N-?；掖及反x在番茄防御灰霉病侵染中的作用及機(jī)制研究.pdf

1、近20年來，番茄等蔬菜作物生產(chǎn)在我國(guó)取得了飛躍式的發(fā)展。但在其發(fā)展過程中，蔬菜作物病害（細(xì)菌性、病毒性、真菌性病害等）的發(fā)生面積逐漸增加、危害程度不斷加劇，真菌性病害約占植物病害的70～80％。其中，灰霉病在番茄上危害較為嚴(yán)重，該病在番茄種植地區(qū)普遍流行，對(duì)產(chǎn)量的影響極大，嚴(yán)重時(shí)減產(chǎn)40％～50％，甚至絕收，已成為當(dāng)前我國(guó)乃至世界上番茄生產(chǎn)的限制性障礙因子。番茄灰霉病是由灰葡萄孢菌Botrytis cinerea引起，可是迄今尚未發(fā)現(xiàn)對(duì)

2、灰霉病菌具有抗性的番茄種質(zhì)，目前生產(chǎn)上多以化學(xué)農(nóng)藥防治為主，但存在著農(nóng)產(chǎn)品及環(huán)境污染的風(fēng)險(xiǎn)。N-?；掖及窞橹参锾烊淮嬖诘闹|(zhì)生物活性化合物，研究其在番茄植物防御灰霉病侵染過程中的代謝變化及作用，對(duì)于番茄灰霉病抗逆調(diào)控的探索無疑具有重要的意義。本文以番茄植株為研究對(duì)象，研究了N-?；掖及?NAEs)代謝過程在灰霉菌接種條件下的響應(yīng)、作用和機(jī)制，并對(duì)外源NAEs及其結(jié)構(gòu)類似物對(duì)番茄灰霉病的誘導(dǎo)抗性進(jìn)行了探索。所取得的主要結(jié)果如下:

3、>　　1、開展了番茄N-酰基乙醇胺代謝對(duì)灰霉病侵染的響應(yīng)及其作用的研究。NAEs代謝在植株體內(nèi)廣泛存在，并積極參與到植株生長(zhǎng)發(fā)育及病害調(diào)控的過程中。在番茄接種灰霉菌的條件下，NAE合成基因NAPE-PLDs及相應(yīng)水解基因FAAHs的表達(dá)量顯著發(fā)生變化，其中，以PLD3的上調(diào)和PLD6下調(diào)及酰胺水解酶中FAAH1、FAAH11的下調(diào)表現(xiàn)最為明顯。外源亞油酸乙醇胺(NAE18∶2)、硬脂酰乙醇胺(NAE18∶0)和廿二碳五烯酸乙醇胺(NAE

4、22∶5)處理下，番茄灰霉病的發(fā)病率由對(duì)照條件下的100％降低至30％～50％，尤以NAE18∶2對(duì)灰霉病抗性效果最佳，其B.cinerea actin的表達(dá)量較對(duì)照相比降低了約60％。B.cinerea在體外培養(yǎng)過程中并不受外源NAEs的影響。在此基礎(chǔ)上，運(yùn)用基因沉默的手段，對(duì)NAE代謝路徑上的PLD3、PLD6、FAAH1和FAAH11基因沉默的番茄植株葉片接種灰霉菌后，發(fā)現(xiàn)PLD3沉默植株病害明顯加重，F(xiàn)AAH1和FAAH11沉默

5、植株對(duì)灰霉病的敏感性則明顯降低，而PLD6沉默植株和對(duì)照相比無顯著差異。因此，番茄對(duì)B.cinerea基礎(chǔ)抗性形成可能與N-?；掖及返拇x有關(guān)，PLD3參與的NAE合成有助于B.cinerea的抗性誘導(dǎo)提高，而FAAH1、FAAH11參與NAE降解過程則可能起到了相反的作用。
　　2、開展了N-?；掖及穮⑴c誘導(dǎo)番茄對(duì)B.cinerea抗性的機(jī)制的研究。由以上研究可知，外源N-?；掖及纺茱@著提高番茄植株對(duì)B.cinerea的抗

6、性。對(duì)其基因表達(dá)進(jìn)行分析發(fā)現(xiàn)，主要抗病信號(hào)路徑水楊酸(SA)、茉莉酸(JA)信號(hào)相關(guān)基因PR1、NPR1及PI1的表達(dá)能被灰霉病誘導(dǎo)，但在NAE18∶2處理下反而抑制其表達(dá)。而ETH信號(hào)路徑相關(guān)基因Nr、ACO1的表達(dá)量不僅在B.cinerea接種條件下大幅上調(diào)，外源NAE18∶2處理下能進(jìn)一步增加其相對(duì)表達(dá)量。對(duì)番茄體葉片SA、JA、IAA、ETH、ABA五種激素含量進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)在灰霉病侵染條件下前四種激素含量明顯提高，但前三者在N

7、AE18∶2處理下又會(huì)被抑制，而ETH含量在NAE18∶2處理下呈上升趨勢(shì)。此外，NAE合成基因PLD3沉默植株表現(xiàn)出對(duì)番茄灰霉病的抗性減弱，乙烯合成基因ACO1的表達(dá)在PLD3沉默植株也被抑制，但外源施用NAE18∶2和ETH卻能有效緩解TRV∶PLD3番茄植株灰霉病的發(fā)生。
　　進(jìn)一步利用不同激素突變體番茄植株進(jìn)行驗(yàn)證發(fā)現(xiàn):相對(duì)于各自的野生型植株，不積累SA的NahG轉(zhuǎn)基因植株、茉莉酸合成或信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)突變體植株spr2、jai1

8、，以及乙烯信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)突變體nr對(duì)灰霉菌接種均更加敏感。外源NAE18∶2明顯提高了NahG、spr2、jai1突變體及其對(duì)應(yīng)野生型植株對(duì)B.cinerea的抗性。與此不同，外源NAE18∶2并不能提高乙烯突變體nr植株對(duì)灰霉病的抗性。綜合以上結(jié)果，推測(cè)ETH信號(hào)路徑介導(dǎo)了N-?；掖及反x參與誘導(dǎo)的番茄對(duì)灰霉病的抗性。
　　3、開展了番茄B.cinerea接種下N-?；掖及奉愃莆镎T導(dǎo)系統(tǒng)抗病性的效應(yīng)研究。N-?；掖及返念愃莆颪-

9、癸?；呓z氨酸內(nèi)酯(DHL)是由革蘭氏陰性菌產(chǎn)生的，不僅參與調(diào)控植株根系形態(tài)構(gòu)建，還能提高番茄植株對(duì)B.cinerea的抗性，但其是否參與系統(tǒng)抗病性的誘導(dǎo)還不清楚。研究結(jié)果表明:水培條件下，DHL處理番茄植株根部，葉片對(duì)灰霉病的抗性明顯增強(qiáng)。在對(duì)地上部不同葉位接種或DHL施用的研究中，發(fā)現(xiàn)中間葉位DHL預(yù)處理后，不僅中間葉位對(duì)B.cinerea的抗性明顯增強(qiáng)，其上部或下部葉位中B.cinerea actin的表達(dá)量也明顯下調(diào)。與此同時(shí)，