稻曲病菌侵染機制的細胞學研究.pdf

1、稻曲病是由稻曲病菌Ustilaginoidea virens(Cooke) Tak.侵染造成的一種世界性的水稻穗部病害。歷史上在世界各地的發(fā)生都相對較輕，僅在中晚稻田零星發(fā)生。但是從上世紀八十年代后期以來，隨著直立型和密穗型高產(chǎn)水稻品種大力推廣及農(nóng)田肥力的提高，稻曲病的發(fā)生日益嚴重，近年來稻曲病已上升為我國、特別是長江中下游稻區(qū)的最重要的水稻病害之一。稻曲病的發(fā)生不但對水稻產(chǎn)量和質(zhì)量造成威脅，同時由于稻曲病菌能夠產(chǎn)生大量毒素(Ustil

2、otoxins)，抑制人和動物、植物細胞的有絲分裂。因此，對稻米的食用安全和稻田周邊食草動物帶來潛在威脅。
　　 本研究主要利用細胞生物學方法，對稻曲病菌在水稻小花上的侵染過程進行了研究，同時對稻曲病菌的兩種無性孢子在不同培養(yǎng)基上的萌發(fā)行為進行了分析，取得了以下幾方面的主要結(jié)果:
　　 1.對稻曲病癥狀形成過程的細胞學觀察表明，接種后三天病原菌菌絲覆蓋在小花的花絲、花藥和柱頭表面;接種后5天，小花的雌蕊和雄蕊被一層薄薄的

3、的菌絲包裹，此時花藥和柱頭隱約可見;接種后10天整個小花被密集的菌絲包裹起來;接種后15天，病原菌孢子球長出到小花外面，并形成白色的稻曲球;之后稻曲球顏色逐漸加深，外表被一層厚厚的黃色厚垣孢子層所覆蓋。
　　 2.對人工接種受侵染的小花和對田間采集的自然發(fā)病的稻曲球進行連續(xù)切片，結(jié)果表明:稻曲病屬于水稻花期穗部侵染性病害，稻曲病菌的初侵染位點是位于水稻小花子房和漿片之間的三個花絲的上半部分。其余三個花絲不被侵染。稻曲病菌沿花絲細

4、胞壁間隙侵入花絲組織，并在花絲細胞間延伸生長，最終發(fā)育成稻曲球狀菌落。病原菌不產(chǎn)生類似其它活體營養(yǎng)病原菌的吸器，也不產(chǎn)生類似死體營養(yǎng)型病原真菌的穿透性(penetration)侵染菌絲。稻曲病菌不能侵染水稻子房和花藥，次生菌絲可偶爾侵染柱頭和漿片的外層細胞。病原菌無法直接穿透水稻外稃。在病原菌侵染過程中不殺死寄主細胞，說明該病原菌為活體寄生病原菌。
　　 3.對稻曲病菌兩種無性孢子在不同培養(yǎng)基上的萌發(fā)特征進行了比較研究。結(jié)果表明

5、分生孢子和厚垣孢子在液體培養(yǎng)基上的萌發(fā)要比在固體培養(yǎng)基上的萌發(fā)顯著加快。在液體培養(yǎng)基中，分生孢子和厚垣孢子萌發(fā)都是產(chǎn)生次生小孢子，孢子形態(tài)與分生孢子形態(tài)相同。分生孢子在固體培養(yǎng)基上可一端或兩端萌發(fā)形成菌絲，萌發(fā)過程中表現(xiàn)出明顯的成團聚集現(xiàn)象。厚垣孢子在不同固體培養(yǎng)基表面萌發(fā)既可產(chǎn)生分生孢子，也可產(chǎn)生菌絲。在2％水瓊脂表面萌發(fā)主要產(chǎn)生分生孢子，分生孢子和菌絲的比例分別為72.5％和27.5％;而在PSA表面萌發(fā)則主要以產(chǎn)生菌絲為主，分生孢