發(fā)布時(shí)間：2020-07-29 23:13

【摘要】：小麥赤霉病是由禾谷鐮刀菌引起的一種世界性病害,赤霉病抗性類(lèi)型主要分為抗侵染、抗擴(kuò)展、籽�？剐院涂苟舅胤e累。其中,研究最多的是擴(kuò)展抗性,研究最少的是籽�？剐�,而現(xiàn)有評(píng)價(jià)籽粒抗性的方法是以籽粒感染率(FDK)為衡量指標(biāo),FDK是間接度量擴(kuò)展抗性的方法,而非籽粒本身的抗性。籽粒抗性顧名思義是籽粒本身對(duì)病原菌的抗性,即待評(píng)價(jià)籽粒在適宜病原菌侵染的環(huán)境中(如適宜的溫濕度)且所有籽粒有均等機(jī)會(huì)接觸病原菌條件下,籽粒本身對(duì)病原菌侵染表現(xiàn)出的抗性。Fhb1是赤霉病擴(kuò)展抗性中最主要且穩(wěn)定的抗性位點(diǎn),為了解析Fhb1是否同時(shí)介導(dǎo)籽粒抗性,我們以Fhb1的抗、感近等基因系為主要材料,通過(guò)活體和離體試驗(yàn),從籽粒表觀到籽粒內(nèi)部,研究Fhb1對(duì)籽粒抗性的效應(yīng);同時(shí),為了明確不同穗部組織與DON產(chǎn)生的關(guān)系,我們將小麥穗部不同組織分離,在離體條件下研究不同組織對(duì)毒素積累的效應(yīng),解析不同組織對(duì)病原菌關(guān)鍵產(chǎn)毒基因Tri的表達(dá)的影響。為了解析病小穗率和DON之間的關(guān)系,我們以30份赤霉病抗感存在明顯差異的品種(系)為材料,在不同接種方法下研究病小穗率(PSS)和DON的關(guān)系,并篩選出“雙低”種質(zhì)。主要結(jié)果如下:不同發(fā)育階段對(duì)小麥穗子的每一個(gè)小花接種后,每個(gè)小花的穎殼均發(fā)白,且千粒重的變化主要是由粒寬的變化引起的,并且在抗感近等基因系間,S22V千粒重的變化較R22W小,Ning7840千粒重的變化較Clark小;接種赤霉菌后抗病近等基因系R22W籽粒淀粉體降解情況較同一發(fā)育階段的感病等基因系S22V嚴(yán)重;掃描電鏡的結(jié)果表明,攜帶Fhb1的抗病品種Ning7840、不攜帶Fhb1的抗病品種HYZ、以及Fhb1的感病近等基因系S22V的籽粒抵抗菌絲侵染能力較好;抗感近等基因系籽粒在離體條件下對(duì)于菌絲生長(zhǎng)的誘導(dǎo)能力也沒(méi)有顯著差異。同時(shí),我們建立了一種綜合評(píng)價(jià)籽粒抗性的方法,發(fā)現(xiàn)不同品種的籽�？骨秩灸芰Υ嬖诓町�,但Fhb1并不能介導(dǎo)籽�？剐�。該研究結(jié)果對(duì)解析籽粒抗性的機(jī)制具有重要的參考價(jià)值,進(jìn)一步豐富了對(duì)Fhb1位點(diǎn)功能的認(rèn)知。將小麥穗部不同組織分離成穗軸、穎殼和籽粒,在離體條件下研究不同組織對(duì)于菌絲生長(zhǎng)及產(chǎn)毒的影響,發(fā)現(xiàn)穎殼能夠抑制菌絲的生長(zhǎng),穗軸和籽粒誘導(dǎo)菌絲的生長(zhǎng)。發(fā)育早期的穗軸、籽粒、穎殼均不能誘導(dǎo)DON產(chǎn)生,但是發(fā)育中后期的籽粒對(duì)于DON具有較強(qiáng)的誘導(dǎo)能力,而且R22W的誘導(dǎo)能力比S22V強(qiáng)。此外,Tri基因的表達(dá)受穗部組織影響,有一定的時(shí)空特異性。該研究結(jié)果對(duì)于解析DON的產(chǎn)生機(jī)制以及Fhb1與DON的關(guān)系具有重要意義。利用雙花滴注法和基部穗軸注射兩種接種方法研究PSS和DON之間的關(guān)系,發(fā)現(xiàn)PSS與DON總體上呈顯著正相關(guān),但是有部分材料表現(xiàn)不一致。在穗軸注射方法下,部分抗病材料的小穗沒(méi)有出現(xiàn)病癥,即病小穗率為0,但籽粒中檢測(cè)到DON積累,推測(cè)DON能夠在穗軸中產(chǎn)生。綜合兩種接種方法下的PSS和DON,篩選病小穗率和DON含量均較低的“雙低”品種,明確 TOKAI66、BSYH、Ning7840、NyuBai、HCD、Chokwang、以及Tawanhsiaomai的總體抗性?xún)?yōu)于Sumai3,TOKAI66的病小穗率和籽粒DON含量最低,該研究對(duì)赤霉病和毒素抗性改良具有重要意義。
【學(xué)位授予單位】：揚(yáng)州大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2019
【分類(lèi)號(hào)】：S435.121.45
【圖文】：

