嫁接西瓜对枯萎病菌抗性的生理响应(附件)
本研究以抗西瓜枯萎病的葫芦品种’超丰抗生王’为砧木，以感病西瓜品种’苏蜜1号’为接穗，得到嫁接植株，再将三种植株分别接种标准菌株生理小种1（race1）。统计嫁接西瓜苗、砧木实生苗和接穗实生苗的感病几率，并分别于接菌后0、2、6、12、24取样，-70℃保存测量苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性、抗坏血酸氧化酶（AAO）活性、多酚氧化酶（PPO）活性、过氧化物酶（POD）活性、MDA含量、几丁质酶活性、β-1,3-葡聚糖酶活性。结果表明PAL活性随接种时间延长，在嫁接西瓜、砧木及接穗材料中呈现规律性的变化，在嫁接西瓜和砧木中的活性高于接穗，嫁接植株体内氧化酶的活性随枯萎病侵染时间的延长呈多峰曲线变化，嫁接提高了西瓜叶片POD、PPO和AAO的活性，降低了叶片MDA含量。除了防御酶以外，枯萎病侵染下嫁接西瓜体内几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性均高于自根苗，说明嫁接西瓜的抗病性也与体内PR蛋白的活性有关。嫁接是通过增强西瓜体内保护酶活性和PR蛋白酶活性进而提高植物抵抗病原菌的能力。关键词 嫁接西瓜，西瓜枯萎病，酶活，抗病性
目 录
1. 引言 1
1.1西瓜与枯萎病 1
1.2嫁接与植物的抗病性 1
1.3枯萎病对嫁接西瓜生理指标的影响 2
1.4本研究的目的和意义 2
2. 材料和方法 3
2.1植物材料及菌种 3
2.2嫁接植株的获得 3
2.3枯萎病孢子液制备、接种及抗病调查 4
2.4酶活性测定 4
3. 数据统计与分析 6
4. 结果与分析 6
4.1嫁接西瓜对枯萎病的抗性 6
4.2枯萎病菌侵染下嫁接西瓜苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的变化 6
4.3枯萎病菌侵染下嫁接西瓜氧化酶活性的变化 7
4.4枯萎病菌侵染下嫁接西瓜几丁质酶活性的变化 10
4.5枯萎病菌侵染下嫁接西瓜β1,3葡聚糖酶活性的变化 10
5. 讨论 11
5.1西瓜嫁接与枯萎病的关系 11
5.2枯萎病与西瓜防御酶活性的关系 11
5.3枯萎病与西瓜病程相关蛋白的关系 12
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
结论 13
致 谢 14
参 考 文 献 15
引言
西瓜与枯萎病
西瓜是一年生蔓生藤本植物，葫芦科植物。其果实为夏季水果，果肉味甜，能祛暑降温；种子含油，可作为零食；果皮具有药用价值，有清热、利尿、降血压的功效。因而西瓜属于重要的蔬菜作物，2014年在全球范围内栽培面积约为375.3万hm2，产量约99.2亿t。其中我国是西瓜最大的生产国，但是在西瓜生产过程中极易发生病害，尤其是西瓜枯萎病最为严重。该病害在我国的病发面积可达总面积的42%，能致使西瓜减产15%，最严重的可能达到85%，甚至于可能导致西瓜绝收，导致西瓜品质降低(含糖量下降等)，是西瓜所有病害当中危害最为严重，能造成经济损失最大的病害之一西瓜枯萎病可能发生在苗期至结实期，特别是在坐果早期。幼苗期苗期症状如下。由于脱水，茎和叶引起萎蔫和倒伏。根的根毛枯萎脱落，茎的根部皱缩。茎出现淡紫色或浅棕色[1]。在坐果初期发病的苗的症状如下，植株下部茎叶枯萎发黄，几天后迅速扩散到整个植株，直至完全枯死[2]。病情发展迅速，在短短十几天内便可蔓延全田。
