红色荧光蛋白DsRed标记的轮枝镰孢对玉米根的侵染和系统定殖

【作者】 吴磊； 王晓鸣； 武小菲； 李洪杰；

【机构】 中国农业科学院作物科学研究所； 河北科技师范学院；

【摘要】 轮枝镰孢Fusarium verticillioides(Sacc.)Nirenberg是一种侵染玉米的土传真菌,能够引起根、茎等部位组织的坏死和分解等症状,或作为内生菌不表现任何可见的症状。土传真菌能否侵染寄主,主要取决于早期真菌能否在寄主根部成功定殖。本研究利用农杆菌介导法将红色荧光蛋白基因(DsRed)转入轮枝镰孢菌株,用以观察浸根、浸种和菌层接种等不同方法接种病原菌后,镰孢菌在玉米自交系B73根部定殖和生长的规律。荧光显微观察发现,轮枝镰孢首先侵染玉米的须根等组织,并在其中大量增殖,随后沿主根向上侵染,但并不在主根内大量增殖。在植株根内部有些以粗壮的菌丝形式一直向上扩展到地上部组织。有些孢子附着在根表皮的纹理中,萌发形成菌丝,向上扩展。有的则向内侵染附着的细胞,然后再产生菌丝继续向周边侵染。被孢子所侵染的植物细胞大多有自发荧光。由根部向上侵染的菌丝多沿着维管组织上行,少数会穿行在不同细胞之间。相对于在培养基上生长的轮枝镰孢,定殖在植株组织内的真菌可产生大的粗壮菌丝和孢子。在玉米的根部没有观察到附着胞等侵染特异结构。通过考察接种后玉米的株高,发现接种的玉米在早期的生长没有受真菌侵染的影响,而导致株高低于未接种的对照。利用PCNB、SFA和DCPA等三种选择培养基,分析轮枝镰孢接种后7d、14d和28d在玉米根、茎基部形成的单菌落数量(CFU),对不同时间点得到的CFU进行统计分析发现,接种7d时轮枝镰孢在根部CFU值最大,以后逐渐减小。而茎基部的CFU值则呈逐渐增大的趋势。本研究的结果为进一步探明轮枝镰孢和玉米之间的互作关系,以及其他土传真菌与植物之间的互作提供了有益的参考。更多还原