但ＤＯＮ對(duì)農(nóng)產(chǎn)品的污染水平遠(yuǎn)高于其它真菌毒素［３Ｑ］。ＤＯＮ為ＮＩＶ的脫氧衍生逡逑物，其化學(xué)名稱(chēng)為３，７，１５－三羥基－１２，１３－環(huán)氧單端孢霉－９－烯－８－酮；００＞４的分子式為（：１５吐（）0６，逡逑相對(duì)分子質(zhì)量為２９６，結(jié)構(gòu)式如圖１所示；ＤＯＮ是一種無(wú)色針狀結(jié)晶，熔點(diǎn)為１５１－１５３°Ｃ，逡逑耐熱性好，可溶于水和極性溶劑，耐酸性強(qiáng)ＤＯＮ耐貯藏能力也較強(qiáng)，病粒經(jīng)過(guò)多年貯逡逑藏，ＤＯＮ的毒性也不會(huì)降低。逡逑ＤＯＮ分子的３個(gè)自由羥基及Ｃ１２／Ｃ１３邋（圖１）上的環(huán)氧基團(tuán)與其毒性密切相關(guān)［３２】。只逡逑要感染赤霉病，籽粒中就會(huì)積累ＤＯＮ等毒素，食用后可引起人畜嘔吐和中毒。而且，經(jīng)逡逑過(guò)普通的食品加工，ＤＯＮ的毒性仍然存在。為了保護(hù)人類(lèi)不受毒素的危害，許多國(guó)家都出逡逑臺(tái)了相關(guān)政策來(lái)限制食品當(dāng)中的ＤＯＮ含量。歐盟規(guī)定，在未加工的面包小麥中的最大允逡逑許ＤＯＮ含量為１．２５ｐｐｍ，面包中為０．５ｐｐｍ，嬰兒食品中為０．２ｐｐｍ［３３］。在中國(guó)，谷物及其逡逑副產(chǎn)品中的ＤＯＮ含量須少于ｌＰｐｍＰ］。美國(guó)食品藥品委員會(huì)規(guī)定食用面粉中該毒素的含量逡逑

