丛枝菌根真菌与香蕉Foc4的互作效应及其抗枯分子机制

发布时间：2020-07-29 08:57

【摘要】：香蕉(Musa spp.)是世界上重要的热带水果。然而香蕉产业因尖孢镰刀菌古巴专化型4号生理小种(Fusarium oxysporum f.sp.Cubense race 4,Foc4)引发的枯萎病遭到严峻的考验。丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌作为一种重要的植物生防菌一直受到普遍关注。本文利用易感品种巴西蕉组培苗为试验材料,以根内球囊霉(Glomus intraradices,Gi)和Foc4为供试菌,盆栽试验设计接种AM真菌和Foc4两种外源微生物,在不同接种浓度、接种时间以及接种顺序三个因素下,利用荧光定量PCR追踪两种微生物在香蕉根系中的物种丰度变化;为了探究菌根化巴西蕉的抗病机理和挖掘相关的抗病基因,本文通过转录组学手段分析巴西蕉在单一接种AM真菌、单一接种Foc4、双重接种AM真菌和Foc4以及对照组的根系差异表达基因,深入研究香蕉菌根抗枯的分子机制,挖掘菌根真菌对香蕉抗枯萎病的生物学功能。主要研究结果如下:1.采用实时荧光定量PCR,建立不同接种条件下,香蕉根系中的微生物的丰富度检测方法。AM真菌的扩增标准曲线方程Y=-3.14X+36,R~2=-0.999,E%=108.44。Foc4的扩增标准曲线方程Y=-3.46X+38.49,R~2=-0.992,E%=94.62。AM真菌和Foc4的特异性引物AMF_(250)50 Intra1/Intra2;Foc4_(242)FocSc-1/FocSc-2检测灵敏度高,特异性强,在同一体系中不受其他生物信息干扰,定量准确。2.接种AM真菌有效抑制香蕉枯萎病发生。在本研究中发现接种AM真菌Gi的巴西蕉病情指数下降27%;接种Gi对Foc4有显著的抑制作用,且随着接种浓度的增加抑制效果愈加明显,接种浓度为100%时生物丰富度抑制率最高达70%。Gi在香蕉根系的时间优势显著影响其对Foc4的抑制作用,根系中Foc4的生物量随着Gi接种时间优势增加而减少,提前四周接种Gi抑制效果最高。3.接种Gi显著提高巴西蕉可溶性糖、总抗氧化能力、抗氧化酶的活性,苯丙氨酸解氨酶活性和酚类物质的积累,与CK处理组相比接种Gi处理的可溶性糖含量提高69.07%,POD、CAT、SOD活性显著提高了170.00%,11.11%,31.13%,苯丙氨酸解氨酶活性和总酚含量分别提高了157.99%和99.02%。以上说明,AM真菌能促进香蕉积极响应枯萎病侵害,提高其生命活动的代谢能力。4.AM真菌能诱导巴西蕉的基因差异表达,总体上调基因个数小于下调基因个数,同时接种AM真菌和Foc4时,植物产生的基因差异数目最大,在KEGG通路富集分析表明,菌根共生诱导下次生代谢物的生物合成,苯丙烷类生物合成,苯丙氨酸代谢,淀粉和蔗糖代谢,植物激素信号转导,氨基糖和核苷酸糖代谢,吞噬,甘油磷脂代谢,类黄酮生物合成,氨基酸代谢,氧化磷酸化等途径有明显的差异表达。
【学位授予单位】：华侨大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2019
【分类号】：S436.68;S476
【图文】：

全文技术路线图

丛枝菌根真菌与香蕉Foc4的互作效应及其抗枯分子机制

建立qPCR检测微生物丰富度的流程图

丛枝菌根真菌与香蕉Foc4的互作效应及其抗枯分子机制

荧光定量PCR的溶解曲线

【参考文献】