【畢業(yè)學(xué)位論文】(Word原稿)青枯雷爾氏菌生理生化特性及胞外蛋白多態(tài)性研究-微生物分子生物學(xué)

中文摘要 I 學(xué)校編號 圖書分類號 學(xué) 號 密 級 全日制學(xué)術(shù)學(xué)位研究生碩士學(xué)位論文 青枯雷爾氏菌生理生 化特性及胞外蛋白多態(tài)性研究 of *（作者姓名） 學(xué) 科 專 業(yè)： 研 究 方 向： 指 導(dǎo) 教 師： 申請學(xué)位級別： 論文提交 日期 ： 2014 年 月 日 論 文 評 閱 人 ： 論文答辯日期 ： 2014 年 月 日 答辯委員會主席： 學(xué)位授予單位 ： 福建師范大學(xué) 學(xué)位授予日期 ： 2014 年 月 日 文摘要 本研究以不同致病性及誘變后的青枯雷爾氏菌菌株為供試菌株，采用發(fā)酵培養(yǎng)法，研究了青枯雷爾氏菌的培養(yǎng)特性、保存特性 等生理生化特性 以及其胞外毒素蛋白生物活性的影響因素。采用 膠電泳并運(yùn)用 件分析了青枯雷 爾氏菌胞外蛋白的多態(tài)性，為從蛋白質(zhì)的角度進(jìn)一步研究作物青枯病疫苗、開發(fā)新型無污染、高效率的生態(tài)農(nóng)藥奠定理論基礎(chǔ)。不同致病性青枯雷爾氏菌培養(yǎng)過程中 隨培養(yǎng)時(shí)間先上升后下降， 在整個(gè)發(fā)酵周期中呈下降趨勢，及菌體濃度先上升在穩(wěn)定而后下降，反應(yīng)了不同致病性青枯雷爾氏菌培養(yǎng)特性的多態(tài)性。無致病性青枯雷爾氏菌 為植物疫苗工程菌，在鹽濃度為 2% 8 時(shí)能保存較長時(shí)間，致病性及其生物仿效果保持相對恒定。青枯雷爾氏菌菌毒素蛋白具有一定的生物活性，可使番茄幼苗發(fā)病，對高溫和紫外線較 為敏感，接種方式對其生物活性的發(fā)揮也有一定影響。青枯雷爾氏菌胞外蛋白種類和含量呈現(xiàn)較高多態(tài)性，主要集中在 變和 入誘變菌株胞外蛋白具有明顯的多態(tài)性。強(qiáng)致病性青枯雷爾氏菌胞外蛋白含量較弱致病性高，其中強(qiáng)致病性青枯雷爾氏菌胞外蛋白含量較多者主要分布在 下，而弱致病性則主要分布在 上。根據(jù)青枯雷爾氏菌胞外蛋白條帶相似性構(gòu)建的系統(tǒng)樹也反應(yīng)出不同致病性青枯雷爾氏菌菌株之間的相關(guān)性，進(jìn)而反應(yīng)出其胞外蛋白的多態(tài)性特征。本研究以不同致病性青枯雷爾氏菌為出發(fā) 點(diǎn)，著手胞外蛋白多態(tài)性研究，為從功能蛋白的角度防治青枯病提供新的思路和方法。 關(guān)鍵詞： 青枯雷爾氏菌， 生化 特性，胞外蛋白，生物活性，多態(tài)性 he of of it of of on of D of pH on in of of on pH on it a in a of 2% pH 68). a to a on on a in 0Co n5 on 44to of we to of in of 文文摘 V 中文文摘 青枯病是由青枯雷爾氏菌（ 起的一種 在 世界 范圍內(nèi)廣泛傳播的 土傳細(xì)菌性病害， 1880年首次發(fā)現(xiàn)于美國北卡羅來納州格蘭維爾。