不同抗性甘蔗品种应答黑穗病菌侵染的生理生化特性及蛋白质组学研究
发布时间：2020-07-15 06:44
【摘要】：甘蔗是重要的经济作物,种植在包括中国在内的90多个国家。病害是甘蔗产量和糖分含量下降的主要影响因素。在甘蔗种植区,黑穗病已经成为全球性的重要疾病,且患病率在逐年提高。如果感染严重,可造成甘蔗生产20%-50%的损失。目前,控制甘蔗黑穗病最经济且有效的措施是用抗病品种来代替感病品种。然而甘蔗对黑穗病的抗性机制仍知之甚少。本研究选用抗黑穗病品种桂糖29号(GT29)和感黑穗病品种崖城71-374(Yacheng71-374)。处理组用浸渍法接种黑穗病菌,对照组用无菌水模拟接菌,在接菌30 d、60 d、90 d和180 d后测量株高、鲜重、叶面积、叶绿素含量的变化,并测定两个品种甘蔗叶片的几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶、过氧化氢酶活性的变化及生长素、细胞分裂素、乙烯含量变化。使用iTRAQ蛋白质组学分析技术对接菌180 d的样品进行差异表达蛋白分析。试验结果如下:1.通过比较甘蔗感病后株高、鲜重、叶面积、叶绿素含量的变化,发现与对照相比,在感病前期(30 d、60 d)株高高于对照,但植株鲜重并没有显著高于对照,表现为前期植株徒长,蔗株细长;在感病后期株高、鲜重均显著低于对照,且在感病后叶面积减小,Yacheng71-374差异最为显著,但叶绿素含量变化在不同时期表现不同。2.在整个侵染期间,几丁质酶、β-1,3-葡聚糖酶活性以及生长素、细胞分裂素含量总体呈逐步下降趋势,而过氧化氢酶活性呈上升趋势,可能甘蔗在不同时期应答黑穗病抗性机制不同,同时感病品种与抗病品种的防御机制可能存在差异。3.对接菌180 d后样品采用iTRAQ技术进行蛋白质组学分析,结果显示GT29中有定量信息蛋白1429个,差异表达蛋白290个,其中上调表达蛋白153个,下调表达蛋白137个;Yacheng71-374中有定量信息蛋白1576个,差异表达蛋白125个,其中上调表达蛋白55个,下调表达蛋白70个。抗病品种GT29中差异表达蛋白数多于感病品种Yacheng71-374,且GT29在KEGG富集到的代谢通路也更多,可能感病后抗病品种的免疫调节机制更为复杂,涉及的调控通路网更广。经对光合作用、抗氧化系统、钙信号、苯丙烷类代谢、激素相关差异表达蛋白分析,发现光合作用通路、POD、ABA、钙信号通路相关蛋白在两个品种中多为上调表达,且GT29的上调表达蛋白数多于Yacheng71-37,可能参与甘蔗后期对黑穗病的应答。在本实验中没有发现苯丙烷类代谢途径及一些酶(GPX、APX、SOD、GST、CAT)和激素(IAA、ETH、GA)参与甘蔗的抗病过程。
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S435.661
【图文】：
