【摘 要】
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烟草作为经济作物,病虫害对其产质量影响较大。常见的烟草病害包括烟草赤星病、青枯病和黑胫病等,导致烟草产量减少和质量下降。壬二酸（azelaic acid,Az A）可以诱导植物系统获得性免疫（systemic acquired resistance,SAR）,提高植物的抗病性。蛋白激酶GCN2（general control non-derepressible-2）参与了多种生物胁迫和非生物胁迫的
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烟草作为经济作物,病虫害对其产质量影响较大。常见的烟草病害包括烟草赤星病、青枯病和黑胫病等,导致烟草产量减少和质量下降。壬二酸（azelaic acid,Az A）可以诱导植物系统获得性免疫（systemic acquired resistance,SAR）,提高植物的抗病性。蛋白激酶GCN2（general control non-derepressible-2）参与了多种生物胁迫和非生物胁迫的应答,同时能够被Az A激活。虽然Az A可以诱导植物抗性,但是Az A诱导植物抗病性的作用机理尚不清楚。本研究采用不同浓度Az A喷施后烟草,并采用RNA-seq组学方法分析烟草响应Az A诱导的分子机理。同时,对Az A诱导烟草抗赤星病、青枯病和黑胫病的作用机制进行探索,研究结果包括以下几个方面:1.不同浓度的（0.25 m M、0.5 m M、1 m M和2 m M）Az A处理能提高烟草抗氧化酶活性,降低MDA含量,诱导抗氧化相关基因和抗病相关基因的表达,喷施0.5 m M、1 m M和2 m M的Az A后48 h烟草抗氧化相关基因和抗病相关基因的表达水平较高。2.采用RNA-seq技术对不同浓度的Az A喷施后48 h的烟草叶片进行转录组学分析。结果发现,喷施后48 h,不同浓度的Az A与对照（0 m M）相比共有620个差异表达基因,其中457个基因表达上调、153个基因表达下调。GO富集分析发现,差异表达基因主要参与乙烯激活的信号通路、水杨酸响应、丝氨酸/苏氨酸蛋白的调节等生物过程。KEGG分析表明,这些差异表达基因参与植物激素信号转导、MAPK信号通路-植物、植物-病原菌互作和苯丙烷生物合成等代谢途径。对这些差异表达基因进行筛选,共发现抗病相关的基因8个,抗氧化相关的基因5个。其中,抗病相关基因包括钙结合蛋白相关基因CML39、LRR受体样丝氨酸/苏氨酸蛋白激酶相关基因FLS2和WRKY转录因子相关基因WRKY3等。抗氧化相关基因包括过氧化物酶相关基因PER15、PER51、PER15和pox N1等。3.Az A喷施后48 h,分别接种赤星病菌、青枯病菌和黑胫病菌,结果发现Az A喷施能降低赤星病菌和黑胫病菌的病斑直径,其中0.5 m M的Az A处理后病斑较小。Az A喷施能降低青枯病的病情指数,提高烟草对青枯病的相对防效,其中2 m M的Az A相对防效较高。Az A通过提高烟草的SOD活性,降低MDA含量提高烟株的抗病性。抗病相关基因表达结果表明,Az A（0.5 m M和2 m M）通过提高烟草叶片的Nt NPR1、Nt PAL和Nt COMT等抗病相关基因表达提高烟草对青枯病菌和黑胫病菌的抗性。4.采用不同浓度Az A处理NtGCN2过表达烟草植株,结果发现Az A喷施能够提高转基因烟草的抗氧化酶活性,降低MDA含量。其中,0.5 m M的Az A处理烟草的抗氧化酶活性最高。赤星病菌接种实验发现,Az A喷施能够降低转基因烟草的病斑直径。DAB和NBT染色结果表明,Az A喷施提高了NtGCN2过表达烟草的抗氧化能力。以上结果说明,Az A可以增强NtGCN2转基因植株对赤星病菌的抗性。
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