵染能力,同时调控辣椒植株防卫反应,进而提高辣椒对疫病抗性。3.肉桂醛靶向性辣椒疫霉PVC1在酒酿酵母同源突变体△Yvc1中的验证。首先克隆肉桂醛靶向性辣椒疫霉Pvc1基因,并将其转入酵母同源突变体△Yvc1中。再采用酵母菌株梯度稀释法进行互补试验验证,发现野生酵母菌株BY4741对肉桂醛较为敏感,而酵母同源突变体△Yvc1对肉桂醛的敏感性降低。当突变株转入辣椒疫霉同源Yvc1后,互补子表现出对肉桂醛敏感的特性。以酵母野生型、突变体、互补子三种菌株进行胞内Ca2+荧光检测,通过观察统计荧光强度及密度,发现肉桂醛处理后,与野生型菌株相比,Yvc1缺失菌株中的Ca2+变化不明显。当转入辣椒疫霉同源Pvc1后,其细胞内Ca2+显著降低。说明辣椒疫霉PVC1确实是肉桂醛高效抑制辣椒疫霉活性的靶标之一。4.肉桂醛处理对辣椒疫霉菌丝表达谱的影响。通过转录组测序技术,我们发现经过肉桂醛处理后的辣椒疫霉差异基因中下调基因数目为2575个,上调基因个数为956个;这些差异表达基因参与的大多数是细胞代谢路径、生化合成次生代谢物质、减数分裂、MAPK信号路径、ABC转运、氨基酸代谢等过程,说明肉桂醛在分子水平上,通过调控辣椒疫霉一系列的基因的转录变化,从而影响其生理生化代谢情况及其对辣椒的侵染。