因進(jìn)行了全面且深入的研宄。在禾谷鐮刀菌中，編碼與ＤＯＮ生物合成相關(guān)的酶和直接調(diào)逡逑控蛋白的丨５個(gè)基因分別位于不同染色體上的三個(gè)不同位點(diǎn)：①編碼３－０－乙＿基轉(zhuǎn)移酶的逡逑７Ｗ謝基因族；②７ｈ７－７）７７６基因簇；③７Ｈ核心基因簇（圖２）邐單端孢酶烯族毒素具逡逑有法尼基焦枺酸（ＦＰＰ，ｆａｒｎｅｓｙｌ邋ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）合成的骨架［３９）。ＦＰＰ是固醇、輔酶Ｑ、多蔽逡逑醇等多種化合物的中間代謝物，由異戊二烯焦磷酸縮合而成（４Ｇ］。７Ｗ５編碼的單端孢酶二烯逡逑合成酶催化反法尼基焦磷酸（ｔＦＰＰ，邋ｔｒａｎｓ－Ｆａｒｎｅｓｙｌ邋ｐｙｒｏｐｈｏｓｐｈａｔｅ）環(huán)化得到單端孢酶二稀，逡逑這是單端孢酶烯族毒素生物合成的第一步［４｜］。單端孢酶二烯是開(kāi)始合成單端孢酶烯的前體逡逑物質(zhì)，它再經(jīng)過(guò)一系列的反應(yīng)形成較為復(fù)雜的不同結(jié)構(gòu)的單端孢酶烯族毒素（圖３）逡逑－＇Ｉ＃．丨＿丨丨丨丨丨丨邋＜丨ＩＩ丨丨丨丨丨？．．．．．．置灄１．．．．．．．．．ｌ＿ＩＭ命丨丨丨丨丨丨丨丨逡逑？邋？邋Ｇ／ＣＰｙＯＧＧＧ邋？邋ＣｒｃＡ邋ｂｉｎｄｉｎｇ邋ｍｏｔｉｆ邐ｖ邋ｍ邋ＨＧＡＴＡＲ邋ｎ邋ＡＲＥＡ邋ｂｉｎｄｉｎｇ邋ｍｏｔｉｆｉ逡逑＾邋ｈ邋ＴＧＡＣＴＡＡ邋？邋Ｙａｐ＼邋ｂｉｎｄｉｎｇ邋ｍｏｔｉｆ＊邐ｖ邋？邋ＧＣＣＡＲＧ邋？邋Ｐ＊ｃｌ邋ｂｉｎｄｉｎｇ邋ｍｃｒｔｉｆｆ逡逑圖２邋７Ｗ核心基因簇基序逡逑Ｆｉｇｕｒｅ邋２邋Ｔｈｅ邋ｍｏｔｉｆｓ邋ｉｎ邋ｔｈｅ邋ｃｏｒｅ邋Ｔｒｉ邋ｃｌｕｓｔｅｒ逡逑

們可以從表型看出接種成功。此外，在攜帶的抗病品種（系）與不攜帶抑６／的感病逡逑品種（系）間，不同發(fā)育階段均能接種成功，而且接種穗子與不接種穗子（對(duì)照）相比，逡逑接種穗子由于感染赤霉菌，穗粗均小于對(duì)照（圖４）。逡逑Ｆｇ－Ｉ邋ＣＫ邋Ｆｇ－Ｉ邋ＣＫ邋Ｆｇ－Ｉ邋Ｃ＇Ｋ邐Ｆｇ－Ｉ邋ＣＫ邋Ｆｇ－Ｉ邋ＣＫ邋Ｆｇ－Ｉ邋ＣＫ逡逑ＢＢＭｎｗｒｏ逡逑■■逡逑圖４不同材料在不同發(fā)育階段接種后小麥穗子表型差異逡逑Ｆｇ－１：接種；ＣＫ：對(duì)照逡逑Ａ１－Ａ３：邋Ｒ２２Ｗ花后５天、花后１０天、花后１５天接種，均為接種后１５天取樣；逡逑Ｂ１－Ｂ３：邋Ｓ２２Ｖ花后５天、花后１０天、花后１５天接種，均為接種后１５天取樣；逡逑Ｃ１－Ｃ３：邋Ｎｉｎｇ７８４０花后５天、花后１０天、花后１５天接種，均為接種后１５天取樣；逡逑Ｄ１－Ｄ３：邋Ｃｌａｒｋ花后５天、花后１０天、花后１５天接種，均為接種后１５天取樣。逡逑

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本文編號(hào)：2774627