芝麻枯萎病病原菌毒素及其對(duì)芝麻毒性的研究.pdf

1、芝麻（Sesamum indicum L.，2n=26）屬胡麻科胡麻屬，是世界上最古老的優(yōu)質(zhì)油料作物，也是我國(guó)重要的特色油料作物。芝麻枯萎?。⊿esame Fusarium wilt）由尖孢鐮刀菌芝麻專化型（Fusarium oxysporum f.sp.sesami，F(xiàn)OS）侵染引起，與莖點(diǎn)枯病并稱為芝麻兩大主要真菌病害。芝麻枯萎病害分布地域廣泛，我國(guó)常年發(fā)生率在15％左右，對(duì)芝麻產(chǎn)量和品質(zhì)影響較大。國(guó)內(nèi)外大量研究表明，植物病原菌毒素

2、在致病過(guò)程中起著重要作用，但至今未見有關(guān)芝麻枯萎病病原菌毒素及其對(duì)芝麻毒性的研究報(bào)道。本文開展了芝麻枯萎病病原菌毒素提取和成分分析，明確FOS毒素分子結(jié)構(gòu);在此基礎(chǔ)上，評(píng)價(jià)了FOS毒素的產(chǎn)生條件及其對(duì)芝麻幼苗的毒害作用，為進(jìn)一步探明芝麻枯萎病致病機(jī)理以及芝麻與FOS間的互作機(jī)制奠定了理論基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　1、芝麻枯萎病病原菌代謝物毒性測(cè)試
　　通過(guò)病原菌代謝物處理種子的方法進(jìn)行毒性測(cè)試，結(jié)果表明HSFO09100

3、（強(qiáng)致病力）、HSFO08005（中等致病力）和HSFO07021（弱致病力）三個(gè)病原菌株經(jīng)PD培養(yǎng)液培養(yǎng)15d左右均可產(chǎn)生FOS毒素。用活性炭法可從三個(gè)菌株菌液中提取出棕色膏狀的粗毒素，粗毒素對(duì)枯萎病抗性品種（豫芝11號(hào)和鄭芝98N09）和感病品種（榮縣黑芝麻和冀9014）均能造成損害。
　　2、粗毒素成分分析
　　利用液相色譜儀和液質(zhì)聯(lián)用儀等儀器，分析三個(gè)病原菌株(HSFO09100、HSFO08005和HSFO0702

4、1)經(jīng)PD培養(yǎng)后產(chǎn)生的粗毒素成分。液相色譜分析結(jié)果表明，等度洗脫分離效果不佳，梯度洗脫分離效果較好。液質(zhì)聯(lián)用分析表明，粗毒素可能含有下列7種毒素類型，鐮刀菌酸/fusaric acid/FA、FA+O、丁烯酸內(nèi)酯、蛇形霉毒素(Diacetoxyscirpenol，DAS)、雜色曲霉素/柄曲霉素/ST/Sterigmatocystin、黃曲霉毒素B1/Aflatoxin B1、嘔吐毒素/脫氧雪腐鐮刀菌烯醇DON/Deoxynivaleno

5、l。
　　3、FOS毒素成分分析
　　為明確芝麻專化型尖孢鐮刀菌的毒素成分，進(jìn)一步對(duì)病原菌產(chǎn)毒條件和分析方法進(jìn)行探索:(1)增加培養(yǎng)液種類，同時(shí)使用馬鈴薯葡萄糖培養(yǎng)液(PD)、察氏培養(yǎng)液(Czapek)、理查德培養(yǎng)液（Richard）和低碳理查德培養(yǎng)液;(2)優(yōu)化HPLC分析條件;(3)分析對(duì)象由粗毒素改為FOS菌液濾液;(4)使用標(biāo)準(zhǔn)樣品液相色譜圖對(duì)質(zhì)譜結(jié)果加以輔證。最終確定了FOS毒素中合有鐮刀菌酸(fusaric ac

6、id，F(xiàn)A)。鐮刀菌酸亦稱萎蔫酸，分子式:C10H13NO2，結(jié)構(gòu)式:5-丁基吡啶甲酸(5-butylpicolinicacid)，是鐮刀菌屬真菌產(chǎn)生的一種非寄主選擇性毒素。同時(shí)，首次發(fā)現(xiàn)了三種FA中間產(chǎn)物:C10H13NO4(FA+O2)、C10H13NO3(FA+O)、C10H11NO2(FA-H2)，這三種中間產(chǎn)物與FA之間的關(guān)聯(lián)及其對(duì)芝麻的毒性尚待進(jìn)一步研究。
　　4、FOS鐮刀菌酸產(chǎn)生規(guī)律研究
　　使用PD、Cza

7、pek、Richard和低碳Richard四種培養(yǎng)液分別培養(yǎng)HSFO09100（強(qiáng)致病力）和HSFO0021（弱致病力）菌株，分析1d～60d內(nèi)FOS鐮刀菌酸含量的變化，同時(shí)檢測(cè)菌液的孢子濃度、菌絲量、及pH值，分析它們與FA產(chǎn)量之間的相關(guān)性。結(jié)果顯示，這2個(gè)菌株在四種培養(yǎng)液中都能產(chǎn)生FOS鐮刀菌酸，其中利用Czapek培養(yǎng)液培養(yǎng)弱致病力菌株HSFO07021時(shí)，鐮刀菌酸的產(chǎn)量最高（4133μg/ml）;利用PD培養(yǎng)液培養(yǎng)時(shí)，這2個(gè)菌株

8、FA產(chǎn)量均為最低(＜15μg/ml)。相關(guān)性分析結(jié)果表明，這2個(gè)菌株的鐮刀菌酸產(chǎn)生量與菌液孢子濃度、菌絲量、致病力及菌液pH之間沒有顯著相關(guān)性，而與營(yíng)養(yǎng)條件有密切關(guān)系。
　　5、FOS鐮刀菌酸對(duì)芝麻的毒性測(cè)試
　　為探明FOS鐮刀菌酸對(duì)芝麻幼苗的毒性作用，分別用HSFO09100和HSFO07021產(chǎn)生的鐮刀菌酸配制MS培養(yǎng)基和鐮刀菌酸溶液，濃度分別為1、5、10μg/ml，利用4個(gè)供試芝麻品種（豫芝11號(hào)、鄭芝98N09、