蕓薹根腫菌近紅外光譜檢測(cè)體系及喜樹堿抑菌機(jī)理的研究.pdf

1、十字花科作物根腫病是由蕓薹根腫菌（Plasmodiophora brassicae Woronin）侵染引起的一種重要土傳病害。該病害在全世界不同國(guó)家廣泛分布，嚴(yán)重威脅十字花科作物產(chǎn)量和產(chǎn)品質(zhì)量。由于根腫菌休眠孢子具有較強(qiáng)的生命力，在土壤中可以存活15年之久，一旦發(fā)病難以根治。因此，根腫病的早期檢測(cè)對(duì)防控該病十分重要。為此，本研究在采用常規(guī)方法與分子生物學(xué)方法檢測(cè)根腫病菌的基礎(chǔ)上，探索了利用近紅外光譜根腫病菌的技術(shù)體系，旨在將這一新技術(shù)

2、用于根腫菌的檢測(cè)。同時(shí)，本論文結(jié)合相關(guān)工作基礎(chǔ)，研究了生物抗菌劑喜樹堿(Camptothecin，CPT)對(duì)水稻褐條菌的抑菌機(jī)理。研究取得了如下主要結(jié)果:
　　1.分別從湖北省長(zhǎng)陽(yáng)縣發(fā)病田間采集大白菜根腫標(biāo)樣，在溫室內(nèi)人工接種“凱選優(yōu)”上海青不同時(shí)間段幼苗，從標(biāo)樣中分離提取的病菌休眠孢子，制備成孢子懸浮液，經(jīng)不同方法處理，進(jìn)行顯微鏡觀察。結(jié)果顯示，在光學(xué)顯微鏡下可清晰觀察到根組織內(nèi)休眠孢子的形態(tài)（近圓形）、大小(2μm～3μm)。

3、不同發(fā)育階段感病幼苗的根毛中根腫菌出現(xiàn)不同形態(tài)，包括初級(jí)游動(dòng)孢子(2d苗)、初級(jí)原生質(zhì)團(tuán)（2d～4d苗）和游動(dòng)孢子囊（8d幼苗））和游離的休眠孢子。這種方法簡(jiǎn)便、快速、經(jīng)濟(jì)，對(duì)根腫菌侵染寄主的早期檢測(cè)較為適用。
　　2.通過對(duì)比分析不同DNA提取方法（CTAB提取法和醋酸鉀提取法），以及對(duì)常規(guī)PCR方法的反應(yīng)條件和引物進(jìn)行篩選，進(jìn)一步對(duì)常規(guī)PCR檢測(cè)根腫菌方法進(jìn)行了優(yōu)化，篩選出可檢測(cè)最低模板DNA濃度為10-4ng/μL的根腫菌P

4、CR檢測(cè)方法。采用該方法對(duì)不同地區(qū)的4種十字花科作物品種、室內(nèi)菌土接種的12種十字花科作物幼苗及土壤中含根腫菌的進(jìn)行PCR檢測(cè)，證明該方法檢測(cè)效果良好。
　　3.分別以早期油菜幼苗的根（葉）部組織為試驗(yàn)對(duì)象，探索了基于近紅外光譜分析的新型根腫菌侵染分析與檢測(cè)方法。基于導(dǎo)光譜和主成分分析等技術(shù)對(duì)近紅外光譜數(shù)據(jù)進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在1階導(dǎo)和2階導(dǎo)光譜的主成分特征空間中包含著鑒別根腫菌侵染的有效信息。并采用支持向量機(jī)對(duì)這些有效信息進(jìn)行檢測(cè)分析

5、，在根組織的近紅外光譜特征和多維特征中，當(dāng)Sigma取0.4值時(shí)，0階和2階導(dǎo)光譜組合檢測(cè)率最高，可達(dá)99.71％;而在葉組織的近紅外光譜特征上，當(dāng)Sigma取3.5～4.0值時(shí)，0階和1階導(dǎo)光譜組合檢測(cè)率最高，可達(dá)99.28％。
　　上述研究結(jié)果為十字花科作物根腫菌的早期監(jiān)測(cè)、病原學(xué)深入研究和病害早期防控有應(yīng)用價(jià)值。
　　4.研究了喜樹堿(CPT)對(duì)水稻褐條菌Aaa RS-2菌株的抑菌活性。發(fā)現(xiàn)濃度為0.5mg/mL的CP

6、T(pH7.5，8h)對(duì)Aaa RS-2菌株具有明顯的抑菌作用，抑制率最高可達(dá)73.9％。通過游動(dòng)性試驗(yàn)、活/死細(xì)胞染色、掃描電鏡觀察、血清學(xué)試驗(yàn)、分泌系統(tǒng)和拓?fù)洚悩?gòu)酶相關(guān)基因差異性表達(dá)分析試驗(yàn)，進(jìn)一步驗(yàn)證了CPT對(duì)該菌株的抑菌作用。差異性表達(dá)分析試驗(yàn)結(jié)果顯示拓?fù)涿赶嚓P(guān)基因gyrB和分泌相關(guān)基因porin呈明顯的差異表達(dá)。這些結(jié)果對(duì)揭示CPT對(duì)Aaa RS-2的抑菌機(jī)理提供了新的信息。
　　上述結(jié)果擴(kuò)展了CPT的抑菌譜，為利用這一