苍术炭疽病病原学及其致病机制研究.docx

湾饯宠卡大斗硕士考佐卷攵苍术炭疽病病原学及其致病机制研究目录第一章植物炭疽病及其致病机制研究进展第二章苍术炭疽病发生调查及病原苜鉴定第三章苍术炭疽病苗生物学特性第四章苍术炭疽病首附着胞特性及其与环境因素关系4.1 苍术炭疽病菌附若胞的诱导及形成条件4.2 环境因子对苍术炭疽病菌致病性影响第五章苍术炭疽病菌细鹿壁降解器活性分析及其致病作用4.1 活体外细胞里降解唧的提取、纯化与活性分析（细胞壁降解前产陶条件测定）4.2 细胞壁降解前致病作用4.3 活体内细胞壁降解的的提取,纯化与活性分析（CwDES在苍术炭疽病致病过程中的含址变化）第五章细胞壁降解酹在致病过程中的作用及其调控机制5.1 苍术炭疽病菌总RNA提取5.2 CDNA5.3 PG,P1.基因在苍术炭疽病致病过程中的差异表达分析第一章植物炭疽病菌及其致病因子研究进展炭疽菌(CoUetotrichum)是由TOde(1790)首次报道,属丛剌盘胞属(Vermicu1.aria)。随后由Corda(1831)介绍,属“腔抱纲”,有性态为小丛壳属(.G1.omere1.1.a)U1.炭疽菌包含内寄生性、附生性、腐生的、植物致病性的生活方式匕白，同时还可侵染人类。该的是一类世界范围的重要真菌，己报道的有700余种，其寄主范围广泛，对经济作物、观赏植物、药用植物等造成严重损失U"1.atunde-Dada(2(X)1)根据1981年至2001年3月W",QfSCMg上的大量记录对炭疽菌属(CmIetOtriChUm)与循萄抱屈(及，)疝)、柄锈菌属<Puccinia)以及轮技电属(VeniCiHiUm)进行总结，炭疸菌属持续被列为最常被研究的植物致病菌之一，仅次于镰刀菌(F"S"ri""j)、疫播茵(Phy1.OPh1.hQnI)和立枯丝核菌(Rhizoctonia)。对炭疽菌的致病机制进行研究是最终解决植物炭疽病的基础和关键。因此，本文综述了国内外对炭疽菌致病机制的研究进展，旨在为相关研究者提供参考。1分类、生活方式、等主范B1.以及及病循环加律1.1 炭疸的分类方法、地位及现状。股”成加川由于没有形态特征的区别和鲜少产生有性阶段而很难鉴定I1.些分类群含糊不确定或寄主范围广以及致病性多变，在形态学上的培养特性常常多变他叫分类的不确定性使精确的鉴定变得困难，明确寄主关系、精确诊断病吉、进行有效的防控、建立成本效率的检疫程序也变得难懂更杂1期。传统意义上讲，炭疽菌属真菌己经根据形态特征进行鉴定和划分：一些特性被分类学者利用，包括分生抱子和附若胞的大小和形状，刚毛的存在与否，的核、分生抱子盘和有性阶段是否产生，以及培养形状，如菌落颜色、生长速度和结构身叫。由于形态学和表里受环境影响而多变，这些单的标准不能总是将该属很好的区分到种，为了克服这些传统不足，分了技术被用来描述和鉴定炭疽菌分类群U1.由于DNA特性不会受环境因素的直接影响，因此核酸分析为炭疽菌的分类提供了最可靠的框架。目前，分子手段和传统的形态学技术结合使用是最适当的研究炭疽菌种发合群的分类方法叽PhO1.i1.a等(2(X)5)将泰国7种寄主植物。0门而汕“"的34个菌株区分为5个形态群.1:C.mtsaeC.g1.oeoaporioidesgroup1.Cg1.()e(>sx>rioi(1.esgroup2,C.g1.oeosx>rioi(1.esgroup3和C.t11ncafumii*KWhitdaW-WCCkE等(2007)依据培养特性、形态学、RAPD-PCR以及rDNA-ITS和0-iUbU1.in部分序列，提出一个新分类群C.acutattmgroup.