寄主誘導(dǎo)的基因沉默在油菜抗菌核病改良中的應(yīng)用
發(fā)布時間:2022-01-01 01:18
油菜是我國最重要的油料作物之一,具有很高的食用價值和經(jīng)濟價值。菌核病是油菜最主要的病害之一,對油菜生產(chǎn)造成重大損失。目前尚未發(fā)現(xiàn)對菌核病有完全抗性的種質(zhì)資源,因此培育抗病品種是油菜菌核病防治的必要途徑。寄主誘導(dǎo)的基因沉默(HIGS)是一種基于RNA干擾的技術(shù)。該技術(shù)在寄主中表達(dá)人工設(shè)計的靶向病原菌/害蟲重要基因的RNAi載體,使得在寄主與病原生物互作的過程中,寄主產(chǎn)生的小干擾RNA(small interfering RNA,siRNA)或者雙鏈 RNA(double-stranded RNA,dsRNA)被病原生物攝入,沉默病原生物相應(yīng)基因的表達(dá),從而降低病原生物的致病能力,使寄主獲得對病原生物的抗性。為了探索HIGS技術(shù)是否可用于提高油菜對菌核病的抗性,本研究選擇了核盤菌重要致病因子細(xì)胞壁降解酶和草酸合成相關(guān)基因作為靶基因開展研究,主要結(jié)果如下:1.通過轉(zhuǎn)錄組分析,發(fā)現(xiàn)核盤菌在侵染感病材料(S-line)和抗病材料(R-line)的莖稈時,核盤菌的兩大致病因子(細(xì)胞壁降解酶和草酸)合成相關(guān)的基因:多聚半乳糖醛酸內(nèi)切酶基因(SS1G10167,PG)、纖維二糖水...
【文章來源】:揚州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1:菌核病的發(fā)病周期及癥狀(Mohd?et?al.,2016)??Figure?1-1:?Disease?cycle?and?disease?symptoms?caused?by?S.?sclerotiorum?(Mohd?et?al.,??2016)??
???過其生命周期的大部分時間,在收獲后菌核會在土壤、病殘體、作物種子中越冬或越夏,??后成為新的病害流行的源頭(圖卜1)?(Purdy?et?al.,?1979;?Bolton?et?al.,2006;?Kim?et?al.,??2014)。菌核外表堅硬、有黑色素積累,能夠抵抗不利條件,在土?5?cm深的土壤中存活??約4年,如果埋得更深,則最長可達(dá)10年(Khangura?and?MacLeod,?2012)。菌核在外??源營養(yǎng)物質(zhì)的作用下可以通過菌絲體的直接萌發(fā)感染莖基部(圖1-2)。然而,直接萌發(fā)??的菌絲作為一種侵染手段會受到很大的限制(Sharmaetal.,2015)。菌核的成核萌發(fā)導(dǎo)致??子囊盤的形成,子襄盤在潮濕的土壤中在10-15°C的溫度下至少2周才能形成(Smithand??Boland?1989;?Haoetal.,2003)。子囊盤是一種小的蘑菇狀結(jié)構(gòu),在5-10天的功能期內(nèi)可??以釋放200多萬個微小的子襄孢子(圖卜2)?(Sharmaetal.,2015)。這些子囊孢子主要沉??積在距其起源地100?150?m的范圍內(nèi),但可以通過氣流傳播數(shù)公里(Bardin?and?Huang,??2001)。子囊孢子在沒有花瓣的情況下可以在植物表面或土壤中存活2-3周(Sharmaet??al.,2015)。有花瓣的情況下,花瓣可作為孢子萌發(fā)的營養(yǎng)物質(zhì)來源,子囊孢子萌發(fā)出牙??管后開始侵染生長(楊新美,1959;梁長城等,2002)。感染和衰老的花瓣隨后在葉、??葉腋或莖枝上宿存,并在2-3周后開始感染,表現(xiàn)為浸水樣棕褐色病變,再通過病變組??織接觸擴大感染(Qinetal.,2010;?David?e
?第1章文獻(xiàn)綜述???致病因子,包括調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞防御的潛在效應(yīng)因子,然后迅速轉(zhuǎn)變?yōu)樗荔w營養(yǎng)型生長,??而活體營養(yǎng)則處于真菌定殖的前沿(圖1-3)。??Sclerotinia?sclerotiorum?Necrotrophic?phase?Biotrophic?phase??I???Intercellular?hypha??圖1-3:核盤菌營養(yǎng)生長模式圖(Kabbageetal.,2015)??Figure?1-3:?A?model?depicting?the?lifestyle?of?S.?sclerotiorum?