不同形态氮素对黄瓜枯萎病的影响机制开题报告

全文总字数：5005字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

作物连续种植会引起土壤板结，土传病害不断发生，造成作物的减产，连作障碍已是农业生产亟待解决的一大难题，严重影响着设施农业的发展。黄瓜是设施栽培的主要蔬菜作物，枯萎病（fusarium wilt）是黄瓜生产上最严重的连作病害之一，严重影响了黄瓜的产量和品质。黄瓜枯萎病属于真菌性的土传病害，该病的病原菌为黄瓜专化型尖孢镰刀菌（foc，fusarium oxysporumf.sp.cucumerinum）。其主要侵害黄瓜茎基部维管束，然后在维管束内繁殖蔓延，通过堵塞维管束导管和分泌有毒物质毒害寄主细胞，破坏寄主正常吸收输导机能，使养分、水分转运受阻。在黄瓜的设施栽培中需要投入大量氮肥，且氮素营养与植物病害密切相关（huber and thompson，2007）。因此，通过合理供应氮肥供应来增强黄瓜抗枯萎病的能力对于黄瓜生产及枯萎病防控具有重要意义。

氮素营养与植物病害密切相关，其不仅为植物和微生物的生长发育提供营养，还能影响植物-微生物互作关系的建立，从而影响病害的发生（gupta et al., 2013; hoffland et al., 2000; snoeijers et al.,2000)。植物氮素供应可增加细胞中含氮代谢物的含量，使病原菌能够获取更多营养；一般而言，高浓度的氮素能提高寄主植物对活体营养和半活体营养病原菌的敏感性，而降低对死体营养病原菌的敏感性（berger et al., 2007; huber and thompson, 2007），如番茄对白粉病菌和细菌性叶斑病菌的敏感性随氮素浓度的增加而增强（hoffland et al., 2000）。铵态氮（nh4 ）与硝态氮（no3-）是植株吸收和利用的主要无机氮素形态，不同形态氮素营养也能影响病害的发生。研究表明，硝态氮（no3-）能够有效防控番茄和豌豆根腐病，甜菜冠腐病等；铵态氮（nh4 ）则能有效防控烟草和草莓黑根腐病，水稻稻瘟病及小麦全蚀病等（huber and thompson, 2007）。氮素营养不仅能够改变植物形态结构及生理生化代谢过程，还能影响病原菌养分吸收及其生长，进而影响病原菌的侵染及病害的发生（huber and thompson, 2007; marschner, 2012。

氮素营养对植株物质代谢及病原菌生长及毒素产生、根际微生物区系特征及植物-病原菌互作关系的建立还有待进一步研究。因此，本项目拟通过体内培养与体外相结合的方法，探讨不同氮素营养对黄瓜枯萎病病原菌侵染及毒素产生的影响及不同氮素营养条件下黄瓜植物体内物质代谢差异与病害发生的关系，本研究将为土传枯萎病防控以及黄瓜设施栽培与水肥管理提供理论依据，对提高黄瓜产量，增加经济效益具有重要意义。

2. 研究的基本内容和问题

研究目标:

本项目紧紧围绕不同形态氮素营养对病害发生的影响，研究不同形态氮素营养下植物物质代谢差异及其对黄瓜土传枯萎病的影响机制。阐述不同形态氮素营养对黄瓜枯萎病的防控机理，主要有以下研究目标：（1）阐明病原菌的侵染过程及其对枯萎酸产生的影响；（2）分析不同形态氮素营养对病原菌侵染及枯萎病产生的影响；（3）建立不同形态氮素营养下植物体内物质代谢与病原菌侵染的相互关系。

研究内容：

3. 研究的方法与方案

研究方法:

通过水培的方式研究不同形态氮素营养下黄瓜枯萎病的侵染规律、毒素fa的产生规律、不同生育期物质代谢与病害发生的关系。通过体外培养试验，探究病原菌对铵硝营养或其他不同物质的趋化性。

技术路线：

4. 研究创新点

针对植物-微生物互作这个国际上的研究热点进行追踪，以不同形态氮素营养对黄瓜土传枯萎病的影响为切入点，研究不同形态氮素营养对植株物质代谢的影响，揭示氮素营养对植物病害的影响机理。

1. 本研究把植物营养生理、植物病理、土壤微生物等有机结合起来，研究不同形态氮素营养下物质变化在植物体内及病原菌系统中的转化及利用机制，阐明硝态氮的抗病生理与分子机制。这为植物-微生物互作研究开拓了新的思路，将有助于理解植物病害的发病机制及抗病机制，为今后的研究奠定理论基础。

2. 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。

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   5. 研究计划与进展

   研究计划

   本项目拟三个月完成，季度计划安排如下：

   2019/3-2019/4病原菌的时空侵染规律及fa的主要运输方式，不同氮素形态处理下开花期物质代谢分析；

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