包括C.swnomfc涉S1.Than等(2(X)8)根据形态学特征、rDNA-1.TS和p-tubu1.in基因序列分析、致病性测定，鉴定泰国红辣锹炭疽病菌为3个种：CaC1.Ua1.Um,C.capsici和C.g1.oeosWriOideSUzQ因此，通过多:基因序列分析和形态学特征结合的方法，能精确的将炭疸菌鉴定到种，其数据能够为有效的病害防控和后续研究提供理论依据。然而，随着鉴定种类的增多，GCnBank储存:的序列命名上有很多是错的通过多基因序列或条形码手段准确鉴定炭疽阂已成为一个问题。CgUCh等报道，由于GCnBank中rDNAITS相似，C加亚介种内的比较表明鉴定的错误较高，达86%UICai等（2009）分析了GenBankq'C.s1.oeo.s>rioides的M3个rDNA-ITS序列发现，其中86%的序列与代表型具有相当大的进化分歧，很可能是代表其他种叫。I1.前所使用的储存:在GenBank中的rDNA-S序列数据表明显著的高错误率，完成炭疽菌种的精确鉴定是不可能的。解决这种情况需要种的代表性菌株。为后续研究工作，已发表的新种需要有代表性菌株储存在菌种保藏中心。有时活化型的菌株被保留（例如C斯而e小e和C.ARmh"）,然而在大多数情况下是没有的.表位型形成在某些特定情况下是必要的，例如在分类单元的模式标本已不存在或在不利条件下、或引起歧义情况、或变质的情况卜.引起很多重要特征在后续研究中无法使用"，表位型形成能鲂解决很多分类的问题，稳定对种、属、族或顺序的认识I用。炭疽菌属的表位型形成始于2007年，现在当前使用的种有42个己有代表型或活化培养I1.1.1.1 C.des"“c"y“，族蟀的分臭现状近几年，根据多战因进化分析，C.des"i"T汕"被描述为复合种，包括C.Ji，sct"n、C.higginsianum,C.tabacun,CIinicokhGa.Iruncata和CtanaCeH03。CdeWMC小.最早由O+Gara（5）报道,在美国引起三叶草炭疽病叫。该菌群的分生抱了大小10-22X4-6m,直或略弯，急剧锥形或钝形顶端，基部平截，而BaXICr等（1983）报道的分生刑子更窄，大小16-18X3m,通常直，有锥形末端1.该菌很容易和其他菌混淆，1.C.g1.oeos/wrioides.C.Iindemuihia,Hun和C.Iiwica"""。Cannon等（2012）发现，C.trifo1.ii有一半的提交到GenBank的ITS序列是基于错误的菌株,而这些菌株事实上属TCdesiruc1.ivum豆合群R叫很多依据最初的ITS种系发生被分配到C.Qsm“山豆合群的曲株以前被鉴定为C.CoCCodes、C.IindemuthiaiuimC.trifo1.ii×C.truncatun>C.Koeosporioides或GbmereHaciiiii1.atua随后，1.ehman和WoIf（1926）初次描述了大豆茎杆上的C.g/ycies的有性态为GaG1.ycinesf该有性态的出现加剧了这种混淘刈。很多的种和C.4esmiIMn在形态学上相似，并被认为与其密切相关。日本炭疸病萌菌株依据ITS1.序列聚合到20群组，并与其形态学一一对应；菌株C.DestriiciivumC.Fuscum.C.蚀身加Sim""和C/讥沁Ha属于同一个核甘酸簇，并被认为可能是同种的出）。1.2 炭”的类型及生活方式已报道的炭疽菌有内生的、体我寄生菌、腐生菌、植物病原菌甚至人类病原菌24。可引起严重植物病宙的炭疽菌属真菌也常常以内生菌存在于健康的植物中，以腐生菌存在于死的植物组织上IG1.在很多情况下，同种被记录为多种生活方式,尽管因存在模格不清的种的鉴定而不确定是否其明确为同种.分类单元从非致病到致病的生活方式的改变，且如何改变，仍需要解决且是炭疽菌尿研究的一个址要的未解决的问题。为炭疸菌属种的精确分类学鉴定，详细的生活方式描述与分了数据相联系是需要探索、理解和发展的仃效控制战略。