【摘要】：大白菜根腫病是中國大白菜高發(fā)病癥,此病會導致大白菜產(chǎn)量的大幅度降低,但大白菜抗根腫病分子機制尚不清楚。本研究以根腫菌優(yōu)勢生理小種4號小種侵染大白菜感病品種‘SN742’,結合顯微觀察取根腫菌侵染初期根系及同時期未侵染對照進行轉錄組測序分析,結合聚類分析、qRT-PCR技術及生物信息學手段分析大白菜抗根腫病可能的分子機制。并以感病品種‘SN742’和抗病品種‘SN205’作為試驗材料,在根腫菌侵染的各個時期,對根部的過氧化物酶(POD)、水楊酸(SA)及茉莉酸(JA)含量進行測定,得到如下結果:1.通過使用不同濃度(8.89×10~5、9.76×10~5、1.08×10~6、1.21×10~6、1.38×10~6、1.6×10~6)(個/mL)的根腫菌4號生理小種結合瓊脂糖覆菌法對大白菜感病品種‘SN742’進行侵染,使用顯微壓片觀察技術發(fā)現(xiàn)1.21×10~6個/mL的菌液濃度為最佳侵染濃度,而侵染后第8天為侵染的最佳時間點。2.通過對根腫菌侵染初期大白菜根部進行RNA-seq分析,發(fā)現(xiàn)在大白菜與根腫菌互作過程中表達量變化較多的基因分別來自NBS-LRR類抗病相關基因、代謝途徑、PRRs、自噬相關基因、刺激響應相關基因以及轉錄因子相關基因等。3.對抗、感材料侵染期及發(fā)病期根部的POD活性檢測,發(fā)現(xiàn)根腫菌侵染后POD活性顯著提高,但在侵染期和發(fā)病期提高程度不同,抗病材料發(fā)病期變化不明顯。表明POD在根腫菌侵染大白菜根部初期及感病材料發(fā)病時期均起到了一定的保護作用。4.通過對抗、感材料侵染期及發(fā)病期根部的SA含量檢測,結合轉錄組測序的結果,發(fā)現(xiàn)有多個SA相關基因參與了根腫菌與大白菜互作的過程;SA含量在接菌后上調顯著,而且發(fā)病期明顯高于侵染期值,而且SA含量也與材料有關,因此認為SA可能是導致白菜的抗病品種對根腫菌有所抵御的原因之一。5.通過對抗、感材料侵染期及發(fā)病期根部的JA含量檢測,結合轉錄組測序的結果,發(fā)現(xiàn)多個JA相關基因參與了侵染期根腫菌與大白菜互作的過程,JA含量在不同材料中接菌前后變化相反的,感病材料接菌后JA含量上調,而在抗病材料中接菌后含量下降,也說明茉莉酸含量變化與材料抗性反應有關。綜合以上試驗結果,我們認為在根腫菌侵染大白菜初期,起主要調節(jié)作用的基因主要是抗病相關基因、PRRs、過氧化物酶相關基因、水楊酸類相關基因及茉莉酸類相關基因等,POD,SA,JA等可能是大白菜抵抗根腫菌侵染中重要的信號分子。該試驗結果為明確大白菜抵抗根腫菌侵染的分子機制提供了重要線索。
【圖文】：

蕓薹屬根腫病及其起源病，是一種全球性土傳性的真菌病害，且專屬于十字花科以及其作物的大幅度減產(chǎn)（Chen et al. 2018）。被侵染的植的侵染進而導致了根腫的發(fā)生（Vance et al., 1980）。根腫物萎蔫、發(fā)育遲緩、葉片發(fā)黃以及植株成熟前衰老等（被發(fā)現(xiàn)起源于 13 世紀的歐洲（呂佩珂，1992），而且也是之一，嚴重情況下會導致大白菜的絕產(chǎn)。根腫菌侵染大白有兩部分，分為皮層侵染階段和根毛侵染階段 （杜艷 等階段，即為孢子在土壤中萌發(fā)，一旦有合適的寄主植物，的根毛。而在其生命周期的第二階段，次級瘧原蟲在根的產(chǎn)生。根腫產(chǎn)生的后續(xù)會導致植物對水分和營養(yǎng)物質的吸弱和種子數(shù)量減少等（Kageyama et al., 2009）。

圖 1.2 R 基因的結構和功能（劉勝毅等, 1999）Fig1.2 Structrue and function of R gene 病程相關蛋白 (PRP)在植物抗病中的作用植物在受到病原體的入侵后會產(chǎn)生病程相關蛋白（pathogenesis-related protei）來進行自我保護。病程相關蛋白也是植物源性過敏原的主要來源之一（Mau 014）。這些蛋白質是由植物在受到諸如微生物和昆蟲侵染、受傷、暴露于惡劣化質及大氣條件下作為防御反應系統(tǒng)而誘導的，后發(fā)現(xiàn)當真菌、細菌、病毒及其他物侵染植物后也會誘導病程相關蛋白的產(chǎn)生。經(jīng)研究表明，植物在受到病原物的后，植物體內病程相關蛋白基因會上調表達，通過調控病程相關蛋白基因的表達御外界的侵染而使植物產(chǎn)生抗病性（Yang et al., 2015）。其中 PR-1 蛋白是在煙草病毒侵染的煙草中首次發(fā)現(xiàn)的 14 到 17 kDa 小分子蛋白。作為病程相關蛋白的一員，幾丁質酶存在于多種生物體中，催化真菌細胞壁的主分幾丁質的葡萄糖胺聚合物中 β-1-4-鍵的水解（Xu et al., 2016）。最近的研究發(fā)
【學位授予單位】：沈陽農業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2019
【分類號】：S436.341.1

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本文編號：2708867