桃砧木根系與南方根結(jié)線蟲早期互作的組織病理學(xué)與轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究.pdf

1、根結(jié)線蟲（Meloidogyne spp.）是一類世界上分布廣泛的植物專性內(nèi)寄生線蟲，種類繁多，寄主范圍廣，可侵染3000多種植物，每年可造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失。其中南方根結(jié)線蟲(Meloidogyneincognita)是為害最嚴(yán)重的種之一，主要發(fā)生在溫帶和熱帶地區(qū)。
　　甘肅桃（Prunus kansuensis）野生種質(zhì)資源適應(yīng)性廣、抗性強(qiáng)，其中‘白根甘肅桃1號’種質(zhì)對南方根結(jié)線蟲高抗，‘紅根甘肅桃1號’種質(zhì)對南方根結(jié)線蟲免疫，

2、而‘貝蕾’(Ppersica)則對南方根結(jié)線蟲高感，是研究桃根結(jié)線蟲抗性的優(yōu)良種質(zhì)。本研究為了精確鑒定線蟲侵染后植物早期表觀形態(tài)發(fā)生變化的時期，以進(jìn)一步采用轉(zhuǎn)錄組學(xué)研究方法在分子水平上發(fā)掘抗性基因及解析其抗性調(diào)控機(jī)制。以抗南方根結(jié)線蟲的‘白根甘肅桃1號’和感病的‘貝蕾’為試材，比較抗、感材料在根結(jié)線蟲侵入早期其表型和組織結(jié)構(gòu)變化差異，在組織病理學(xué)研究所定位的早期表型和組織結(jié)構(gòu)變化差異明顯的時期的基礎(chǔ)上，以對南方根結(jié)線蟲免疫的‘紅根甘肅桃

3、1號’和感病‘貝蕾’為試材，通過對各時間點進(jìn)行轉(zhuǎn)錄組測序分析，初步了解桃根結(jié)線蟲抗、感機(jī)理，對其抗性調(diào)控機(jī)制進(jìn)行了解析，為深入研究桃根結(jié)線蟲抗性、輔助育種奠定了基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.建立了桃根結(jié)線蟲抗性鑒定的離體快速鑒定方法?？稍谑覂?nèi)、在特定培養(yǎng)介質(zhì)中，接種后通過染色后統(tǒng)計線蟲數(shù)量的方法在短時間內(nèi)對桃的根結(jié)線蟲抗性進(jìn)行鑒定。
　　2.精確鑒定線蟲侵染后植物表觀形態(tài)發(fā)生變化的時期，并對其抗性機(jī)制進(jìn)行了初步探索。通過

4、對抗病種質(zhì)‘白根甘肅桃1號’和感病種質(zhì)‘貝蕾’實生幼苗進(jìn)行室內(nèi)人工接種南方根結(jié)線蟲，并對其接種后6、12、18、24、30、36、42、48 h的根尖進(jìn)行染色觀察及接種后0、6、12、36、60、84 h的根尖組織結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行石蠟切片觀察。發(fā)現(xiàn)‘白根甘肅桃1號’和‘貝蕾’的根結(jié)線蟲侵染規(guī)律基本一致:在接種12h后，根結(jié)線蟲開始侵入，接種12-30 h線蟲侵染數(shù)量逐漸增加，后根結(jié)線蟲沿維管束向上移動，根尖線蟲數(shù)量趨于減少。但與‘貝蕾’相比

5、，‘白根甘肅桃1號’的根結(jié)線蟲侵染數(shù)量顯著降低，在接種30h時，僅為‘貝蕾’線蟲侵染數(shù)量的28％?！赘拭C桃1號’根結(jié)構(gòu)破壞程度明顯降低，侵入的線蟲主要聚集在一定區(qū)域，且在侵染84h時，線蟲聚集區(qū)域周圍的細(xì)胞出現(xiàn)壞死反應(yīng)。
　　3.構(gòu)建了抗、感桃早期根結(jié)線蟲侵染的轉(zhuǎn)錄組譜，在分子水平上對桃根結(jié)線蟲抗性機(jī)理進(jìn)行解析。通過對免疫種質(zhì)‘紅根甘肅桃1號’和感病種質(zhì)‘貝蕾’實生幼苗進(jìn)行室內(nèi)人工接種南方根結(jié)線蟲，并對其接種后0、6、12、3

6、6、60、84 h后根部總RNA進(jìn)行高通量測序分析。對抗、感同時期進(jìn)行比較，共發(fā)現(xiàn)7081個差異表達(dá)基因，其中3380個基因表達(dá)上調(diào)，3701個基因表達(dá)下調(diào)。在時期2，即侵染12 h時，抗、感材料間受根結(jié)線蟲侵染誘導(dǎo)的基因表達(dá)差異最大，可能是根結(jié)線蟲侵染引起桃基因水平大量表達(dá)的一個關(guān)鍵時期。轉(zhuǎn)錄組測序分析結(jié)果中發(fā)現(xiàn)了大量參與細(xì)胞組成、激素合成及抗性相關(guān)基因，這三類基因中有部分基因表達(dá)模式在抗、感材料中完全相反或表達(dá)量差異明顯，可能在根結(jié)