２．２结果与分析逡逑２．２．１邋ＰＣＲ检测结果逡逑琼脂糖凝胶电泳检测结果（图２－１）表明，ＧＴ２９和Ｙａｃｈｅｎｇ７１－３７４接种黑穗逡逑病的植株均与阳性对照一样可以扩增出４５９邋ｂｐ左右的条带，对照植株则无此条逡逑带。扩增的ＰＣＲ片段的序列与ＧｅｎＢａｎｋ中公布的ｂＥａｓｔ交配型基因的序列相同，逡逑证实处理组甘蔗己感染黑穗病菌（ＧｅｎＢａｎｋ登录号为ＫＹ５７５２８３－ＫＹ５７５２８４）。逡逑Ｒ＿逡逑图２－１分别从对照和接种黑穗病菌甘蔗中提取ＤＮＡ的ＰＣＲ扩增产物电泳图逡逑Ｍ，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ邋ｓｉｚｅ邋ｍａｒｋｅｒ邋（１００邋ｂｐ－５０００邋ｂｐ）；邋Ｐ，黑穗病孢子邋ＤＮＡ邋作为正对照；Ｎ，逡逑无菌水作为负对照；Ｇ（Ｔ），ＧＴ２９邋处理；Ｇ（Ｃ），ＧＴ２９邋对照；Ｙ（Ｔ），Ｙａｃｈｅｎｇ７１－３７４逡逑处理；Ｙ（Ｃ），Ｙａｃｈｅｎｇ７１－３７４邋对照逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋ＰＣＲ邋ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｄｕｃｔｓ邋ｏｆ邋ＤＮＡ邋ｉｓｏｌａｔｅｄ邋ｆｒｏｍ邋ｔｈｅ邋ｃｏｎｔｒｏｌ邋ａｎｄ邋ｓｍｕｔ逡逑ｉｎｏｃｕｌａｔｅｄ邋ｓｕｇａｒｃａｎｅ邋ｐｌａｎｔｌｅｔｓ．逡逑Ｍ，邋Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ邋ｓｉｚｅ邋ｍａｒｋｅｒ邋（１００邋ｂｐ－５０００邋ｂｐ）；邋Ｐ，邋Ｓ．邋ｓｃｉｔａｍｉｎｅｕｍ邋ＤＮＡ邋ａｓ邋ｐｏｓｉｔｉｖｅ；邋Ｎ？逡逑Ｓｔｅｒｉｌｅ邋ｗａｔｅｒ邋ａｓ邋ｎｅｇａｔｉｖｅ；邋Ｇ（Ｔ），邋ＧＴ２９邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；邋Ｇ（Ｃ），邋ＧＴ２９邋ｃｏｎｔｒｏｌ；邋Ｙ（Ｔ），逡逑Ｙａｃｈｅｎｇ７１－３７４邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；邋Ｙ（Ｃ）
逦不同抗性甘廉品种应答黑稍？病菌Ｔ受染的生理生化特性及蛋白质组学研究逡逑２．２．２．１甘蔗与黑穗病菌长期互作中株氋的变化逡逑由图２－２可知，在３０ｄ时，Ｙａｃｈｅｎｇ７１－３７４处理株高显著高于对照，在６０ｄ逡逑时ＧＴ２９处理株高显著高于对照，而在９０邋ｄ和１８０邋ｄ时，两个品种的处理株氋均逡逑显著或极显著低于对照。逡逑１８０－逦ＯＧＴ２９＾逡逑－１４０－逦ＢＶｓｃ＿ｎ－：Ｊ？４邋处理逡逑之邋ｉ２（Ｈ逦＾邋Ｂ３逡逑■ａ邋ｌｏｏ－逦：：？ｊ，逡逑Ｘ邋８０－逦ｗｔ逡逑－逦「勹逦？；＞？逡逑￡邋６０逦广Ｉ逦内杬逡逑＾４0－邋＾邋Ｍ邋１＃ｉ邋ｗ逡逑２。