Prihastuti等（2009）在其研究中描述到，咖啡豆中分离的。./为“，应”及和。.$加"，.”，同时是内生一菌、体表寄生菌和致病菌，这些菌已经被证明广泛分布在多种寄主上。C.心“山”J也同时作为内生菌、致病菌和腐生菌被发现M1.这些发现的意义是为炭疽前属的普遍存在和广泛分布据提供了重要证据。1.2.1 植物致篇*却也加加"“"是经济上岐全要的致病其菌之一，引起的炭疽病卷主范用广泛，尤其在热带和亚热带农作物以及果树上。活体植物地上部分在病害发展过程中都能被侵染，包括在茎、叶、花和果,例如热带水果变黑，尤其是香蕉和芒果您1.Hyde等(2(X)9)讨论J'目前己公认的由Ce菌引起的炭疽病，该病主要有两种形式，引起叶片病斑或收获后期果实黑化。柿子炭疽病菌(C”,力主要侵染果实和树枝，引起顶梢枯死，严重甚至整树枯死。旬。C.Cicutatum,C.capsid和C.oeosp"ioi加S均可引起泰国的红辣锹炭疽病1叫然而，这三个菌应该定为Caa“仙群，其中包括3个最新命名的种271.CCaPSiCi被_定名C.(Ienui1.iuniz分自红辣椒的C.1.oeosporioides也应命名为C.(由“，”或C.Jhrk("d"1.由于其在植物病理学、植物育种和生物安全中的!区要性，该的需要被正确的鉴定，而这在前期缺乏分类信息特性时是不易的，很多都作为植物病原菌，依据广义的分类划分为Co1.1.etotrichun/71.1.2.2 植物内生*炭疸菌被发现以内生菌的形式在植物组织内02街，如：在泰国，从香花(Musaacuminata)、生姜(A1.piniaIa1.aCCenSiS)和杜衡(AmomumSianiense)的健康叶片和假茎上，以及从杜衡的根茎低频率分离得到的C.,WeoswriHdes和C.a”“福莉株。1.ue/R.(2004)从伊沃克拉马森林保护区的12个不同树种上分离到内生菌C&beospori"ide$和C.6"而鼠到。内生曲能雄分解内生物，或作为潜伏性侵染源，在特定条件下引起植物病害。G1.oeosporimnmusa11tm<=C.nusae)能在未成熟的香蕉中潜伏存在约5个月，当果实成熟时发展成为炭疽腐烂病的致病菌。在潜伏期，真菌的发展受酶和果胶的随限制，使其侵染能力减弱1冽.Wright(1998)主要研究柑橘炭疽病的侵染，在整个季节从植株茎上分离得到内生悔C.gtoe。SPoriHdes,该菌在新长的茎组织上潜伏，最终在结果期感染花部，致痛性测定也表明该内生前可引起柑橘病杏PO1.1.2.3 篇生N炭疽菌作为腐生菌的记录很少，如在松针、红菊叶、木兰科木材、香蕉和钝叶婆罗双腐烂叶片上等1。在土壤菌纲要(CompendiumM&,i1.Rmgi)中，DomSCh等(2(X)7)只记录了2个种：在死亡植物材料上常见的腐生菌Cdematium,和在上填中甚至都很少见的Cgbe。SPcrioideN%炭疽菌作为腐生菌存活能力和竞争能力弱来自蓝萄的CucutatumC.g"C"sporiHdes的分生抱了在高压处理的土壤中能存活至少1年，然而在未经处理的湿度22%的士壤中，其生存能力急速下降，仅能存活几天】。1.3 炭”的寄主范B1.炭疸雨是全球性分布.的重要的经济性的植物病原菌，能引起世界范围的水果、农作物炭疽病UJM,导致植物地上部或果实受害，降低产量、版量，造成采后损失。炭疽菌属中，单菌侵染多重寄主是很常见的,如苹果(MuhtsPtiiiii1.a),鳄梨(PGmameriCanna)、香然(MuxaSapientum)、咖啡(Coffeaarabica)、柑橘(CitrIspp.),石榴(Psidiumguajava)、大枣(Zizyphusmauritianu)»吉柠(Citrusaureniforia)龙眼(EUPhoriuIonganu),木瓜(.Caricupapaya)、芒果(Man