向日葵種質資源評價及抗感品種對黑莖病菌的基因表達差異.pdf

1、向日葵(Helianthus annuus)是菊科（Compositae）向日葵屬一年生草本植物，具有較高的經(jīng)濟價值和食用價值，也是我國重要的油料作物之一。向日葵遺傳資源豐富，種類繁多，通過人工培育，在不同生境上形成許多品種，主要有食用型、油用型和中間型三種類型。向日葵黑莖病菌(Leptosphaeria lindquistii)是向日葵的一種檢疫性真菌病害。據(jù)報道，此病害在我國新疆等局部地區(qū)時有發(fā)生。近年來，國內外對黑莖病菌的形態(tài)鑒定

2、、病癥分析及特異分子檢測研究較多，也有零星的向日葵黑莖病抗性育種的分子機制研究報道。本研究以食用和油用型向日葵種子各20種為材料（24種來自美國，為天津出入境檢驗檢疫局贈送，16種購自國內）。分別測定并比較分析了兩類型向日葵在籽實和籽仁的大小、籽仁蛋白質含量、油脂含量、脂肪酸組成和相對含量、以及碳水化合物含量；提取40種向日葵植株基因組DNA，用ITS通用引物ITS1/ITS4對其內轉錄間隔區(qū)進行了PCR擴增以及擴增產(chǎn)物雙向測序，運用C

3、lustalx1.81和BioEdit7.0.9軟件參照GenBank中已登陸的向日葵ITS區(qū)序列進行序列比對并結合MEGA5.10軟件構建進化樹，用DNASP5.0和Network軟件進行多樣性分析；以對黑莖病高抗(MT792G)和易感(康地KWS303)的向日葵作為植物材料，以我們分離并經(jīng)ITS分子鑒定了的黑莖病分離物BXC1為病原菌，對抗、感向日葵品種進行接菌，接菌10天后當病癥明顯時，運用熒光定量PCR技術，檢測所選的16個基因

4、在抗、感向日葵病癥莖組織之間的基因表達差異。
　　本研究主要內容包括：⑴形態(tài)和主要成分分析結果表明：食用型向日葵籽實和籽仁(長/短徑籽實：1.75±0.21/0.79±0.08cm；籽仁：1.18±0.06/0.54±0.05cm)較油用型大（長/短徑籽實：1.04±0.10/0.52±0.06cm；籽仁：0.88±0.07/0.45±0.04cm)；前者種皮多為灰底白紋，而后者種皮多為黑色，籽實飽滿充實；食用向日葵籽仁蛋白平均含

5、量(19％)高于油用向日葵籽仁(15%)；食用和油用向日葵籽仁含油量范圍分別為30.03%~42.37%和30.00%~47.24%；向日葵籽油的主要成分為棕櫚酸、硬脂酸、油酸和亞油酸，其中油酸和亞油酸的相對含量較高，共約占90%；70%食用向日葵籽亞油酸含量豐富，達到60%以上，58%油用向日葵籽中油酸含量較高，達到80%以上；籽仁總糖、還原糖和非還原糖含量在食用和油用向日葵之間均無顯著差異。食用和油用型向日葵籽一些主要成分（如蛋白含

6、量、油脂成分）差異，可作為向日葵新品種選育目標。食用和油用型向日葵的劃分主要還是依據(jù)于其種皮形態(tài)、籽粒大小以及嗑食方便性。⑵ITS序列分析及聚類結果表明：向日葵ITS序列的長度為650bp，其中ITS1長267bp，5.8S長159bp，ITS2長224bp，ITS序列中存在9個堿基變異位點；GC含量達52.4%，具有3個單倍型，單倍型多樣性(Hd)為0.532。向日葵ITS序列的單倍型和系統(tǒng)進化分析結果一致，并首次表明食用和油用型向日

7、葵基本分屬兩類，且食用型很有可能是從油用型向日葵演變而來。這一新穎結果為向日葵品種間親緣關系研究奠定了基礎。⑶基因表達定量PCR分析結果表明：PP2A、MnSOD1、HDZTF、BCCP、ELT和PDE共6個基因在感性植株對照中的基因表達量均高于抗性對照植株；但當接菌后，感性植株的基因表達量顯著下調，而在抗性植株的基因表達量卻顯著上調表達，表明這些基因的上調可能與其抗性有關；TST、CPC、CAT、CuZnSOD1、CuZnSOD2、M