西瓜枯萎病是由于尖镰孢菌西瓜专化型（Fusarium oxysporum f.sp.niveum）侵染引起的真菌土传病害。病菌从根部伤口或从根毛顶端细胞间侵入，在维管束导管内生长发育，阻塞导管，影响水分输送，引起植株萎蔫和分泌毒素，干扰寄主代谢功能，使寄主中毒死亡，并且病菌通过土壤传播，在离开寄主的情况下，病菌可以通过侵染非易感寄主或通过厚垣孢子在感病土壤中长期存活，因而是西瓜生产上最严重且最不易控制的病害之一[3]。依据致病力的强弱，到目前为止已成功鉴定出4种西瓜枯萎病生理小种0、1、2和3。病理组织学研究后，不管是否感染细菌，最终该疾病与是否存在壁覆盖物，侵入体和褐色物质及其强度有关。经过Herman等[4]研究发现利用绿色荧光蛋白（GFP）技术观察枯萎病菌在甜瓜中的侵染过程，发现病菌沿根毛、表皮和皮层移动进入木质部，等到第八天植物才表现出症状，此时菌丝体在木质部导管中形成分生孢子，并且分生孢子再次萌发。然而抗病品种在病菌侵染到根部，通过皮层试图到达木质部时表现出抗病反应。
嫁接与植物的抗病性
通过嫁接抗病的砧木可以解决植物许多病害问题。根据中国农科院蔬菜花卉研究所试验结果表明，黄瓜嫁接采用砧木是黑籽南瓜时，所得到的嫁接苗对黄瓜枯萎病及黄瓜茎基疫病表现为高抗。植物进行嫁接后增强了对各种病害的抵抗力，不仅仅是土壤传染类病害，如嫁接提高了番茄对烟草花叶病毒的抗性。
砧木具有庞大的根系系统，可充分吸收的水分和养分，满足植物生长的需求，增强抗病能力。砧木对病害具有抗性，不仅它们自己产生抗性物质，而且砧木中的抗性物质可以通过嫁接作用于接穗而向上传输。嫁接砧木根系可以分泌一些抑制病菌成活和抗病性的物质。嫁接能否通过诱导砧木抗病基因表达，使嫁接得到的植株提高抗病性，还尚未有定论，但有实验结果可以表明嫁接能够提高植株抗病性。嫁接可以作为诱导因子，诱导植物体内抗病基因的表达，加强基因表达生成抗病物质，同时砧—穗互作、砧木与接穗本身固有的遗传特性、生理生化抗性、组织结构交织在一起，从而使嫁接植株表现出抗性[5]。
枯萎病对嫁接西瓜生理指标的影响
嫁接得到植株能够增加抗病性和产量原因之一是防御酶活性增加。根据大量研究表明，在病菌侵染下，嫁接植株相较未嫁接植株相比防御酶活性增高。丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)及同工酶、多酚氧化酶(PPO)及同工酶等是参与嫁接西瓜抗病生理的主要酶类。徐敬华等[9]研究了丙氨酸解氨酶（PAL）活性与嫁接西瓜枯萎病抗性传递的相关性，表明丙氨酸解氨酶（PAL）活性与抗病性呈正相关，抗性越强，酶活性就越强。赵依杰等[8]的研究表明，嫁接西瓜叶片超氧化物歧化酶（SOD——和过氧化物酶（POD）活性明显高于未嫁接植株，而丙二醛(MDA)含量低于未嫁接植株，表明通过嫁接能增强西瓜叶片的清除活性氧和过氧化氢能力。钱伟等[10]研究发现西瓜和葫芦嫁接后，接穗真叶中过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）等同工酶谱带增加。
研究表明引起连作障碍的原因主要是土壤传播类病害。根际微生物群落可以通过营养竞争、拮抗或者寄生等不同机制达到抑制土壤传播类病害的作用。根系分泌物是决定土壤中微生物种群密度、在土壤中的生长和存活状态、及寄主寄生物的关键生态因子，它在寄主自身抗性的初始阶段起重要的防止侵染的作用。对其他植物病害的研究发现，根系分泌物与植物抗性有密切关系，通过抑制土壤中病菌的孢子萌发和菌丝生长，使植株表现抗性。
本研究的目的和意义
