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Changes of Anatomical Characteristics and Cellulose Activity in Xylem Tissue of European Spruce (Picea abies) after Inoculation with the Blue-Stain Fungus Ceratocystis polonica

蓝变真菌引起的欧洲云杉木质部解剖学特征及纤维素酶活性的变化(英文)


选择奥地利境内阿尔卑斯山健康欧洲云杉为对象,研究室内接种蓝变真菌(Ceratocystis polonica)引起的寄主树木韧皮部和木质部解剖学特征的变化,揭示蓝变真菌引起欧洲云杉枯萎的机制。结果表明:接种1周后的4株欧洲云杉的木质部组织内,蓝变区域显著增加,4~6周后蓝变区域不再增加;而在接种无菌琼脂的2株对照欧洲云杉的木质部组织内,没有检测到蓝变区域。采用生物化学分析和组织定位技术,确定接种真菌和无菌琼脂的欧洲云杉木质部区域纤维素酶的分布和活性变化。接种2周后剥皮取样检测,接种真菌的4株欧洲云杉的木质部组织内纤维素酶含量大幅度增加,其等电聚焦电泳显示明显的纤维素酶酶带;而在接种无菌琼脂的欧洲云杉木质部区域,纤维素酶含量分布较少,其等电聚焦电泳显示微弱的纤维素酶酶带。进一步证明蓝变真菌分泌的纤维素酶能利用寄主欧洲云杉木质部的纤维素,蓝变真菌是致死阿尔卑斯山境内欧洲云杉的重要病原菌。

The blue-stain fungus Ceratocystis polonica, a virulent fungal associate of the spruce bark beetle Ips typographus, is pathogenic to European spruce (Picea abies) in Europe. The wilting mechanism in P. abies after inoculation with C. polonica was examined based on anatomical studies of the phloem and xylem of periodically harvested trees. In a field experiment, the blue-stained sapwood area of European spruce was measured in response to inoculation with C. polonica, four vigorous, mature European spruce trees were mass-inoculated with C. polonica at a density of four inoculations per dm2 within a 120-cm-wide band on the lower bole. Two other trees were inoculated with sterile agar and served as controls. In four trees that had been inoculated with the fungus, blue-stained sapwood area increased dramatically within the first weeks after inoculation until no blue-stained sapwood area was measurable 4~6 weeks after inoculation. No obvious blue-stained sapwood area were recorded in the two control trees. Biochemical analysis and histochemical localization techniques were used to assess changes and distribution of cellulase in the xylem fraction. It was shown that, in maturing xylem tissue that inoculated with sterile agar for two weeks, a small amount of the cellulase activity signal was found. However, high cellulase activity was detected in the xylem tissue of four trees that had been inoculated with C. polonica after two weeks. An isoelectric-focusing electrophoresis of the extracted protein displayed obvious isozyme bands of cellulose for the inoculation treatment. This proved that C. polonica can secrete cellulase to utilize cellulose of xylem in host trees. The results confirm the ability of C. polonica to kill mature European spruce trees in the Alps.