該病原有著廣泛的寄主范圍及地理分布，廣泛分布于熱帶、亞熱帶及溫帶地區(qū)， 可 通過土壤進(jìn)行傳播， 給作物生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失 。 為了防止青枯病的發(fā)生，降低損失，大多采取輪作方式，然而由于收到其生產(chǎn)周期的限制，此法越來越不適應(yīng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展的需要。 化學(xué)藥物防治雖然在短期內(nèi)效果顯著，但由于其長期使用能使作物產(chǎn)生抗藥性及環(huán)境污染嚴(yán)重的弊端，不能作為青枯病防治的主要手段。 青枯雷爾氏菌菌系復(fù)雜，寄主廣泛，除危害番茄外，還可侵染包括煙草、花生、香蕉等在內(nèi)的 50多個(gè)科、 400多種植物， 因此急需探究一種新的安全高效 且對環(huán)境友好的方法進(jìn)行生物防治。 本研究主要以福建省農(nóng)科院農(nóng)業(yè)生物資源所微生物研究中心 保存 的 不同致病性青枯雷爾氏菌 及經(jīng)過 60誘變后的青枯雷爾氏菌菌株 為研究對象 ，通過 發(fā)酵培養(yǎng)， 探明 青枯雷爾氏菌的培養(yǎng) 多態(tài)性特征 、保存特性及其生物活性 物質(zhì)的 影響因素；采用 膠電泳 分析了青枯雷爾氏菌胞外蛋白的多態(tài)性 并 運(yùn)用 件 構(gòu)建系統(tǒng)樹， 為從蛋白質(zhì)的角度進(jìn)一步研究作物青枯病 疫苗 、開發(fā)新型無污染、高效率的生態(tài)農(nóng)藥奠定理論基礎(chǔ)。主要研究 內(nèi)容及 結(jié)論如下： 1、 對 本實(shí)驗(yàn)保存的強(qiáng)致病性青枯雷爾氏菌 菌株 弱 強(qiáng)致病性青枯雷爾氏菌 菌株 行發(fā)酵培養(yǎng)， 跟蹤記錄其生長繁殖過程中 、 及菌體數(shù)變化，結(jié)果表明：強(qiáng)致病性青枯雷爾氏菌菌株 長周期可分為四個(gè)階段，分別為適應(yīng)期（ 08 h）、對數(shù)期（ 16 h）、穩(wěn)定期（ 32h）和消亡期（ 96120 h）；弱致病性青枯雷爾氏菌菌株 發(fā)酵液中的生長周期與強(qiáng)致病性菌株呈現(xiàn)類似周期。菌體數(shù)與 呈正相關(guān)，且差異極顯著；菌體數(shù)與 呈負(fù)相關(guān)，差異不顯著； 與 呈負(fù)相關(guān)，差異極顯著。 青枯雷爾氏菌強(qiáng)致病性菌株 致病性菌株 發(fā)酵培養(yǎng)過程中，隨著時(shí)間的推移， 略有降低，但總體變化不大；發(fā)酵液 變化隨培養(yǎng)時(shí)間變化呈指數(shù)型變化。 2、 研究 植物疫苗菌株 保存 特性 ， 分析鹽濃 度和 植物疫苗制劑保存特性的影響及保存過程菌株致病性的動態(tài)變化， 有助于拓展其適用的廣度和深度，為 尋找植物疫苗制劑的最佳保存條件提供依據(jù)。 當(dāng)氯化鈉濃度在 2% 8 時(shí)，發(fā)酵液中菌體數(shù)相對穩(wěn)定，其他條件下菌體數(shù)變化不穩(wěn)定。以上時(shí)，菌株無法生長，可能是細(xì)胞外滲透壓過高致使細(xì)胞失水死亡。此外，植物疫苗菌株 強(qiáng)酸（ 小于 4）或強(qiáng)堿（ 于 10）條件下不能增長 。因此，可將鹽濃度 2% 3%， 6為 植物疫苗菌株 懸劑保存 的參考條件。 