蘋果葉片可溶性碳水化合物與褐斑病抗性的關(guān)系研究.pdf

1、蘋果褐斑?。∕arssonina mali）是我國蘋果樹生長季節(jié)最主要的病害之一，導致早期落葉，嚴重影響蘋果的產(chǎn)量和品質(zhì)。糖作為植物中重要的能量物質(zhì)和結(jié)構(gòu)組成，也是植物體內(nèi)重要的信號分子和滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)，調(diào)控著植物體內(nèi)成千上萬的基因表達，參與了植物對病原菌入侵的響應(yīng)。為探明蘋果葉片中蔗糖和山梨醇與褐斑病抗性的關(guān)系，本文分析了褐斑病接種條件下蘋果葉片可溶性糖含量及糖代謝關(guān)鍵基因SUSY等表達的變化，研究了山梨醇/蔗糖改變的轉(zhuǎn)基因蘋果及不同碳

2、源飼喂對蘋果褐斑病抗性的影響，并探索了蘋果不同種質(zhì)資源間葉片糖含量與褐斑病抗性的關(guān)系，主要結(jié)果如下:
　　1.感病品種‘太平洋玫瑰’(M.domestica Borkh.cv.Pacific Rose/PR)和抗病種‘山定子’(Malus baccata Borkh./S)葉片糖含量和糖代謝對褐斑病入侵的響應(yīng)結(jié)果表明:感病品種‘太平洋玫瑰’葉片接種褐斑病后，蔗糖與葡萄糖含量均表現(xiàn)為先下降后上升，且蔗糖含量和葡萄糖含量接種后期均高于

3、未接種，但在‘山定子’中無明顯變化。對糖轉(zhuǎn)運和代謝基因的表達分析發(fā)現(xiàn)，兩個品種在接種褐斑病菌后SWEET基因表達均下降，其中，MdSWEET1.1/1.2、MdSWEET2.4、MdSWEET3.9和MdSWEET3.10的表達變化最為明顯，均表現(xiàn)為接種72h后表達顯著降低。接種后隨時間的延長，MdSDH1和MdSPS表達量上調(diào)。這些結(jié)果表明，褐斑病接種對不同抗性材料葉片糖含量影響不同，且對感病品種糖酸含量影響較大，同時也表明糖代謝基因

4、可能參與了葉片對褐斑病原菌的響應(yīng)調(diào)控。
　　2.為探明蔗糖和山梨醇在蘋果褐斑病抗性中的作用，本論文分析了葉片蔗糖和山梨醇合成分別抑制的轉(zhuǎn)基因蘋果對褐斑病的抗性，并研究不同碳源飼喂蘋果葉片對褐斑病抗性的影響。結(jié)果表明，與野生型相比，山梨醇合成抑制轉(zhuǎn)基因株系山梨醇含量降低、蔗糖含量增加，抗病性下降，抗病基因表達下調(diào)，同時蔗糖合成抑制的轉(zhuǎn)基因蘋果葉片中山梨醇含量增加、蔗糖含量下降，抗病性增加，但抗病相關(guān)基因表達也下調(diào)，且幅度較大。這說明

5、蔗糖和山梨醇含量對褐斑病的調(diào)控可能通過抗病基因以外的機制進行。糖飼喂試驗進一步表明，飼喂蔗糖后‘嘎啦’蘋果葉片褐斑病發(fā)病加重，而飼喂山梨醇葉片褐斑病發(fā)病較輕。同時，飼喂蔗糖和山梨醇后抗病基因的表達均低于ck葉片，這些結(jié)果表明，蘋果葉片中山梨醇參與了對褐斑病的抗性，但其作用機制與相關(guān)的抗病相關(guān)基因表達關(guān)系不大。
　　3.為進一步確定糖及糖醇含量與蘋果對褐斑病抗性的關(guān)系，在課題組前期抗病性評價的基礎(chǔ)上，本論文對33種野生種質(zhì)資源和15

6、種品種種質(zhì)資源葉片進行了可溶性糖酸含量測定及其與抗病相關(guān)性分析。結(jié)果表明，無論在野生種質(zhì)資源還是栽培品種中葉片山梨醇、蔗糖、葡萄糖及蘋果酸的含量均與抗病性不存在明顯的相關(guān)性，但山梨醇的相關(guān)性明顯高于蔗糖。
　　4.以上的基因表達分析發(fā)現(xiàn)，SUSY基因的表達受褐斑病接種的誘導，為系統(tǒng)分析SUSY在糖代謝和抗病中的作用，本論文系統(tǒng)分析了蘋果基因組中SUSY家族基因結(jié)構(gòu)及其表達特性。結(jié)果表明，蘋果中的11個MdSUS基因分為三個類型，分