全 文 :第 wv卷 第 y期
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林 业 科 学
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蓝变真菌引起的欧洲云杉木质部解剖学特征
及纤维素酶活性的变化
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摘 要 } 选择奥地利境内阿尔卑斯山健康欧洲云杉为对象 o研究室内接种蓝变真菌k Χερατοχψστισ πολονιχαl引起的寄
主树木韧皮部和木质部解剖学特征的变化 o揭示蓝变真菌引起欧洲云杉枯萎的机制 ∀结果表明 }接种 t周后的 w株
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关键词 } 解剖特征 ~蓝变真菌 ~纤维素酶活性 ~欧洲云杉 ~等电聚焦电泳技术
中图分类号 }±zyv1v{ 文献标识码 }„ 文章编号 }tsst p zw{{kusszlsy p ss|w p sy
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112 Μασσινοχυλατιον οφ Ευροπεαν σπρυχετρεεσ
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x| 第 y期 谢寿安等 }蓝变真菌引起的欧洲云杉木质部解剖学特征及纤维素酶活性的变化
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113 Σψµ πτοµ δεϖελοπµεντ ανδ ανατοµιχαλ οβσερϖατιονσ
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114 Μονιτορ χηανγεσ ανδ διστριβυτιον οφ χελλυλασε
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2 Ρεσυλτσ
211 Σψµ πτοµ δεϖελοπµεντ ανδ ανατοµιχαλ οβσερϖατιονσ
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y| 林 业 科 学 wv卷
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212 Χηανγεσ ανδ διστριβυτιον οφ χελλυλοσε
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3 ∆ισχυσσιον
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z| 第 y期 谢寿安等 }蓝变真菌引起的欧洲云杉木质部解剖学特征及纤维素酶活性的变化
§¨¦µ¨¤¶¨ ²©·«¨ º¤·¨µ¶∏³³¯¼ ²¦¦∏µµ¨§¤¶¤µ¨¶∏¯·²©·«¨ ¬¨³¤±¶¬²±²©·«¨ §¼¶©∏±¦·¬²±¤¯ ¤µ¨¤¬±·«¨ §¨¶¬¦¦¤·¨§¬¼¯ °¨ q׫¬¶√¬¨º¬¶
¶∏³³²µ·¨§¥¼¶¤³©¯²º °¨ ¤¶∏µ¨°¨ ±·¶²± ∞∏µ²³¨¤±¶³µ∏¦¨ ·µ¨ ¶¨·«¤·«¤√¨ ¥¨ ±¨ °¤¶¶¬±²¦∏¯¤·¨§º¬·« Χq πολονιχαo¬± º«¬¦«¶¤³
©¯²º¬±·«¨ ²∏·¨µ¶¤³º²²§§¨¦µ¨¤¶¨§¤¥µ∏³·¯¼ º¬·«¬±·«¨ ©¬µ¶·º¨ ®¨¶¤©·¨µ¬±²¦∏¯¤·¬²±∏±·¬¯ ±²¶¤³©¯²º º¤¶°¨ ¤¶∏µ¤¥¯¨w ∗ y º¨ ®¨¶
