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油菜素内酯调控棉花对黄萎病菌抗性的生理和生化机制

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油菜素内酯调控棉花对黄萎病菌抗性的生理和生化机制
论文目录
 
Acknowledgements第1-21页
List of Abbreviations第21-23页
ABSTRACT第23-28页
摘要第28-32页
Chapter 1 General Introduction第32-36页
  1.1 Background information第32-34页
  1.2 Project goals第34页
  1.3 Specific objectives第34-36页
Chapter 2 Literature Review第36-58页
  2.1 Nomenclature and classification of the pathogen第37-38页
  2.2 Pathogenicity determinants of V.dahliae第38-41页
    2.2.1 Infectious structures第38页
    2.2.2 Cell wall degrading and hydrolytic enzymes第38-39页
    2.2.3 Phytotoxins and elicitors第39-41页
  2.3 Plant defense responses第41-48页
    2.3.1 Phenylpropanoid metabolism and cell wall fortification第41-43页
    2.3.2 Carbohydrate metabolism and osmoregulation第43-45页
    2.3.3 Induction of pathogenesis-related(PR)proteins第45页
    2.3.4 ROS in signal transduction第45-46页
    2.3.5 Nitric oxide (NO)in signal transduction第46-47页
    2.3.6 Network and interplay of signaling pathways第47-48页
  2.4 Management of Verticillium wilt第48-51页
    2.4.1 Biological control第48-49页
    2.4.2 Organic amendments第49-50页
    2.4.3 Resistant germplasm第50-51页
  2.5 Brassinosteroids(BRs)第51-58页
    2.5.1 BR signaling in plants第52-53页
    2.5.2 Ameliorative role of BRs in biotic stresses第53-54页
    2.5.3 Mechanism of brassinosteroid mediated stress tolerance第54-58页
Chapter 3 Effect of Verticillium dahliae toxin(Vd toxin)on cell structure,plantmorphology and biochemical characteristics of upland cotton第58-80页
  3.1 Materials and methods第59-64页
    3.1.1 Fungus growth and toxin preparation第59页
    3.1.2 Plant growth,treatment conditions and measurement of basic nutrition solution (BNS)uptake第59-61页
    3.1.3 Assessment of root dehydrogenase activity第61页
    3.1.4 Measurement of chlorophyll fluorescence第61页
    3.1.5 Determination of lipid peroxidation,SOD activity and contents of reduced ascorbate(ASA)and reduced glutathione(GSH)第61-63页
    3.1.6 Determining the plant growth parameters and root architecture第63页
    3.1.7 Scanning electron microscopy(SEM)and transmission electron microscopy (TEM)第63-64页
    3.1.8 Stati stical analysis第64页
  3.2 Results第64-74页
    3.2.1 Plant growth and root dehydrogenase activity第64页
    3.2.2 Ultrastructure changes in leaf and root cells第64-65页
    3.2.3 SEM observations of root tips and leaf epidermis第65-68页
    3.2.4 Basic nutrition solution(BNS)uptake and chlorophyll fluorescence(Fv/Fm)第68-69页
    3.2.5 Lipid peroxidation and SOD activity第69-71页
    3.2.6 Contents of reduced glutathione(GSH)and reduced ascorbate(ASA)第71-72页
    3.2.7 Effect of Vd toxin on root architecture and plant growth parameters第72-74页
  3.3 Discussion第74-79页
  3.4 Conclusion第79-80页
Chapter 4 Role of brassinosteroids to alleviate the negative effects of Vd toxin oncotton callus growth第80-99页
  4.1 Materials and methods第81-86页
    4.1.1 Plant material,toxin preperation and treatment conditions第81-82页
    4.1.2 Determination of chlorophyll and carotenoids contents第82页
    4.1.3 Measurement of secondary metabolism-related enzymes activities第82-84页
    4.1.4 Quantification of flavonoids,total phenols,soluble sugars and protein第84-85页
    4.1.5 Measurement of DNA damage through single cell gel electrophoresis assay (Comet assay)第85页
    4.1.6 Tissue processing for transmission electron microscope (TEM)第85-86页
    4.1.7 Statistic analysis第86页
  4.2 Results第86-95页
    4.2.1 Effect of EBR on callus growth第86页
    4.2.2 EBR induced tolerance to Vd toxin第86-87页
    4.2.3 Chlorophyll and carotenoids contents第87-88页
    4.2.4 Activities of secondary metabolism related enzymes under Vd toxin stress第88-90页
    4.2.5 Flavonoids,total phenols,soluble sugars and protein第90页
    4.2.6 DNA damage in cotton callus第90-92页
    4.2.7 Ultrastructural changes under Vd toxin and ameliorative effects of EBR第92-95页
  4.3 Discussion第95-98页
  4.4 Conclusion第98-99页
Chapter 5 Brassinosteroids attenuated Verticillium wilt in upland cotton bymodulating the carbohydrates metabolism, plasma membrane ATPases andintracellular osmolytes第99-115页
  5.1 Materials and methods第100-104页
    5.1.1 Plant growth,toxin preparation and treatment conditions第100-101页
    5.1.2 Evaluation of plant wikting, photosynthesis, transpiration, SPAD and chlorophyll fluorescence第101页
    5.1.3 Determination of proline,glycine-betaine and soluble sugar content第101-102页
    5.1.4 Determination of the enzymes activities involved in carbohydrate metabolism第102-103页
    5.1.5 Measurement of different ATPases activity第103页
    5.1.6 Statistical analysis第103-104页
  5.2 Results第104-110页
    5.2.1 EBR application attenuated plant wilting第104-105页
    5.2.2 Activity of different ATPase in cotton leaves第105页
    5.2.3 Accumulation of intracellular osmolytes第105-107页
    5.2.4 Effect of Vd toxin and EBR on activities of enzymes involved in carbohydrate metabolism第107-108页
    5.2.5 Photosynthetic parameters,chlorophyll content and fluorescence第108页
