【摘要】：西瓜(Citrullus lanatus)是全球重要的經(jīng)濟作物和夏季消暑水果,然而南方根結(jié)線蟲(Meloidogyne incognita)的發(fā)生嚴重影響了西瓜的產(chǎn)量與品質(zhì)。本研究發(fā)現(xiàn)紅光能夠顯著減輕西瓜受南方根結(jié)線蟲的危害,且主要是通過誘導(dǎo)植物的抗性機制起主要作用。西瓜全基因組測序數(shù)據(jù)于2013年已經(jīng)完成,本研究利用轉(zhuǎn)錄組和代謝組學(xué)分析不同處理間差異基因、差異代謝物和代謝通路,探討紅光提高西瓜對南方根結(jié)線蟲的抗性機制。所得主要結(jié)果如下:1、以西瓜(西農(nóng)8號)為實驗材料,利用發(fā)光二極管(LED)對四葉期的西瓜幼苗植株照射紅光(red light,RL)200μmol·m~(-2)·s~(-1)(光子通量密度)21天。紅光照射下西瓜受南方根結(jié)線蟲危害減輕,西瓜根部的根結(jié)數(shù)目下降,整株及根部鮮重干重增加,電導(dǎo)率和丙二醛值降低。紅光處理下接種線蟲后第7天引起PR1和WRKY70基因轉(zhuǎn)錄水平的顯著上調(diào),同時提高了植株葉片和根部酶促抗氧化劑,非酶促抗氧化活性(GSH-ASA),與水楊酸、茉莉酸等激素的含量。2、以西瓜(西農(nóng)8號)為實驗材料,利用高通量RNA-seq技術(shù)分析紅光與根結(jié)線蟲處理西瓜后的基因表達差異以及具體抗性機制,采用Illumina HiSeq高通量測序平臺對四個處理(CK/RL/RKN/RL+RKN)的cDNA文庫進行測序�？倻y序共獲得92.40Gb Clean Data,共獲得617,364,140個total reads,共獲得到540,035,389個mapped reads。對以上序列進行功能注釋,包括COG、GO、KEGG等數(shù)據(jù)庫的比對,共得到355個差異基因,挖掘到811個新基因,其中547個的到功能注釋,且不同樣品中的基因表達量有顯著差異,其中WRKY基因家族、MYB基因家族、TIFY基因家族和乙烯反應(yīng)因子(ERF)家族基因均上調(diào)表達。3、以西瓜(西農(nóng)8號)為實驗材料,基于超高效液相色譜的靶向代謝組學(xué)分析技術(shù),利用HILIC UHPLC-Q-TOF MS技術(shù)結(jié)合數(shù)據(jù)依賴采集方式對樣本進行全譜分析,隨后采用XCMS對一級質(zhì)譜和二級質(zhì)譜數(shù)據(jù)進行峰提取和代謝物鑒定。原始質(zhì)譜數(shù)據(jù)經(jīng)過XCMS預(yù)處理后正離子模式檢測到4596個峰;負離子模式檢測到4732個峰。比較四個處理間(CK/RL/RKN/RR)在正離子和負離子模式下的差異代謝產(chǎn)物,結(jié)果表明糖類差異代謝物中棉子糖、蔗糖、蜜二糖、水蘇糖含量下降和果糖、甘露糖、葡萄糖含量上升;三羧酸循環(huán)差異代謝物中蘋果酸含量上升;氨基酸和有機酸類中苯丙氨酸、異亮氨酸、胞嘧啶核苷、鳥嘌呤核苷、脫氧鳥苷琥珀酸、棕櫚酸等都上升。在KEGG代謝通路中主要富集在植物激素的生物合成、苯丙氨酸代謝、泛醌和其他萜類生物合成。
【圖文】：

數(shù)據(jù)均采用統(tǒng)計軟件SAS 8.1 (SAS Institute Inc, Cary, North Carolina,數(shù)據(jù)進行方差分析(ANOVA)，均值與Duncan的多組極差檢驗(p<0.0與分析對西瓜南方根結(jié)線蟲發(fā)生的影響株接種線蟲后，測定白光和紅光處理植株根部根結(jié)數(shù)（2.1-A）,紅量均有明顯下降。統(tǒng)計每株西瓜幼苗總根結(jié)數(shù)量，紅光處理比白光；白光和紅光處理對西瓜根結(jié)線蟲根部染色和鏡檢（2.1-B）。與對L-RKN 處理的 MDA 值顯著升高，，RL 處理無明顯差異（2.1- C）。R處理的 MDA 值分別為 2.08mmol/g 和 1.96mmol/g，比對照上升 1-RKN 處理 MDA 值顯著下降，與 RKN 相比下降 5.9%。線蟲處理系電導(dǎo)率顯著上升（2.1- D）。與對照相比，RKN 和 RL-RKN 根系%和 35.1%，RL 處理無明顯差異。然而，RL-RKN 處理比 RKN 處降 25.9%。

處理導(dǎo)致 PR1 和 WRKY 70 基因轉(zhuǎn)錄水平也急劇上調(diào)，接種第 7 天達到高WRKY 70 基因外)。如圖 2.2 所示，接種第 7 天時，RL- RKN 植株葉片 P錄水平分別比對照和 RKN 單獨處理提高 8 倍和 7 倍。RL- RKN 植株根中轉(zhuǎn)錄本逐漸增加至接種第 14 天，而植株葉片在接種第 7 天后，PR1 基因平均下降，WRKY 70 基因與植株葉片 PR1 基因的轉(zhuǎn)錄水平一致。如圖 2.3 所示，RL-RKN 和 RKN 處理均顯著提高植株葉片和根部 AICS 基因的轉(zhuǎn)錄水平，但葉片中的 ICS 基因除外。與 RKN 相比，RL-RKN株葉片和根部 ICS、AOS 和 LOX 基因轉(zhuǎn)錄水平在接種第 7 天時升高。
【學(xué)位授予單位】：江西農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S436.5

【參考文獻】

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本文編號：2654262