桃砧木根系與南方根結線蟲早期互作的組織病理學與轉錄組學研究.pdf

1、根結線蟲（Meloidogyne spp.）是一類世界上分布廣泛的植物專性內(nèi)寄生線蟲，種類繁多，寄主范圍廣，可侵染3000多種植物，每年可造成巨大的經(jīng)濟損失。其中南方根結線蟲(Meloidogyneincognita)是為害最嚴重的種之一，主要發(fā)生在溫帶和熱帶地區(qū)。
　　甘肅桃（Prunus kansuensis）野生種質資源適應性廣、抗性強，其中‘白根甘肅桃1號’種質對南方根結線蟲高抗，‘紅根甘肅桃1號’種質對南方根結線蟲免疫，

2、而‘貝蕾’(Ppersica)則對南方根結線蟲高感，是研究桃根結線蟲抗性的優(yōu)良種質。本研究為了精確鑒定線蟲侵染后植物早期表觀形態(tài)發(fā)生變化的時期，以進一步采用轉錄組學研究方法在分子水平上發(fā)掘抗性基因及解析其抗性調(diào)控機制。以抗南方根結線蟲的‘白根甘肅桃1號’和感病的‘貝蕾’為試材，比較抗、感材料在根結線蟲侵入早期其表型和組織結構變化差異，在組織病理學研究所定位的早期表型和組織結構變化差異明顯的時期的基礎上，以對南方根結線蟲免疫的‘紅根甘肅桃

3、1號’和感病‘貝蕾’為試材，通過對各時間點進行轉錄組測序分析，初步了解桃根結線蟲抗、感機理，對其抗性調(diào)控機制進行了解析，為深入研究桃根結線蟲抗性、輔助育種奠定了基礎。主要研究結果如下:
　　1.建立了桃根結線蟲抗性鑒定的離體快速鑒定方法?？稍谑覂?nèi)、在特定培養(yǎng)介質中，接種后通過染色后統(tǒng)計線蟲數(shù)量的方法在短時間內(nèi)對桃的根結線蟲抗性進行鑒定。
　　2.精確鑒定線蟲侵染后植物表觀形態(tài)發(fā)生變化的時期，并對其抗性機制進行了初步探索。通過

4、對抗病種質‘白根甘肅桃1號’和感病種質‘貝蕾’實生幼苗進行室內(nèi)人工接種南方根結線蟲，并對其接種后6、12、18、24、30、36、42、48 h的根尖進行染色觀察及接種后0、6、12、36、60、84 h的根尖組織結構變化進行石蠟切片觀察。發(fā)現(xiàn)‘白根甘肅桃1號’和‘貝蕾’的根結線蟲侵染規(guī)律基本一致:在接種12h后，根結線蟲開始侵入，接種12-30 h線蟲侵染數(shù)量逐漸增加，后根結線蟲沿維管束向上移動，根尖線蟲數(shù)量趨于減少。但與‘貝蕾’相比

5、，‘白根甘肅桃1號’的根結線蟲侵染數(shù)量顯著降低，在接種30h時，僅為‘貝蕾’線蟲侵染數(shù)量的28％?！赘拭C桃1號’根結構破壞程度明顯降低，侵入的線蟲主要聚集在一定區(qū)域，且在侵染84h時，線蟲聚集區(qū)域周圍的細胞出現(xiàn)壞死反應。
　　3.構建了抗、感桃早期根結線蟲侵染的轉錄組譜，在分子水平上對桃根結線蟲抗性機理進行解析。通過對免疫種質‘紅根甘肅桃1號’和感病種質‘貝蕾’實生幼苗進行室內(nèi)人工接種南方根結線蟲，并對其接種后0、6、12、3

6、6、60、84 h后根部總RNA進行高通量測序分析。對抗、感同時期進行比較，共發(fā)現(xiàn)7081個差異表達基因，其中3380個基因表達上調(diào)，3701個基因表達下調(diào)。在時期2，即侵染12 h時，抗、感材料間受根結線蟲侵染誘導的基因表達差異最大，可能是根結線蟲侵染引起桃基因水平大量表達的一個關鍵時期。轉錄組測序分析結果中發(fā)現(xiàn)了大量參與細胞組成、激素合成及抗性相關基因，這三類基因中有部分基因表達模式在抗、感材料中完全相反或表達量差異明顯，可能在根結