番茄砧木對(duì)南方根結(jié)線蟲抗性鑒定及抗性機(jī)制研究.pdf

1、番茄(LycopersiconesculentumMill.)是我國(guó)設(shè)施栽培面積最大的蔬菜之一，因其復(fù)種指數(shù)高、連作重茬栽培較為普遍，致使番茄根結(jié)線蟲病高發(fā)，生產(chǎn)實(shí)踐中，采用抗性品種和利用抗性砧木嫁接栽培已成為防控根結(jié)線蟲病的有效方法。因此，鑒定篩選高抗番茄根結(jié)線蟲病的砧木品種，并確定其抗性機(jī)制具有重要的理論意義和應(yīng)用價(jià)值。為此，本研究在鑒定評(píng)價(jià)番茄砧木對(duì)南方根結(jié)線蟲抗性水平基礎(chǔ)上，系統(tǒng)研究了不同抗性番茄砧木幼苗相關(guān)生理代謝及特異蛋白表

2、達(dá)差異，以期揭示番茄砧木抗南方根結(jié)線蟲的生理機(jī)制，為選育高抗根結(jié)線蟲番茄砧木品種提供理論依據(jù)。主要研究結(jié)果如下：
　　 1.通過測(cè)定16個(gè)供試番茄砧木幼苗接種南方根結(jié)線蟲50d時(shí)的相對(duì)生長(zhǎng)量及相關(guān)病理指標(biāo)，結(jié)果表明，南方根結(jié)線蟲侵染對(duì)不同番茄砧木幼苗各器官相對(duì)生長(zhǎng)量、相關(guān)病理指標(biāo)及其變異系數(shù)的影響顯著不同，其中生長(zhǎng)量的變異系數(shù)以相對(duì)根鮮質(zhì)量較大，為20.20％，相對(duì)莖粗較小，僅6.22％。不同番茄砧木幼苗的根結(jié)指數(shù)(GI)、卵粒

3、指數(shù)(EI)、繁殖系數(shù)(RF)和病情指數(shù)(DI)也存在顯著差異，且其變化也不一致，表明根據(jù)單一指標(biāo)對(duì)幼苗抗病性進(jìn)行分類的結(jié)果會(huì)存在一定差異。
　　 2.研究表明，采用多指標(biāo)綜合聚類分析較單一指標(biāo)聚類分析更能準(zhǔn)確劃分番茄砧木抗南方根結(jié)線蟲的類群，而根據(jù)綜合指標(biāo)進(jìn)行隸屬函數(shù)運(yùn)算，則可確定供試番茄砧木對(duì)南方根結(jié)線蟲抗性的順序，由此建立了以系統(tǒng)聚類分析和隸屬函數(shù)運(yùn)算相結(jié)合的番茄砧木對(duì)南方根結(jié)線蟲抗性綜合鑒定評(píng)價(jià)方法。通過聚類分析和隸屬函

4、數(shù)相結(jié)合的方法，確定Baliya為免疫材料，BESUPA、坂砧2號(hào)、砧木606、砧木002、砧木001、TMS-150、Support、MIKADO、砧木401為抗病材料，Anka-T為耐病材料，坂砧1號(hào)、北京1號(hào)為感病材料，128、BF興津101、Ls-89為高感材料。
　　 3.研究了高感品種Ls-89與高抗品種坂砧2號(hào)幼苗接種南方根結(jié)線蟲前后活性氧代謝的差異。結(jié)果表明，未接種南方根結(jié)線蟲的番茄砧木幼苗，其根系與葉片活性氧水

5、平及SOD、POD、CAT等相關(guān)酶活性未因品種抗性不同而表現(xiàn)出顯著差異。接種南方根結(jié)線蟲后，兩品種幼苗根系與葉片O2·-生成速率和H2O2含量均表現(xiàn)出周期性升高，且坂砧2號(hào)顯著高于Ls-89，但MDA含量則以Ls-89顯著高于坂砧2號(hào)，表明高抗品種番茄砧木幼苗膜脂抗氧化能力較強(qiáng)；兩品種幼苗根系與葉片SOD活性均在侵染早期降低，且以坂砧2號(hào)降幅較大；但POD、CAT活性在侵染早期變化不大，至侵染中后期則顯著升高，表明番茄砧木幼苗SOD活性

6、對(duì)南方根結(jié)線蟲侵染較為敏感。
　　 4.不同抗性番茄砧木幼苗苯丙烷類代謝活性顯著不同，即使未接種南方根結(jié)線蟲，高抗品種坂砧2號(hào)幼苗根系與葉片苯丙烷類代謝相關(guān)酶活性及酚類物質(zhì)含量顯著高于高感品種Ls-89；接種南方根結(jié)線蟲后，兩品種根系與葉片PAL、TAL、PPO等3種酶活性與總酚、類黃酮等物質(zhì)含量變化規(guī)律基本一致，均呈周期性升高，但坂砧2號(hào)升幅顯著高于Ls-89；而根系與葉片木質(zhì)素含量逐漸升高，并且坂砧2號(hào)較Ls-89積累速率快