、 本研究對 強(qiáng)致病性 番茄青枯病原菌 外活性物質(zhì)即毒素蛋白 進(jìn)行提取 ，并研究溫度 和紫外線 對其致病性的影響 ，采用病情指數(shù)顯示其在不同條件下的生物活性， 結(jié)果表明： 提取的毒素物質(zhì)具有一定生物活性， 采取剪葉法處理 可使番茄幼苗發(fā)病，毒素 蛋白 的生物活性對 高溫 和紫外線都 較為 敏感 。 當(dāng) 其 置 于 20 、50 、 80 和 100 水浴中 0.5 h 時(shí)之后，細(xì)菌毒素的生物活性降低，與對照相比，其對番茄青枯病病情指數(shù)分別減少了 100%。當(dāng) 溫度達(dá)到 100 時(shí)，其生物活性完全喪失 。毒素蛋白在 超過 0.5 h 的紫外照射時(shí)，其 生物活性 幾乎 喪失 ，且 各紫外處理組番茄幼苗病情指數(shù)在 5%顯著水平和 1%極顯著水平上均無 顯著 差異。 4、 不同致病性青枯雷爾氏菌胞外蛋白 的種類和含量各不相同， 運(yùn)用 其進(jìn)行凝膠電泳并作相關(guān)分析 。結(jié)果表明： 強(qiáng)、弱致病性青枯雷爾氏菌分泌的胞外蛋白具有不同多態(tài)性差異， 大概含有 10 種胞外蛋白，主分子量要集中在2097 鈷 變和 入均可影響青枯雷爾氏菌胞外蛋白分泌。強(qiáng)致病性青枯雷爾氏菌胞外蛋白含量較弱致病性高， 誘變后的菌株胞外蛋白較原始菌株種類變化不 明顯，但含量差異顯著，總體濃度較低。 本研究為從蛋白的角度闡明其致病機(jī)理及開發(fā)蛋白類新型生物農(nóng)藥提供 了 理論基礎(chǔ)。 5、 本研究 運(yùn)用 外 蛋白進(jìn)行分析并根據(jù)其電泳條帶相似度構(gòu)建系統(tǒng)樹。 結(jié)果表明 ： 青枯雷爾氏菌胞外蛋白種類和含量呈現(xiàn)較高多態(tài)性，強(qiáng)致病性菌株胞外蛋白分泌較多， 分子量大小 主要在 弱致病性青枯雷爾氏菌胞外蛋白分泌主要在 外， 根據(jù)各條帶相似性構(gòu)建的系統(tǒng)樹 可以看 出不同致病性青枯雷爾氏菌菌株之間的相關(guān)性 ， 反應(yīng)了不同致病性青枯 雷爾氏菌的生理生化特性及其胞外蛋白的多態(tài)性。 目錄 錄 中文摘要 . . 文文摘 . V 目錄 . 一章 緒論 . 11 1、作物青枯病及其病原菌的致病機(jī)理 . 11 枯病的發(fā)生與危害 . 11 物青枯病的發(fā)生特點(diǎn)及流行規(guī)律 . 11 枯雷爾氏菌致病機(jī)理 . 11 枯雷爾氏菌致病性與質(zhì)粒的關(guān)系 . 12 2、青枯雷爾氏菌的多態(tài)性 . 12 枯雷爾氏菌在植株體內(nèi)分布及侵染多態(tài)性 . 12 物免疫系統(tǒng)多態(tài)性 . 13 3、青枯雷爾氏菌胞外蛋白的研究及其應(yīng)用前景 . 15 4、本研究的目的及意義 . 15 第二章 青枯雷爾氏菌培養(yǎng)特性多態(tài)性 . 17 1、試驗(yàn)材料 . 17 2、試驗(yàn)方法 . 17 懸液 的制備 . 17 養(yǎng)過程中強(qiáng)弱致病性菌株菌體數(shù)的測定 . 17 養(yǎng)過程中強(qiáng)弱致病性菌株發(fā)酵液 的變化 . 