歐逦l矗海叮螅哄义希ィ唬ぃ垮危浚浚垮危荆唬粒村义希常板危叮板危梗板危桑樱襄义希模幔箦澹幔妫簦澹蝈澹椋睿铮悖酰欤幔簦椋铮铄义贤迹玻哺收崞分郑牵裕玻购停伲幔悖瑁澹睿纾罚保常罚唇又趾谒氩【蟛煌逼谥旮叩谋浠义希ǎ恚担ハ灾运剑恚保ハ灾运剑╁义希疲椋纾澹玻插澹茫瑁幔睿纾澹箦澹铮驽澹穑欤幔睿翦澹瑁澹椋纾瑁翦澹椋铄澹螅酰纾幔颍悖幔睿邋澹觯幔颍椋澹簦椋澹箦澹牵裕玻瑰澹幔睿溴澹伲幔悖瑁澹睿纾罚保常罚村澹幔翦义希洌椋妫妫澹颍澹睿翦澹簦椋恚邋澹幔妫簦澹蝈澹担澹螅悖椋簦幔恚椋睿澹酰礤澹椋睿铮悖酰欤幔簦椋铮铄澹ǎ澹颍澹穑颍澹螅澹睿簦箦澹螅椋纾睿椋妫椋悖幔睿翦澹幔翦澹担ュ澹欤澹觯澹欤义希颍澹穑颍澹螅澹睿簦箦澹螅椋纾睿椋妫椋悖幔睿翦澹幔翦澹保ュ澹欤澹觯澹欤╁义希玻玻玻哺收嵊牒谒氩【て诨プ髦邢手氐谋浠义细收嵯手乇浠缤迹玻乘荆冢常板澹涫绷礁龈收崞分值南手卮砗投哉站掊义厦飨圆钜
本文编号：2756128
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：S435.661
【图文】：
２．２结果与分析逡逑２．２．１邋ＰＣＲ检测结果逡逑琼脂糖凝胶电泳检测结果（图２－１）表明，ＧＴ２９和Ｙａｃｈｅｎｇ７１－３７４接种黑穗逡逑病的植株均与阳性对照一样可以扩增出４５９邋ｂｐ左右的条带，对照植株则无此条逡逑带。扩增的ＰＣＲ片段的序列与ＧｅｎＢａｎｋ中公布的ｂＥａｓｔ交配型基因的序列相同，逡逑证实处理组甘蔗己感染黑穗病菌（ＧｅｎＢａｎｋ登录号为ＫＹ５７５２８３－ＫＹ５７５２８４）。逡逑Ｒ＿逡逑图２－１分别从对照和接种黑穗病菌甘蔗中提取ＤＮＡ的ＰＣＲ扩增产物电泳图逡逑Ｍ，Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ邋ｓｉｚｅ邋ｍａｒｋｅｒ邋（１００邋ｂｐ－５０００邋ｂｐ）；邋Ｐ，黑穗病孢子邋ＤＮＡ邋作为正对照；Ｎ，逡逑无菌水作为负对照；Ｇ（Ｔ），ＧＴ２９邋处理；Ｇ（Ｃ），ＧＴ２９邋对照；Ｙ（Ｔ），Ｙａｃｈｅｎｇ７１－３７４逡逑处理；Ｙ（Ｃ），Ｙａｃｈｅｎｇ７１－３７４邋对照逡逑Ｆｉｇ．邋２－１邋ＰＣＲ邋ａｍｐｌｉｆｉｃａｔｉｏｎ邋ｐｒｏｄｕｃｔｓ邋ｏｆ邋ＤＮＡ邋ｉｓｏｌａｔｅｄ邋ｆｒｏｍ邋ｔｈｅ邋ｃｏｎｔｒｏｌ邋ａｎｄ邋ｓｍｕｔ逡逑ｉｎｏｃｕｌａｔｅｄ邋ｓｕｇａｒｃａｎｅ邋ｐｌａｎｔｌｅｔｓ．逡逑Ｍ，邋Ｍｏｌｅｃｕｌａｒ邋ｓｉｚｅ邋ｍａｒｋｅｒ邋（１００邋ｂｐ－５０００邋ｂｐ）；邋Ｐ，邋Ｓ．邋ｓｃｉｔａｍｉｎｅｕｍ邋ＤＮＡ邋ａｓ邋ｐｏｓｉｔｉｖｅ；邋Ｎ？逡逑Ｓｔｅｒｉｌｅ邋ｗａｔｅｒ邋ａｓ邋ｎｅｇａｔｉｖｅ；邋Ｇ（Ｔ），邋ＧＴ２９邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；邋Ｇ（Ｃ），邋ＧＴ２９邋ｃｏｎｔｒｏｌ；邋Ｙ（Ｔ），逡逑Ｙａｃｈｅｎｇ７１－３７４邋ｔｒｅａｔｍｅｎｔ；邋Ｙ（Ｃ）
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本文编号：2756128
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