【摘要】：向日葵作為一種重要的油料作物具有極高的經(jīng)濟價值,在中國廣泛種植。向日葵黃萎病連年發(fā)生且日益嚴重,嚴重限制了向日葵產(chǎn)業(yè)的發(fā)展,但目前還沒有一種化學藥劑能夠切實有效地防治向日葵黃萎病。利用植物的誘導(dǎo)抗性作用進行生物防治,為向日葵黃萎病的有效防控提供了新的思路,而探索其生防機制就顯得尤為重要。本研究利用前期分離篩選到的一株致病力極弱的黃萎病菌菌株Vn-1,變黑輪枝菌Gibellulopsis nigrescens(Pethybr.)Zare(之前名為Verticillium nigrescens),探究其對向日葵黃萎病交互保護作用的防病效果及持續(xù)時間;在此基礎(chǔ)上,對Vn-1誘導(dǎo)后的向日葵植株進行生理生化和轉(zhuǎn)錄組分析,從組織、代謝及分子層面揭示交互保護作用的誘抗機制。本文得到了以下結(jié)果:1.篩選得到1株符合弱毒菌株評價標準的菌株Vn-1,其病情指數(shù)為9.43,致萎指數(shù)為15.27。在后續(xù)交互保護驗證試驗中選擇弱毒菌株Vn-1作為誘導(dǎo)接種菌株,明確了弱毒菌株Vn-1可以誘導(dǎo)向日葵產(chǎn)生對黃萎病菌的交互保護作用。進一步對菌株Vn-1誘導(dǎo)間隔期和誘導(dǎo)濃度進行了條件優(yōu)化得到菌株Vn-1誘導(dǎo)向日葵交互保護作用的最佳誘導(dǎo)間隔為5 d,最佳誘導(dǎo)濃度為1×10~6個孢子/mL。并在最優(yōu)條件下探究其交互保護作用的防效得出其防效最大可達72.3%,且在挑戰(zhàn)接種44 d后維持防效在30%以上;對比直接接種強毒菌株處理,最佳誘導(dǎo)條件下向日葵株高和根長顯著提高,表明菌株Vn-1誘導(dǎo)能夠減小強毒菌株對向日葵植株生長的抑制作用。2.對菌株Vn-1對向日葵黃萎病進行交互保護作用的生理生化機制進行研究發(fā)現(xiàn),菌株Vn-1能夠誘導(dǎo)向日葵葉片中POD(過氧化物酶)、SOD(超氧化物歧化酶)、PAL(苯丙氨酸解氨酶)、CAT(氧化氫酶)的活性升高,都可以在12 h、24 h或48h達到峰值,且菌株Vn-1能夠誘導(dǎo)的防御酶的活性高于強毒大麗輪枝菌株Vd-33。Vn-1能夠誘導(dǎo)向日葵下胚軸木質(zhì)部加厚,能夠誘導(dǎo)向日葵葉片抵御Vd-33的侵染,能夠誘導(dǎo)向日葵胚芽抵御Vd-33的侵染,出芽率提高6%,抵抗Vd-33侵染的防效達44.43%。3.利用RNA-seq測序技術(shù)對向日葵受Vn-1和Vd-33分別誘導(dǎo)后的基因表達情況進行分析,篩選向日葵受兩種致病力不同的黃萎病菌誘導(dǎo)后的差異表達基因。各處理平均獲得的clean read平均為48439410個,且數(shù)據(jù)量最少的為6.19 G。各試驗處理組中的測序序列占參考基因組的序列的百分比均大于85.89%。各處理平均獲得的clean read平均為48439410個,且數(shù)據(jù)量最少的為6.19G。各處理重復(fù)間數(shù)據(jù)相關(guān)性R~2均大于0.8相關(guān)性較高。Vn-1與接種菌株Vd-33后24 h和48 h的向日葵幼根中上調(diào)表達的最顯著地20個差異基因。其中有多個與抗病反應(yīng)相關(guān)的基因如:MYB4相關(guān)蛋白基因、木葡聚糖內(nèi)轉(zhuǎn)葡糖基酶/水解酶蛋白基因、抗病相關(guān)蛋白基因和一些與鈣離子結(jié)合相關(guān)的基因、凋亡相關(guān)抑制酶、幾丁質(zhì)酶、谷氨酰胺轉(zhuǎn)移酶、細胞壁相關(guān)受體激酶等。GO分析發(fā)現(xiàn)Vn-1誘導(dǎo)向日葵抗黃萎病與氧化還原酶活性及氧化還原過程密切相關(guān),同時脂質(zhì)代謝;輔酶因子結(jié)合;調(diào)節(jié)氮化合物代謝過程;細胞生物合成過程的調(diào)節(jié)等也有顯著的富集。
【圖文】：

圖 1 弱毒菌株 Vn-1 繼代培養(yǎng)對病情及致萎指數(shù)的影響Fig.1 Influence of Subculture of hypovirulent strain Vn-1 on Virulence and Disease Index短柵上的不同小寫字母表示不同菌株間在 P㩳0.05 水平差異有統(tǒng)計學意義。(下同)The different lowehe short grid indicate that the difference between the different strains at P㩳0.05 was statistically signie below）.

圖 2 誘導(dǎo)間隔期對向日葵病情指數(shù)的影響Fig.2 Effect of induced Interval Days on Sunflower Disease Index試驗表明，如圖 2 所示，，在一定條件下誘導(dǎo)接種弱毒菌株 Vn-1 后再挑戰(zhàn)接株 Vd-33，向日葵黃萎病病情指數(shù)隨不同誘導(dǎo)間隔時間的增加而出現(xiàn)先降低
【學位授予單位】：內(nèi)蒙古農(nóng)業(yè)大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：S435.655

【參考文獻】

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10 張鵬

本文編號：2664289