霜霉病胁迫对黄瓜幼苗叶片光合作用的影响
黄瓜是重要的蔬菜作物之一。由古巴假霜霉菌[Pseudoperonosporacubensis(PerketCurt)RostovI(P.cubensis)引起的霜霉病是黄瓜生产中最具破坏性的叶部病害,在世界各黄瓜产区广为流行。目前,研究者已开展了黄瓜霜霉病遗传规律和抗病品种的改良等研究。但霜霉病胁迫对黄瓜产量形成的关键因素如光合作用的影响机理还不十分清楚。为此,本研究以幼苗期黄瓜为试材,试图研究霜霉病胁迫对气孔、气体交换参数、叶绿素荧光参数以及光合作用关键酶的影响,探讨黄瓜过敏性反应对光合作用影响的机理,为黄瓜抗病机理研究、高产栽培及抗病育种提供理论依据和技术策略。主要研究结果如下:
1.注射和喷雾接种后,抗病自交系DR和感病自交系112在侵染点均能形成不规则多角形水渍状病斑,随着病情的发展,抗病自交系DR叶片的侵染点形成坏死病斑,感病自交系112的病斑发展为弥散状。田间观察进一步证实了这一结果。细胞学研究进一步发现,黄瓜抗病自交系DR接种后,氧爆发急剧形成,木质素和胼胝质在侵染点迅速累积。以上结果表明,抗病自交系DR在霜霉病侵染后发生了过敏性反应(HR)。
2.黄瓜叶片感染霜霉病后,菌丝通过气孔进入叶肉细胞,在这个过程中气孔受到损伤,影响到正常开张闭合。
3.在过敏性反应前期,与对照相比,气孔导度(GS)变化不大,而胞间CO2浓度(CI)以较大幅度下降,表明净光合速率(Pn)的下降主要由胞间CO2浓度即气孔因素引起的,即病原菌的侵染影响了气孔的功能,影响到CO2的吸收,因而,导致净光合速率下降；光合有效辐射(PAR)与气孔导度的变化趋势基本相同,这表明病原菌胁迫时,气孔开度减少或部分关闭,导致气孔阻力加大,光合有效辐射下降,导致光合作用下降。
4.过敏性反应发生后,PSII非环式光合电子传递速率(φPSⅡ)、PSⅡ原初光能转化效率(Fv/Fm)和光化学猝灭系数(qP)呈下降趋势,而非光化学猝灭系数值(NPQ)上升。PSⅡ原初光能转化效率和光化学猝灭系数值的降低,表明叶片PSⅡ的原初光化学效率和从天线色素到PSⅡ的传能效率均明显受到过敏性反应的影响,出现了光抑制现象,使光合碳代谢的电子供应受到极大限制,影响了光合作用的进行。
5.黄瓜幼苗发生过敏性反应后,光合作用关键酶3-磷酸甘油酸脱氢酶(3-GAP)与核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶(RLJBPCase)活性均低于CK,而乙醇酸氧化酶(GO)活性增加；GAP活性的迅速下降,致使GAP脱氢酶活性地降低,可能直接影响到3-磷酸甘油醛转变为1,3-二磷酸甘油醛的效率,从而影响卡尔文循环下游的系列反应,与核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶一起,最终至少部分导致净光合速率的下降。
黄瓜;霜霉病;光合作用;过敏性反应;木质素;胼胝质
河南农业大学
硕士
蔬菜学
李建吾
2010
中文
S642.2;S603.4
41
2010-12-22（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）