18 養(yǎng)過程中強(qiáng)弱致病性菌株發(fā)酵液 的變化 . 18 據(jù)處理 . 18 3、結(jié)果與分析 . 18 枯雷爾氏菌強(qiáng)、弱致病性 菌株發(fā)酵參數(shù)分析 . 18 枯雷爾氏菌強(qiáng)、弱致病性菌株培養(yǎng)過程中菌體數(shù)變化 . 21 枯雷爾氏菌強(qiáng)、弱致病性菌株培養(yǎng)過程中 變化 . 22 4、討論 . 23 第三章 青枯病植物疫苗膠懸劑保存特性研究 . 25 、試驗(yàn)材料 . 25 2、試驗(yàn)方法 . 25 物疫苗菌株 發(fā)酵及膠懸劑制備 . 25 濃度對植物疫苗菌株 懸劑保存特性的影響 . 25 2.3 對植物疫苗菌株 懸劑保存特性的影響 . 26 存對植物疫苗菌株 株致病性及對番茄青枯病防效的變化 . 26 據(jù)分析 . 26 3、結(jié)果與分析 . 26 濃度對植物疫苗菌株 懸劑保存特性的影響 . 26 3.2 對植物疫苗菌株 懸劑保存特性的影響 . 27 物疫苗菌株 懸劑保存過程相關(guān)參數(shù)分析 . 28 物疫苗膠懸劑保存過程菌株 病性及對番茄青枯病防效的變化 28 4、討論 . 29 第四章 青枯雷爾氏菌細(xì)菌毒素蛋白生物活性的影響因子分析 . 31 1、試驗(yàn)材料 . 31 2、試驗(yàn)方法 . 31 茄青枯雷爾氏菌毒素的生物活性測定 . 32 3、結(jié)果與分析 . 32 種方式對青枯雷爾氏菌細(xì)菌毒素生物活性的 影響 . 32 種濃度對青枯雷爾氏菌細(xì)菌毒素生物活性的影響 . 33 度對青枯雷爾氏菌細(xì)菌毒素的影響 . 34 外線對青枯雷爾氏菌細(xì)菌毒素的影響 . 35 4、討論 . 36 第五章 青枯雷爾氏菌胞外蛋白多態(tài)性分析 . 39 1、試驗(yàn)材料 . 39 2、試驗(yàn)方法 . 41 枯雷爾氏菌發(fā)酵培養(yǎng) . 41 枯雷爾氏菌胞外蛋白電泳 . 41 枯雷爾氏菌胞外蛋白含差異性 . 42 枯雷爾氏菌胞外蛋白含量檢測 . 42 、結(jié)果與分析 . 43 枯雷爾氏菌胞外蛋白電泳圖譜 . 43 枯雷爾氏菌胞外蛋白含量檢測 . 45 4、討論 . 46 第六章 青枯雷爾氏菌胞外蛋白組分分析 . 47 1、試驗(yàn)材料 . 47 2、試驗(yàn)方法 . 47 枯雷爾氏菌發(fā)酵培養(yǎng)及胞外蛋白凝膠電泳 . 47 用 件對凝膠電泳圖片進(jìn)行分析 . 48 建系統(tǒng)樹 . 48 3、結(jié)果與分析 . 48 枯雷爾氏菌胞外蛋白凝膠電泳圖片背景消除 . 48 同電泳條帶強(qiáng)度分析 . 49 統(tǒng)樹 . 52 4、討論 . 54 第七章 結(jié)論與展望 . 55 1、結(jié)論 . 55 2、展望 . 56 參考文獻(xiàn) . 57 第二緒論 11 第一章 緒論 1、作物青枯病及其 病原菌的致病機(jī)理 枯病的發(fā)生與危害 青枯病是由青枯雷爾氏菌（ 起的一種世界性的土傳細(xì)菌性病害 1， 1880 年首次發(fā)現(xiàn)于美國北卡羅來納州格蘭維爾。該病原有著廣泛的寄主范圍及地理分布，廣泛分布于熱帶、亞熱帶及溫帶地區(qū)，給作物生產(chǎn)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失，對我國南方各省市茄科作物造成的危害尤為嚴(yán)重。 