N-?；掖及反x在番茄防御灰霉病侵染中的作用及機制研究.pdf

1、近20年來，番茄等蔬菜作物生產(chǎn)在我國取得了飛躍式的發(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，對產(chǎn)量的影響極大，嚴(yán)重時減產(chǎn)40％～50％，甚至絕收，已成為當(dāng)前我國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

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。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)、作用和機制，并對外源NAEs及其結(jié)構(gòu)類似物對番茄灰霉病的誘導(dǎo)抗性進行了探索。所取得的主要結(jié)果如下:

3、>　　1、開展了番茄N-?；掖及反x對灰霉病侵染的響應(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)病率由對照條件下的100％降低至30％～50％，尤以NAE18∶2對灰霉病抗性效果最佳，其B.cinerea actin的表達量較對照相比降低了約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，運用基因沉默的手段，對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、植株對灰霉病的敏感性則明顯降低，而PLD6沉默植株和對照相比無顯著差異。因此，番茄對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B.cinerea抗性的機制的研究。由以上研究可知，外源N-?；掖及纺茱@著提高番茄植株對B.cinerea的抗

6、性。對其基因表達進行分析發(fā)現(xiàn)，主要抗病信號路徑水楊酸(SA)、茉莉酸(JA)信號相關(guān)基因PR1、NPR1及PI1的表達能被灰霉病誘導(dǎo)，但在NAE18∶2處理下反而抑制其表達。而ETH信號路徑相關(guān)基因Nr、ACO1的表達量不僅在B.cinerea接種條件下大幅上調(diào)，外源NAE18∶2處理下能進一步增加其相對表達量。對番茄體葉片SA、JA、IAA、ETH、ABA五種激素含量進行分析，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處理下又會被抑制，而ETH含量在NAE18∶2處理下呈上升趨勢。此外，NAE合成基因PLD3沉默植株表現(xiàn)出對番茄灰霉病的抗性減弱，乙烯合成基因ACO1的表達在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。
　　進一步利用不同激素突變體番茄植株進行驗證發(fā)現(xiàn):相對于各自的野生型植株，不積累SA的NahG轉(zhuǎn)基因植株、茉莉酸合成或信號轉(zhuǎn)導(dǎo)突變體植株spr2、jai1

8、，以及乙烯信號轉(zhuǎn)導(dǎo)突變體nr對灰霉菌接種均更加敏感。外源NAE18∶2明顯提高了NahG、spr2、jai1突變體及其對應(yīng)野生型植株對B.cinerea的抗性。與此不同，外源NAE18∶2并不能提高乙烯突變體nr植株對灰霉病的抗性。綜合以上結(jié)果，推測ETH信號路徑介導(dǎo)了N-酰基乙醇胺代謝參與誘導(dǎo)的番茄對灰霉病的抗性。
　　3、開展了番茄B.cinerea接種下N-酰基乙醇胺類似物誘導(dǎo)系統(tǒng)抗病性的效應(yīng)研究。N-?；掖及返念愃莆颪-

9、癸酰基高絲氨酸內(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，葉片對灰霉病的抗性明顯增強。在對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B.cinerea的抗性明顯增強，其上部或下部葉位中B.cinerea actin的表達量也明顯下調(diào)。與此同時，