【摘要】：十字花科根腫病是由專性寄生菌即蕓薹根腫菌(Plasmodiophora brassicae Woron.)引起的重要的世界性土傳病害之一。該病大面積流行蔓延,可以引起十字花科油料和蔬菜作物質(zhì)量和產(chǎn)量的嚴重下降。因根腫菌是土傳的專性寄生菌,防治根腫病非常困難,目前最有效的防治方法是選育抗病品種,因此探索植物抗病機制成為目前選育抗病品種的重要依據(jù)。本研究在前人的基礎上,以兩種油菜品種為試驗材料,對油菜的抗病生化機制及分子機制進行研究,研究內(nèi)容包括兩個油菜品種溫室盆栽試驗、根毛侵染率和皮層侵染數(shù)對油菜抗感性的驗證;油菜抗、感病品種接種根腫菌后,苗期根內(nèi)防御酶系、轉化酶和非酶類物質(zhì)(MDA、可溶性糖和可溶性蛋白)與寄主植物抗病性的關系;抗、感病油菜品種接種根腫菌后,激素信號傳導相關基因及防御反應相關基因的差異。1兩個油菜品種抗感性的室內(nèi)測定采用溫室盆栽試驗,結果表明,中雙11號的發(fā)病率和發(fā)病指數(shù)分別為74.4%和46.0,表現(xiàn)為感病,而6M80的發(fā)病率和發(fā)病指數(shù)分別為37.8%和10.2,表現(xiàn)為抗病。采用水培法,通過對兩個油菜品種根毛及皮層的顯微統(tǒng)計,發(fā)現(xiàn)中雙11號的根毛侵染率和皮層侵染個數(shù)顯著高于6M80,接種9d后中雙11號的根毛侵染率達到峰值為63.0%而接種11d后6M80的根毛侵染率達到最大為42.0%,表明根腫菌的主要侵染時期為3-15d。2油菜根腫病主要生化指標差異分析以抗(6M80)、感(中雙11號)兩個油菜品種為研究材料,采用水培接種的方法,測定接種根腫菌前后,油菜根部CAT(Catalase,CAT)、SOD(Superoxide dismutase,SOD)、POD(Peroxidase,POD)、PPO(polyphenol oxidase,PPO)、轉化酶、MDA(Malondialdehyde,MDA)、可溶性糖及可溶性蛋白的差異,研究結果表明:侵染后期抗病材料6M80中CAT活性顯著高于感病的中雙11號,且接種根腫菌前后,SOD和POD的活性顯著高于感病材料中雙11號,即CAT與油菜抗病性相關,而SOD和POD與油菜抗病性呈正相關;6M80和中雙11號之間不存在顯著性差異,說明PPO與油菜抗病性不相關。接種根腫菌后,抗病的6M80根內(nèi)的轉化酶活性顯著高于感病的中雙11號,即兩者之間存在顯著性差異,表明油菜抗病性與轉化酶相關。接種后,感病的中雙11號根部的MDA含量顯著高于抗病的6M80,而6M80根內(nèi)可溶性糖含量顯著高于中雙11號,即油菜抗病品種6M80與油菜感病品種中雙11號中MDA和可溶性糖存在顯著性差異,但是,兩者根內(nèi)的可溶性蛋白不存在顯著性差異,因此MDA和可溶性糖與油菜抗病性相關而可溶性蛋白與油菜抗病性不相關。3抗、感病油菜品種接種根腫菌后差異表達基因分析利用RNA-seq技術對接種0d、3d、6d、9d、12d的油菜抗(6M80)、感病(中雙11號)品種的根部進行測序,共獲得條379,841,406條clean reads。統(tǒng)計結果表明,抗病的6M80接種根腫菌前和接種后的幾個時間點之間存在6,607個差異表達基因(different expression genes,DEGs),而感病的中雙11號接種前和接種后的幾個時間點存在2,499個差異表達基因。將DEGs進行功能注釋,表明大多數(shù)DEGs參與信號傳導、生物代謝、轉錄過程及防御機制。根腫菌侵染油菜抗、感品種即6M80和中雙11號后,分別存在82和72個與防御酶相關的基因,結果表明,與CAT和SOD相關基因過氧化氫代謝,POD相關基因參與木質(zhì)素生物合成,CAT、SOD和POD相關基因在每個接種時間點的表達量與其活性基本相一致,6M80和中雙11號中與CAT和SOD相關的基因普遍上調(diào),6M80中POD相關的基因普遍上調(diào),但是在中雙11號中與POD相關的基因在接種6d后下調(diào)。受根腫菌侵染后,抗病材料6M80和感病材料中雙11號中分別存在46個和23個與植物-病菌互作途徑的基因,結果表明,抗病品種中鈣離子流結合蛋白、突發(fā)性活性氧化酶、病程相關蛋白和熱激蛋白相關基因表達上調(diào),促進了過敏性壞死反應(hypersensitive necrosis reaction,HR)反應,而感病品種中鈣離子流結合蛋白和突發(fā)性活性氧化酶相關基因下調(diào)。接種根腫菌后,在抗病品種(6M80)和感病品種(中雙11號)分別發(fā)現(xiàn)32個和15個與水楊酸(Salicylic acid,SA)、茉莉酸(Jasmonic acid,JA)、乙烯(Ethylene,ET)信號相關的差異表達基因,分析表明,根腫菌侵染油菜后,抗病的6M80中水楊酸信號傳導途徑被促進而茉莉酸和乙烯信號傳導途徑被抑制,而感病的中雙11號中水楊酸信號傳導途徑和乙烯信號傳導途被瞬時激活,最終水楊酸、茉莉酸和乙烯信號傳導信號均被抑制。
【學位授予單位】：西南大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S435.654
【圖文】：

