大白菜主要产区根肿菌的单孢分离及分子鉴定

发布时间：2020-10-31 00:18

　　 芸薹属根肿菌是主要寄生在芸薹属植株根部的专性寄生菌,可以在大多数十字花科作物的任何生育期内完成侵染,导致作物生长迟缓、枯萎、乃至整株死亡。由于根肿菌存在生理小种多样性现象,且生存状态不稳定易变异,导致抗病品种选育工作开展困难。本研究采用本实验室建立的单孢分离技术体系和Williams鉴别系统对湖北利川、内蒙古通辽、陕西太白、北京(农科院)、河南南阳、辽宁大连以及云南昆明等7个地区的大白菜根肿菌进行单孢分离及生理小种鉴定;对鉴定出来的不同生理小种进行致病性、侵染性和防御酶方面的研究;利用根肿菌中ITS序列的保守性及差异性,在分子水平检测了不同生理小种之间的差异。具体结果如下:1.经鉴定本研究从7个地区中成功分离出Williams鉴定系统中1-16号生理小种中除5号、13号和16号生理外其他的13个小种,5号生理小种为对Williams的4个寄主都不致病的小种,而13号和16号小种本实验室在前期的研究中已从辽宁沈阳和山东青岛地区的根肿菌中成功分离得到。因此目前已集齐了在Williams鉴别系统中除非致病小种5号生理小种外全部小种。对7个地区分离到的单孢小种统计发现,4号生理小种均是供试地区的优势小种。2.对本实验室共分离到的15个单孢生理小种分别在感病材料‘SN143’和抗病材料‘SN205’中的发病情况和侵染情况进行比较分析,发现混菌的生理小种分型越多致病力越强;同一寄主上不同生理小种发病程度不同;对于同一小种来说,感病品种的侵染周期比抗病品种短,其中4号小种的侵染力和致病力都比较强。对受不同根肿菌单孢小种侵染的抗/感大白菜根系中CAT活性差异分析,发现接菌后CAT在抗/感大白菜根系中均在接菌12 d左右达到最高峰,且显著高于对照。而在接菌16 d左右时感病品种中CAT活性恢复正常但抗病品种中在持续显著高于对照,表明植物通过调节CAT活性抵抗根肿菌侵染主要发生在接菌后12天左右,抗病材料中CAT的作用更加持久。3.对受不同根肿菌单孢小种侵染的抗/感大白菜根系中POD活性差异分析,发现感病品种接种根肿菌单孢后第12 d开始POD活性显著高于对照,并持续到接菌后16 d以上;而抗病品种中POD活性在接菌后第8 d显著高于对照,之后迅速下降,在接菌后12 d显著低于对照。表明POD主要与植株受损后的修复有关,修复能力越强,POD含量降低的越早。另外,我们发现感病品种在接菌12 d时,4号小种与试验组的其他小种相比有显著差异,表明POD含量也与小种有关,可用于区分4号小种与其它生理小种。4.对受不同根肿菌单孢小种侵染的抗/感大白菜根系中SOD活性差异分析,发现感病品种接种根肿菌单孢后第4 d开始SOD活性显著高于对照,并持续到接菌后第8 d左右;而抗病品种中SOD活性在接菌后第8 d才显著高于对照并迅速恢复正常。表明SOD主要在大白菜对根肿菌的侵染早期起作用,感病材料能较早被侵染,故其SOD活性变化也较早。5.通过对CTAB法和硅藻土法提取的根肿菌DNA进行比较,发现CTAB法能更好地排除植物寄主的影响;对15种不同生理小种的ITS序列进行检测分析,发现ITS-1、ITS-2和18S处都具有差异,28S处没有差异。不同小种在这些ITS区域带型表现不同,可采用这4个ITS引物对根肿菌不同生理小种进行分子鉴定。总之,通过本项研究获得了根肿菌单孢生理小种15种;并明确了CAT和SOD可以作为早期筛选抗病品种的一项辅助指标,POD具有鉴定不同小种的能力;可运用ITS序列区分不同小种间存在的差异。
【学位单位】：沈阳农业大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S436.341.1
【部分图文】：

均各占 0.71%；6、16 号小种各 1 个单孢，均各占 0.36%。各个鉴定寄主发病情况如下图2-1。表 2-26 各地区根肿菌生理小种鉴定Table 2-26 Identification of Race of P. brassicae in Different Regions菌种地区Areas分离到的数目/个 Number of separations单胞总数Totalofseparations小种类型Total ofRace1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16内蒙古（通辽）2 2 22 3 29 4北京（农科院）1 23 1 1 26 4河南（南阳）1 22 1 2 1 27 5辽宁（大连）22 1 1 1 25 4辽宁（沈阳）23 1 3 13 40 4湖北（利川）1 11 1 2 2 2 1 20 7陕西（太白)6 2 27 1 2 2 40 6云南（昆明）1 19 1 1 1 1 1 1 26 8山东（青岛）1 3 21 1 2 16 2 1 1 48 9总数 10 8 2 190 0 1 3 3 6 7 37 5 2 2 4 1

生理小种Race侵染天数（d）Infection time 侵染情况SN143 SN205Infectious1 号 5 6Middle2 号 5 6Middle3 号 5 6Middle4 号 4 5Strong6 号 6 6Weak7 号 5 6Middle8 号 6 6Weak9 号 5 6Middle10 号 5 6Middle11 号 5 6Middle12 号 5 6Middle13 号 5 6Middle14 号 5 6Middle15 号 5 6Middle16 号 5 6Middle

菜品种‘SN205’接种根肿菌后 CAT 活性的变化趋势如图 3-1B 所示。接种不同根肿菌生理小种的几个时间点，大白菜品种‘SN205’根内 CAT 的活性全部高于未接种对照组。整体而言，对于接种根肿菌后的两个品种，大白菜品种‘SN143’的 CAT 活性与对照组相比呈先下降再升高的趋势，大白菜品种‘SN205’的 CAT 活性与对照组相比呈升高的趋势，且两者均在接种 12 d 后达到峰值。抗病品种中 CAT 活性升高延续的时间更长。每个时间点各个小种之间没有明显差异。其中感病品种接种 4 号生理小种在 12 d 活性达到最大为 796.5 U/g min，是对照组的 2.2 倍，在 12 d 活性达到最小的是 13 号生理小种为 613.5 U/g min，是对照组的 1.4倍。而抗病品种 12 d 时接种 4 号生理小种在活性达到最大为 964.6 U/g min，是对照组的 1.5 倍，在 12 d 活性达到最小的是 14 号生理小种为 807.4 U/g min，是对照组的 0.9倍。；接菌 16 d 时，接种单孢的大白菜根系中 CAT 活性尚显著高于对照。表明植株通过CAT 抵抗根肿菌单孢侵染主要发生在接菌后 12 d 左右，抗病品种中 CAT 的作用更加持久。
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本文编号：2863201