甘藍(lán)型油菜與根腫菌互作機(jī)制及病害控制技術(shù)研究.pdf

1、根腫病是由根腫菌Plasmodiophora brassica侵染十字花科作物引起的重要的世界性土傳病害，主要分布在歐洲、亞洲和北美等十字花科作物種植區(qū)。在我國，十字花科蔬菜作物根腫病危害面積達(dá)320~400萬公頃，平均產(chǎn)量損失在20％~30%，近年來在我國長江流域冬油菜主要產(chǎn)區(qū)油菜根腫病發(fā)生逐年加重，油菜根腫病已經(jīng)成為我國油菜生產(chǎn)上主要新病害，嚴(yán)重危害我國長江冬油菜的安全生產(chǎn)。本學(xué)位論文開展了根腫菌對(duì)寄主侵染條件、油菜品種資源與根腫菌

2、小種的抗性互作、根腫菌侵染甘藍(lán)型油菜的致病機(jī)理與基因表達(dá)等研究、并探討了播期與殺菌劑對(duì)油菜根腫病防治效果等，取得的主要結(jié)果如下。
　　1、不同營養(yǎng)基質(zhì)和接種濃度對(duì)油菜根腫病發(fā)病的影響
　　專性寄生菌根腫菌人工繁殖與接種對(duì)營養(yǎng)基質(zhì)的配方及接種濃度選擇有嚴(yán)格的要求，為了探索準(zhǔn)確高效的根腫菌接種鑒定的方法，本文研究了6種營養(yǎng)基質(zhì)配方和7個(gè)根腫菌休眠孢子懸浮液濃度對(duì)根腫菌接種鑒定效果的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明2號(hào)（石英沙）與6號(hào)（泥炭-蛭

3、石-珍珠巖）營養(yǎng)基質(zhì)配方的處理均有根腫病發(fā)病癥狀，其它處理（1、3、4、5號(hào)處理）均不發(fā)病。其中6號(hào)營養(yǎng)基質(zhì)配方的處理根腫病發(fā)病率達(dá)100%，病情指數(shù)達(dá)69.6，是一種理想的根腫病接種用營養(yǎng)基質(zhì)配方，其發(fā)病率高、發(fā)病穩(wěn)定可用來進(jìn)行根腫菌生理小種的鑒別與抗根腫病育種材料的鑒定篩選；2號(hào)處理的營養(yǎng)體生長旺盛容易形成較大的根腫，在研究中可用來作為根腫菌的擴(kuò)繁的營養(yǎng)基質(zhì)。根腫病的發(fā)病率隨著休眠孢子懸浮液濃度的增加發(fā)病率與病情指數(shù)均表現(xiàn)升高，其中

4、孢子濃度為1×106、1×107和1×108 spores/ml的處理在接種后50dai(day after inoculation)發(fā)病率均達(dá)到100%，而且根腫病發(fā)病穩(wěn)定是理想的接種濃度。
　　2、根腫菌的致病力與甘藍(lán)型油菜品種對(duì)根腫病抗性研究
　　為了鑒定評(píng)價(jià)我國油菜根腫菌致病性的分化、油菜主要品種資源和國外引進(jìn)的根腫病抗性資源與根腫菌4號(hào)優(yōu)勢小種的抗性互作關(guān)系，本文利用Williams鑒別寄主系統(tǒng)鑒定研究安徽、四川、

5、云南等7份油菜根腫菌致病性的差異，利用根腫病病圃鑒定及人工接種鑒定技術(shù)分別對(duì)征集的188份油菜品種資源和國外引進(jìn)的12份根腫病抗性材料進(jìn)行了抗性鑒定與研究。鑒定結(jié)果表明來自安徽休寧、黟縣、廣德與四川廣漢的油菜根腫病菌為4號(hào)小種，安徽寧國與云南楚雄的菌源為2號(hào)小種，安徽績溪的菌源為5號(hào)小種；田間病圃鑒定結(jié)果獲得抗根腫病品種22份，其中蓉油9號(hào)、寧雜21號(hào)為高抗品種；油菜根腫病的病情指數(shù)與油菜籽中硫苷及芥酸的含量呈極顯著的負(fù)相關(guān)，與油菜的硬

