摘要
由腐霉（Pythium）侵染生姜（Zingiber officinale）引起生姜茎基腐病，每年都会给生姜产业带来巨大的经济损失。该类病原菌种类多、分布广、致病性强且防治困难。目前，对生姜茎基腐病的防治主要以化学防治为主，但过度使用化学农药严重危害生态环境和人体健康。本研究通过确定中国生姜茎基腐病主要病原，并对该病原菌的生物学特性，侵染机制等展开研究，取得以下研究结果： 1.生姜茎基腐病致病菌种的鉴定及其对生姜的致病性分析：从中国7个省份采集生姜病样，分离培养病原菌并进行测序，对分离的菌株进行表征检测，了解其在不同条件下的生长情况。结果表明：各省感染生姜茎基腐病的生姜病样中约95%的致病菌为群结腐霉，该菌最适生长温度为30-40℃。腐霉侵染姜苗实验结果显示，分离获得的36株群结腐霉均能够侵染生姜，其中11株表现出较强致病性，能够导致生姜所有叶片变黄甚至植株死亡。腐霉侵染生姜根状茎发现，大部分群结腐霉在生姜根状茎上表现出了较强的侵染能力，3天内能在生姜根状茎内侵染3-5cm。 2.腐霉在不同植物组分碳源上生长情况分析：本实验了解群结腐霉中植物细胞壁降解酶数量并进行注释，以植物中的各项组分为碳源，观察不同腐霉在培养基上生长情况，同时使用各项指标评分并进行分析。实验结果发现，群结腐霉中植物细胞壁降解酶数量远大于其它腐霉菌种（瓜果腐霉、寡雄腐霉和终极腐霉），但其在含有大量降解酶的对应植物组分碳源培养基中生长情况并不佳。其中，群结腐霉在瓜尔豆胶和生姜粉末作为碳源的培养基中的菌丝生长情况最好。群结腐霉在来自不同植物的木聚糖培养基上的生长情况也不同，玉米芯中的木聚糖能够抑制实验腐霉的生长，而它们却能够在来自山毛榉木的木聚糖培养基中快速生长。 3.群结腐霉细胞壁降解酶的基因表达分析及活性检测：本实验以生姜粉末和葡萄糖为碳源，比较菌丝生长的情况，利用转录组分析比较植物细胞壁降解酶基因在不同碳源条件下的表达差异情况，同时对培养液中主要植物细胞壁降解酶进行酶活检测。转录组数据显示，与葡萄糖培养基相比，生长在生姜粉末培养基上的群结腐霉中12个植物细胞壁降解酶编码基因显著上调表达，同时与葡萄糖培养基相比有14个组成型表达的基因，利用CAZymes网站预测植物细胞壁降解酶的底物主要为淀粉和纤维素；酶活检测发现，其中α-葡萄糖苷酶和β-葡萄糖苷酶活性较高，分别降解淀粉和纤维素。结果表明，群结腐霉在生姜粉末上生长过程中的植物细胞壁降解酶以淀粉降解酶和纤维素降解酶为主，该研究为群结腐霉生姜茎基腐病的防治提供了理论指导。
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