(Kabbage?et?al.,?2015)??1.1.6油菜菌核病的綜合防控措施??1.1.6.1農(nóng)業(yè)防治??在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,對于菌核病的防控以預(yù)防為主。播種前對土地進(jìn)行深耕,破除、淹??埋子II盤。選種時選用高抗、高產(chǎn)和早熟品種,盡量錯開謝花期與疾病流行期(李強生??等,2000;?Wei?etal.,2014)。播種前通過篩癬拃藥、晾曬等方法消除種子表皮的病菌??(谷維,2008)。在種植時要開溝排水、合理密植以降低m間濕度加強通風(fēng)(秦虎強等,??2018)。對于老葉、病葉、殘株及時處理,減少核盤菌繁殖的兒率。??1.1.6.2化學(xué)防治??目前對油菜菌核病的防治主要通過噴灑多菌靈、菌核凈、腐霉利、啶酰菌胺等化學(xué)??農(nóng)藥。在農(nóng)藥的使用上要注意輪換使用,防止核盤菌產(chǎn)生耐藥性,以延長農(nóng)藥使用壽命??(王真等,2010)。由于油菜花瓣容易成為核盤菌傳播載體,又為核盤菌生長提供營養(yǎng),??7??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國油菜種質(zhì)資源研究利用策略與進(jìn)展[J]. 李利霞,陳碧云,閆貴欣,高桂珍,許鯤,謝婷,張付貴,伍曉明. 植物遺傳資源學(xué)報. 2020(01)
[2]桑椹菌核病防控技術(shù)的探索與實踐[J]. 黃世榮,張鵬博. 蠶桑通報. 2019(04)
[3]利用TRV-HIGS技術(shù)鑒定核盤菌致病相關(guān)的分泌蛋白基因[J]. 遠(yuǎn)俊虎,丁一娟,楊文靜,閆寶琴,柴亞茹,梅家琴,錢偉. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(23)
[4]我國油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、潛力及對策[J]. 劉成,馮中朝,肖唐華,馬曉敏,周廣生,黃鳳洪,李加納,王漢中. 中國油料作物學(xué)報. 2019(04)
[5]RNAi在害蟲防治中應(yīng)用的重要進(jìn)展及存在問題[J]. 胡少茹,關(guān)若冰,李海超,苗雪霞. 昆蟲學(xué)報. 2019(04)
[6]油菜與核盤菌互作分子機理研究進(jìn)展[J]. 吳健,周永明,王幼平. 中國油料作物學(xué)報. 2018(05)
[7]油菜菌核病發(fā)生流行與菌源量、氣候因子關(guān)系分析及病情預(yù)測模型的建立[J]. 秦虎強,高小寧,韓青梅,黃麗麗,張吉昌,唐建祥. 植物保護(hù)學(xué)報. 2018(03)
[8]近10年油菜主要病蟲害發(fā)生危害情況的統(tǒng)計和分析[J]. 楊清坡,劉萬才,黃沖. 植物保護(hù). 2018(03)
[9]Graft-accelerated virus-induced gene silencing facilitates functional genomics in rose flowers[J]. Huijun Yan,Shaochuan Shi,Nan Ma,Xiaoqian Cao,Hao Zhang,Xianqin Qiu,Qigang Wang,Hongying Jian,Ningning Zhou,Zhao Zhang,Kaixue Tang. Journal of Integrative Plant Biology. 2018(01)
[10]油菜內(nèi)生真菌黃柄曲霉CanS-34A對核盤菌的拮抗性[J]. 秦晶,張清華,楊龍,張靜,李國慶. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
本文編號:3561369
【文章來源】:揚州大學(xué)江蘇省
【文章頁數(shù)】:71 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1-1:菌核病的發(fā)病周期及癥狀(Mohd?et?al.,2016)??Figure?1-1:?Disease?cycle?and?disease?symptoms?caused?by?S.?sclerotiorum?(Mohd?et?al.,??2016)??
