【摘要】：大白菜根腫病是中國大白菜高發(fā)病癥,此病會(huì)導(dǎo)致大白菜產(chǎn)量的大幅度降低,但大白菜抗根腫病分子機(jī)制尚不清楚。本研究以根腫菌優(yōu)勢生理小種4號(hào)小種侵染大白菜感病品種‘SN742’,結(jié)合顯微觀察取根腫菌侵染初期根系及同時(shí)期未侵染對照進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序分析,結(jié)合聚類分析、qRT-PCR技術(shù)及生物信息學(xué)手段分析大白菜抗根腫病可能的分子機(jī)制。并以感病品種‘SN742’和抗病品種‘SN205’作為試驗(yàn)材料,在根腫菌侵染的各個(gè)時(shí)期,對根部的過氧化物酶(POD)、水楊酸(SA)及茉莉酸(JA)含量進(jìn)行測定,得到如下結(jié)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(gè)/mL)的根腫菌4號(hào)生理小種結(jié)合瓊脂糖覆菌法對大白菜感病品種‘SN742’進(jìn)行侵染,使用顯微壓片觀察技術(shù)發(fā)現(xiàn)1.21×10~6個(gè)/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(shí)間點(diǎn)。2.通過對根腫菌侵染初期大白菜根部進(jìn)行RNA-seq分析,發(fā)現(xiàn)在大白菜與根腫菌互作過程中表達(dá)量變化較多的基因分別來自NBS-LRR類抗病相關(guān)基因、代謝途徑、PRRs、自噬相關(guān)基因、刺激響應(yīng)相關(guān)基因以及轉(zhuǎn)錄因子相關(guān)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(shí)期均起到了一定的保護(hù)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(jié)合轉(zhuǎn)錄組測序的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)有多個(gè)SA相關(guān)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(diào)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(guān),因此認(rèn)為SA可能是導(dǎo)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(jié)合轉(zhuǎn)錄組測序的結(jié)果,發(fā)現(xiàn)多個(gè)JA相關(guān)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(diào),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(yīng)有關(guān)。綜合以上試驗(yàn)結(jié)果,我們認(rèn)為在根腫菌侵染大白菜初期,起主要調(diào)節(jié)作用的基因主要是抗病相關(guān)基因、PRRs、過氧化物酶相關(guān)基因、水楊酸類相關(guān)基因及茉莉酸類相關(guān)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(hào)分子。該試驗(yàn)結(jié)果為明確大白菜抵抗根腫菌侵染的分子機(jī)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(jìn)而導(dǎo)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(jì)的歐洲（呂佩珂，1992），而且也是之一，嚴(yán)重情況下會(huì)導(dǎo)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(jí)瘧原蟲在根的產(chǎn)生。根腫產(chǎn)生的后續(xù)會(huì)導(dǎo)致植物對水分和營養(yǎng)物質(zhì)的吸弱和種子數(shù)量減少等（Kageyama et al., 2009）。

圖 1.2 R 基因的結(jié)構(gòu)和功能（劉勝毅等, 1999）Fig1.2 Structrue and function of R gene 病程相關(guān)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(huì)產(chǎn)生病程相關(guān)蛋白（pathogenesis-related protei）來進(jìn)行自我保護(hù)。病程相關(guān)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(zhì)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(zhì)及大氣條件下作為防御反應(yīng)系統(tǒng)而誘導(dǎo)的，后發(fā)現(xiàn)當(dāng)真菌、細(xì)菌、病毒及其他物侵染植物后也會(huì)誘導(dǎo)病程相關(guān)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(nèi)病程相關(guān)蛋白基因會(huì)上調(diào)表達(dá)，通過調(diào)控病程相關(guān)蛋白基因的表達(dá)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(guān)蛋白的一員，幾丁質(zhì)酶存在于多種生物體中，催化真菌細(xì)胞壁的主分幾丁質(zhì)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(xué)位授予單位】：沈陽農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類號(hào)】：S436.341.1

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本文編號(hào)：2708867