不同環(huán)境因子對番茄-病原互作的影響及其調(diào)控研究.pdf

1、蔬菜在栽培過程中往往會遭遇不適宜的環(huán)境因子。在設(shè)施栽培蔬菜栽培中，由于其相對密閉的特征，亞高溫、高濕等不適環(huán)境經(jīng)常發(fā)生;而在露地蔬菜栽培中，近年來酸雨頻繁發(fā)生，這些特殊的環(huán)境因子在影響蔬菜作物生長發(fā)育過程的同時，對蔬菜作物病害的發(fā)生也產(chǎn)生了深刻的影響。研究酸雨、亞高溫、高濕等典型環(huán)境對蔬菜抗病性及病原微生物的影響，并對其中的機制進行解析，對于設(shè)施及露地栽培中的蔬菜抗病性調(diào)控探索具有重要的意義。本文以主要蔬菜作物番茄（Solanum ly

2、copersium L.）及抗病性病原微生物為材料，研究了酸雨、亞高溫等環(huán)境因子對不同番茄種質(zhì)細菌性葉斑病、灰霉病、病毒病等病害發(fā)生的影響及其內(nèi)在機制。所取得的結(jié)果主要包括以下幾個方面:
　　1、對模擬酸雨環(huán)境下番茄光合作用及細菌性葉斑病、灰霉病的抗性變化及其調(diào)控開展了研究。模擬酸雨環(huán)境下，番茄葉片受到了氧化脅迫，丙二醛(MDA)含量增加，番茄葉片光合作用關(guān)鍵酶基因果糖-1，6-二磷酸酶（FBPase）、景天庚酮糖-1，7-二磷酸

3、酶（SBPase）、Rubisco小亞基（rbcS）的表達量顯著下降，導(dǎo)致凈光合作用速率(Pn)降低。對番茄進行丁香假單胞桿菌番茄變種（Pseudomonassyringae pv.tomato strain DC3000，Pst DC3000）、灰霉（Botrytis cinerea）等病原生物的接種，發(fā)現(xiàn)模擬酸雨環(huán)境較正常環(huán)境番茄細菌性葉斑病、灰霉病的發(fā)病率顯著增加。預(yù)處理油菜素內(nèi)酯(Brassinosteroid，BR)后，不僅對

4、酸雨環(huán)境下光合作用速率、卡爾文循環(huán)酶基因表達的下降有所緩解，Pst DC3000的菌落數(shù)及Botrytis cinerea的Actin基因表達也顯著降低。對其機制進行分析發(fā)現(xiàn)，預(yù)處理BR顯著提高了PR1、NPR1、PI1、PI2等抗病基因的表達，病原物體外生長的實驗發(fā)現(xiàn)酸雨并未提高Pst DC3000、Botrytis cinerea等病原生物的生長量，相反表現(xiàn)出一定的抑制作用。因此推斷外源BR對模擬酸雨環(huán)境下細菌性葉斑病、灰霉病的緩解

5、和其提高番茄作物的抗性有關(guān)。
　　2、開展了亞高溫、高濕環(huán)境下番茄對細菌性葉斑病的抗性變化及其機制的研究。在亞高溫及高濕環(huán)境下，番茄接種Pst DC3000后菌落數(shù)增加，發(fā)病率提高了60％。進而對亞高溫下番茄熱激轉(zhuǎn)錄因子（HsfA1a）及熱激蛋白（HSPs）的基因表達進行了測定，發(fā)現(xiàn)亞高溫下Hsf1a、Hsp20、Hsp40、Hsp90、Hsp100等基因的表達均顯著上調(diào)，而在TRV∶HsfA1a植株中，HsfA1a及HSPs的基

6、因表達量較TRV∶0對照植株均顯著下調(diào)，PR1基因則顯著上調(diào)，亞高溫下Pst DC3000的發(fā)病也到了明顯的緩解。此外，亞高溫下Pst DC3000在體外的生長明顯比常溫下緩慢。綜合這些結(jié)果，認為亞高溫環(huán)境下番茄對Pst DC3000的抗性減弱與HsfA1a轉(zhuǎn)錄因子調(diào)控HSPs表達上調(diào)有關(guān)。
　　3、開展了亞高溫、高濕環(huán)境下番茄對煙草花葉病毒病(TMV)的抗性變化及其機制的研究。亞高溫、高濕環(huán)境不僅加重了普通番茄(Ailsa)中煙

7、草花葉病毒病的發(fā)生，抗性種質(zhì)Tm-22接種TMV后在亞高溫、高濕環(huán)境下也出現(xiàn)了一定的發(fā)病情況，TMV-cp基因表達較常溫對照植株明顯提高，出現(xiàn)了抗性衰退的現(xiàn)象，R基因下游的基因EDS1、SGT2等的表達量并未明顯上調(diào)。HsfA1a及系列HSPs基因相對表達量在Tm-22及其野生型Ailsa中均明顯上調(diào)。在TRV∶HsfA1a植株中，HsfA1a的基因表達量較TRV∶0對照植株均顯著下調(diào)，常溫和亞高溫下TMV的發(fā)病在TRV∶HsfA1a植