盾壳霉对草甘膦与草铵膦的敏感性及谷氨酰胺合成酶功能解析.docxVIP

盾壳霉对草甘膦与草铵膦的敏感性及谷氨酰胺合成酶功能解析

一、引言

1.1研究背景与目的

菌核病是一种极具破坏力的植物病害，由核盘菌（Sclerotiniasclerotiorum）引起，能侵染全球范围内75个科、400多个种的植物，涵盖菊科、伞形科、唇形科、车前科、景天科和十字花科等多种药用植物、农作物和园艺植物。在农业生产中，菌核病造成了严重的经济损失。在澳大利亚，它导致油菜年均减产24％；在中国，油菜受其影响减产幅度在10％-80％之间，蔬菜产量减少超过30％。在黑龙江省、吉林省中北部地区及内蒙古北部地区，向日葵菌核病的年平均发病率处于30％-50％，部分地块发病率甚至高达90％。在流行年份，大豆因菌核病减产约20％-30％，严重时减产达50％以上，甚至颗粒无收。

盾壳霉（Coniothyriumminitans）作为核盘菌的重要寄生菌，具有专一性强、作用时间长、对植物无致病性等特点，在菌核病的生物防治中发挥着关键作用。它能通过孢子或菌丝侵染核盘菌的菌丝和菌核，通过破坏性寄生作用、产生抗真菌物质和溶菌作用，杀死病原菌的菌丝体和菌核。盾壳霉常用于土壤处理，以减少土壤中休眠的菌核数量，或在花期喷雾处理作物地上部分，保护花瓣免受核盘菌的侵染。

随着我国农业栽培模式向轻简化栽培技术的转变，盾壳霉生防制剂在播前土壤处理防治油菜等作物菌核病时，不可避免地会与除草剂共同施用。然而，不同除草剂对盾壳霉的生长、孢子萌发和寄生能力可能产生不同程度的影响。例如，草甘膦和草铵膦原药对盾壳霉菌丝生长有较强抑制作用，EC50值分别为714.3μg/mL和574.5μg/mL；草甘膦原药对盾壳霉孢子萌发抑制作用较弱，EC50值为1,019.8μg/mL，而草铵膦原药对孢子的萌发基本没有抑制作用。

谷氨酰胺合成酶（GS）在微生物的生长、发育和代谢过程中扮演着重要角色，它参与氮代谢，调节细胞内谷氨酰胺的浓度，影响下游信号分子的活性，与细胞信号转导密切相关。研究盾壳霉中谷氨酰胺合成酶的功能，有助于深入了解盾壳霉的代谢调控机制，以及其对除草剂响应的内在分子机制。

本研究旨在全面评价盾壳霉对两种常用除草剂的敏感性，深入分析不同浓度除草剂对盾壳霉菌丝生长、孢子萌发和寄生能力的影响，为盾壳霉与除草剂的合理混用提供科学依据。同时，通过研究谷氨酰胺合成酶在盾壳霉中的功能，揭示其在盾壳霉生长发育和对除草剂响应中的作用机制，为进一步优化盾壳霉生防制剂的应用提供理论支持。

1.2研究意义

从农业生产实践角度来看，明确盾壳霉对除草剂的敏感性，能够指导农民在使用盾壳霉生防制剂和除草剂时，避免两者相互干扰，确保盾壳霉的生防效果和除草剂的除草效果得以充分发挥。这有助于提高农业生产效率，减少化学农药的使用量，降低农业生产成本，同时减少化学农药对环境的污染，保护生态平衡，促进农业的可持续发展。

在理论研究方面，对盾壳霉谷氨酰胺合成酶功能的研究，有助于深化对盾壳霉代谢调控网络的认识。通过揭示谷氨酰胺合成酶在盾壳霉生长发育和应对除草剂胁迫过程中的作用机制，能够为开发新的生物防治策略和优化盾壳霉生防制剂提供理论基础，推动生物防治领域的理论发展，为解决植物病害防治难题提供新的思路和方法。

二、文献综述

2.1菌核病的研究进展

2.1.1菌核病的危害

菌核病是一种分布广泛且危害严重的植物病害，由核盘菌属（Sclerotinia）真菌引起。其寄主范围极为广泛，能侵染超过75个科、400多种植物，包括多种重要的农作物和园艺植物。

在农业生产中，菌核病给油菜带来了巨大的损失。在澳大利亚，油菜受菌核病影响年均减产达24％；在中国，油菜菌核病导致的减产幅度在10％-80％之间。在蔬菜种植领域，菌核病也是一大难题，蔬菜产量因它减少超过30％。在北方地区，向日葵菌核病普遍发生，在黑龙江省、吉林省中北部地区及内蒙古北部地区，其年平均发病率处于30％-50％，部分地块发病率甚至高达90％。大豆同样难以幸免，在流行年份，因菌核病减产约20％-30％，严重时减产达50％以上，甚至颗粒无收。

菌核病对植物的危害贯穿其生长发育的多个阶段。在幼苗期，它可导致幼苗猝倒、立枯，使植株生长受阻甚至死亡。成株期，菌核病主要侵害茎秆、叶片和果实。茎秆发病时，初期出现淡褐色水渍状病斑，随后病斑逐渐扩大，变为灰白色，湿度大时病部会生出白色絮状菌丝，皮层腐烂，内部形成黑色菌核，最终导致茎髓被蚀空，植株倒伏枯死。叶片发病多从下部衰老叶片开始，初期为水渍状暗绿色病斑，后扩展为圆形或不规则形大斑，病斑呈灰褐色或黄褐色，干燥时病斑破裂穿孔，潮湿时全叶腐烂。果实受害后，先出现水渍状斑，后期变为褐色湿腐，表面长出白色菌丝体，最后形成不规则菌核