植物抗性信号物质缓解番茄根结线虫的效应与其机制分析

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1、浙江大学硕士学位论文摘要近年来，设施农业已经成为我国现代农业的重要组成部分，在解决城乡副食周年供应、提高人民生活水平中发挥着重要的作用。但是，随着栽培年限的增加，某些经济效益高的作物复种指数高、单一作物连年种植，连作障碍的发生十分普遍，其中一大难题是根结线虫。据不完全统计，在我国北方蔬菜温室大棚中，有20％左右蔬菜大棚是因根结线虫病害毁棚，普遍率占30％左右，减产率80％左右，严重影响了蔬菜作物的产量和品质，成为设施栽培中亟待解决的瓶颈问题之一。在防治根结线虫方法上，国内外一般有化学药剂防治、物理防治、生物防治、农业措施防治以及抗性品种选育，但每种

2、方法都各有利弊。因此，探究蔬菜作物对根结线虫病害的响应，找到一种防治根结线虫有效且便利的方法无疑具有重要的现实意义。茉莉酸(JA)、水杨酸(SA)和一氧化氮(NO)等植物激素及信号分子不仅能够调控植物的生长、发育，还能在植物抵御外界环境胁迫中起到信号转导作用。本文以番茄品种浙杂205(SolanumlycopersicumL．cv．Zheza205)为试验材料，初步探索了外源JA、SA和NO对番茄根结线虫(root．knotnematode，Meloidogyneincognita，RKN)的抗性影响及其内在机制。所取得的主要研究结果如下：1、以易

3、感根结线虫病害的番茄品种浙杂205(SolanumlycopersicumL．Cv．Zheza205)为试验材料，研究了外源叶面施用JA、SA和NO对番茄根结线虫病害的缓解效应。根结线虫接种36天后对番茄根结数、植株生长、光合作用、叶绿素荧光参数及植株地上部和地下部电解质渗透率和膜脂过氧化水平进行了测定。结果显示，叶面喷施100uMJA、2000uMSA和250uMNO后不同程度缓解了番茄根结线虫病害效应，根结数与未进行任何处理的接种对照比较显著减少、番茄植株的光合能力、Fv／Fm、植株生物量等各项参数与对照相比均有所提高，而番茄根系的电解质渗透率

4、及膜脂过氧化水平在三种物质处理下均有所降低。其中，外源物质缓解番茄根结线虫的效应以JA最为明显，而SA和NO则表现相似。此外，三种信号物质尤其是外源JA显著提高了线虫抗性标记基因Mi的表达水平，可能在信号物质提高线虫抗性的过程中发挥一定的作用。II浙江大学硕士学位论文摘要2、上一章的研究结果表明外源JA、SA、NO均能不同程度缓解番茄植株的根结线虫伤害效应。本章分析了叶片施用三种物质对根结线虫接种条件下番茄根系关键抗性基因表达及信号物质含量的影响。根结线虫接种24天后，线虫接种及三种物质施用均显著提高了JA路径信号蛋白酶抑制剂研口基因的表达，而对用

5、，基因表达则无明显影响。而SA路径瞅一J基因的表达仅在SA／线虫接种复合处理中明显上调，番茄体内自由态SA的含量在线虫接种处理中也明显上调，但是其在JA／线虫接种、NO／线虫接种复合处理与单单线虫接种处理三者间表现相似，均远低于SA／线虫接种复合处理。NO次级信号基因GSNOR和其重要合成相关基因NR的表达水平及内源NO含量仅在NO／线虫接种复合处理中表现一定程度上调，其余处理均没有响应。据此我们推测SA与NO参与线虫抗性效应可能与JA信号途径相关，而JA抗性路径中用Ⅱ基因元件可能起到了重要的参与作用。3、根据上一章的实验结果，我们推测SA与NO参

6、与线虫抗线效应可能与JA信号途径相关，而JA抗性路径中用口基因元件可能起到了重要的参与作用。本章我们利用cPTIO对植物内源NO进行清除，并利用Vigs技术对JA信号转导路径调控因子用口基因进行基因沉默对这一推测进行了验证。实验结果表明，cPTIO抑制体内NO累积并不影响外源JA及SA对番茄根结线虫的抗性效应。而VIGS抑制JA信号路径H口基因表达后，显著提高了番茄根系中线虫的侵染程度，且明显抑制了外源JA、SA及NO对根结线虫的抗性效应。川口基因沉默植株中，JA／线虫接种、SA／线虫接种、NO／线虫接种复合处理与单单线虫接种处理四者间的根结数与光

7、合作用表现均相似，其根结数均显著高于未进行沉默的TRV处理，从而说明JA、SA和NO缓解线虫抗性效应均和JA路径日口元件相关。关键词：番茄，南方根结线虫，茉莉酸，水杨酸，一氧化氮，根结，光合作用，生物量，丙二醛，基因表达，病毒诱导基因沉默IlI浙江大学硕士学位论文AbstractFacilityagriculturehasbeenanimportantcomponentofmodemagricultureinChinaduringrecentyears，itplaysfundamentalroleinnon—staplefoodsupplyandi

8、nraisingpeople’Slivinglevelthroughoutourcountry．HoweveLwithth