目前为止西瓜枯萎病的病害防治方法主要有：选育抗病品种，农业防治，化学防治，生物防治等。但是例如农业防治中的轮作、化学防治、选育抗病品种等方法，由于这些方法受到土地资源不足及配套设施不够、环境保护不到位、抗病资源匮乏等因素影响而难以推广。与其比较而言，采用嫁接技术，利用砧木对枯萎病菌具有抗性的特点，可以有效提高西瓜对西瓜枯萎病的抗性，同时因为它可以成功克服连作障碍、减少使用农药从而保护环境，并且实施方法简便、适宜规模育苗和可以有效提高西瓜抗逆性等综合优势，因而嫁接对西瓜枯萎病的防治成效显著[5]。
目 录
1. 引言 1
1.1西瓜与枯萎病 1
1.2嫁接与植物的抗病性 1
1.3枯萎病对嫁接西瓜生理指标的影响 2
1.4本研究的目的和意义 2
2. 材料和方法 3
2.1植物材料及菌种 3
2.2嫁接植株的获得 3
2.3枯萎病孢子液制备、接种及抗病调查 4
2.4酶活性测定 4
3. 数据统计与分析 6
4. 结果与分析 6
4.1嫁接西瓜对枯萎病的抗性 6
4.2枯萎病菌侵染下嫁接西瓜苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性的变化 6
4.3枯萎病菌侵染下嫁接西瓜氧化酶活性的变化 7
4.4枯萎病菌侵染下嫁接西瓜几丁质酶活性的变化 10
4.5枯萎病菌侵染下嫁接西瓜β1,3葡聚糖酶活性的变化 10
5. 讨论 11
5.1西瓜嫁接与枯萎病的关系 11
5.2枯萎病与西瓜防御酶活性的关系 11
5.3枯萎病与西瓜病程相关蛋白的关系 12
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: &351916072&
结论 13
致 谢 14
参 考 文 献 15
引言
西瓜与枯萎病
西瓜是一年生蔓生藤本植物，葫芦科植物。其果实为夏季水果，果肉味甜，能祛暑降温；种子含油，可作为零食；果皮具有药用价值，有清热、利尿、降血压的功效。因而西瓜属于重要的蔬菜作物，2014年在全球范围内栽培面积约为375.3万hm2，产量约99.2亿t。其中我国是西瓜最大的生产国，但是在西瓜生产过程中极易发生病害，尤其是西瓜枯萎病最为严重。该病害在我国的病发面积可达总面积的42%，能致使西瓜减产15%，最严重的可能达到85%，甚至于可能导致西瓜绝收，导致西瓜品质降低(含糖量下降等)，是西瓜所有病害当中危害最为严重，能造成经济损失最大的病害之一西瓜枯萎病可能发生在苗期至结实期，特别是在坐果早期。幼苗期苗期症状如下。由于脱水，茎和叶引起萎蔫和倒伏。根的根毛枯萎脱落，茎的根部皱缩。茎出现淡紫色或浅棕色[1]。在坐果初期发病的苗的症状如下，植株下部茎叶枯萎发黄，几天后迅速扩散到整个植株，直至完全枯死[2]。病情发展迅速，在短短十几天内便可蔓延全田。
西瓜枯萎病是由于尖镰孢菌西瓜专化型（Fusarium oxysporum f.sp.niveum）侵染引起的真菌土传病害。病菌从根部伤口或从根毛顶端细胞间侵入，在维管束导管内生长发育，阻塞导管，影响水分输送，引起植株萎蔫和分泌毒素，干扰寄主代谢功能，使寄主中毒死亡，并且病菌通过土壤传播，在离开寄主的情况下，病菌可以通过侵染非易感寄主或通过厚垣孢子在感病土壤中长期存活，因而是西瓜生产上最严重且最不易控制的病害之一[3]。依据致病力的强弱，到目前为止已成功鉴定出4种西瓜枯萎病生理小种0、1、2和3。病理组织学研究后，不管是否感染细菌，最终该疾病与是否存在壁覆盖物，侵入体和褐色物质及其强度有关。经过Herman等[4]研究发现利用绿色荧光蛋白（GFP）技术观察枯萎病菌在甜瓜中的侵染过程，发现病菌沿根毛、表皮和皮层移动进入木质部，等到第八天植物才表现出症状，此时菌丝体在木质部导管中形成分生孢子，并且分生孢子再次萌发。然而抗病品种在病菌侵染到根部，通过皮层试图到达木质部时表现出抗病反应。