    5.2.6 Root and shoot biomass第108-110页
  5.3 Discussion第110-114页
  5.4 Conclusion第114-115页
Chapter 6 Understanding the physiological and biochemical basis of innate andbrassinosteroid induced tolerance to Verticillium wilt in cotton leaves第115-135页
  6.1 Materials and methods第116-120页
    6.1.1 Plant material,growth and treatment conditions第116页
    6.1.2 Measurement of superoxide radical(O_2~-),hydrogen peroxide(H_2O_2),their histochemical detection and electrolyte leakage in cotton leaves第116-117页
    6.1.3 Determination of leaf osmotic potential and relative water contents第117-118页
    6.1.4 Measurement of the enzymes activities involved in carbohydrate and secondary metabolism in cotton leaves第118页
    6.1.5 Determination of callose and lignin content第118页
    6.1.6 Analysis of the activities of antioxidative enzymes第118-120页
    6.1.7 Dynamics of glutathione-S-transferase(GST),dehydroascorbate reductase (DHAR) and contents of non enzymatic antioxidants第120页
    6.1.8 Quantification of total phenol,DPPH activity,flavonoids and total soluble proteins第120页
    6.1.9 Statistical analysis第120页
  6.2 Results第120-131页
    6.2.1 H_2O_2/O_2~- accumulation and electrolyte leakage in cotton leaves第120-124页
    6.2.2 Changes in leaf osmotic potential(OP) and relative water content(RWC)第124-125页
    6.2.3 Stem lignin and callose deposition第125-126页
    6.2.4 Changes in the activities of enzymes involved in carbohydrate metabolism(AI, SuSy,SPS)in cotton leaves第126-127页
    6.2.5 Activities of enzymes involved in secondary metabolism in cotton leaves第127-128页
    6.2.6 Glutathione-S-transferase (GST), dehydroascorbate reductase (DHAR) and contents of phenols, flavonoids, soluble protein and non enzymatic antioxidants第128-130页
    6.2.7 Dynamics of antioxidative enzymes in cotton leaves第130-131页
  6.3 Discussion第131-134页
  6.4 Conclusion第134-135页
Chapter 7 Genotypic differences in carbohydrate, secondary metabolism andantioxidative capacities in cotton root and amino acid contents in root exudates第135-159页
  7.1 Materials and Methods第136-138页
(A) Analysis in cotton root第136页
    7.1.1 Measurement of O_2~- and H_2O_2 contents, enzymes activities of carbohydrate, secondary metabolism and antioxidants, phenols, flavonoids and callose in cotton root第136页
(B) Analysis in cotton root exudates第136-138页
    7.1.2 Plant material, growth, inoculum preparation and treatment conditions第136-137页
    7.1.3 Evaluation of disease resistance第137页
    7.1.4 Collection of root exudates and analysis of amino acids第137页
    7.1.5 In vitro activities of amino acid on the growth of V. dahliae第137-138页
    7.1.6 Statistical analysis第138页
  7.2 Results第138-152页
    7.2.1 H_2O_2 and O_2~- accumulation in cotton roots第138-139页
    7.2.2 Root dehydrogenase activity and lipid peroxidation第139-141页
    7.2.3 Enzyme activities of carbohydrate metabolism in cotton roots第141页
    7.2.4 Activities of enzymes involved in phenylpropanoid pathway (PAL, PPO, CAD, and SKDH)第141-143页
    7.2.5 Changes in the contents of DPPH, flavonoids and callose in cotton root第143-145页
    7.2.6 Activities of antioxidative enzymes in cotton root第145页
    7.2.7 Glutathione dependent detoxification第145-146页
    7.2.8 Disease resistance evaluation and plant growth第146-148页
    7.2.9 Changes in the contents of amino acids in cotton root exudates第148-151页
    7.2.10 In vitro effects of amino acids on V. dahliae growth第151-152页
  7.3 Discussion第152-158页
  7.4 Conclusion第158-159页
Chapter 8 Liquid chromatography mass spectroscopy (LC-MS) analyses reveal thatphenolic compounds and endogenous plant hormones contribute to thebrassinosteroid mediated disease resistance第159-184页
  8.1 Materials and methods第160-163页
    8.1.1 Plant growth, inoculum preparation and treatment conditions第160页
    8.1.2 Evaluation of disease resistance, H_2O_2 accumulation, electrolyte leakage and fungal colonization第160-161页
    8.1.3 Measurement of enzyme activities of phenylpropanoid pathway第161页
    8.1.4 Extraction of phenolic compounds and endogenous plant hormones第161页
    8.1.5 Liquid chromatography mass spectroscopy(LC-MS/MS)第161-163页
    8.1.6 Real-time quantitative PCR(qPCR)analysis第163页
    8.1.7 Statistical analysis第163页
  8.2 Results第163-178页
    8.2.1 Dynamics of PAL and CAD第163-166页
    8.2.2 Expression analysis of PAL and CAD through quantitative real time(qPCR)第166页
    8.2.3 Patterns of phenolic compounds in cotton leaf and Vd toxin第166-171页
    8.2.4 Changes in the levels of endogenous plant hormones第171-173页
    8.2.5 Expression of genes involved in hormone synthesis第173-175页
    8.2.6 H_2O_2 accumulation and electrolyte leakage of detached cotton leaves第175-178页
    8.2.7 Effect of V.dahliae inoculation and EBR application on disease development,plant growth and fungus colonization第178页
  8.3 Discussion第178-183页
  8.4 Conclusion第183-184页
References第184-202页
List of Publications第202-203页

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