6、脂酸（C18:0）則呈極顯著的正相關(guān)。溫室人工接種鑒定結(jié)果表明12份抗性資源對(duì)4號(hào)小種等表現(xiàn)出不同程度的抗性，其中抗性材料CR5對(duì)來自安徽休寧、黟縣、廣德、寧國和績溪以及四川廣漢的菌源均表現(xiàn)出完全的免疫抗性。
　　3、根腫菌侵染甘藍(lán)型油菜抗病品種與感病品種及其基因表達(dá)研究
　　本實(shí)驗(yàn)研究觀察在不同侵染時(shí)期根腫病菌對(duì)一個(gè)抗病品種和一個(gè)感病品種的侵染情況。研究結(jié)果表明在根毛上的初次侵染在接種后7d在感病品種和抗病品種中根毛侵染率

7、均達(dá)到90%以上，此后，根毛侵染率下降，接種后14d至35d根毛侵染率下降到20%以下。在兩個(gè)品種中，根毛初侵染率的水平在每個(gè)時(shí)間點(diǎn)都是相似的；二次侵染在接種后5d和7d每個(gè)品種都很少觀察到，到接種后14d時(shí)比較容易觀察的二次侵染。在14d至28d時(shí)，二次侵染在抗病品種中比感病品種表現(xiàn)出更高的侵染程度。這種結(jié)果的主要原因是抗病品種在侵染后期約束限制了病原菌的發(fā)育；因此在抗病品種中比同一時(shí)間點(diǎn)的感病品種有更多的次生原生質(zhì)團(tuán)聚集在根部。在不

8、同時(shí)間點(diǎn)序列中，通過反轉(zhuǎn)錄 qPCR研究了12個(gè)候選的根腫菌基因在植物中的基因表達(dá)情況，在抗病品種中，所有的候選基因在接種后5d或7d與其他時(shí)間點(diǎn)比較均表現(xiàn)出上調(diào)表達(dá)；在感病品種中，根據(jù)這些基因的表達(dá)模式12個(gè)基因被分化為3中類型，其中2個(gè)基因在接種后14d有一個(gè)表達(dá)量的高峰，3個(gè)基因在接種后14d和35d出現(xiàn)了兩個(gè)基因表達(dá)量的高峰，另外的7個(gè)基因均在接種后35d達(dá)到基因表達(dá)量的高峰。這個(gè)研究結(jié)果將有利于油菜育種和根腫病抗性資源的利用研

9、究，以及進(jìn)一步的研究選擇候選根腫菌致病性基因。
　　4、播種期對(duì)油菜根腫病的發(fā)病影響及產(chǎn)量損失研究
　　油菜根腫病是由根腫菌引起的土傳病害，由于我國水旱輪作為病原菌的傳播提供條件，油菜根腫病的快速流行已經(jīng)是我國油菜生產(chǎn)面臨的新問題，為了研究利用栽培技術(shù)防控油菜根腫病的綜合治理技術(shù)，本文研究通過調(diào)整油菜的播種期研究不同播期的處理對(duì)冬油菜根腫病的發(fā)病情況以及其對(duì)油菜的產(chǎn)量損失的影響。試驗(yàn)結(jié)果表明早播的油菜根腫病發(fā)病重，隨著播期的

10、推遲油菜根腫病田間發(fā)病率與病情指數(shù)均呈下降趨勢，早播的油菜產(chǎn)量比遲播的油菜產(chǎn)量高，但是由于根腫病害的影響，二者的產(chǎn)量之間的差異不顯著。因此在生產(chǎn)上可以通過選擇種植耐遲播品種適當(dāng)推遲播種期，一方面有利于達(dá)到油菜生產(chǎn)的增產(chǎn)與穩(wěn)產(chǎn)目標(biāo)，另一方面利用遲播控制根腫病害，因?yàn)橛筒诵纬傻母[較小，有利于降低田間根腫菌總的菌源量。冬油菜適當(dāng)遲播技術(shù)是油菜根腫病綜合防控的重要措施之一。
　　5、殺菌劑對(duì)油菜根腫病的發(fā)病影響及產(chǎn)量損失研究
　　

11、本研究試驗(yàn)結(jié)果表明處理間的發(fā)病率、病情指數(shù)及油菜產(chǎn)量的平均值差異均達(dá)極顯著水平（P﹤0.01）。5種殺菌劑處理與石灰處理均有較好的防效，其中50%多菌靈WP防效達(dá)90.82%；從產(chǎn)量損失方面比較，10%氰霜唑SC，50%多菌靈WP，75%百菌清WP和60%硫磺·敵磺鈉WP處理可顯著減少根腫病引起的產(chǎn)量損失；油菜根腫病的病情指數(shù)與油菜產(chǎn)量呈顯著的負(fù)相關(guān)性，相關(guān)系數(shù)r=-0.7962，油菜產(chǎn)量（y）與病情指數(shù)（x）的回歸方程為y=-32.6