【摘要】：番茄灰霉病是一種普遍發(fā)生的危害較重的真菌病害,在世界各番茄產(chǎn)區(qū)均有發(fā)生。目前我國番茄灰霉病的防治以化學(xué)防治為主,然而連續(xù)施用化學(xué)藥劑使病菌產(chǎn)生抗藥性,且造成農(nóng)藥污染破壞環(huán)境。因此迫切需要研究出防治效果好,對環(huán)境無污染且符合有機農(nóng)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)的生物防治方法。鈣作為植物中功能最豐富的營養(yǎng)元素能夠積極參與到植物的免疫反應(yīng)中,在測定外源鈣離子濃度和內(nèi)源鈣庫對番茄抗灰霉病影響的基礎(chǔ)上,深入分析擬南芥中質(zhì)膜鈣泵ACAs和氣孔對生長發(fā)育和植物免疫的作用,可為制定新的植物病害防治策略提供理論依據(jù)。本研究具體包括以下幾個方面:(1)通過水培番茄植株的方法,設(shè)計五個梯度的外施鈣離子濃度,并在是否接種灰葡萄孢菌的兩種條件下開展實驗。發(fā)現(xiàn)外源施加7.50 mM Ca2+能夠有效的降低活性氧ROS的生成并增強番茄的抗病性。接著測定葉片中鈣(Ca2+)、水楊酸(SA)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)以及鈣調(diào)素(CaM)的含量,發(fā)現(xiàn)Ca2+通過激活PAL從而誘導(dǎo)SA的生物合成。過高的Ca2+則會抑制PAL的激活,進而抑制SA的合成。在7.50mMCa2+的營養(yǎng)溶液中生長的番茄接種灰葡萄孢菌后,Ca2+激活CaM呈現(xiàn)規(guī)律波動,且Ca2+-CaM和SA含量之間為負(fù)相關(guān)的關(guān)系。(2)通過在葉片表面噴施胞內(nèi)鈣螯合劑BAPTA-AM和胞外鈣螯合劑EGTA研究胞質(zhì)鈣庫與番茄灰霉病之間的關(guān)系。結(jié)果顯示沒有外源鈣離子條件下的番茄接種灰葡萄孢菌的12h內(nèi),胞質(zhì)鈣庫釋放的Ca2+是病原菌誘導(dǎo)產(chǎn)生鈣震蕩的重要來源。說明在植物免疫反應(yīng)中,鈣信號不僅依賴外源鈣離子的施加,還依賴胞質(zhì)鈣庫的釋放,兩者在一定程度上是相輔相成的。(3)測定上述兒種處理條件下番茄葉片鈣泵基因LCA1的表達量,發(fā)現(xiàn)基因表達量越高,番茄抗灰霉病能力反而降低,說明鈣泵和植物免疫有一定的相關(guān)性。利用模式植物擬南芥,分析4個質(zhì)膜鈣泵ACA8,ACA10,ACA12和ACA13在植物生長和免疫上的功能。結(jié)果顯示ACA10和ACA8的作用比ACA12和ACA13大,ACA12和ACA13的功能在ACA10和ACA8功能缺失的情況下突顯。(4)利用pGC1::BON1/bon1-1轉(zhuǎn)基因株系和pGC1::SNC1轉(zhuǎn)基因株系讓BON1和SNC1基因分別特定表達在不同背景擬南芥葉片的保衛(wèi)細(xì)胞中,測定轉(zhuǎn)基因株系在ABA和病原菌誘導(dǎo)下的氣孔運動及其抗病能力,結(jié)果表明BON1基因是調(diào)節(jié)氣孔運動的正調(diào)控因子,是植物免疫反應(yīng)的負(fù)調(diào)控因子;SNC1基因是調(diào)節(jié)氣孔運動的負(fù)調(diào)控因子,是植物免疫反應(yīng)的正調(diào)控因子。明確氣孔運動和植物抗病能力之間存在著密切的關(guān)系。
【圖文】：

