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含1,3,4-噁二唑的砜类系列化合物对茶树叶斑病病原菌可可毛色二孢的抑菌机理初步探讨

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  • 用途: 硕士毕业论文 Master Thesis
  • 作者:上海论文网
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  • 论文字数:52155
  • 论文编号:el2022021210275127800
  • 日期:2022-02-12
  • 来源:上海论文网

农学论文哪里有?本论文首次研究了甲磺酰菌唑的抑制真菌机理。其抑制真菌的机理是抑制菌丝细胞膜麦角甾醇的生物合成,使麦角甾醇含量下降,麦角甾醇作为细胞膜的主要甾醇,其含量下降会导致细胞膜结构的破坏和选择透过性功能的缺失,从而造成菌丝细胞内电解质泄漏,导致细胞核降解;另一方面,麦角甾醇含量下降导致的细胞膜主要成分的改变和功能的缺失,也可以反映到细胞壁相关理化性质的改变上,这会造成菌丝内细胞壁相关物质的积累。所以,菌丝细胞内电解质的泄漏、细胞核的降解和与细胞壁合成相关物质的积累最终导致菌丝体死亡。


第一章  文献综述


1.1 茶树、茶树叶斑病及可可毛色二孢研究进展

茶树(Camellia sinensis)是一种多年生木本植物,其嫩芽嫩叶常作为饮料[1],不仅具有很高的营养价值,而且具有药用价值[2]和生态价值[3]。在全球范围内,中国的茶树种植面积和茶叶产量都居第一位[4, 5]。

截止 2017 年 12 月,贵州省茶树种植面积达 717.6 万亩,绿茶产量超过 25.5万吨,干毛茶总产值达到 361.9 亿元人民币,以上指标均居全国第一位[6]。然而,贵州茶区海拔落差高低悬殊,立体气候明显,随着茶叶种植面积的增加,茶园中的病害也频繁发生。茶树叶斑病主要有茶白星病、茶轮斑病和茶赤叶斑病[7-9]。对茶叶产量和品质造成了严重的影响[10, 11]。

可可毛色二孢(Lasiodiplodia theobromae Griffon & Maubl)是葡萄座腔菌属(Botryosphaeria)的一种真菌,主要存在于热带及亚热带,可导致很多植物发生病害,例如南洋楹溃疡病[12]、可可枯死病[13]、葡萄藤溃疡病[14]、桃树流胶病[15]和春芋焦枯病[16]。另外,可可毛色二孢还可引起人类疾病[17-19]。

2016 年 5 月至 10 月,Li 等[20]在贵州省惠水县茶区发现由可可毛色二孢所导致的叶斑病,其田间发病率达到 30%至 45%,由于该病害的发生流行机制及基于药剂的防控技术研究不足,该病害对当地茶叶产量和质量构成一定的影响。


第三章  实验部分


3.1含 1,3,4-噁二唑的砜类化合物抑菌活性测试

3.1.1操作步骤

1)  准确称量 10 mg(有效含量)化合物于灭菌的离心管,加入 200 μL DMSO使其溶解,即制得化合物母液。

2)  往 200 mL 灭菌的二次水中加入 200 μL Tween-20 后摇匀,即制得 0.1%的Tween-20 溶液。

3)  转移不同体积的上述化合物母液于 15  mL  0.1%的 Tween-20 溶液,即制得不同浓度的化合物工作液;添加 DMSO 使各个浓度的工作液里的 DMSO 含量保持一致。

4)  对照组(CK)工作液除了无上述化合物外,其他成分与各个处理组相同。

5)  使用微波炉加热已灭菌的 PDA 培养基,使其充分融化。

6)  待 PDA 培养基温度降至约 50℃时,转移 10 mL 上述工作液于 90 mL PDA培养基中,将培养基倒于 5 个直径 9 cm 的灭菌培养皿。

7)  待上述培养基凝固后,转移直径 0.8  cm 的可可毛色二孢菌饼于 PDA 平板中央。

8)  将上述已接种的培养皿置于 33℃培养箱黑暗培养约 2 d。

9)  采用十字交叉法测量菌落直径,求其平均值,作为该菌落的直径。


第五章  实验结果


5.1 可可毛色二孢生物学特性的研究

5.1.1 可可毛色二孢的致病性测试

本论文采用针刺法和划破法接种可可毛色二孢均可导致茶树叶片发病,且随着时间增加病斑增大;接种后同一时间点,划破法处理的病斑较针刺法处理的病斑大,这是由于划破后茶树叶片伤口较大,从而有利于病原菌的侵染。另外,划破法接种 4 d 后,被侵染的茶树叶片脱落,针刺处理 5 d 后,被侵染的茶树叶片脱落,该症状或许可作为田间鉴定该病害的依据(图 4-1、图 4-2 和表 4-1)。

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5.2 含 1,3,4-噁二唑的砜类化合物的抑菌活性测试

5.2.1 离体抑菌活性测试

在所测试的 5 个含 1,3,4-噁二唑的砜类化合物中,化合物 1(甲磺酰菌唑)的抑菌活性最好,虽然化合物 2 至 5 也具有一定的室内抑菌活性,但它们的活性低于甲磺酰菌唑和戊唑醇(表 4-5)。 

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第六章  结论


6.1  主要研究结论

1)  本论文以针刺法和划破法进行了可可毛色二孢对茶树叶片的致病性测试,两种接种方式均可导致叶片发病;可可毛色二孢在 PDA 培养基的最适生长温度是 33℃,最适生长 pH  是 5,最适生长碳源是葡萄糖,最适生长氮源是亮氨酸;在 PDB 培养基中培养 24 至 48 h 可达到生长对数期。

2)  在所测试的 5 个砜类化合物中,甲磺酰菌唑对可可毛色二孢的离体抑菌活性最好,其 EC50是 3.54  μg/  mL。活体抑菌活性测试表明,甲磺酰菌唑在 50和 100 μg/mL 的治疗活性分别为 14.55%和 41.78%,与相同浓度戊唑醇的治疗活性相当(分别为 14.08%和 38.50%)。

3)  甲磺酰菌唑处理可可毛色二孢菌丝后,光学显微镜结果显示菌丝分支减少、变短、扭曲、畸形和深色物质在菌丝内积累,扫描电镜结果显示菌丝塌陷和皱缩,透射电镜结果显示细胞膜、细胞壁和细胞器模糊以及细胞内空腔化,DAPI染色结果显示细胞核减少和模糊不清,CFW 染色显示隔膜距离变短和菌丝内几丁质积累。

4)  电导率实验结果表明甲磺酰菌唑处理导致菌丝细胞膜通透性增加;HPLC分析显示甲磺酰菌唑导致菌丝麦角甾醇含量下降。

5)  转录组测序结合 GO 富集分析显示,甲磺酰菌唑处理与对照组之间的差异基因主要富集在生物学过程中的碳水化合物代谢过程、单组织碳水化合物代谢过程和细胞碳水化合物代谢过程;细胞成分中的膜区、次级内体和次级内体膜;分子功能中的催化活性、辅因子结合、水解酶活性和糖基键功能等。同时采用RT-qPCR 验证了 16 个差异基因的表达趋势。

参考文献(略)

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