營養(yǎng)元素對煙草疫霉生長發(fā)育及硼對產(chǎn)孢期基因轉(zhuǎn)錄的影響.pdf

1、煙草是我國重要的經(jīng)濟作物之一，由煙草疫霉菌（Phytophthora nicotianae）引起的煙草黑脛病是煙草上一類重要的土傳病害。煙草疫霉菌主要是通過孢子囊或孢子囊產(chǎn)生的游動孢子侵入寄主植物而引起植物病害的發(fā)生。通過控制或減少煙草霉菌孢子囊產(chǎn)生可有效控制煙草黑脛病的發(fā)生。現(xiàn)有的研究表明，土壤中礦質(zhì)營養(yǎng)元素不僅影響植物的正常生長發(fā)育，而且還對真菌、細菌、病毒等病原物引起的侵染性病害也有顯著影響。
　　本實驗室前期的研究結(jié)果表明

2、，5mg/L的硼能夠極顯著的抑制煙草疫霉菌孢子囊的產(chǎn)生。因此，調(diào)節(jié)土壤中的礦質(zhì)營養(yǎng)來防治植物病害是一個值得探究的新途徑。為此，本文探究了中微量礦質(zhì)營養(yǎng)元素對煙草疫霉菌菌絲生長、孢子囊產(chǎn)生的影響，并利用抑制消減雜交技術(shù)分析了5mg/L硼條件下煙草疫霉菌孢子囊產(chǎn)生時期基因轉(zhuǎn)錄的差異，為弄清礦質(zhì)營養(yǎng)元素對煙草疫霉菌生長和孢子囊產(chǎn)生的影響以及硼抑制孢子囊產(chǎn)生的作用機理提供理論基礎(chǔ)。研究結(jié)果如下:
　　1中微量礦質(zhì)營養(yǎng)元素（Ca、Mg、 F

3、e、Mn、Cu、Zn、B、Mo）對煙草疫霉菌菌絲生長的影響
　　結(jié)果表明，中量元素中，200～1500mg/L的Ca2+對疫霉菌菌絲生長有極顯著的促進作用;800mg/L的Mg2+極顯著的抑制疫霉菌菌絲生長。微量元素中，0.25～20mg/L的B4O72-、0.5～5.64mg/L的Cu2+對煙草疫霉菌菌絲沒有明顯作用;150mg/L的Fe3+極顯著的促進菌絲生長，2.5mg/L、7mg/L、300mg/L的Fe3+極顯著的抑制菌

4、絲生長;5mg/L的Mn2+極顯著抑制菌絲生長，10mg/L、150mg/L、300mg/L對菌絲的生長有促進或無明顯作用;27mg/L的Zn+、300mg/L的Mo7O246-對疫霉菌菌絲有極顯著的抑制作用。
　　2中微量礦質(zhì)營養(yǎng)元素（Ca、Mg、S、Fe、 Mn、Cu、Zn、B、Mo）對煙草疫霉菌孢子囊產(chǎn)生的影響
　　結(jié)果表明，1～1000mg/L的Ca2+、Mg2+極顯著的促進疫霉菌孢子囊的產(chǎn)生，并且1mg/L、10m

5、g/L的Ca2+、Mg2+條件下孢子囊明顯增大;100mg/L的SO42-對疫霉菌孢子囊的產(chǎn)生有極顯著的促進作用，10 mg/L、1000mg/L極顯著的抑制孢子囊的產(chǎn)生。微量元素中，僅0.1mg/L的Mn2+對疫霉菌孢子囊的產(chǎn)生就有極顯著的抑制作用，并且孢子囊的個數(shù)隨Mn2+濃度的增高而減少;Fe3+的抑制效果次之，0.1 mg/L和100mg/L的Fe3+極顯著的抑制疫霉菌孢子囊的產(chǎn)生;大于0.1mg/L的Cu2+、Mo7O246-

6、對疫霉菌孢子囊的產(chǎn)生有極顯著的抑制作用;僅1mg/L的Zn2+對疫霉菌孢子囊的產(chǎn)生有極顯著的促進作用，0.1 mg/L、10mg/L、100mg/L的Zn2+對疫霉菌孢子囊的產(chǎn)生都有極顯著的抑制作用。實驗室前期研究得到5mg/L的B4O72-極顯著的抑制孢子囊的產(chǎn)生。
　　3硼對煙草疫霉菌孢子囊產(chǎn)生時期基因轉(zhuǎn)錄的影響
　　比較本實驗研究結(jié)果及實驗室王晗的研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)B4O72-對疫霉菌菌絲的生長沒有明顯影響，但極顯著地抑制孢

7、子囊的產(chǎn)生，因此利用抑制消減雜交技術(shù)進一步探究了硼對煙草疫霉菌孢子囊產(chǎn)生時期基因轉(zhuǎn)錄的影響，并對獲得的序列進行了功能分析。
　　COG數(shù)據(jù)庫分析顯示，正反消減文庫中分別有70個和54個unigenes被注釋，在“細胞加工和信號”中，分別有6個和4個與“后加工、蛋白折疊、分子伴侶”相關(guān)。有26個和13個與代謝相關(guān)，其中正向消減文庫中9個與“碳水化合物的運輸和代謝”相關(guān)，5個與“能量的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)換”相關(guān)，反向消減文庫中6個與“碳水化合物

8、的運輸和代謝”相關(guān)，4個與“能量的產(chǎn)生與轉(zhuǎn)換”相關(guān)，3個與“氨基酸的轉(zhuǎn)運和代謝”相關(guān)。29個和28個屬于“信息儲存與加工”類中，兩個文庫都有27與“翻譯、核糖體結(jié)構(gòu)和生物轉(zhuǎn)化”有關(guān)。
　　KEGG數(shù)據(jù)庫分析顯示，正反消減分別有201個和142個unigenes被注釋，其中102個和84個unigenes屬于遺傳信息處理類，位居首位，翻譯分別占72.5％和82.1％，多數(shù)與“核糖體”（ko03010和ko03011）的翻譯相關(guān)。在反

9、向消減文庫中進一步對序列分析發(fā)現(xiàn)得了到一條420bp的高質(zhì)量基因片段（COPS4信號復(fù)合體CSN4亞基），與致病疫霉基因組測序推導(dǎo)的COP9信號復(fù)合體CSN4亞基同源。分別有70個和33個unigenes與屬于代謝類，正向消減文庫碳水化合物代謝占30％，氨基酸代謝占15.7％;反向消減文庫氨基酸代謝占36.36％，碳水化合物代謝占30.3％。
　　GO數(shù)據(jù)庫分析顯示，正反消減文庫分別有434個和336個unigenes被注釋。在C

10、C類中，正反消減文庫都是“細胞和細胞部分”及“高分子混合物和細胞器”兩個亞類占絕大多數(shù)，分別占51.9％、41.1％和38.3％、43.0％; MF類中，多數(shù)參與“連接”、“催化活性”和“結(jié)構(gòu)分子活性”，分別占39.5％、28.9％、25.4％和43.3％、24.4％、30.0％;在BP類別中，“細胞過程”和“代謝過程”各占36.4％、40.1％和43.3％、46.2％。
　　綜合COG、KEGG、GO數(shù)據(jù)庫結(jié)果分析顯示，硼抑制煙