ｘ為外源施加的鈣離子濃度（ｍＭ），邋ｙ為葉片中的鈣含量（昭／ｇ）。從圖中可以看出，在邋＇定濃度逡逑范圍內(nèi)施加外源媽，葉片中的鈣含量也能維持在很高的水ｆ邋，但是如果繼續(xù)增加外施鈣離子的逡逑濃度，葉片中的鈣含量不升反降，說明外源鈣離子濃度不宜過高（圖２－２）。這個結(jié)論和ｈ述病逡逑情指數(shù)的研究結(jié)果基本保持？致。逡逑１２０逡逑１００邋－邋▲邋邐逡逑？８０邋■邐Ｚ逡逑之邐ｚ逡逑ｗ邋６０邋－邋Ｚ逡逑３邐？／逡逑Ｓ邋４０－／逡逑２０邋－逡逑０邐■邐■邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐Ｉ邐ｉ邐ｉ邐ｉ逡逑０邐２邐４邐６邐８邐１０邐１２邐１４邐１６逡逑Ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ邋Ｃａ邋（ｍＭ）逡逑圖２－２番茄葉片中外源性Ｃａ２＋濃度與內(nèi)源性Ｃａ２‘濃度之間的關(guān)系逡逑番茄Ｗ株用外源灚離子處埋二人從左到右的５個點依次分R%足Ａ、Ｂ、ＣＫ、Ｃ、Ｄ＆ｉ，八養(yǎng)液中包禽完全八逡逑養(yǎng)溶液配方ＣＫ：邋Ｃａ２＋濃度為３．７５ｍＭ：邋Ａ：邋Ｃａ２＋濃度為０ｍＭ：邋Ｂ：邋Ｃａ２＋濃度為０．７５ｍＭ；邋Ｃ：邋Ｃａ２７衣度為７．５０ｍＭ：逡逑０：S8３２＋濃度為丨５．０0１１１＼１。拋物線型方｜？為NB＝－５９丨．７１＼２＋丨丨９９４．＞（＋３７３５９．尺２＝０．％０６，１１：中＼為外源施加的釣離逡逑子濃度（ｍＭ），邋ｙ為葉片中的鈣汴董（ｎｇ／ｇ）。逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２－２邋Ｒｅｌａｔｉｏｎ邋ｂｅｔｗｅｅｎ邋ｅｘｏｇｅｎｏｕｓ邋［Ｃａ：邋］邋ａｎｄ邋ｅｎｄｏｇｅｎｏｕｓ邋［Ｃａ：

理條件下的葉片中鈣含量在６ｈ內(nèi)都出現(xiàn)明顯卜．升，其中依次為：Ａ處理從６0ｎｇ／ｇ上升到７５ｐｇ／ｇ；逡逑Ｂ處理從７５（ｉｇ／ｇ邋ｈ升到１１０（ｘｇ／ｇ：邋ＣＩＣ處理從６０ｐｇ／ｇ卜．升到８０｜＾ｇ／ｇ；邋Ｃ處理維持在１００（ｉｇ／ｇ無逡逑明顯變化；Ｄ處理從５0ｎｇ／ｇ上升到丨ｌ0ｎｇ／ｇ邋（圖２－３ｂ）。逡逑當(dāng)外源不施加鈣離子（Ａ處理）的情況下，番茄葉片的鈣含量在１２ｈ達到最高值約２０0ｎｇ／ｇ邋（圖逡逑２－３ｂ），說明葉片細(xì)胞內(nèi)部的鈣庫釋放了大量的Ｃａ２＋用于抵抗病原菌的侵染。而Ｄ處理中的鈣含逡逑量在６－１２ｈ內(nèi)從ｌｌ0ｎｇ／ｇ下降到５０〖ｉｇ／ｇ邋（圖２－３ｂ），在該時間段內(nèi)葉片鈣含量下降說明外源鈣離逡逑子濃度過高并＋能維持葉片鈣含量的氋濃度。然而Ｃ處理依然維持在ｌＯＯ＾ｇ／ｇ無明顯變化（圖逡逑２－３ｂ）0逡逑隨后的１２－２４ｈ之間，Ａ處理中的葉片鈣含量呈現(xiàn)大幅下降，，２４＊４８ｈ則農(nóng)現(xiàn)緩慢下降，且到逡逑９６ｈ降到最低值約ｌＯｐｇ／ｇ邋（圖２－３ｂ），表明植株自身鈣痄中的鈣含雖有限，當(dāng)外源不能及時補充逡逑新的鈣源時內(nèi)源鈣痄會消耗殆盡，：自：接表現(xiàn)為葉片中的鈣含Ｍ不足。ＣＫ處理中的鈣含雖從１２ｈ逡逑的８０卜ｉｇ／ｇ緩慢上升到４８ｈ的１２０卜ｉｇ／ｇ，隨后到９６ｈ略微卜降為ｌｌＯｐｇ／ｇ邋（圖２－３ｂ）。Ｂ處理中的鈣逡逑含雖１２Ｗ８ｈ內(nèi)出現(xiàn)穩(wěn)定不波動的狀態(tài)
【學(xué)位授予單位】：中國農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：S436.412.13

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本文編號：2711103