蘋(píng)果葉片可溶性碳水化合物與褐斑病抗性的關(guān)系研究.pdf

1、蘋(píng)果褐斑?。∕arssonina mali）是我國(guó)蘋(píng)果樹(shù)生長(zhǎng)季節(jié)最主要的病害之一，導(dǎo)致早期落葉，嚴(yán)重影響蘋(píng)果的產(chǎn)量和品質(zhì)。糖作為植物中重要的能量物質(zhì)和結(jié)構(gòu)組成，也是植物體內(nèi)重要的信號(hào)分子和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，調(diào)控著植物體內(nèi)成千上萬(wàn)的基因表達(dá)，參與了植物對(duì)病原菌入侵的響應(yīng)。為探明蘋(píng)果葉片中蔗糖和山梨醇與褐斑病抗性的關(guān)系，本文分析了褐斑病接種條件下蘋(píng)果葉片可溶性糖含量及糖代謝關(guān)鍵基因SUSY等表達(dá)的變化，研究了山梨醇/蔗糖改變的轉(zhuǎn)基因蘋(píng)果及不同碳

2、源飼喂對(duì)蘋(píng)果褐斑病抗性的影響，并探索了蘋(píng)果不同種質(zhì)資源間葉片糖含量與褐斑病抗性的關(guān)系，主要結(jié)果如下:
　　1.感病品種‘太平洋玫瑰’(M.domestica Borkh.cv.Pacific Rose/PR)和抗病種‘山定子’(Malus baccata Borkh./S)葉片糖含量和糖代謝對(duì)褐斑病入侵的響應(yīng)結(jié)果表明:感病品種‘太平洋玫瑰’葉片接種褐斑病后，蔗糖與葡萄糖含量均表現(xiàn)為先下降后上升，且蔗糖含量和葡萄糖含量接種后期均高于

3、未接種，但在‘山定子’中無(wú)明顯變化。對(duì)糖轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝基因的表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)品種在接種褐斑病菌后SWEET基因表達(dá)均下降，其中，MdSWEET1.1/1.2、MdSWEET2.4、MdSWEET3.9和MdSWEET3.10的表達(dá)變化最為明顯，均表現(xiàn)為接種72h后表達(dá)顯著降低。接種后隨時(shí)間的延長(zhǎng)，MdSDH1和MdSPS表達(dá)量上調(diào)。這些結(jié)果表明，褐斑病接種對(duì)不同抗性材料葉片糖含量影響不同，且對(duì)感病品種糖酸含量影響較大，同時(shí)也表明糖代謝基因

4、可能參與了葉片對(duì)褐斑病原菌的響應(yīng)調(diào)控。
　　2.為探明蔗糖和山梨醇在蘋(píng)果褐斑病抗性中的作用，本論文分析了葉片蔗糖和山梨醇合成分別抑制的轉(zhuǎn)基因蘋(píng)果對(duì)褐斑病的抗性，并研究不同碳源飼喂蘋(píng)果葉片對(duì)褐斑病抗性的影響。結(jié)果表明，與野生型相比，山梨醇合成抑制轉(zhuǎn)基因株系山梨醇含量降低、蔗糖含量增加，抗病性下降，抗病基因表達(dá)下調(diào)，同時(shí)蔗糖合成抑制的轉(zhuǎn)基因蘋(píng)果葉片中山梨醇含量增加、蔗糖含量下降，抗病性增加，但抗病相關(guān)基因表達(dá)也下調(diào)，且幅度較大。這說(shuō)明

5、蔗糖和山梨醇含量對(duì)褐斑病的調(diào)控可能通過(guò)抗病基因以外的機(jī)制進(jìn)行。糖飼喂試驗(yàn)進(jìn)一步表明，飼喂蔗糖后‘嘎啦’蘋(píng)果葉片褐斑病發(fā)病加重，而飼喂山梨醇葉片褐斑病發(fā)病較輕。同時(shí)，飼喂蔗糖和山梨醇后抗病基因的表達(dá)均低于ck葉片，這些結(jié)果表明，蘋(píng)果葉片中山梨醇參與了對(duì)褐斑病的抗性，但其作用機(jī)制與相關(guān)的抗病相關(guān)基因表達(dá)關(guān)系不大。
　　3.為進(jìn)一步確定糖及糖醇含量與蘋(píng)果對(duì)褐斑病抗性的關(guān)系，在課題組前期抗病性評(píng)價(jià)的基礎(chǔ)上，本論文對(duì)33種野生種質(zhì)資源和15

6、種品種種質(zhì)資源葉片進(jìn)行了可溶性糖酸含量測(cè)定及其與抗病相關(guān)性分析。結(jié)果表明，無(wú)論在野生種質(zhì)資源還是栽培品種中葉片山梨醇、蔗糖、葡萄糖及蘋(píng)果酸的含量均與抗病性不存在明顯的相關(guān)性，但山梨醇的相關(guān)性明顯高于蔗糖。
　　4.以上的基因表達(dá)分析發(fā)現(xiàn)，SUSY基因的表達(dá)受褐斑病接種的誘導(dǎo)，為系統(tǒng)分析SUSY在糖代謝和抗病中的作用，本論文系統(tǒng)分析了蘋(píng)果基因組中SUSY家族基因結(jié)構(gòu)及其表達(dá)特性。結(jié)果表明，蘋(píng)果中的11個(gè)MdSUS基因分為三個(gè)類(lèi)型，分