植物抗性信號物質(zhì)緩解番茄根結(jié)線蟲的效應(yīng)及其機(jī)制研究.pdf

1、近年來，設(shè)施農(nóng)業(yè)已經(jīng)成為我國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的重要組成部分，在解決城鄉(xiāng)副食周年供應(yīng)、提高人民生活水平中發(fā)揮著重要的作用。但是，隨著栽培年限的增加，某些經(jīng)濟(jì)效益高的作物復(fù)種指數(shù)高、單一作物連年種植，連作障礙的發(fā)生十分普遍，其中一大難題是根結(jié)線蟲。據(jù)不完全統(tǒng)計，在我國北方蔬菜溫室大棚中，有20％左右蔬菜大棚是因根結(jié)線蟲病害毀棚，普遍率占30％左右，減產(chǎn)率80％左右，嚴(yán)重影響了蔬菜作物的產(chǎn)量和品質(zhì)，成為設(shè)施栽培中亟待解決的瓶頸問題之一。在防治根結(jié)線蟲

2、方法上，國內(nèi)外一般有化學(xué)藥劑防治、物理防治、生物防治、農(nóng)業(yè)措施防治以及抗性品種選育，但每種方法都各有利弊。因此，探究蔬菜作物對根結(jié)線蟲病害的響應(yīng)，找到一種防治根結(jié)線蟲有效且便利的方法無疑具有重要的現(xiàn)實意義。茉莉酸(JA)、水楊酸(SA)和一氧化氮(NO)等植物激素及信號分子不僅能夠調(diào)控植物的生長、發(fā)育，還能在植物抵御外界環(huán)境脅迫中起到信號轉(zhuǎn)導(dǎo)作用。本文以番茄品種浙雜205（Solanum lycopersicum L.cv.Zheza2

3、05）為試驗材料，初步探索了外源JA、SA和NO對番茄根結(jié)線蟲(root-knot nematode，Meloidogyne incognita，RKN)的抗性影響及其內(nèi)在機(jī)制。所取得的主要研究結(jié)果如下:
　　 1、以易感根結(jié)線蟲病害的番茄品種浙雜205(Solanum lycopersicum L.cv.Zheza205)為試驗材料，研究了外源葉面施用JA、SA和NO對番茄根結(jié)線蟲病害的緩解效應(yīng)。根結(jié)線蟲接種36天后對番茄根結(jié)

4、數(shù)、植株生長、光合作用、葉綠素?zé)晒鈪?shù)及植株地上部和地下部電解質(zhì)滲透率和膜脂過氧化水平進(jìn)行了測定。結(jié)果顯示，葉面噴施100 uM JA、2000 uM SA和250 uM NO后不同程度緩解了番茄根結(jié)線蟲病害效應(yīng)，根結(jié)數(shù)與未進(jìn)行任何處理的接種對照比較顯著減少、番茄植株的光合能力、Fv/Fm、植株生物量等各項參數(shù)與對照相比均有所提高，而番茄根系的電解質(zhì)滲透率及膜脂過氧化水平在三種物質(zhì)處理下均有所降低。其中，外源物質(zhì)緩解番茄根結(jié)線蟲的效應(yīng)以

5、JA最為明顯，而SA和NO則表現(xiàn)相似。此外，三種信號物質(zhì)尤其是外源JA顯著提高了線蟲抗性標(biāo)記基因Mi的表達(dá)水平，可能在信號物質(zhì)提高線蟲抗性的過程中發(fā)揮一定的作用。
　　 2、上一章的研究結(jié)果表明外源JA、SA、NO均能不同程度緩解番茄植株的根結(jié)線蟲傷害效應(yīng)。本章分析了葉片施用三種物質(zhì)對根結(jié)線蟲接種條件下番茄根系關(guān)鍵抗性基因表達(dá)及信號物質(zhì)含量的影響。根結(jié)線蟲接種24天后，線蟲接種及三種物質(zhì)施用均顯著提高了JA路徑信號蛋白酶抑制劑P

6、IⅡ基因的表達(dá)，而對PIⅠ基因表達(dá)則無明顯影響。而SA路徑PR-1基因的表達(dá)僅在SA/線蟲接種復(fù)合處理中明顯上調(diào)，番茄體內(nèi)自由態(tài)SA的含量在線蟲接種處理中也明顯上調(diào)，但是其在JA/線蟲接種、NO/線蟲接種復(fù)合處理與單單線蟲接種處理三者間表現(xiàn)相似，均遠(yuǎn)低于SA/線蟲接種復(fù)合處理。NO次級信號基因GSNOR和其重要合成相關(guān)基因NR的表達(dá)水平及內(nèi)源NO含量僅在NO/線蟲接種復(fù)合處理中表現(xiàn)一定程度上調(diào)，其余處理均沒有響應(yīng)。據(jù)此我們推測SA與NO

7、參與線蟲抗性效應(yīng)可能與JA信號途徑相關(guān)，而JA抗性路徑中PIⅡ基因元件可能起到了重要的參與作用。
　　 3、根據(jù)上一章的實驗結(jié)果，我們推測SA與NO參與線蟲抗線效應(yīng)可能與JA信號途徑相關(guān)，而JA抗性路徑中PIⅡ基因元件可能起到了重要的參與作用。本章我們利用cPTIO對植物內(nèi)源NO進(jìn)行清除，并利用Vigs技術(shù)對JA信號轉(zhuǎn)導(dǎo)路徑調(diào)控因子PIⅡ基因進(jìn)行基因沉默對這一推測進(jìn)行了驗證。實驗結(jié)果表明，cPTIO抑制體內(nèi)NO累積并不影響外源J