¤©·¨µ¬±²¦∏¯¤·¬²± kŽ¬µ¬¶¬·¶ ετ αλqoussul q∂¬¶¬¥¯¨ ¬¨·¨µ±¤¯ ¶¼°³·²°¶¤±§¤±¤·²°¬¦¤¯ §¼¶©∏±¦·¬²±¤¯ ¬¼¯ °¨ ²¥¶¨µ√¨ §¬±·«¨ ³µ¨¶¨±·
¬¨³¨µ¬°¨ ±·²± °¤·∏µ¨ ·µ¨ ¶¨²©∞∏µ²³¨¤±¶³µ∏¦¨ ²¦¦∏µµ¨§¬± √¤µ¬²∏¶³¨µ¬²§¶©µ²° y º¨ ®¨¶·²ty º¨ ®¨¶¤©·¨µ·«¨ ¬±²¦∏¯¤·¬²± º¨ µ¨
¶¬°¬¯¤µ·²©²µ°¨ µ¶·∏§¼¬±ªk≥²¯«¨¬°ot||u¤~≠¤°¤²®¤ ετ αλqousss ~Ž¬µ¬¶¬·¶ετ αλqoussul q׫¨ ¬¨³µ¨¶¶¬²±²©§¬©©¨µ¨±·¨¬·¨µ±¤¯
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±¨√¬µ²±°¨ ±·¤¯ ¦²±§¬·¬²±¶¤¶¶∏ªª¨¶·¨§¥¼ Žµ²®¨ ±¨ ετ αλqkt||{¥l q„¦¦²µ§¬±ª·²·«¨ ©²µ°¨ µµ¨¶¨¤µ¦«o§∏µ¬±ª·«¨ ¤¨µ¯¼¶·¤ª¨¶²©
¬±©¨¦·¬²±³µ¬²µ·²·«¨ ¤³³¨¤µ¤±¦¨ ²© √¬¶¬¥¯¨¶¼°³·²°¶o¤¶«¤µ³ §¨¦µ¨¤¶¨ ²©·«¨ º¤·¨µ¶∏³³¯¼ ²¦¦∏µµ¨§¬± ·«¨ ¶¤³¯¬±ª¶ º«¬¦«
¬±²¦∏¯¤·¨§º¬·« Χq πολονιχα k≠¤°¤²®¤ ετ αλqousss ~Ž¬µ¬¶¬·¶ ετ αλqoussul q‹²º¨ √¨ µo√¬¶¬¥¯¨ ¬¨·¨µ±¤¯ ¶¼°³·²°¶²¦¦∏µµ¨§¬±
√¤µ¬²∏¶³¨µ¬²§¶©µ²° y º¨ ®¨¶·²tu º¨ ®¨¶¤©·¨µ·«¨ ¬±²¦∏¯¤·¬²± ²© Χq πολονιχα ²± °¤·∏µ¨ ∞∏µ²³¨¤±¶³µ∏¦¨ qŒ±·«¨ °¤·∏µ¨·µ¨ ¶¨o
¬·¬¶µ¨¤¶²±¤¥¯¨·«¤··«¨ ©²¯¬¤µ¶¼°³·²°¶¤µ¨ §¨ ¤¯¼¨ §¥¨¦¤∏¶¨ ±¨ §¨¯ ¶¨¦¤± ∏¶¨ º¤·¨µ®¨ ³·¬±·«¨ ¥µ¤±¦«¨¶¤±§¤³¤µ·²©·«¨ ·«¬¦®
·µ∏±®©²µ¤º«¬¯¨ ¤©·¨µ·«¨ ¶¤³©¯²º «¤§¶·²³³¨§kŽ∏µ²§¤oussxl qŒ± §¼¨ ¦²±§∏¦·¬²± ·¨¶·¶o¬¼¯ °¨ §¼¶©∏±¦·¬²±¬±·«¨ ¬¼¯ °¨ ²©
¬±²¦∏¯¤·¨§·µ¨ ¶¨¥¨¦¤°¨ ²¥√¬²∏¶q‹²º¨ √¨ µo·«¨ ©¬±§¬±ª·«¤·©∏±ª¤¯ «¼³«¤¨ ¤µ¨ ±²·³µ¨¶¨±·¬±·«¨ °¤µª¬± ²©·«¨ §µ¼ ½²±¨ ¶¤··«¨
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¬¼¯ °¨·¬¶¶∏¨¶¥¼ ¥¯∏¨2¶·¤¬±©∏±ª¬q׫¬¶¯ ¤ª²©©∏±ª¤¯ ¦²¯²±¬½¤·¬²± ¥¼ ¥¯∏¨2¶·¤¬±©∏±ª¬¥¨«¬±§·«¨ ±¨¯¤µª¨ °¨ ±·²©§¨¶¬¦¦¤·¨§¤µ¨¤¬¶
§¨·¨¦·¤¥¯¨²±¯¼ ¥¼·«¨ ²¥¶¨µ√¤·¬²± ²©¶³¨¦¬°¨ ±¶§∏µ¬±ª·«¨ ¬±¬·¬¤¯ ¶·¤ª¨ ²©¬±©¨¦·¬²±kŽ∏µ²§¤oussxl q׫¬¶¶∏ªª¨¶·¶·«¤·±¨ ¦µ²·¬¦
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¶³µ∏¦¨ ·µ¨ ¶¨¤©·¨µ¬±©¨¦·¬²± ¥¼ Χq πολονιχα kŽµ²®¨ ±¨ ετ αλqot||zl q׫¨ ±¤·∏µ¤¯ ¬±©¨¦·¬²± º¬·« Χq πολονιχα ²µ¬ª¬±¤·¨¶©µ²°
