【摘 要】
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目的:明确新疆不同地区向日葵列当的寄主范围,为采用农业防治措施防治向日葵列当提供依据。通过评价不同食葵品种(系)应对向日葵列当的抗性水平,再测量其中两个抗性不同的向日葵品种在向日葵列当侵染后的生物量及生理生化的影响和差异基因表达的影响,分析向日葵抗列当寄生的生理生化和分子机制,为新疆向日葵抗列当育种和防治措施提供参考。方法:采用盆栽法将新疆四个地点采集的向日葵列当种子与9科21种植物共培养,根据不
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目的:明确新疆不同地区向日葵列当的寄主范围,为采用农业防治措施防治向日葵列当提供依据。通过评价不同食葵品种(系)应对向日葵列当的抗性水平,再测量其中两个抗性不同的向日葵品种在向日葵列当侵染后的生物量及生理生化的影响和差异基因表达的影响,分析向日葵抗列当寄生的生理生化和分子机制,为新疆向日葵抗列当育种和防治措施提供参考。方法:采用盆栽法将新疆四个地点采集的向日葵列当种子与9科21种植物共培养,根据不同寄主植物根系上的列当寄生率判断四个地点向日葵列当的寄主范围;采用盆栽和根室法对13个新疆种植的食葵品种进行抗向日葵列当抗性鉴定,同时对两个抗性差异明显的向日葵品种接种向日葵列当评价向日葵列当对不同抗性品种的生物量和生理生化的影响;同时在列当不同寄生阶段取样进行转录组测序,分析不同抗性的向日葵品种接种向日葵列当后差异基因的表达情况。结果:1、四个地点的向日葵列当寄主范围差异不大,主要寄生菊科、茄科和葫芦科的作物,均能寄生向日葵、红花、番茄、烟草,且寄生率均为100%;也均可寄生胡萝卜,寄生率为25%。168团4连和182团5连的向日葵列当还可寄生葫芦瓜,寄生率为50%,石河子大学农试场和奇台县西北湾的向日葵列当还可寄生南瓜,寄生率均为25%,后者还可以寄生芹菜,寄生率为50%。四个地点的向日葵列当均不寄生辣椒、茄子、黄瓜、洋葱、玉米、小麦、甜菜、大豆、豌豆、蚕豆、扁豆和亚麻。另外发现并鉴定了向日葵列当的两个野生寄主花花柴和大蓟。2、在13份食葵品种(系)中筛选到一份高抗材料同辉31号、一份抗性材料17SPKS9XKS1和11份高感材料。选取的抗列当品种同辉31号接种向日葵列当后与对照相比植株形态、根茎叶的鲜干重和根冠比等生物量分配均无明显差异;感列当品种关尔一号361接种向日葵列当后与对照相比,根鲜重、茎鲜重和叶鲜重分别下降了49.94%、43.59%和44.90%,株高下降了58.09%,其他指标也均明显下降。3、不管向日葵列当接种与否以及接种后的时间,植株体内生理生化指标的含量和活性几乎都是根>叶>茎。向日葵列当接种7天时,两个品种ROS、MDA等含量以及POD等保护酶的活性受影响不是很大,但接种向日葵列当24天时,上述指标对照组几乎不受影响,但处理组变化很显著,变化幅度一般是根>叶>茎。4、向日葵列当经转录组测序共获得655.9Mb的clean reads,Q30均大于93.79%,GC含量在43.92%~45.29%,寄主向日葵根系共获得1164.8Mb的clean reads,Q30均大于94.00%,GC含量在43.73%~44.79%。向日葵列当接种7天时,对抗性向日葵品种根系的差异基因进行GO功能分析,差异基因主要参与了离子结合进程(22),KEGG富集分析差异基因主要参与了剪接体(3)和内质网的蛋白质加工(3)代谢通路;对感性品种根系的差异基因GO功能分析,差异基因主要参与了水解氧糖基化合物进程,KEGG富集分析差异基因主要参与了丁酸脂代谢;此时一共筛选到了两个潜在的抗性基因:HSP7C和CHI1。向日葵列当接种24天时,对抗性向日葵品种根系的差异基因进行GO功能分析,差异基因主要参与了生物过程进程(186)进程,KEGG富集分析差异基因主要参与了内质网的蛋白质加工(28)代谢通路;对感性品种根系的差异基因GO功能分析,差异基因也是主要参与了生物过程进程(2424)进程,KEGG富集分析差异基因主要参与了代谢途径(387);此时一共筛选到了21个潜在的抗性基因:C7A22、XTR8、FADX、LOX21、THIC、HMGB3、ATPAO4、DRP5A、CASP1、RNLX、CATA1、PHR1、KSL7、MDL2、C71DA、NRAT1、NIP21、STC、CSPLC、PLDP2、ATMRP9。q RT-PCR分析出了6个潜在的抗性基因:PPCK1、ATERF-1、ATHSP 22.0、TPS2、NCED1和RADL3。
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