香蕉组织内源激素玉米素在抗香蕉枯萎病中的用途

本发明涉及植物保护，更具体地，涉及香蕉组织内源激素玉米素在抗香蕉枯萎病中的用途。

背景技术：

1、植物激素是指在植物体特定部位合成的，并从合成部位运往植物体其他部位对植物体整个生命活动起显著调节作用的微量有机物，也被称为植物天然激素或植物内源激素。植物激素通常是在低浓度时对植物的生长发育产生显著调节作用。

2、植物激素亦称植物天然激素或植物内源激素。是指植物体内产生的一些微量而能调节(促进、抑制)自身生理过程的有机化合物。已知植物体内产生的激素有六大类，即生长素、赤霉素、细胞分裂素、脱落酸、乙烯和油菜素甾醇。它们都是些简单的小分子有机化合物，但它们的生理效应却非常复杂、多样。从影响细胞的分裂、伸长、分化到影响植物发芽、生根、开花、结实、性别决定、休眠和脱落等。所以，植物激素对植物的生长发育有重要的调控作用。生长素、赤霉素、细胞分裂素能促进植物生长和发育过程，而脱落酸和乙烯的作用则是抑制植物生长，促进成熟和衰老。这几种激素在植物生长发育的不同时期除各有其独特作用外，还能互相促进或抑制，充分发挥调节植物生长发育的作用。一些矿质养分如氮、磷、钾和土壤逆境胁迫会影响植物根系激素的含量和分布，进而调控根系生长。

3、玉米素(zeatin)是一种有机化合物，分子式为c10h13n5o。外观为白色结晶或粉末，难溶于水，溶于醇和dmf，无毒，是植物体内天然存在的一种天然细胞分裂素。它是从甜玉米灌浆期的籽粒中提取并结晶出的第1个天然细胞分裂素，已能人工合成。生产中使用的外源玉米素属生物源植物生长调节剂。

4、叶黄素(lutein)，别名植物黄体素，是一种类胡萝卜素，化学式为c40h56o2，在蔬菜、水果、花卉等植物中广泛存在，微溶于油和正己烷，溶于丙酮、二氯甲烷和乙醇，易溶于乙酸乙酯、四氢呋喃、氯仿等。叶黄素的稳定性差，主要易受氧、光、热、金属离子、ph等因素的影响，叶黄素安全性高，无毒无害，叶黄素是重要的天然色素类和天然保健品，是绿色的健康食品原料。

5、尖孢镰刀菌古巴专化型(fusarium oxysporum f.sp.cubense)引起的枯萎病极大地限制了香蕉产业的可持续发展，尤其是4号生理小种热带型(tr4，tropical race 4)危害尤为严重，可侵染香蕉根，球茎，假茎，叶片，木质部，果轴。该病原菌传播迅速，到目前为止该病害已从东南亚部分地区扩散到约旦、阿曼、秘鲁等20多个种植香蕉的国家。tr4极难防控，该病害扩散到某一地区后，施用杀菌剂、土壤熏蒸剂，改进栽培措施如轮作和土壤改良等均不能有效控制病害的流行。由于其传播快，防控难，缺少系统性的防控方法，大量香蕉种植园因tr4而被毁灭丢荒。因此，开发有效的绿色防控tr4方法对香蕉产业的可持续发展显得尤为关键。

6、经检索，步佳佳在硕士学位论文“香蕉组织内源激素与枯萎病抗性关系的研究”一文中明确指出：“生长素可能参与香蕉枯萎病抗病反应，玉米素含量变化与香蕉抗性无明显相关性，推断玉米素可能在香蕉抗枯萎病过程中作用不大，脱落酸可能在香蕉枯萎病抗病过程中起作用”。现有技术均未检索到玉米素或叶黄素在抑制植物病原菌方面的用途，特别是抗香蕉枯萎病中的用途。