系復(fù)雜，寄主廣泛，除危害番茄外，還可侵染包括煙草、花生、香蕉等在內(nèi)的 50 多個(gè)科、400 多種植物 2其中馬鈴薯、番茄、煙草等茄科作物受害最為嚴(yán)重 5。 物青枯病的發(fā)生特點(diǎn)及流行規(guī)律 青枯病是茄科作物上重要的細(xì)菌病害，其發(fā)生流行因素較為復(fù)雜，在 我國河南、山東、江蘇、云南、廣西、湖南、廣東、福建等省普遍發(fā)生，華南地區(qū)尤為嚴(yán)重。青枯雷爾氏菌的發(fā)生因素十分復(fù)雜，與氣候、土壤、栽培和生物等因素有關(guān)，各因素之間存在著相互作用，一個(gè)原來為青枯雷爾氏菌發(fā)生的主導(dǎo)因素，因其他因素的影響可以轉(zhuǎn)化為次要因素。發(fā)生因素的多態(tài)性，使得青枯雷爾氏菌表現(xiàn)出發(fā)生危害不確定性。 近年來，在一些些茄科作物主產(chǎn)地區(qū)，青枯病不斷擴(kuò)展蔓延危害尤為嚴(yán)重，一般發(fā)病率在 20%40 %。青枯病的病菌主要隨殘株在土壤中過冬，能存活數(shù)年，高溫（ 30 C）、高濕（ 90%）、多雨是誘使青枯病發(fā)生和 流行的主要因素，尤其是雨后轉(zhuǎn)晴，太陽暴曬，土溫升高，氣溫達(dá) 3037 ，最有利于青枯病流行。發(fā)病后，在苗的胚軸和莖中部的青枯雷爾氏菌含菌量高達(dá) 1091010 g6染病植株比健株稍矮，葉色較淡，在高溫晴朗的白天病株嫩莖和葉片自上而下萎垂，夜間尚可恢復(fù)，經(jīng) 34 天或更短時(shí)間全株莖葉萎蔫枯死，但病株在短期內(nèi)仍保持青綠顏色，葉片也不脫落。橫切病株莖部可見維管束變褐，用手?jǐn)D壓有污白色菌膿從切口處溢出，這是體內(nèi)寄生的病原細(xì)菌溢膿。田間可以用這種方法快速診斷青枯病。青枯病是一種較難防治的病害，目前宜 采取選用抗病品種，加強(qiáng)栽培控病措施為主，適當(dāng)結(jié)合施藥的綜合防治措施。當(dāng)然，各國科學(xué)家也正在努力研制新型高效的植物疫苗，以期減少或徹底解決作物青枯病的危害。 枯雷爾氏菌致病機(jī)理 青枯菌的致病機(jī)制十分復(fù)雜，主要的致病因子是胞外多糖（ 細(xì)胞壁分解酶（主要是果膠質(zhì)酶和纖維素酶）、 型 泌系統(tǒng)產(chǎn)物，其中胞外多糖的作用尤為突出，在保護(hù)細(xì)菌、促進(jìn)細(xì)菌的移動與定殖及堵塞和破壞寄主導(dǎo)管等方面起著重要作用 10為此，日本科學(xué)工作者研究了這種胞外多糖的組成以及它與致病性的關(guān)系，第一章 緒論 12 發(fā)現(xiàn)這種多糖是一種 混合物一主要由 N 22和少量鼠李糖、葡萄糖以及某些簡單膚所組成，盡管其化學(xué)性質(zhì)還不清楚，但認(rèn)為這種胞外多糖與毒力有關(guān)系 ( 等 )，這是因?yàn)樗铚闹髦参锞S管束組織，導(dǎo)致水分輸導(dǎo)的困難。而上述致病因子的協(xié)調(diào)作用由 3統(tǒng)控制， 3 羥基棕櫚酸甲基酯信號水平隨細(xì)菌密度變化而變化，以 節(jié)基因的啟動和轉(zhuǎn)錄為核心，自動而精密地調(diào)節(jié)青枯菌中有關(guān)致病基因的表達(dá)和關(guān)閉，并由此控制細(xì)菌的生長狀態(tài) 13。