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油菜抗感品种接种根肿菌防御酶活性及转录组分析

郭珍;陈国康;马冠华;张炜;张苏芸

  由芸薹根肿菌(Plasmodiophora brassicae Woron.)引起的十字花科根肿病是世界上重要的土传病害之一,严重影响十字花科油料和蔬菜作物的产量及品质。我国十字花科根肿病最早在台湾发现,现已蔓延到华南、西南、华北及东北等地。根肿病作为典型的土传病害,其休眠孢子甚至可在土壤中存活20年以上,导致传统的病害防治手段收效甚微,而选育和利用抗病品种,则是目前十字花科根肿病防控较为有效的途径。深入探索十字花科寄主的抗病机制,既是抗病品种筛选的基础,又可为寄主品种的抗性评价提供依据。为了探究抗病和感病两种油菜品种抗病机理及基因表达差异,首先通过水培法对感病品种(中双11号)和抗病品种(6M80)接种根肿菌,然后利用紫外分光光度法和Seq-RNA技术分别测定根部防御酶的活性及根部所有的转录序列。结果表明:接种根肿菌12d后抗病品种中CAT(Catalase)、SOD(Dismutases)、POD(Peroxidase)的活性达到峰值并且显著高于感病品种,分别为328.5U/(g·min),2 044.44U/(g,h)和55.70U/(g·min)。中双11号和6M80分别接种根肿菌0d、3d、6d、9d、12d后相比较,在比对到参考基因组唯一位置的229 408 692个基因中,有10 080个差异表达基因(Different expression genes,DEGs),其中有4 494个DEGs表达上调,5 090个表达下调。将DEGs进行功能注释,表明大多数DEGs参与信号转导、生物代谢、转录及防御机制。在抗病和感病品种之间存在121与抗性相关的DEGs,这些DEGs与病菌相关分子模式(Pathogen-associated molecular patterns,PAMPs)、钙离子流编码基因、转录因子、激素信号、防御酶及细胞壁修饰相关。在抗病品种中尽管POD相关的基因下调,但是CAT和SOD相关的基因上调,并且转录因子、激素信号传导以及细胞壁修饰相关基因表达与感病品种之间存在差异。本研究探索油菜抗感品种接种根肿菌后相关生化指标表型上的差异及了解转录水平上油菜抗病品种与感病品种抗根肿病之间的差异,为进一步了解根肿菌侵染油菜后抗性基因的分子代谢提供了依据。……   
[关键词]:根肿菌;油菜;抗性;防御酶;转录组
[文献类型]:会议论文
[文献出处]: 《中国植物病理学会2017年学术年会论文集2017年