技术实现思路

1、针对以上技术问题，本发明提供香蕉组织内源激素在抗香蕉枯萎病中的用途。

2、本发明保护香蕉组织内源激素在抗香蕉枯萎病中的应用，所述的内源激素为玉米素。

3、进一步地，所述的香蕉枯萎病为尖孢镰刀菌古巴专化型(fusarium oxysporumf.sp.cubense)4号生理小种热带型。

4、进一步地，所述的玉米素在抑制香蕉枯萎病菌生长中的应用。

5、进一步地，所述的玉米素在预防香蕉枯萎病菌侵染中的作用。

6、本发明研究团队通过kegg通路富集分析结果发现：抗病处理组与对照组相比显著富集到了kegg通路19个，其中单独诱导的通路为carotenoid biosynthesis(map00906)，zeatin biosynthesis(map00908)等10个，差异基因富集可能是导致香蕉抗病的一个重要响应。因此，发明人推测这两个通路(map00906和map00908)中后期合成的物质可能对病原菌tr4生长具有重要功能。因此，发明人尝试使用玉米素或叶黄素进行抗香蕉枯萎病tr4的实验，结果表明：玉米素或叶黄素可有效抑制tr4菌丝的生长，表现出良好的抗香蕉枯萎病菌活性，对香蕉枯萎病菌(tr4)具有显著的防治作用。

7、与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

8、1)本发明保护所述的香蕉组织内源激素为玉米素，实验证明：体外试验和组培瓶内实验均表明玉米素或叶黄素均可有效抑制tr4菌丝的生长，玉米素或叶黄素处理生根培养基可提高香蕉对枯萎病的抗性；但是，温室炼苗成活率实验表明：玉米素处理幼苗接种tr4与未接种tr4对照表现出一致的成活率，温室中玉米素也提高了香蕉幼苗对tr4的抗性，也没有影响蕉幼苗的植株生长，而叶黄素在温室中的成活率与接种tr4对照处理基本一致。说明叶黄素虽然提高香蕉幼苗对tr4的抗性，但是也会影响香蕉幼苗的植株生长。因此，本发明保护玉米素抗香蕉枯萎病菌活性，玉米素对香蕉枯萎病菌(tr4)具有显著的防治作用。

9、2)本发明为tr4防控提供了新思路和方法，为深入探索防控香蕉枯萎病病害tr4奠定了基础。植物激素来源于寄主植物体内，基因表达筛选发现这两类激素信号通路的基因被富集，适当剂量不会给植物带来不利的影响。

技术特征：

1.香蕉组织内源激素玉米素在抗香蕉枯萎病中的应用。

2.根据权利要求1所述的用途，其特征在于：所述的香蕉枯萎病为尖孢镰刀菌古巴专化型(fusarium oxysporum f.sp.cubense)4号生理小种热带型。

3.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述的玉米素在抑制香蕉枯萎病菌生长中的应用。

4.根据权利要求2所述的应用，其特征在于：所述的玉米素在预防香蕉枯萎病菌侵染中的作用。

5.根据权利要求1-4任一权利要求所述的应用，其特征在于：所述的玉米素在抗香蕉枯萎病的同时，不影响香蕉植株株高、鲜重、根活力的生长。

技术总结
本发明提供了香蕉组织内源激素玉米素在抗香蕉枯萎病中的用途，属于植物保护技术领域。本发明所述的香蕉组织内源激素为玉米素，实验证明玉米素或叶黄素的体外试验(组培瓶、温室内)表明玉米素可有效抑制TR4菌丝的生长，表现出良好的抗香蕉枯萎病菌活性，对香蕉枯萎病菌(TR4)具有显著的防治作用,且不影响幼苗生长。本发明为TR4防控提供了新思路和方法，为深入探索防控香蕉枯萎病病害TR4奠定了基础。

技术研发人员：刘立娜,杨宝明,耿川雄,李成云,郑泗军,张文龙,丁月,李永平,曾莉,郭志祥
受保护的技术使用者：云南省农业科学院农业环境资源研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/2/19