7、且升幅大。
　　 5.南方根結(jié)線蟲侵染顯著影響高感砧木Ls-89根系活力及葉片色素含量，而對(duì)高抗砧木坂砧2號(hào)影響不大。未接種南方根結(jié)線蟲的番茄砧木幼苗，其根系與葉片可溶性糖、可溶性蛋白、脯氨酸、細(xì)胞壁羥脯氨酸含量及幾丁質(zhì)酶與β-1，3-葡聚糖酶活性變化并未因品種抗性不同而有顯著差異；接種南方根結(jié)線蟲后，相關(guān)物質(zhì)含量及酶活性變化規(guī)律基本一致，均呈現(xiàn)周期性升高，且坂砧2號(hào)升幅顯著高于Ls-89。
　　 6.不同抗性番茄砧木幼

8、苗根系分泌物對(duì)卵孵化的影響不同，同一品種不同時(shí)期的根系分泌物對(duì)卵孵化的影響也不同。未接種南方根結(jié)線蟲的Ls-89根系分泌物刺激卵孵化，而坂砧2號(hào)與Baliya的根系分泌物則顯著抑制卵孵化。接種南方根結(jié)線蟲后，Ls-89幼苗根系分泌物刺激卵孵化的效果顯著高于其未接種幼苗；而坂砧2號(hào)在接種南方根結(jié)線蟲后7d、14d與35d的根系分泌物對(duì)卵孵化具有顯著的抑制效果，而接種后第21d與28d抑制效果不顯著，且與其未接種對(duì)照差異不顯著；Baliya

9、根系分泌物均顯著抑制線蟲卵的孵化，且與其未接種對(duì)照差異也不顯著。
　　 7.通過對(duì)高感砧木Ls-89、高抗砧木坂砧2號(hào)及免疫砧木Baliya幼苗接種南方根結(jié)線蟲21d前后根系分泌物的成分分析表明，不同抗性品種根系分泌物成分有所不同，同一品種接種南方根結(jié)線蟲前后根系分泌物成分也有所不同。通過對(duì)比分析初步確定，不同抗性番茄砧木幼苗接種線蟲21d根系分泌物中對(duì)根結(jié)線蟲侵染可能起作用的物質(zhì)為：鄰苯二甲酸二異辛酯、2，2’-亞甲基雙(4-

10、甲基-6-叔丁基)苯酚、鄰苯二甲酸二丁酯、L-抗壞血酸-2，6-二棕櫚酸酯、2-苯并噻唑酮、環(huán)莠隆、鄰苯二甲酸，6-乙基-3-辛基-2-乙基己酯、異硫氰酸環(huán)己酯、8-硬脂酸甲酯、順-9-十八碳烯醛、順-9，10-環(huán)氧硬脂酸、9，10-二羥基硬脂酸、3，7-二甲基-2，6-辛二烯醛、黃葵內(nèi)酯、硬脂酸，2-(2-羥基乙氧基)乙酯、磷酸，三(2-乙基己基)酯。
　　 8.通過對(duì)不同抗性番茄砧木幼苗根內(nèi)南方根結(jié)線蟲發(fā)育進(jìn)程及根際基質(zhì)卵及

11、二齡幼蟲數(shù)量的研究發(fā)現(xiàn)，接種南方根結(jié)線蟲導(dǎo)致Ls-89與坂砧2號(hào)幼苗根內(nèi)線蟲數(shù)量增加，但Ls-89根內(nèi)線蟲數(shù)量顯著高于坂砧2號(hào)，而免疫砧木Baliya根內(nèi)未發(fā)現(xiàn)二齡幼蟲。二齡幼蟲侵入坂砧2號(hào)根系的時(shí)間不僅遲于Ls-89，數(shù)量也顯著低于Ls-89，且侵入根系的二齡幼蟲發(fā)育為三齡及四齡幼蟲數(shù)量也顯著低于Ls-89。Ls-89與坂砧2號(hào)幼苗根際基質(zhì)內(nèi)二齡幼蟲數(shù)量因二次侵染均增加，但以Ls-89顯著高于坂砧2號(hào)，而Baliya根際二齡幼蟲數(shù)量持

12、續(xù)下降；根際卵數(shù)量變化較大，侵染后期Ls-89顯著高于坂砧2號(hào)，而Baliya幼苗根際未發(fā)現(xiàn)線蟲的卵。
　　 9.通過對(duì)接種南方根結(jié)線蟲的高感砧木Ls-89、高抗砧木坂砧2號(hào)與免疫砧木Baliya幼苗葉片全蛋白鑒定分析，共檢測(cè)到682個(gè)蛋白，其中32個(gè)蛋白點(diǎn)差異表達(dá)顯著，經(jīng)質(zhì)譜分析和NCBI數(shù)據(jù)庫搜索比對(duì)后，共鑒定了17個(gè)蛋白，分別是：peroxidaseprecursor(過氧化物酶前體)，glutathioneS1-tran

13、sferase，class-phi(谷胱甘肽S1-轉(zhuǎn)移酶)，ATPsynthaseCF1alphasubunit(葉綠體ATP合酶α亞基)，vacuolarH+-ATPaseA1subunitisoform(液泡H+-ATP酶A1亞基異構(gòu)體)，ATPsynthasebetaChain(ATP合酶β亞基)，chlorophylla/bbindingprotein(葉綠素a/b結(jié)合蛋白)，photosystemIlight-harvesti

14、ngchlorophylla/b-bindingprotein(光系統(tǒng)Ⅰ捕光葉綠素a，b結(jié)合蛋白)，ribulose-1，5-bisphosphatecarboxylase/oxygenaselargesubunit(1，5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶大亞基)，50SribosomalproteinL12，chloroplastic(葉綠體核糖體蛋白)，heatshock70protein(熱激蛋白)，HSP68=68kdaheat-s