嫁接与植物的抗病性
通过嫁接抗病的砧木可以解决植物许多病害问题。根据中国农科院蔬菜花卉研究所试验结果表明，黄瓜嫁接采用砧木是黑籽南瓜时，所得到的嫁接苗对黄瓜枯萎病及黄瓜茎基疫病表现为高抗。植物进行嫁接后增强了对各种病害的抵抗力，不仅仅是土壤传染类病害，如嫁接提高了番茄对烟草花叶病毒的抗性。
砧木具有庞大的根系系统，可充分吸收的水分和养分，满足植物生长的需求，增强抗病能力。砧木对病害具有抗性，不仅它们自己产生抗性物质，而且砧木中的抗性物质可以通过嫁接作用于接穗而向上传输。嫁接砧木根系可以分泌一些抑制病菌成活和抗病性的物质。嫁接能否通过诱导砧木抗病基因表达，使嫁接得到的植株提高抗病性，还尚未有定论，但有实验结果可以表明嫁接能够提高植株抗病性。嫁接可以作为诱导因子，诱导植物体内抗病基因的表达，加强基因表达生成抗病物质，同时砧—穗互作、砧木与接穗本身固有的遗传特性、生理生化抗性、组织结构交织在一起，从而使嫁接植株表现出抗性[5]。
枯萎病对嫁接西瓜生理指标的影响
嫁接得到植株能够增加抗病性和产量原因之一是防御酶活性增加。根据大量研究表明，在病菌侵染下，嫁接植株相较未嫁接植株相比防御酶活性增高。丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)及同工酶、多酚氧化酶(PPO)及同工酶等是参与嫁接西瓜抗病生理的主要酶类。徐敬华等[9]研究了丙氨酸解氨酶（PAL）活性与嫁接西瓜枯萎病抗性传递的相关性，表明丙氨酸解氨酶（PAL）活性与抗病性呈正相关，抗性越强，酶活性就越强。赵依杰等[8]的研究表明，嫁接西瓜叶片超氧化物歧化酶（SOD——和过氧化物酶（POD）活性明显高于未嫁接植株，而丙二醛(MDA)含量低于未嫁接植株，表明通过嫁接能增强西瓜叶片的清除活性氧和过氧化氢能力。钱伟等[10]研究发现西瓜和葫芦嫁接后，接穗真叶中过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）等同工酶谱带增加。
研究表明引起连作障碍的原因主要是土壤传播类病害。根际微生物群落可以通过营养竞争、拮抗或者寄生等不同机制达到抑制土壤传播类病害的作用。根系分泌物是决定土壤中微生物种群密度、在土壤中的生长和存活状态、及寄主寄生物的关键生态因子，它在寄主自身抗性的初始阶段起重要的防止侵染的作用。对其他植物病害的研究发现，根系分泌物与植物抗性有密切关系，通过抑制土壤中病菌的孢子萌发和菌丝生长，使植株表现抗性。
本研究的目的和意义
目前为止西瓜枯萎病的病害防治方法主要有：选育抗病品种，农业防治，化学防治，生物防治等。但是例如农业防治中的轮作、化学防治、选育抗病品种等方法，由于这些方法受到土地资源不足及配套设施不够、环境保护不到位、抗病资源匮乏等因素影响而难以推广。与其比较而言，采用嫁接技术，利用砧木对枯萎病菌具有抗性的特点，可以有效提高西瓜对西瓜枯萎病的抗性，同时因为它可以成功克服连作障碍、减少使用农药从而保护环境，并且实施方法简便、适宜规模育苗和可以有效提高西瓜抗逆性等综合优势，因而嫁接对西瓜枯萎病的防治成效显著[5]。
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