花生疮痂病菌毒素(ESC)对寄主细胞损伤及凋亡机制研究的项目可行性研究报告.docx
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1、花生疮痂病菌毒素(ESC)对寄主细胞损伤及凋亡机制研究的项目可行性研究报告一、项目提出的目的和意义(1)花生疮疝病国内外研究花生(AraChiShypogaeG是我国主要的经济作物和油料作物,种植面积位列世界第二位,总产量居世界第一。我国花生种植面积较广,主要分布在山东、河南、河北、安微、广东、江苏和辽宁等省区,据国家粮油信息中心提供的数据显示,2013年我国花生种植面积已达471万公顷.花生疮痂病(SPhaeeMnaarachidisBitaucoiirtCtJCnkinS)主要危害叶片和茎秆,形成大量疮痂状病斑(图1)。自1940年BitaUCOUrt首次在南美的巴西发现之后,日本(根岸宽
2、山等,1979)和阿根廷(GiOrdae/R,1985)等国家也相继报道,并在各花生产区Sft行成灾。近年来,我国广东、广西、福建、山东和辽宁等主要花生产区相维发生危害,分布广,危宙重,属典型的流行性病害。一般病田减产10%-30%,严重田块损失可达50%以上.辽宁省2009年仅在葫芦岛花生产区零星发生,2011年葫芦岛、阜新和锦州多个花生产区爆发式流行成灾,病田率75%700%,病株率82.6%100%,病叶率42.5%-95.3%,病情指数I8.1.535,发生面枳超过12万hm?(周如军等,2013),截止到2015年奥季已经传播到辽宁北部产区,且有维续苣延的趋势,已成为我国花生产业持续
3、发展中亟待解决的植保问题。图I花生疮痂病典型症状特征(左:叶片症状:右,茎杆症状)花生.疮痂病(SPhaCdoiaarachidisBitaucourtetJcnkins)属近年来新流行病害,国内外研窕报道较少日本学者根岸宽山在上世纪7(1.8O年代时日本该病病原学进行了研窕,明确了病原菌为Sp/wcM。,”rac加(加(根岸宽山等,1979)。巴西学者KCamCy对病残体和种子在花生疮掘病传播过程中的作用进行了研究,明确了田间病残体是该病初侵染源之一(KcamcyerR,2002),以菌丝体和分生.胞子盘在病残体上越冬,翌年产生分生胞子,借助风雨传播。国外尚未见其他相关研究报道。目前国内研究
4、主要集中在病原学、发生调查(方树民等,2007:李峰等,2012)侵染特性(郭陞秀等,2015)化学防治(田云云等,2014)等领域,申请人近年来在其病原学、流行因素分析、流行动态、抗性鉴定和田间防治等方面进行了系统研究并取得了相应结果(周如军等.2012,2014).而国内外在病害致病因子、侵染机制、寄主与病菌互作等方面尚未见研究报道,研究基础较为薄弱,极大限制了该病宙的深入研究,无法为后期抗病育种和新型防控技术研究提供理论基础。(2)植物病原真菌毒素在致病过程中的作用机制植物病原我菌与植物在长期协同进化和复杂的互作过程中,逐渐形成有利于致病性的进化,产生多种对寄主植物有害的物质统称为致病因
5、子,致病因了的种类、含量及其活力决定其致病力强弱,进而影响病害的发生和严重程度.近年来,病原真菌致病因子及其机理研究已成为植物病理学的研究热点。研究表明,病原久前致病因子主要包括施类、毒素、激素和蛋白类等多种物质4,其中毒素是尾胞菌(Cerv。SPom)、镰抱菌(Fusarium)、链格抱(A1.temariG等多种重要植物病原真菌的致病因子.研究病原真菌毒素及其作用机理对于了解病闺致病机理、寄主与病原物的互作机制、抗病育种和寻找新的病害防治途径具有重要意义。病原真菌揖素种类繁多,主要包括蛋白类,如小麦褐斑病的(Pyrenophomtntc-repentis)产生的PTR谁素和棉花黄萎病菌(i
6、d加,J4e产生的VD毒素:苔类,如甘原眼周病菌(Hc/而加MWrj“,scc0产生的长蠕白糖:脂类,如甜菜尾胞病菌(ce;WW仪Me产生的H.油三酯类毒素:杂坏类(花醒类、酚嘏类、菲醍类等)以及第基酸衍生物等类群。其中龙鼠类毒素由于其具有光敏性可引起膜蛋白交联、膜脂过氧化、膜流动性改变、细胞骨架损伤、DNA损伤等作用而备受瞩目。花品类毒素主要包括交缝施毒素型、弗莱菌素型以及以金丝桃素为代表的其他类毒素.其中弗莱菌素型包括的尾抱菌素和痂囊腔菌毒素是葡萄黑疽病、柑橘疮加病、大豆灰斑病、玉米灰斑病等重要作物病杏的主要致病因子。前期研窕表明尾胞菌毒素痂囊腔菌毒素是病菌侵染寄主植物的重要毒力因子1.i
7、aoeR,2OO8)尾抱菌素(CerCo$Porin)是由尾刑属真菌(Cen产生的红色的毒索,首次在(Cen:o$POraIdkUChii】中分离得到(OkubOe1975)。痂囊腔菌素(EISin(KhrOmC)是由加囊腔菌(以立。力产生的红色或橘灯.色的蠡素,1957年Weiss等人首次在痂囊腔菌属真菌中发现,主要包括A、B,C和D四种衍生物(WeiSSe/R,1964;1.ousbergeta1.1969),尾泡菌素与痂囊腔菌索的生物合成还受到众多生理生化、物理因子的影响,其中光和氧气是两个必不可少的关健因素。CERSPORINCercosporaipp图3足用的素结构图2布囊腔苗素结构
8、花根类植物毒素(尾弛菌素与痂囊腔菌素)具有明显的光敏作用,在Kuang-RenChUng等人对大豆灰斑病、柑橘疮揄病等病害的研究中,证明光有利于北阻类植物毒素的产生I1.与其毒力大小为定的相关作用,光存在时会与氧反应产生对细胞有毒宙作用的活性氧,光敏作用一般分为类型【和类型H两种机制,光敏剂吸收光后,首先激发到寿命很短的单或态,然后系间穿越到三重态,后者相时单选态来说更稳定,寿命更长,因而光做作用通常通过三重态来进行。光敏剂的三重激发态可进行两种类盘的反应:机制I通过电子转移或抽药反应与底物相作用,产生底物和光敏剂的自由基,这些自由基与周阳的氧反应产生氧化物,如超氧阴离子自由基(02)及羟基自
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