黃萎病給我國棉花生產(chǎn)帶來了嚴(yán)重的威脅。落葉型黃萎病菌能導(dǎo)致棉花迅速落葉,因而造成更為嚴(yán)重的棉花減產(chǎn)和品質(zhì)下降。抑制發(fā)病棉株落葉是一種增強(qiáng)棉花對(duì)黃萎病耐性,減少產(chǎn)量損失的有效方式。乙烯可以促進(jìn)植物衰老、成熟和離層形成并導(dǎo)致脫落。本研究探討了乙烯信號(hào)路徑在棉花與黃萎病菌互作中的作用,取得的主要結(jié)果如下:1.接種落葉型黃萎病菌‘V991’第7天、9天和11天時(shí),棉株的乙烯產(chǎn)生量明顯升高,達(dá)到119.49μl/kg、126.82μl/kg和148.83μl/kg,顯著高于接種非落葉型黃萎病菌‘1cd3-2’棉株的乙烯產(chǎn)生量,分別達(dá)到1.60、1.33和1.51倍。接菌時(shí)外施0.5μg/ml、2.5μg/ml和12.5μg/ml乙烯利可以加重棉株發(fā)病,相對(duì)于水處理對(duì)照在接種‘V991’第16天時(shí)病指增加18%-23%。2.分離到參與棉花乙烯合成的基因家族Gh ACOs。利用基因家族的保守序列構(gòu)建VIGS載體以抑制棉花Gh ACOs的表達(dá)。研究發(fā)現(xiàn)接種‘V991’7天時(shí)抑制Gh ACOs表達(dá)的棉株乙烯生成量顯著下降。分離到棉花乙烯信號(hào)路徑的正調(diào)控基因Gh EIN2s并根據(jù)基因家族的保守序列構(gòu)建了VIGS載體。研究發(fā)現(xiàn)利用VIGS抑制Gh EIN2s的表達(dá)可降低‘V991’接種棉株后導(dǎo)致的落葉,增強(qiáng)棉株對(duì)黃萎病的抗性。3.構(gòu)建了擬南芥乙烯信號(hào)路徑負(fù)調(diào)控基因At CTR1的超量表達(dá)載體并轉(zhuǎn)化棉花。研究發(fā)現(xiàn)超量表達(dá)At CTR1可以削弱棉株對(duì)乙烯的敏感性。且超量表達(dá)At CTR1的棉花材料增強(qiáng)了對(duì)黃萎病的抗性,減少了發(fā)病過程中的落葉率。4.細(xì)胞學(xué)檢測發(fā)現(xiàn)接種‘V991’后可誘導(dǎo)棉株葉柄離層的形成。而超量表達(dá)At CTR1可以減緩棉株葉柄離層的形成;基因表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)接種‘V991’導(dǎo)致的棉株落葉與離層形成相關(guān)基因,如Gh BXL1等基因的表達(dá)有關(guān),但超量表達(dá)At CTR1后抑制這些基因的表達(dá)。以上結(jié)果表明黃萎病菌可誘導(dǎo)棉花乙烯的合成,并激活葉柄離層形成相關(guān)基因的表達(dá)促進(jìn)落葉。在抑制棉花乙烯信號(hào)路徑后可顯著降低接種強(qiáng)致病力落葉型黃萎病菌導(dǎo)致的棉花落葉,顯著提高棉花對(duì)黃萎病的耐性。以上研究結(jié)果為通過調(diào)控棉花乙烯合成或信號(hào)路徑防控黃萎病的發(fā)生或降低黃萎病的危害提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支持。
【學(xué)位單位】：華中農(nóng)業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位年份】：2018
【中圖分類】：S435.62
【部分圖文】：

華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018 屆碩士研究生學(xué)位論文4圖1.1 植物乙烯信號(hào)路徑(李等 2013)Fig. 1.1 Ethylene signaling pathway of plant (Li et al 2013)1.2.2 微生物中乙烯合成途徑部分微生物也能夠自主的合成乙烯。微生物中至今共發(fā)現(xiàn)了 3 種合成乙烯的方式。大多數(shù)真菌和部分細(xì)菌主要通過 KMBA 途徑合成乙烯，即以甲硫氨酸為前體，通過轉(zhuǎn)氨反應(yīng)生成 2-酮-4-甲基硫代丁酸（KMBA），KMBA 經(jīng)氧化生成乙烯(Qadir etal 2011)；丁香假單胞桿菌等大多數(shù)細(xì)菌和青霉菌通過 EFE 途徑合成乙烯，即以谷氨酸為前體，經(jīng)脫氨反應(yīng)生成 α-酮戊二酸，在乙烯合成酶（EFE）催化下生成乙烯(Nagahama et al 1991; Young et al 1951)；而只有黏土菌通過和植物相似的 ACC 途徑合成乙烯(Amagai and Maeda 1992)。

