玉米对镰刀菌(Fusariumgraminearum)茎腐病抗性机制研究.docx

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玉米对镰刀菌（Fusariumgraminearum）茎腐病抗性机制研究玉米茎腐病在我国的发生日益严重，已成为制约玉米生产的主要因素之一。作为土传病害，种植抗病品种是最有效的防治措施。因此，选育抗病的玉米新品种就十分重要。本项研究重点探讨了玉米对镰刀菌（FusariumgraminearumSchwabe）茎腐病抗性生化表达过程中的糖分变化、苯丙烷类代谢中的两种关键酶苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性变化和过氧化物酶（POD）活性及其同工酶的变化、以及与这两种酶相关的苯丙烷类代谢的次生产物绿原酸、木质素的变化。试图阐明玉米茎秆内糖分含量及与苯丙烷类代谢相关的关键酶与玉米对镰刀菌茎腐病抗性的关系，揭示玉米抗性的生化机制，为抗病育种提供可行的科学依据。在研究中首创了在接种条件下，通过人为改变玉米的生长条件来改变玉米茎秆的糖分含量，成熟期调查发病率并测定茎秆含糖量，以验证玉米的抗性对成熟期茎秆中糖含量的依赖性。试验采用了经3年的大田茎腐病抗性鉴定筛选，分别代表高抗、中抗、中感和高感四个抗性类型的陕单931、陕单9号、西农11号和H4VB×9372。经过室内、大田人工接种、发病情况观察及室内分析取得了以下主要结果：（1）首次确认蔗糖在玉米对茎腐病的抗性中起着关键的作用。茎秆中高蔗糖含量可使玉米植株保持其生理活力，使植株可持续产生对茎腐病菌具有遏制作用的物质的能力，进而使镰刀菌不能破坏寄主细胞，从而减少发病。同时，从研究结果我们推断蔗糖本身可能具有阻遏镰刀菌产生酶类或毒素作用，病菌在侵染抗病品种过程中可能因寄主组织中蔗糖含量高，而导致病菌产生的可破坏寄主细胞组织的酶类受到阻遏或活性受到钝化；或者蔗糖不利于致 病菌毒素的存活。这可能是抗性品种抗茎腐病的关键机制之一。（2）首次提出了以玉米植株地上第2节间髓部组织在灌浆期的还原糖含量（X₁）或在蜡熟前期的蔗糖含量（X₂）或总糖含量（X₃）均可作为玉米品种抗病鉴定的生化指标。并以我们得出的茎腐病发病率与3种糖含量的相关回归方程的计算结果为确定玉米品种的抗病性的量化标准：Y=252.5739-6.8369X₁或Y=68.2385-1.5702X₂或Y=72.9206-1.2231X₃（3）明确了玉米植株原生木质素与玉米对镰刀菌茎腐病的抗性无关，只有诱导产生的木质素在玉米的抗病性中起作用。并证实诱导木质素在玉米植株内的沉积受POD的直接调控，与PAL关系不明显。（4）证实了玉米植株在受到镰刀菌的侵染后可产生对镰刀菌有抑制作用的物质。这些物质中的一类是酚类物质绿原酸。是否还有其他物质产生尚待进一步研究。同时发现玉米茎秆细胞中绿原酸的积累与以L活性有平行关系。（5）提出了以接种镰刀菌后玉米组织PAL酶活的强弱和活性上升的峰数及POD酶活的高低及同工酶带增加的多少作为玉米品种对镰刀菌茎腐病抗性的生化指标.。