然而，另一些科學(xué)工作者則認(rèn)為青枯雷爾 氏菌的致病基因在質(zhì)體上，且在培養(yǎng)過程中致病性（如番茄青枯菌）容易喪失 14再加上其數(shù)量有限，因此給分離研究工作帶來了極大的困難。青枯菌還可分泌多種細(xì)胞壁降解酶（如纖維素酶類和果膠酶類），可能在病菌侵入植物體內(nèi)時(shí)起作用 17。 枯雷爾氏菌致病性與質(zhì)粒的關(guān)系 中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院分子生物研究室除了從寄主青枯菌獲得大質(zhì)體外（ 60120106d），還獲得小質(zhì)體（ 60120105d） (謝道聽等 )。他們檢測了中國的 14 種寄主植物的 51 個(gè)野生型青枯菌內(nèi)生質(zhì)體，并對其中 20 個(gè)野生型（毒力 株）和20 個(gè)突變型（非毒力株）進(jìn)行了比較研究，發(fā)現(xiàn)其中 14 株野生型和 10 株突變型菌株均含分子量大小相同的有 12 個(gè)質(zhì)粒；其中有些菌株（野生型或突變型）不存在質(zhì)粒；有些野生型毒力株不含質(zhì)粒，而其衍生突變型無毒力株則出現(xiàn)質(zhì)粒。前兩種情況表明，致病性與質(zhì)粒沒有必然聯(lián)系，而最后一種情況，致病性的喪失伴隨著大質(zhì)粒的出現(xiàn)，看來，質(zhì)粒的形成與致病性無關(guān)系，這種現(xiàn)象不排除致病基因是從染色體上躍跳的結(jié)果。 2、 青枯雷爾氏菌 的 多態(tài)性 枯雷爾氏菌在植株體內(nèi)分布及侵染多態(tài)性 枯雷爾氏菌在番茄植株體內(nèi)的分布 特 性 青枯雷爾氏菌存在于番茄病株不同部位的組織中，在其根、莖、葉各組織中均能檢測到青枯雷爾氏菌的存在，說明其分布的廣泛性。而不同組織結(jié)構(gòu)中，其分布含量也略有差別，對于番茄病株來說，一般莖頂部含菌量最多，向下沿根部方向逐漸降低。 青枯雷爾氏菌從番茄根部浸入番茄植株，而后在根部組織繁殖，進(jìn)而沿著植株的維管束逐漸向莖部、葉部蔓延擴(kuò)散，最終致使全株 萎蔫。不同部位侵染的青枯雷爾氏菌致病力有強(qiáng)弱之分，直接關(guān)系到番茄植株病害發(fā)展的進(jìn)程。 研究結(jié)果表明，當(dāng)番茄組織內(nèi)的含菌量達(dá)到 106g 以上時(shí)，番茄苗 就會出現(xiàn)全株萎蔫癥狀 18 。番茄青枯雷爾氏菌在植株體內(nèi)的分布并非越靠近侵染點(diǎn)越高，在病株中分離結(jié)果表明，越靠近頂部組織其含菌量越高，這種分布的多態(tài)性為番茄青枯雷爾氏菌侵染后植株頂部優(yōu)先 萎蔫提供了依據(jù)。在不同品種的番茄植株體內(nèi)，請枯雷爾氏的侵染效率有所不同，由此反應(yīng)了青枯雷爾氏菌在番茄體內(nèi)分布的多態(tài)性 19 枯雷爾氏菌在煙草植株體內(nèi)的分布 特性 緒論 13 青枯雷爾氏菌感染煙草后，致使煙草植株出現(xiàn)類似番茄的整株萎蔫癥狀，嚴(yán)重影響了煙草產(chǎn)量。而帶病菌的煙田土壤極易引發(fā)感染，因此成為煙草青枯病發(fā)生的 主要因素 21。