±∏°¨ µ²∏¶º²∏±§¶¬±¬·¬¤·¨§¬±·«¨ ¦²∏µ¶¨ ²©°¤¶¶¤·¤¦®¶²©¶³µ∏¦¨ ·µ¨ ¶¨¥¼ Ι qτψπογραπηυσk≤«µ¬¶·¬¤±¶¨± ετ αλqot||s ~≥²¯«¨¬°o
t||u¥l q „·«¬ª«¬±²¦∏¯¤·¬²± §¨±¶¬·¬¨¶o ¥¯²¦®¤ª¨ ²©·«¨ ¶¤³ ©¯²º ¬¶¤¦¦¨¯¨µ¤·¨§ ¥¼ ·«¨ °¨ µª¬±ª ²© §¨«¼§µ¤·¨§ ¬¼¯ °¨ ¤µ¨¤¶
k‹²µ±·√¨ §·ετ αλqot|{v ~≤«µ¬¶·¬¤±¶¨± ετ αλqot||s ~Žµ²®¨ ±¨ ετ αλqot||{¤~t||{¥~≠¤°¤²®¤ ετ αλqousss ~Ž¬µ¬¶¬·¶ετ αλqo
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·«¨ √¨ ¦·²µ¥¨ ·¯¨¨ . ¶°¤¶¶¤·¤¦® kŽ∏µ²§¤ ετ αλqot||yl q „©·¨µ·«¨ ¤³³µ²¬¬°¤·¨¯¼ xs2¼¨ ¤µ2²¯§ ∞∏µ²³¨¤± ¶³µ∏¦¨ º¤¶¬±²¦∏¯¤·¨§
º¬·« Χq πολονιχα ¤±§¤ª¤µo·«¨ ¦«¤±ª¨¶¤±§§¬¶·µ¬¥∏·¬²± ²©¦¨¯¯∏¯¤¶¨ ¬±·«¨ ¬¼¯ °¨ ©µ¤¦·¬²±¶«²º¨ §·«¤·¬± °¤·∏µ¬±ª¬¼¯ °¨·¬¶¶∏¨
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¤¥¬¯¬·¼ ²© Χq πολονιχα·²®¬¯¯ °¤·∏µ¨ ∞∏µ²³¨¤±¶³µ∏¦¨ ·µ¨ ¶¨¬±·«¨ „¯ ³¶q
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¤±§„³³¯¬¨§¬©¨ ≥¦¬¨±¦¨¶¬± ∂¬¨±±¤©²µ³µ²√¬§¬±ª¬¶²¯¤·¨¶²© Χq πολονιχα ¤±§¶«¤µ¬±ª¬±©²µ°¤·¬²± ²±·«¨ ¦«¤µ¤¦·¨µ¬¶·¬¦¶²©·«¨
©∏±ª∏¶º¬·«∏¶q׫¬¶µ¨¶¨¤µ¦«º¤¶¦²±§∏¦·¨§¤¶³¤µ·²©·«¨ ≥³¨¦¬¤¯ • ¶¨¨¤µ¦«°µ²ªµ¤° / ƒ²µ¨¶·∞¦²¶¼¶·¨° • ¶¨·²µ¤·¬²± k≥ƒss{l0 o
©∏±§¨§¥¼ ·«¨ „∏¶·µ¬¤± ≥¦¬¨±¦¨ ƒ²∏±§¤·¬²± ¤±§·«¨ ¬±¬¶·µ¼ ²© „ªµ¬¦∏¯·∏µ¨ ¤±§ ƒ²µ¨¶·µ¼q ׫¨ ©²µ¨¶· ±¨·¨µ³µ¬¶¨ ²© ¬¯¬¨±©¨ §¯
¦²±√¨ ±·®¬±§¯¼ ¶∏³³¯¬¨§ ¬¨³¨µ¬°¨ ±·¤¯ ·µ¨ ¶¨q • ¨·«¤±®×«²°¤¶Ž¬µ¬¶¬·¶¤±§‹¤±¶°¨ ·¨µ©²µ·«¨¬µ«¨ ³¯º¬·«·«¨ °¤¶¶¬±²¦∏¯¤·¬²±²©
·«¨ ·µ¨ ¶¨q׫¤±®¶¤µ¨ ¤¯¶²§∏¨ ·² °¨ ·¨µ…¤¬¨µo•²°¤± ¤±§²·«¨µ°¨ °¥¨µ¶kŒ±¶·¬·∏·¨ ²©ƒ²µ¨¶·∞±·²°²¯²ª¼oƒ²µ¨¶·°¤·«²¯²ª¼ ¤±§
ƒ²µ¨¶·°µ²·¨¦·¬²±o˜±¬√¨ µ¶¬·¼ ²©‘¤·∏µ¤¯ • ¶¨²∏µ¦¨¶¤±§„³³¯¬¨§¬©¨ ≥¦¬¨±¦¨¶¬± ∂¬¨±±¤l ©²µ·«¨¬µ¤¶¶¬¶·¤±¦¨ º¬·«·«¨ ©¬¨ §¯º²µ®
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©∏±ª∏¶²© Λεπτογραπηιυµ θινλινγενσισq≥¦¬¨±·¬¤≥¬¯√¤¨ ≥¬±¬¦¤¨ k林业科学l owz }tuv p tuy
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k责任编辑 朱乾坤l
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