AM真菌和木霉对光叶苕子两种叶斑病的防效及机理研究

来源 :兰州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenjason886
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光叶苕子是重要的牧草和绿肥作物,调查发现囊状匐柄霉(Stemphylium vesicarium)和互隔链格孢(Alternaria alternata)引起的叶斑病是影响光叶苕子生产的重要病害,目前缺乏有效的防治方法。丛枝菌根(arbuscular mycorrhizae,AM)真菌是自然界中最广泛的植物共生真菌,可提高植物对水分、养分吸收,促进植物生长,增强植物抗病性。木霉菌(Trichoderma)主要分布于植物根际土壤中,特别是植物根表面和最外层的根细胞附近,是诸多作物病害的重要生防菌剂。鉴于AM真菌与木霉在植物病害防治方面的作用,本研究以光叶苕子为试验材料,通过温室试验探究了AM真菌和木霉对光叶苕子及两种叶斑病影响的生理及分子机制。主要结果如下:(1)AM真菌和木霉可促进植物根系生长以及光叶苕子对养分的吸收。AM真菌、木霉及两者协同作用提高光叶苕子根系生物量28.79%,28.47%和88.38%(P<0.05)。二者协同作用显著提高光叶苕子茎叶中N含量87.09%(P<0.05)。AM真菌增加光叶苕子根系中P含量42.12%(P<0.05),其与木霉协同效果更好,植物根系P含量较AM真菌单独作用高45.59%。AM真菌提高光叶苕子茎叶中全K含量9.15%,其与木霉共同处理下,较对照处理植物根系K含量高1.41倍(P<0.05);木霉处理较对照提高土壤中性磷酸酶活性15.9%(P<0.05)。(2)两种叶斑病病原菌S.vesicarium和A.alternata显著降低植物茎叶生物量24.56%和14.79%(P<0.05)。A.alternata侵染降低光叶苕子净光合速率27.75%-38.78%。AM真菌、木霉及双接种有效降低S.vesicarium和A.alternata叶斑病发病率14.72%-33.38%和26.86%-40.14%。AM真菌、木霉及混合接种提高感染S.vesicarium的植物净光合速率49.03%,47.54%,87.66%(P<0.05),降低光叶苕子丙二醛含量27.43%,24.25%和45.92%(P<0.05)。(3)AM真菌和木霉可通过调控光叶苕子中激素含量和酶活性响应病原菌的侵染。AM真菌和木霉单独作用可提高健康植物的几丁质酶活性9.45%和8.35%(P<0.05)。木霉增加感染S.vesicarium植物叶片水杨酸含量15.64%。AM真菌及其与木霉混合接种增加S.vesicarium侵染的植物中苯丙氨酸解氨酶活性44.07%和69.29%(P<0.05)。AM真菌、木霉单独或同时接种,显著增加感染A.alternata植物叶片水杨酸含量20.48、16.7%和28.99%(P<0.05),显著增加苯丙氨酸解氨酶活性105.15%,52.66%,90.86%(P<0.05)。(4)植物对S.vesicarium和A.alternata侵染转录组分析表明,光叶苕子响应两种病原菌侵染差异基因富集于NO生物合成过程、细胞壁生物发生、细胞壁组织等GO条目,并降低植物光合作用KEGG通路中基因表达。AM真菌和木霉处理下,光合作用有关的通路中的基因也下调表达。苯丙烷生物合成过程、翻译的负调控以应对压力、调节对活性氧的反应、对其他生物的防御反应、对生物刺激的反应、防御反应等GO条目在AM真菌和木霉处理中显著富集,响应S.vesicarium和A.alternata的侵染。
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