温度胁迫对北方根结线虫及与番茄互作相关基因影响研究

发布时间：2020-04-01 12:20

【摘要】：植物根结线虫病分布区域广泛,在世界各地都普遍发生,严重危害农作物,给农业生产造成了巨大的损失。北方根结线虫(Meloidogyne hapla)在中国北方低温条件下能够越冬存活,对中国北方的低温环境有较强的适应性。本研究在盆栽条件下将不同温度处理后的北方根结线虫的二龄幼虫(J2)接种番茄,通过酸性品红染色的方法观察根内二龄幼虫的发育情况,并用实时荧光定量PCR技术检测了不同温度胁迫下线虫体内寄生相关基因、温度胁迫后线虫侵染植物,植物体内与巨细胞形成和抗病相关的基因表达量的变化,探究温度胁迫对北方根结线虫定殖与发育及与线虫互作相关基因的影响,为利用生态控制方法防治北方根结线虫引起的线虫病害提供新的思路。通过研究取得了如下研究进展:1.明确了不同温度胁迫对北方根结线虫发育的影响。0°C和4°C可以促进北方根结线虫的发育,-2°C和40°C可以抑制北方根结线虫的发育。对北方根结线虫二龄幼虫进行-2°C、0°C、4°C、25°C和40°C的温度处理后侵染番茄,对接种后15 d和25 d后的番茄根进行根染色,统计不同温度处理的北方根结线虫在根内的发育情况。结果显示,0°C和4°C发育较快,接种15 d发育成三龄及25 d发育成四龄及雌虫的数量均显著高于25°C对照;-2°C和40°C处理后接种15 d发育成三龄及25 d发育成雌虫的数量均显著低于25°C对照。2.检测了不同温度胁迫后北方根结线虫侵染番茄诱导巨细胞形成相关基因的表达变化。结果表明,在0°C和4°C条件下处理北方根结线虫后侵染番茄,番茄巨细胞形成相关基因CCS52B的表达量高于25°C对照,证明0°C和4°C促进北方根结线虫的定殖与发育。用qRT-PCR技术检测不同温度胁迫下线虫侵染番茄后,不同天数CCS52B基因的相对表达量。结果显示,0°C及4°C胁迫后线虫侵染番茄,该基因表达量均随接种天数的增加呈现先升高后降低的趋势,在接种15 d到达顶峰,显著高于25°C对照,说明这两个温度处理后的北方根结线虫可能会诱导巨细胞的形成,为线虫提供发育所需营养。3.分析了不同温度胁迫后北方根结线虫侵染番茄后番茄的抗病相关基因表达变化情况。结果表明,在-2°C和40°C条件下处理北方根结线虫后侵染番茄,番茄活性氧合成相关基因RBOH1及过氧化物酶相关基因EP5C的相对表达量均高于25°C对照,证明-2°C和40°C抑制北方根结线虫的定殖与发育。用qRT-PCR技术检测不同温度胁迫下线虫侵染番茄后,不同天数番茄RBOH1和EP5C的相对表达量。结果显示,-2°C和40°C处理后北方根结线虫侵染番茄,两个基因的表达相比25°C均显著上调,说明这两个温度处理后线虫侵入寄主,刺激寄主植物大量爆发活性氧,合成更多过氧化物酶。4.检测了不同温度胁迫后北方根结线虫与寄生相关的基因表达变化趋势。结果表明,4°C条件下处理的北方根结线虫,线虫体内的分支酸变位酶基因、果胶酸裂解酶基因和钙网蛋白基因的表达量均高于25°C对照,证明4°C能够促进北方根结线虫定殖与发育。用qRT-PCR技术检测不同温度胁迫后北方根结线虫分泌的分支酸变位酶、果胶酸裂解酶和钙网蛋白基因的相对表达量。结果显示,4°C处理后北方根结线虫分支酸变位酶、果胶酸裂解酶和钙网蛋白基因表达均显著高于对照,说明该温度会使线虫分泌更多的分支酸变位酶、果胶酸裂解酶和钙网蛋白。本试验通过对根内线虫染色的方法测定了北方根结线虫在番茄根系内的发育情况,并检测线虫与番茄互作中相关基因的表达量,结果表明低温0°C和4°C可以促进北方根结线虫的定殖与发育,-2°C和40°C会抑制其定殖与发育。番茄中与巨细胞形成相关基因在0°C和4°C时表达量显著高于25°C对照,番茄ROS相关基因在-2°C和40°C时显著高于对照,北方根结线虫寄生相关基因在4°C显著高于对照。这一结果揭示了北方根结线虫可以在北方寒冷冬季进行越冬的原因,为进一步了解北方根结线虫的生物学和北方根结线虫的综合治理提供了基础数据支持。
【图文】：

第一章 根结线虫定殖与发育研究进展独特的取食位点(Gheysen and Fenoll, 2002)。而线虫的食道腺分泌物有可能织中时先储存在细胞质膜外或者通过口针的小开口运输到植物细胞质中，泌物中的某种专化性分子会与植物细胞上的某种分子结合调控某些基因。在侵染感病植物时，线虫食道腺的分泌物会通过口针运输到植物细胞质接的修饰基因的表达，使植物组织内的基因发生复杂的变化从而在线虫寄断的为线虫提供发育所需要的营养。

沈阳农业大学硕士学位论文洗 5 次，放入灭菌的自制孵化池中，再将孵化池放在直径为 9 cm 的塑料培养皿中入无菌水，放入 25°C 恒温箱中黑暗培养，每隔 24 h 换 1 次水，保证试验所用的的力一致。南方根结线虫采自实验室温室大棚发病严重的番茄根系。将番茄从土壤中拔出后将根系洗净，用镊子小心从番茄根系上挑取卵囊，将卵囊放入 NaClO 中消毒 2 min无菌水冲洗 5 次，放入已灭菌的自制孵化池中，再将孵化池放在直径为 9 cm 的塑养皿中，倒入无菌水，放入 25°C 恒温箱中黑暗培养，每隔 24 h 换水 1 次，保证试用的 J2 活力一致。
【学位授予单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S432.45

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本文编号：2610446