有關(guān)青枯雷爾氏菌在煙草植株體內(nèi)的分布研究尚未見報(bào)道，但其在不同組織內(nèi)的分布呈現(xiàn)明顯差異，其含菌量相差較大且多為致病性較強(qiáng)的病菌。侵染后的煙草植株，在莖中部組織的含菌量類似于番茄青枯病侵染特性，均高于莖基部和頂部組織。 青枯雷爾氏菌在煙草植株體內(nèi)的分布具有較高的多態(tài)性。煙草的品種以及青枯雷爾氏菌致病性的強(qiáng)弱直接關(guān)系到煙草青枯病的發(fā)生程度。青枯雷爾氏菌對煙草的致病性產(chǎn)生不同分化 22同樣，不同煙草品種對青枯雷爾氏菌也存在這抗病性的差異25 。研究青枯雷爾氏菌在煙草植株體內(nèi)的分布， 是研究煙草抗病性的必要前提，目前簡單易行的是通過田間適時(shí)取樣來研究青枯雷爾氏菌在煙草病株體內(nèi)不同部位不同組織內(nèi)的分布情況及其致病性情況。 枯雷爾氏菌在茄子植株體內(nèi)的分布 特性 茄子植株被青枯病病原菌感染后，按發(fā)病進(jìn)程的不同，一般可將病株分為發(fā)病初期、中期和末期三大類。初期葉片出現(xiàn)綠色斑點(diǎn)，中期部分葉片開始出現(xiàn)萎蔫，末期，則全株萎蔫，直至死亡。不同品種的茄子對青枯病抗性也同樣存在的明顯差異 26。 健康植株和病株以及病株的不同組織部位、不同發(fā)病時(shí)期體內(nèi)青枯雷爾氏菌的含菌量分布有很大差異，體現(xiàn)了茄 子植株體內(nèi)青枯雷爾氏菌分布的多態(tài)性。此外，青枯雷爾氏菌在花生、辣椒、姜等植株體內(nèi)的分布及侵染也存在著一定的多態(tài)性特點(diǎn) 27 物免疫系統(tǒng)多態(tài)性 物免疫系統(tǒng)機(jī)理 在長期的進(jìn)化過程中，植物也像動物一樣逐步發(fā)展了自身以抵制病害。當(dāng)受到外界刺激時(shí)，某些小分子誘導(dǎo)子可與內(nèi)源性分子一起協(xié)同調(diào)節(jié)和誘導(dǎo)植物免疫系統(tǒng)發(fā)生反應(yīng)。為此此，針對植物 “免疫系統(tǒng) ”開發(fā)植物疫苗是新農(nóng)藥創(chuàng)新研究中的一種新思路和新方法 30。探清植物信號傳遞系統(tǒng)以及免疫系統(tǒng)相關(guān)調(diào)控基因，可以為研制抗病、抗寒、耐酸、耐堿等優(yōu) 良品種以及轉(zhuǎn)基因農(nóng)業(yè)奠定理論基礎(chǔ)和科學(xué)依據(jù)。實(shí)際生產(chǎn)中出現(xiàn)的一些問題，也可以通過對植物免疫系統(tǒng)機(jī)理的研究而得以解決。 植物免疫系統(tǒng)的安全哨 白基因，為不用農(nóng)藥控制農(nóng)作物病蟲害帶來新的希望。 以比作為植物的預(yù)警雷達(dá)， 美國康乃爾大學(xué) 物研究所（ 植物免疫系統(tǒng)的研究中發(fā)現(xiàn)了水楊酸結(jié)合蛋白 2（ 因。這一發(fā)現(xiàn)推進(jìn)了邁向植物自身天然抵御病蟲害、減少農(nóng)藥需求的步伐。研究表明， 白基因能及早發(fā)現(xiàn)險(xiǎn)情并及時(shí)向植物免疫系統(tǒng)傳遞抵御外敵的信號，在植物 “免疫系統(tǒng) ”信號轉(zhuǎn)導(dǎo)過程中發(fā)揮重大作用。