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北方根结线虫(Meloidogyne hapla)是冷凉作物区重要的病原线虫,危害严重。本文研究了北方根结线虫对温度、无机化合物和pH的适应性,初步探索了北方根结线虫在温度和无机化合物胁迫下的生理代谢响应特征,为生态防控北方根结线虫提供参考依据。结果如下:1.明确了北方根结线虫对温度的适应性:通过不同温度处理,发现北方根结线虫J2低温半致死温度(S50)为-2.22℃,高温S50为40.28℃;卵囊的致死低温为-18℃,41℃的卵囊孵化率为13.00%;且防冻脱水、冷激和冷驯化均可提高J2低温存活率。证实了北方根结线虫具有一定的耐寒性,但耐热能力较弱。2.明确了北方根结线虫对无机化合物和pH的适应性:通过8种无机化合物及不同pH 处理,发现北方根结线虫 J2 对 NH4HCO3、FeCl3·6H2O、CuC12·2H2O 和 CuSO4·5H2O敏感,LC50 分别 5.96 mM、0.77 mM、0.16 mM 和 0.16 mM,J2 存活的 pH 值范围为 4～12,说明该线虫对pH的适应性较强,且敏感化合物抑制北方根结线虫卵囊孵化。3.成功获得了温度处理和龄期处理下的北方根结线虫全长转录本:利用Iso-seq技术对北方根结线虫测序,得到70730条全长转录本,功能注释到61600条,并预测出1243个AS事件,26906个SSR和38787个完整CDS区以及3320个LncRNA。4.确定了北方根结线虫的内参基因:结合软件ACq、geNorm、Normfinder和BestKeeper以及RefFinder,评估11个候选内参基因在不同处理下的稳定性,并用Mh-Hsp90验证。最终确定RpS6和Mdh以及双内参RpS6+Mdh为适宜的内参基因。5.明确了北方根结线虫在温度胁迫下的生理代谢响应特征:通过检测北方根结线虫J2体内水解氨基酸的含量和脯氨酸合成途径关键酶的酶活及其基因表达情况,发现P5CS酶活随4℃胁迫时间的延长先升高后降低,MhP5CS和MhProC表达量增加,且脯氨酸含量增加,表明在温度胁迫下脯氨酸的积累主要依赖P5CS和ProC合成途径。通过检测钙信号途径,PI3K-AKT信号途径以及MAPK信号途径相关蛋白含量和相关基因表达情况,发现CaM含量以及MhCaM和MhCa2+ATPase表达量在低温胁迫下均升高,表明北方根结线虫J2通过CaM和Ca2+ATPase调节Ca2+浓度进而传导胁迫信号;此外,14-3-3 蛋白含量以及Mh14-3-3、MhAKT、MhHsp90(除-12℃处理外)和MhHsp70(除-12℃处理外)表达量均增加,说明PI3K-AKT信号途径的14-3-3蛋白和AKT直接抑制促凋亡蛋白(BAD)和FOXO,同时MAPK信号途径的AKT和Hsp70抑制JNK(c-Jun N-terminal kinase)进而抑制细胞凋亡途径。结果表明MAPK-AKT信号途径共同抑制BAD和FOXO,维持细胞正常存活。6.明确了北方根结线虫在无机化合物胁迫下的生理代谢响应特征:通过检测北方根结线虫J2体内水解氨基酸的含量和脯氨酸合成途径关键酶的酶活及其基因表达情况,发现FeCl3·6H2O和CuSO4·5H2O胁迫后OAT的酶活和MhOAT表达量均升高,表明脯氨酸的积累主要依赖OAT合成途径。而NH4HCO3胁迫后PDH酶活和MhPDH表达量均升高,脯氨酸减少,表明NH4HCO3促进脯氨酸降解。通过检测钙信号途径,PI3K-AKT信号途径以及MAPK信号途径相关蛋白含量和相关基因表达情况,发现CaM含量以及MhCaM和MhCa2+ATPase表达量均降低,表明胁迫抑制CaM和Ca2+ATPase调节Ca2+浓度。NH4HCO3胁迫后,PI3K-AKT信号途径的14-3-3蛋白含量以及Mh14-3-3、MhAKT和MhHsp90表达量增加,同时MAPK信号途径的MhAKT和MhHsp70表达量上调,表明MAPK-AKT信号途径共同抑制BAD和FOXO,维持细胞正常存活。CuSO4·5H2O和FeC13·6H2O处胁迫下,主要依赖14-3-3蛋白直接抑制 BAD。研究结果表明,北方根结线虫具有一定的耐寒性,耐热能力较弱,对无机盐CuCl2·2H2O、CuSO4·5H2O、FeCl3·6H2O和NH4HCO3较为敏感,线虫可通过调控脯氨酸合成代谢途径和钙信号途径以及MAPK-AKT信号途径,响应温度和无机化合物胁迫,进而维持机体正常的生理生化水平。