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《海南大学》 2017年
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荔枝果实对霜疫霉侵染抗性机制的初步研究

曹璐璐  
【摘要】:霜疫霉病(Litchi downy blight)是危害荔枝最严重的病害之一,不仅可以导致采前落花落果,还会加速采后果实褐变,降低果实的产量和商业价值。探究荔枝对霜疫霉病的抗病机制,可为研发防控措施、培育抗病品种提供基础。本研究首先建立荔枝对霜疫霉病的抗病性评价体系,评价多个荔枝品种对霜疫霉侵染的抗性,从中筛选出抗性稳定的抗、感病品种。进而以抗性稳定的抗、感病荔枝品种为研究材料,从表皮结构、生理指标和抗病性相关基因方面探究荔枝对霜疫霉病的抗病机制。主要研究结果如下:1、以4×104个·mL-1孢子囊浓度悬浮液为接种浓度时,'妃子笑'和'大丁香'离体果实病征发生速度适中,且在侵染第72h时的病情指数比较稳定,能够更好地区分品种间的抗病性差异。2012~2016年,用该指标体系评价了 15个荔枝品种对霜疫霉侵染的抗性。研究发现不同年份这些品种的抗性分级基本相同,证实了建立的抗性评价体系的稳定性。主栽品种'黑叶'和'桂味'分别表现为稳定的抗病性和感病性。2、以4×104个·mL-1荔枝霜疫霉孢子囊悬浮液接种抗病品种'黑叶'和感病品种'桂味'八成熟果实,用扫描电子显微镜观察了在接种后0h、1h、6 h、12 h、24 h、48 h、72 h和96 h的荔枝外果皮的结构变化。结果表明:'黑叶'的龟裂片平整,蜂窝结构呈凸起状,且结构致密紧实,'桂味'的裂片谷较深,蜂窝结构的壁薄且挺立,易于孢子囊和孢子的附着。随着时间的延长,两个品种的外果皮结构均有不同程度的损伤,而'黑叶'出现损伤所需时间较长。同一时间点,'黑叶'的损伤比较'桂味'轻。荔枝霜疫霉的侵染使外果皮结构破坏加快。荔枝霜疫霉菌在'黑叶'表皮完成整个生长周期的时间(96 h)比在'桂味' (72 h)长。与感病品种相比,抗性品种较为紧致的果皮蜂窝状结构可能是其表现抗性的原因之一。3、测定了抗性差异荔枝品种在接种0h、1h、6 h、12 h、24 h、48 h、72 h和96 h的荔枝果皮的生理生化指标。与'桂味'相比,新采收'黑叶'果实的总酚、类黄酮、花色素苷含量以及丙二醛(MDA)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化物酶(POD)、过氧化氢酶(CAT)、抗坏血酸过氧化物酶(APX)、谷肮甘肽还原酶(GR)、几丁质酶(CHT)、纤维素酶(Cx)、β-1,3-葡聚糖苷酶(GLU)和超氧化物歧化酶(SOD)活性比'桂味'高。两品种果皮MDA、PPO、PAL、POD、CAT、APX、GR、CHT、Cx和GLU活性在贮藏过程中都升高,而总酚、类黄酮和花色素苷含量以及SOD活性都降低。接种霜疫霉后,'桂味'的总酚、类黄酮、花色素苷含量以及PAL、POD、APX、GR和GLU活性变化较'黑叶'大。总体上说,'桂味'对霜疫霉侵染的生理响应较'黑叶'强烈,这可能是其表现感病的重要原因。4、根据CHT和POD基因保守结构域,在荔枝基因组中分别检索到169和75条CHT和POD基因序列。系统进化分析显示荔枝的CHT和POD都分为3类,分别命名为:LcCHTⅰ 类、LcCHTⅱ 类、LcCHTⅲ 类、LcPODⅰ 类、LcPODii 类和 LcPODⅲ类。在每一类选取部分基因(共9个)进行基因表达分析,RT-PCR显示基因的表达趋势与转录组分析的结果一致。几丁质酶的三个基因都被霜疫霉诱导表达,'桂味'的LcCHTⅰ 1和LcPODⅱ 1相对表达量变化幅度比较大;'黑叶'的LcCHTⅰ2相对表达量变化幅度比较大;LcPODⅰ1、LcPODⅰ2、cPODⅰ3和LcPODiDⅲ2被霜疫霉诱导表达,但是两个品种的相对表达量不同,而LcPOⅱ 1、LcPODⅲ 1不被霜疫霉诱导表达,但是'黑叶'的相对表达量均高于'桂味'。接种霜疫霉后,荔枝CHT和POD基因家族的部分基因被诱导表达,但同一家族的不同基因所起的作用是不同,基因的表达量不是都和酶活性的变化呈正相关。两个品种部分CHT和POD基因差异表达可能是其抗性不同的一个原因。
【学位授予单位】:海南大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:S436.67

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