當(dāng)植物發(fā)生病害時(shí)，它會向其他未感染部分轉(zhuǎn)導(dǎo)遇襲信號，致使整株植物加強(qiáng)防衛(wèi)，不僅對已攻入的病原體，同時(shí)也對其他細(xì)菌、真菌和病毒的病原體表現(xiàn)出持久的廣譜抵抗力。 物免疫系統(tǒng)防御 第一章 緒論 14 克萊希格小組于 1997 年在植物體內(nèi)發(fā)現(xiàn) 白，在今后的 5 年時(shí)間里對其提純并著手克隆 白的基因、破譯其遺傳密碼，從基因水平上研究 白在抵御病蟲害的機(jī)制方面的作用 31結(jié)果發(fā)現(xiàn)，類似于動物免疫系統(tǒng)，植物也有類似的防御機(jī)制 當(dāng)細(xì)胞被感染或發(fā)生變異可能變?yōu)?癌細(xì)胞時(shí)，細(xì)胞就會經(jīng)歷程序性死亡，犧牲個(gè)體以保全整體，我們稱其為 “丟車保帥 ”?？茖W(xué)家們在發(fā)現(xiàn)這些機(jī)理后就可以著手研究利用植物自身的防范機(jī)制來抵御病蟲害的新技術(shù)，從而增強(qiáng)植物轉(zhuǎn)導(dǎo)御敵信號的能力，主要靠自身免疫 提高天然防御能力 。 此外，研究小組還提出兩種可能的生物防病戰(zhàn)略：第一，從基因改造入手，提高農(nóng)作物產(chǎn)生植物荷爾蒙以及轉(zhuǎn)導(dǎo)防御信號的化合物的能力；第二，開發(fā)制造能夠模擬這些功能的類似化合物，幫助植物預(yù)防病蟲害。就其本質(zhì)來說，他們都是通過提高植物自身的天然防御能力從而達(dá)到防御的效果。此種防御既能能避免污染環(huán)境， 使病原微生物防不勝防，又能避免其產(chǎn)生 “抗藥性 ”?？巳R希格指出，病原體的入侵標(biāo)志著一場持久戰(zhàn)的開始，如果植物能夠及時(shí)識別入侵之?dāng)?，并及時(shí)激活自身 “免疫系統(tǒng) ”來防御入侵，那么將極少發(fā)生病害。人類對植物 “免疫系統(tǒng) ”探究、了解得越多，就越能夠在不使用農(nóng)藥的前提下，更有效地幫助農(nóng)作物贏得最終勝利。 物免疫系統(tǒng)應(yīng)用 自然環(huán)境中，很多植物病原菌嚴(yán)重地?fù)p害植物的生長和繁殖，在植物與病原體共同進(jìn)化的過程中，逐漸形成了一系列復(fù)雜高效的保護(hù)機(jī)制來抵制病原菌的侵染。 植物一生面臨著非常復(fù)雜和嚴(yán)峻的生存環(huán)境，長期受到真菌 、細(xì)菌和病毒的侵襲。經(jīng)過漫長進(jìn)化，從而逐漸形成了一系列復(fù)雜的主動適應(yīng)機(jī)制，我們稱之為植物 “免疫系統(tǒng) ”。植物同動物一樣，有了免疫系統(tǒng)之后，遇到病原菌入侵，即可引發(fā)免疫反應(yīng)，使植物對病蟲害產(chǎn)生抗性。利用植物的免疫性防治病蟲害、開發(fā)新農(nóng)藥是當(dāng)前植物病蟲害生物防治研究中的一個(gè)新的緊迫性課題。 目前以寡糖類活性低聚糖 為重點(diǎn)的生物工程正逐步成為生物資源研究利用的熱點(diǎn)。陜西美辰生物科技股份有限公司先后與西北大學(xué)化工學(xué)院、西北農(nóng)林科技大學(xué)植物保護(hù)學(xué)院合作，在中國工程院院士李振歧教授的主持下，成功地從陜西美辰生物水蘇糖原材料 中提取含有具誘導(dǎo)抗性的植物活性低聚糖，從而為防治小麥條銹病開辟了新的途徑。所謂的生