寡糖对花椒干腐病的影响及作用机制研究

In view of the regulating function of oligosaccharide in plant disease system, the biological activities of total oligosaccharides prepared from Zanthoxylum bungeanum and Fusarium lateritium are researched in the dry rot system of Z. bungeanum. By investigating the effects of the total oligosaccharides on the inhibitory activity of F. lateritium in vitro and the development of dry rot on the branches of Z. bungeanum in vivo respectively, the total oligosaccharide possessing excellent activities is screened out and its function mechanism is also discussed. And then the chosen total oligosaccharide would be subjected to isolating and purifying to obtain oligosaccharide monomer. After that, the biological activities of oligosaccharide monomer would be confirmed and the relationship between its structure and activity would also be analyzed. Furthermore, the applying conditions of oligosaccharide monomer are also optimized. A quadratic polynomial model would be established between the detecting indicators and influencing factors, which would guide the use of oligosaccharide for controlling dry rot of Z. bungeanum.

基于寡糖在植物病害系统中的调控作用，本研究以花椒干腐病为研究体系，分别制备花椒（Zanthoxylum bungeanum）和干腐病菌（Fusarium lateritium）总寡糖并研究其对花椒干腐病的影响。通过研究各总寡糖对花椒干腐病菌的室内抑菌活性和对干腐病在花椒枝干上的发展情况，确定对花椒干腐病具有较好控制效果的总寡糖，并探讨其作用机制。对活性总寡糖进行分离纯化以获得寡糖单体，并且对寡糖单体的活性进行验证和构效关系的分析，进一步对寡糖单体的施用条件进行优化，建立防治指标与影响因素之间的二次多项式模型，为利用寡糖防治花椒干腐病提供依据。

寡糖作为激发子，可以诱发植物产生抗病性，主要表现在其诱导植保素的产生、抗病相关酶活性的增强、或是抗病相关物质的合成等方面，在植物病原物的相互识别和信号传导过程中具有重要的作用。本项目主要开展了以下三方面的研究工作：.（1）以花椒干腐病为植物病害系统，研究了来源于干腐病菌（Fusarium sambucinum)壳寡糖对寄主植物花椒（Zanthoxylum bungeanum）抗病性的影响。结合化合物分离纯化手段和波谱学结构解析和活性追踪方法，发现壳寡糖诱导寄主植物抗病性的活性与其聚合度（degree of polymerization, DP）有关。本项目中发现壳寡糖DP5的诱导活性最好，其能降低接种病原菌在花椒枝干上的侵染率，提高寄主植物苯丙氨酸解胺酶、多酚氧化酶、过氧化物酶和几丁质酶的活性，刺激寄主植物体内总酚类物质含量的增加；结合了红外光谱、电喷雾质谱和核磁共振方法，对壳寡糖DP5的结构进行了详细的表征。该研究表明干腐病菌壳寡糖作为诱导子激发了寄主植物的抗病性从而调节其自身对寄主植物的侵染，这为进一步研究花椒干腐病与寄主植物花椒的互作奠定了基础。.（2）基于甲壳类动物来源的壳寡糖在大部分植物病害系统中的功能，本项目研究了两种来源于甲壳类动物的壳寡糖对花椒干腐病菌的防治效果。结果显示两种壳寡糖均能显著降低花椒干腐病的侵染率。进一步研究其作用机制，发现壳寡糖能显著抑制干腐病的菌落直径生长和菌丝生物量的增长，能有效诱导寄主植物体内抗病相关酶的活性的提高和总酚类物质的增加。该研究结果表明，壳寡糖降低花椒干腐病菌的侵染率与其对病原菌生长的直接毒害作用和诱导寄主寄主生化防御反应相关，为壳寡糖在花椒病害无公害防治中的开发应用奠定了基础。.（3）制备了花椒多糖，并发现花椒多糖具有明显的体外抗氧化活性，进一步采用响应面分析和Box–Behnken设计方法，优化了花椒多糖的制备过程，并建立了花椒多糖提取得率与提取因素之间的多元二次回归模型。此外，采用酸降解的方法制备了花椒总寡糖，研究了花椒多糖和总寡糖对花椒病原的抑菌活性，结果表明花椒多糖和寡糖对病原真菌没有表现出明显的抗菌活性。本研究为花椒多糖的开发利用奠定了基础。.该项目系统了研究了壳寡糖在花椒干腐病菌系统中对干腐病发生的影响及其机制，为花椒干腐病的深入研究和防治奠定了基础。