大白菜抗霜霉病防御信號途徑中相關(guān)基因的表達(dá)分析.pdf

1、大白菜(Brassica rapa L.ssp.pekinensis)是原產(chǎn)于我國的葉菜類蔬菜作物，全國各地均有種植，在蔬菜生產(chǎn)中占有重要的地位。在大白菜生產(chǎn)中，霜霉病是其主要病害，在生長的各個(gè)時(shí)期都可發(fā)生，嚴(yán)重影響了大白菜的產(chǎn)量和質(zhì)量。選育抗病品種，是保證大白菜安全優(yōu)質(zhì)生產(chǎn)的有效途徑之一。大白菜霜霉病抗性模式和信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的研究將為抗病性改良提供理論依據(jù)，對于抗病育種具有十分重要的意義。本研究利用大白菜高抗霜霉病DH系T12-19和易

2、感霜霉病的高代自交系91-112為材料，采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)分析了霜霉病接種和誘導(dǎo)處理后防御反應(yīng)過程中15個(gè)標(biāo)志基因的表達(dá)變化，以探明大白菜對霜霉病的抗性模式和參與防御反應(yīng)的主要信號途徑;同時(shí)，基于Gateway技術(shù)，構(gòu)建RNAi載體，研究了瞬時(shí)誘導(dǎo)基因沉默效率，為進(jìn)一步篩選抗霜霉病的候選基因奠定了良好基礎(chǔ)。主要研究結(jié)果如下:
　　1.接種大白菜霜霉病菌和甘藍(lán)霜霉病菌后，高抗霜霉病大白菜T12-19植株葉片在接種后24h出現(xiàn)

3、枯斑，表現(xiàn)過敏反應(yīng)，144h后，T12-19植株沒有發(fā)現(xiàn)霜霉病菌孢子層;而易感霜霉病大白菜91-112植株發(fā)病明顯，無過敏反應(yīng)，植株在接種后48h出現(xiàn)發(fā)病癥狀，在葉片邊緣出現(xiàn)水漬狀的侵染斑，接種后48到96h，水漬狀斑逐步擴(kuò)大向葉軸發(fā)展，病菌孢子層增多，在接種144h后，葉片上出現(xiàn)厚厚的霜霉病菌孢子層。
　　2.大白菜霜霉病菌接種離體葉片后，通過表皮顯微觀察發(fā)現(xiàn)，T12-19大白菜葉片上病菌孢子無變化，葉片表皮細(xì)胞未見病菌侵染吸器

4、結(jié)構(gòu);接種后4h，91-112大白菜葉片上病菌孢子生出萌發(fā)芽管并侵染細(xì)胞，72h葉片表皮細(xì)胞中觀察到吸器;通過苯胺藍(lán)染色熒光顯微觀察發(fā)現(xiàn)，接種后24h，T12-19大白菜葉片上病菌孢子周圍出現(xiàn)黑色區(qū)域，出現(xiàn)過敏反應(yīng)，96h出現(xiàn)壞死枯斑，無菌絲;接種后48h，91-112大白菜葉片上病菌孢子生長并形成吸器，96h，可觀察到包囊梗和菌絲。
　　3.采用實(shí)時(shí)熒光定量PCR技術(shù)分析了大白菜霜霉病防御反應(yīng)過程中15個(gè)標(biāo)志基因的表達(dá)變化，接種

5、大白菜霜霉病菌后發(fā)現(xiàn)T12-19植株，水楊酸合成關(guān)鍵基因EDS5及下游NPR1、TGA基因和轉(zhuǎn)錄因子WRKY70表達(dá)上調(diào)，茉莉酸途徑抑制基因JAZ轉(zhuǎn)錄水平在接種后72h也上升，茉莉酸和乙烯信號途徑中基因幾乎無表達(dá)變化;91-112在接種后，茉莉酸途徑標(biāo)志基因PDF1.2和乙烯途徑EIN2基因表達(dá)上調(diào)變化，水楊酸途徑相關(guān)基因表達(dá)無變化，這些結(jié)果表明T12-19可能存在霜霉病主效抗病基因，抗性模式是基因?qū)蚪閷?dǎo)模式，水楊酸信號途徑作為主要

6、的霜霉病防御信號途徑，從而引發(fā)植物系統(tǒng)性獲得抗性，在91-112防御霜霉病過程中，茉莉酸和乙烯信號途徑介導(dǎo)的基礎(chǔ)抗性途徑發(fā)揮了一定程度的作用。
　　4.用水楊酸、茉莉酸甲酯和乙烯利溶液處理易感霜霉病大白菜91-112，24h后接種大白菜霜霉病菌，進(jìn)行水楊酸途徑關(guān)鍵基因EDS5和NPR1以及病程相關(guān)蛋白基因PR-1、-2、-5和-9的表達(dá)分析。結(jié)果表明，通過水楊酸誘導(dǎo)，91-112大白菜植株基因EDS5、NPR1和PR-1表達(dá)在接種