華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 2018 屆碩士研究生學(xué)位論文20圖3.1 不同類型黃萎病菌接種棉株后的表型及乙烯產(chǎn)生量的測定。A. ‘V991’和‘1cd3-2’接種‘YZ1’后17天的表型。B. ‘V991’和‘1cd3-2’接種‘YZ1’第10天和13天的病指統(tǒng)計(jì)(n=20)。C. ‘V991’和‘1cd3-2’接種‘YZ1’第10天和13天的落葉率統(tǒng)計(jì)。D. ‘V991’和‘1cd3-2’接種‘YZ1’ 第0、3、7、9和11天乙烯產(chǎn)生量的測定。標(biāo)準(zhǔn)誤差為計(jì)算2次生物學(xué)重復(fù)所得(*P<0.05, ** P<0.01, t-test)。Fig. 3.1 Phenotype and determination of ethylene production of cotton afterinoculated with different Verticillium dahliae. A. Thephenotypeof‘YZ1’inoculatedwith‘V991’and‘1cd3-2’ 17 days after inoculated with V. dahliae.. B. The disease index 10 days and 13 days after inoculated with V.dahliae (n=20). C. The defoliation rate 10 days and 13 days after inoculated with V. dahliae D. Measurement ofethylene production 0, 3, 7, 9 and 11 days after inoculated with V. dahliae. The values were presented as the means andthe bars indicate the standard deviations of two samples (*P<0.05, ** P<0.01, t-test)

以噴施清水處理（0 μg/ml）作為對(duì)照，每種濃度的乙烯利噴施100 ml，噴施后密閉2小時(shí)。與對(duì)照相比，3種濃度的乙烯利均能降低棉花對(duì)黃萎病菌的抗性（圖3.2A）。在接菌12、14和16天時(shí)，清水處理棉株的病指均低于乙烯利處理棉株的病指（圖3.2B）。表明接種黃萎病菌后早期產(chǎn)生的乙烯可能有利于黃萎病菌的侵入導(dǎo)致棉株表現(xiàn)為更加感病。圖3.2 外源噴施乙烯利降低棉花對(duì)黃萎病的抗性。A. 接菌第12天的表型。B. 接菌后12天的病指統(tǒng)計(jì)(n=16)。Fig. 3.2 Exogenous treatment of ethephon impairs cotton resistance to V. dahliae. A.The phenotype 12 days after inoculated with V. dahliae. B. The disease index after inoculated with V. dahliae (n=16).3.3 接種‘V991’后乙烯的產(chǎn)生來源于棉株本研究在莖桿乙烯產(chǎn)生量的測定結(jié)果中發(fā)現(xiàn)，接菌第 7 天時(shí)，接種‘V991’的棉株莖乙烯產(chǎn)生量相對(duì)于接水和接種‘1cd3-2’的棉株莖乙烯產(chǎn)生量有較為明顯的升高（圖 3.1D）。由于黃萎病菌也能產(chǎn)生乙烯，在接菌第 7 天時(shí)，黃萎病菌已經(jīng)侵入到維管束中，所以這時(shí)產(chǎn)生的乙烯有可能來自棉花，也有可能來源于黃萎病菌。為了探究乙烯的來源，本研究測定了抑制乙烯合成的棉株接菌后的乙烯生成量。其假設(shè)如下：其一
【參考文獻(xiàn)】

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1 劉海洋;王偉;張仁福;武剛;姚舉;;新疆主要棉區(qū)棉花黃萎病發(fā)生概況[J];植物保護(hù);2015年03期

2 李文陽;馬夢(mèng)迪;郭紅衛(wèi);;植物激素乙烯作用機(jī)制的最新進(jìn)展[J];中國科學(xué):生命科學(xué);2013年10期

3 惠慧;郭小平;朱龍付;張獻(xiàn)龍;;落葉型棉花黃萎病菌的致病力分化[J];植物保護(hù)學(xué)報(bào);2013年05期

4 劉進(jìn)平;;乙烯生物合成關(guān)鍵酶基因研究進(jìn)展[J];熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué);2013年01期

5 朱龍付;涂禮莉;曾范昌;劉迪秋;張獻(xiàn)龍;;一種適合于cDNA文庫構(gòu)建的高質(zhì)量棉花RNA的簡單抽提法(英文)[J];作物學(xué)報(bào);2005年12期

6 簡桂良,鄒亞飛,馬存;棉花黃萎病連年流行的原因及對(duì)策[J];中國棉花;2003年03期

7 宋鳳鳴,鄭重;乙烯產(chǎn)生的抑制與氟樂靈誘導(dǎo)棉苗對(duì)枯萎病的抗性有關(guān)(英文)[J];植物生理學(xué)報(bào);1998年02期

8 陸家云,佘長夫,鞠理紅,方中達(dá);江蘇省棉花黃萎病菌(Verticillium dahliae)致病力的分化[J];南京農(nóng)業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào);1983年01期

9 張緒振,張樹琴,陳吉棣,李慶基,陳壁,姚躍文;我國棉花黃萎病菌“種”的鑒定[J];植物病理學(xué)報(bào);1981年03期

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1 何昕;棉花多逆境響應(yīng)基因的挖掘和功能驗(yàn)證[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

2 郭偉鋒;海島棉乙烯響應(yīng)因子GbERF1-like在抗黃萎病反應(yīng)中的功能解析[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2016年

3 朱荷琴;我國棉花黃萎病菌的致病力分化及致病相關(guān)基因的克隆與分析[D];西北農(nóng)林科技大學(xué);2013年

4 金雙俠;棉花遺傳轉(zhuǎn)化體系的優(yōu)化及突變體的創(chuàng)制[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2006年

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1 金莉;棉花GbERF1基因的克隆與功能鑒定[D];華中農(nóng)業(yè)大學(xué);2012年

本文編號(hào)：2843384