镰刀菌毒素在马铃薯干腐病致病中的作用及抗性筛选

Fusarium dry rot is one of the most important diseases of potato, not only causing dry rot of stored tubers, but also produces trichothecene toxins, which would cause person or animal poisoning through eating Fusarium infected tubers. Therefore, the breeding of resistant varieties would be an effective way to solve this problem. However, there is considerable blindness on breeding anti-dry rot potato varieties. In this project, the objective is the role of trichothecene toxins in the pathogenic process and the feasibility of resistant varieties screening. .The contents of this project include: 1) identification of different pathogenic species of Fusarium and the toxicity features; 2) separation and purification of trichothecene toxins closely related with course of disease and evaluation of the pathogenicity; 3) The toxin of positively correlated with dry rot was acted as an anti-screening target of breeding and disease resistance would screen for northern China cultivars of potato varieties. .The project aims to reveal trichothecene toxins role in the potato dry rot, providing a theoretical basis for exploring the potato dry rot disease pathogenesis, and the feasibility of toxins as a resistance screening target will be evaluated,to provide new ideas and methods for dry rot resistance breeding.

镰刀菌干腐病是马铃薯窖储腐烂的主要病因之一。镰刀菌不仅导致储藏和商品薯块大量腐烂，而且还会产生单端孢霉烯族毒素，这些毒素会导误食感染薯块的人或家畜产生中毒症，培育抗性品种是缓解该问题的有效途径。然而，抗干腐病的马铃薯品种选育还存在很大的盲目性。本项目以单端孢霉烯族毒素为研究对象，对这些毒素在致病过程中的作用及其作为抗性品种筛选目标的可行性进行研究。具体内容包括：（1）确定不同致病小种的产毒特性；（2）分离和纯化同病程密切相关的单端孢霉烯毒素，对毒素致病性进行评价；（3）将与干腐病病程呈正相关的毒素作为抗性育种的筛选目标，对我国北方主栽马铃薯品种进行抗性筛选。本项目旨在揭示单端孢霉烯族毒素在马铃薯干腐病中的作用，为探讨马铃薯干腐病的致病机理提供理论依据，同时评价毒素作为抗性筛选目的可行性，为干腐病的抗性育种提供新的思路和方法。

马铃薯干腐病是由镰刀菌导致的一种真菌病害，镰刀菌不仅导致薯块大量腐烂，而且还会产生镰刀菌毒素，这些毒素可以给植物和人类带来病害和毒害，但是这些毒素在植物病害中同侵染病程往往呈现相关性。许多寄主植物对病菌的感病性与对毒素的敏感性是一致的，因此，利用病菌产生的毒素对植物材料进行筛选，容易得到对毒素不敏感、而对病菌具有抗性的材料，这为育种学家提供了抗病品种筛选的新思路。本项目以单端孢霉烯族毒素为研究对象，对这些毒素在马铃薯干腐病致病过程中的作用及其作为抗性品种筛选目标的可行性进行进究。获得如下结果：（1）对干腐病不同致病菌产生的毒素进行分离纯化，并获得了纯品的毒素样品，通过GC-MS、LC-MS和毒素生物合成途径中的关键性酶基因的鉴定，确定了在镰刀菌侵染薯块过程中产生了单端孢霉烯族毒素，主要毒素为DON和T-2；（2）马铃薯干腐病不同致病菌的最佳生长条件同最佳产毒条件存在一定差异，不同致病菌产毒的最适温度、pH、碳源添加量及光照条件存在显著差异，但是外界条件对单个镰刀菌的产毒特性影响不显著；（3）在病原菌侵染过程中添加不同浓度的T-2毒素，可以明显的加重病原菌的侵染进程，薯块中的抗氧化酶系及病程相关基因的表达都受到明显的影响；通过评价单端孢霉烯族毒素的致病性，确定T-2毒素同马铃薯干腐病病程呈正相关性；（4）采用10ng/ml T-2毒素对不同抗性马铃薯品种进行处理，结果表明，测定薯块中苯丙烷类代谢酶活性的变化，可以评价马铃品种抗干腐病能力，该方法可以作为马铃薯干腐病的抗性筛选的有效方法。本研究首次对毒素在马铃薯干腐病发生过程中的组织细胞学特性、生理生化特性、防御基因的表达特性的差异性进行系统的研究，为阐明马铃薯干腐病的发生机制，选择优质高效的防治药物提供理论基础。本研究获得的成果对于我国马铃薯抗干腐病品种的选育提供新途径，同时也为马铃薯其他病害的抗性品种的选育提供新思路。