植物抗性信號物質緩解番茄根結線蟲的效應及其機制研究.pdf

1、近年來，設施農業(yè)已經成為我國現(xiàn)代農業(yè)的重要組成部分，在解決城鄉(xiāng)副食周年供應、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，某些經濟效益高的作物復種指數高、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線蟲。據不完全統(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線蟲病害毀棚，普遍率占30％左右，減產率80％左右，嚴重影響了蔬菜作物的產量和品質，成為設施栽培中亟待解決的瓶頸問題之一。在防治根結線蟲

2、方法上，國內外一般有化學藥劑防治、物理防治、生物防治、農業(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線蟲病害的響應，找到一種防治根結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導作用。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對番茄根結線蟲(root-knot nematode，Meloidogyne incognita，RKN)的抗性影響及其內在機制。所取得的主要研究結果如下:
　　 1、以易感根結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對番茄根結線蟲病害的緩解效應。根結線蟲接種36天后對番茄根結

4、數、植株生長、光合作用、葉綠素熒光參數及植株地上部和地下部電解質滲透率和膜脂過氧化水平進行了測定。結果顯示，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線蟲病害效應，根結數與未進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與對照相比均有所提高，而番茄根系的電解質滲透率及膜脂過氧化水平在三種物質處理下均有所降低。其中，外源物質緩解番茄根結線蟲的效應以

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

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

7、參與線蟲抗性效應可能與JA信號途徑相關，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、根據上一章的實驗結果，我們推測SA與NO參與線蟲抗線效應可能與JA信號途徑相關，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對植物內源NO進行清除，并利用Vigs技術對JA信號轉導路徑調控因子PIⅡ基因進行基因沉默對這一推測進行了驗證。實驗結果表明，cPTIO抑制體內NO累積并不影響外源J