黄瓜枯萎病菌毒素产生过程及其作用机理开题报告

全文总字数：7247字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

（一）研究意义

黄瓜（cucum issativus l.）是一种全球性的重要蔬菜作物，其中保护地黄瓜栽培面积达到 62万公顷。为第一大保护地栽培作物，中国是世界上黄瓜生产面积最大、总产量最高的国家（fao, 2011）。近年来，在黄瓜的设施栽培中，土传枯萎病日趋严重，已成为黄瓜生产上最严重的病害之一，常年发病率为10%~30%，严重时可达80%~90%，甚至绝产，严重影响了黄瓜的产量和品质，并造成经济上的极大损失（袁飞等，2004）。 而今我们对于黄瓜枯萎病病因有所了解，但是对其病因的发病机理以及治理情况依旧有许多空白待研究的区域。因此，对尖孢镰刀菌枯萎酸的合成途径及其调控因子的探讨以及阐明发病植株枯萎酸的产生过程及其作用机制，将有效的缓解我国黄瓜土传枯萎病日趋严重的情况，提升黄瓜的品质与产量，获得极大的经济利益。

（二）国内外研究进展

2. 研究的基本内容和问题

（一）研究目标

目前，黄瓜枯萎病已成为黄瓜生产上最严重的病害之一，严重影响了黄瓜的产量和品质，造成经济上的极大损失。近年来，国内外对枯萎病的研究重点集中在浸染规律、病害防治及分子生物学方面的研究，对枯萎病的发病生理生化机制尚不十分明确，目前主要有导管堵塞和毒素作用两种机制试图揭示枯萎病发病机制。在黄瓜的设施栽培中，田间经常见到大水漫灌也不能缓解枯萎病植株的萎蔫，说明介质水分供应不是其限制因素。前期研究中发现，fa产生是导致黄瓜及香蕉枯萎病植株萎蔫的主要原因，是枯萎病的重要致病因子。fa的致萎作用主要是导致叶片细胞膜伤害，增加膜透性，使水分直接从受伤害的细胞中扩散出去，最终导致植株萎蔫。然而，枯萎酸的产生过程及其作用机理尚不清楚，本项目拟采用x-ara染色以及hplc的方法，研究病原菌主要染侵与枯萎酸产生的时空演变规律，观察不同侵染时期尖孢镰刀菌侵染过程及不同部位尖孢镰刀菌数量和枯萎酸含量；通过韧皮部烫伤及共质体抑制的方法，研究枯萎酸在黄瓜植株体内的运输方式，以及不同部位枯萎酸含量的分配，揭示枯萎酸的运输的分配方式。阐明发病植株枯萎酸的产生过程及其作用机制，为防控土传枯萎病提供理论依据。

（二）研究内容

3. 研究的方法与方案

（一）研究方法

（1）植株材料及培养方法

黄瓜品种采用津春4号，黄瓜种子在温水中浸泡2~3个小时，置于温室中，泡掉种子表面的有毒物质，提高发芽率，后置于大培养皿中黑暗状态进行催芽24h，培养皿中保持水分温度湿度充足，挑选长势基本一致的种子，播种于含有石英砂的育苗盘内，每天予以适当的水分及光照条件，待第一片真叶完全展开时，挑选地上部地下部尽量一致且生长较壮的苗，将其移入1000ml的塑料杯内，每个杯子种植一棵。

4. 研究创新点

（1）由前期的研究可知，土传枯萎病的病原是由尖孢镰刀菌产生的枯萎酸导致。尖孢镰刀菌（fusariumspp），属半知菌亚门真菌。踏实专一引起观赏植物维管束病害的病原，也是一类世界性分布的真菌，分布极广。通过本项研究，由小见大，能一定程度上掌握尖孢镰刀菌的物化属性，即使尖孢镰刀菌会在不同的职务上变现出不同的转化型，但是还是可以从本质出发，很好地对症下药。 （2）本项目针对植物-微生物互作这个国际上的研究热点进行追踪，以黄瓜土传枯萎病为切入点，研究尖孢镰刀菌枯萎酸产生及其作用机理，进而探讨病原菌侵染与枯萎酸产生及枯萎病发生的内在联系，这在国内外尚未见报导。 （3）本研究把植物营养生理和植物病理有机结合起来，研究不同侵染时期枯萎酸与病原菌侵染进程的关系，阐明尖孢镰刀菌枯萎酸合成过程及其调控机理。这为植物病理研究开拓了新的思路，将有助于理解植物枯萎病发病机制及抗病机制，为今后的研究奠定理论基础。 （4）本研究着眼于提高黄瓜抗病性这个生产需求问题，立足于植物营养生理与植物病理之间的内在联系这个科学问题，将国家需求和科学问题紧密结合在一起，是宏观需求与微观研究有机结合的典范。

5. 研究计划与进展

（1）2019年3月-4月观察不同侵染时期尖孢镰刀菌侵染过程及不同部位尖孢镰刀菌数量和枯萎酸含量，揭示病原菌侵染的时空演变规律，阐明病原菌侵染、枯萎酸产生与枯萎病发生的内在联系； 并阅读相关国内外的文献，收集整理相关数据

（2）2019年4月-5月探究fa的时间运输方式、木质部韧皮部对运输贡献率、fa对黄瓜生理影响的实验。

（3）2019年5月-6月收集整合实验数据、完成毕业论文的书写和ppt的制作；6月完成答辩。