???過其生命周期的大部分時間,在收獲后菌核會在土壤、病殘體、作物種子中越冬或越夏,??后成為新的病害流行的源頭(圖卜1)?(Purdy?et?al.,?1979;?Bolton?et?al.,2006;?Kim?et?al.,??2014)。菌核外表堅硬、有黑色素積累,能夠抵抗不利條件,在土?5?cm深的土壤中存活??約4年,如果埋得更深,則最長可達(dá)10年(Khangura?and?MacLeod,?2012)。菌核在外??源營養(yǎng)物質(zhì)的作用下可以通過菌絲體的直接萌發(fā)感染莖基部(圖1-2)。然而,直接萌發(fā)??的菌絲作為一種侵染手段會受到很大的限制(Sharmaetal.,2015)。菌核的成核萌發(fā)導(dǎo)致??子囊盤的形成,子襄盤在潮濕的土壤中在10-15°C的溫度下至少2周才能形成(Smithand??Boland?1989;?Haoetal.,2003)。子囊盤是一種小的蘑菇狀結(jié)構(gòu),在5-10天的功能期內(nèi)可??以釋放200多萬個微小的子襄孢子(圖卜2)?(Sharmaetal.,2015)。這些子囊孢子主要沉??積在距其起源地100?150?m的范圍內(nèi),但可以通過氣流傳播數(shù)公里(Bardin?and?Huang,??2001)。子囊孢子在沒有花瓣的情況下可以在植物表面或土壤中存活2-3周(Sharmaet??al.,2015)。有花瓣的情況下,花瓣可作為孢子萌發(fā)的營養(yǎng)物質(zhì)來源,子囊孢子萌發(fā)出牙??管后開始侵染生長(楊新美,1959;梁長城等,2002)。感染和衰老的花瓣隨后在葉、??葉腋或莖枝上宿存,并在2-3周后開始感染,表現(xiàn)為浸水樣棕褐色病變,再通過病變組??織接觸擴大感染(Qinetal.,2010;?David?e
?第1章文獻(xiàn)綜述???致病因子,包括調(diào)節(jié)宿主細(xì)胞防御的潛在效應(yīng)因子,然后迅速轉(zhuǎn)變?yōu)樗荔w營養(yǎng)型生長,??而活體營養(yǎng)則處于真菌定殖的前沿(圖1-3)。??Sclerotinia?sclerotiorum?Necrotrophic?phase?Biotrophic?phase??I???Intercellular?hypha??圖1-3:核盤菌營養(yǎng)生長模式圖(Kabbageetal.,2015)??Figure?1-3:?A?model?depicting?the?lifestyle?of?S.?sclerotiorum?(Kabbage?et?al.,?2015)??1.1.6油菜菌核病的綜合防控措施??1.1.6.1農(nóng)業(yè)防治??在農(nóng)業(yè)生產(chǎn)上,對于菌核病的防控以預(yù)防為主。播種前對土地進(jìn)行深耕,破除、淹??埋子II盤。選種時選用高抗、高產(chǎn)和早熟品種,盡量錯開謝花期與疾病流行期(李強生??等,2000;?Wei?etal.,2014)。播種前通過篩癬拃藥、晾曬等方法消除種子表皮的病菌??(谷維,2008)。在種植時要開溝排水、合理密植以降低m間濕度加強通風(fēng)(秦虎強等,??2018)。對于老葉、病葉、殘株及時處理,減少核盤菌繁殖的兒率。??1.1.6.2化學(xué)防治??目前對油菜菌核病的防治主要通過噴灑多菌靈、菌核凈、腐霉利、啶酰菌胺等化學(xué)??農(nóng)藥。在農(nóng)藥的使用上要注意輪換使用,防止核盤菌產(chǎn)生耐藥性,以延長農(nóng)藥使用壽命??(王真等,2010)。由于油菜花瓣容易成為核盤菌傳播載體,又為核盤菌生長提供營養(yǎng),??7??
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]中國油菜種質(zhì)資源研究利用策略與進(jìn)展[J]. 李利霞,陳碧云,閆貴欣,高桂珍,許鯤,謝婷,張付貴,伍曉明. 植物遺傳資源學(xué)報. 2020(01)
[2]桑椹菌核病防控技術(shù)的探索與實踐[J]. 黃世榮,張鵬博. 蠶桑通報. 2019(04)
[3]利用TRV-HIGS技術(shù)鑒定核盤菌致病相關(guān)的分泌蛋白基因[J]. 遠(yuǎn)俊虎,丁一娟,楊文靜,閆寶琴,柴亞茹,梅家琴,錢偉. 中國農(nóng)業(yè)科學(xué). 2019(23)
[4]我國油菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展現(xiàn)狀、潛力及對策[J]. 劉成,馮中朝,肖唐華,馬曉敏,周廣生,黃鳳洪,李加納,王漢中. 中國油料作物學(xué)報. 2019(04)
[5]RNAi在害蟲防治中應(yīng)用的重要進(jìn)展及存在問題[J]. 胡少茹,關(guān)若冰,李海超,苗雪霞. 昆蟲學(xué)報. 2019(04)
[6]油菜與核盤菌互作分子機理研究進(jìn)展[J]. 吳健,周永明,王幼平. 中國油料作物學(xué)報. 2018(05)
[7]油菜菌核病發(fā)生流行與菌源量、氣候因子關(guān)系分析及病情預(yù)測模型的建立[J]. 秦虎強,高小寧,韓青梅,黃麗麗,張吉昌,唐建祥. 植物保護(hù)學(xué)報. 2018(03)
[8]近10年油菜主要病蟲害發(fā)生危害情況的統(tǒng)計和分析[J]. 楊清坡,劉萬才,黃沖. 植物保護(hù). 2018(03)
[9]Graft-accelerated virus-induced gene silencing facilitates functional genomics in rose flowers[J]. Huijun Yan,Shaochuan Shi,Nan Ma,Xiaoqian Cao,Hao Zhang,Xianqin Qiu,Qigang Wang,Hongying Jian,Ningning Zhou,Zhao Zhang,Kaixue Tang. Journal of Integrative Plant Biology. 2018(01)
[10]油菜內(nèi)生真菌黃柄曲霉CanS-34A對核盤菌的拮抗性[J]. 秦晶,張清華,楊龍,張靜,李國慶. 華中農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報. 2017(04)
本文編號:3561369
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