西南大學碩士學位論文5min 取沉淀，重復 3 次后用無菌水定容至 100ml，用血球計至 1×107個/ml 備用。利用水培法(圖 2-1)[152]接種催芽 4d 的病調(diào)查根腫菌水培 20d 后，將油菜苗移入 10×6.5×9cm 裝有珍珠巖室中培養(yǎng) 40d 后取材料進行發(fā)病統(tǒng)計調(diào)查（圖 2-2）。每，統(tǒng)計幼苗發(fā)病數(shù)及發(fā)病級別，通過 9 級病害分級標準(如3-1,2.3-2）,統(tǒng)計根毛侵染率及病害指數(shù)。/調(diào)查總株數(shù))×100%（2.3-1）級發(fā)病株數(shù)×級數(shù))/(調(diào)查總株數(shù)×最高病情級數(shù))×100（2.3-群體抗性分級標準依據(jù)病情指數(shù)（index of disease，ID）高抗：0＜ID≤10；抗�。�10＜ID≤20；耐�。�20＜ID≤3

染率及皮層侵染個數(shù)統(tǒng)計接種根腫菌 3、5、7、9、11、13、15d 后的 6M80 和中雙 1于光學顯微鏡下觀察根毛和皮層侵染情況，每株觀察 100 根根生物學重復，統(tǒng)計根毛侵染率。根毛侵染率（%）=（侵染根0%。接種第 6、7、9、11、13d 和 15d 后觀察皮層侵染情況，重復 3 次，并統(tǒng)計皮層侵染數(shù)。分析栽發(fā)病統(tǒng)計腫菌的油菜中雙11號和6M80的發(fā)病情況進行統(tǒng)計，結果表明的發(fā)病率分別為47.4%和37.8%且發(fā)病指數(shù)分別為46.0和10.2（雙 11 號和 6M80 接種根腫菌后發(fā)病率和發(fā)病指數(shù)分別之間存圖 2-2 室內(nèi)盆栽油菜Fig. 2-2 Canola of seeding growing in pot in greenhouse圖 1-2 室內(nèi)盆栽油菜Fig.2-2 Canola of seeding growing in pot in greenhouse

【參考文獻】

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本文編號：2718732