不同抗性杨树品种对欧美杨细菌性溃疡病抗病性的初步研究

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欧美杨细菌性溃疡病(Lonsdalea quercina subsp.populi)自2005年发生以来严重威胁着以‘107杨’为主的欧美杨速生林的发展。目前尚缺少经济有效的防治方法。品种抗病性利用是病害防治的选择之一。为此,本文对10个杨树品种一年生幼苗进行了抗病性的测定,并比较了不同抗性杨树品种接种溃疡病菌后0 h~120 h病斑周围韧皮部中过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)的变化情况以及不同抗性的4个杨树品种(‘河南毛白杨’、‘中菏1号’、‘健杨’和‘107杨’)在接种溃疡病菌9d后韧皮部中内源水杨酸(SA)、茉莉酸(JA)、脱落酸(ABA)、赤霉素(GA)和生长素(IAA)的变化情况;利用实时定量PCR技术分析了‘健杨’在接种溃疡病菌后不同时间段(1 d、3 d、6 d和9 d)与SA、JA信号转导相关的17个基因的表达动态差异,并分析了12个具代表性的基因成员在不同抗性品种(‘河南毛白杨’和‘中菏1号’)的表达差异,以期为抗病品种选择和利用提供理论和试验依据。研究主要结果如下:室内外接种溃疡病菌调查结果显示,‘河南毛白杨’表现为高抗,‘107杨’表现为中抗。‘313杨’、‘天演杨’、‘599杨’表现为高感。‘中菏1号’、‘健杨’、‘01号杨’、‘中林2001’、‘N-179’抗性表现在室内外有所不同。溃疡病菌诱导了不同抗性的2个品种POD、SOD和PAL活性的增加,随接种时间推移表现为先增加后降低的趋势,较感病品种POD、SOD和PAL活性达到高峰要早于较抗病品种,但较抗病品种3种酶的活性高峰要高于较感病品种。不同抗性杨树接种溃疡病菌9天后,‘河南毛白杨’内源IAA含量显著升高,溃疡病菌侵染降低了‘107杨’和‘健杨’内源IAA含量水平,而‘中菏1号’的IAA水平则无明显变化。‘中菏1号’与‘107杨’内源ABA含量不显著地降低,‘健杨’ABA升高幅度高于‘河南毛白杨’。‘中菏1号’、‘河南毛白杨’和‘107杨’内源GA含量显著降低,降低幅度最大的是‘107杨’,‘健杨’内源GA高于对照组一倍多。‘健杨’和‘107杨’内源SA水平显著升高,而‘中菏1号’和‘河南毛白杨’内源SA含量并无显著变化。‘107杨’内源JA升高量高于‘健杨’和‘河南毛白杨’;而‘中菏1号’内源JA含量显著下降。5种内源激素含量的变化与杨树品种的抗性间并无明显相关性。‘健杨’接种溃疡病菌9d内,病程相关蛋白基因PR1-1、PR1-2、PR1-3和PR1-4皆有不同程度的上调表达,随接种时间的增加表达量增强;基因TGA2和MYC2-1-直处于上调表达状态。基因NPR1-3和MYC2-2一直处于下调表达状态。基因JAZ2、CoI1-1、NPR1-1、NPR1-2和MYC2-3表现为先下调再上调表达;TGA1、JAZ1、COI1-2的表达量在‘健杨’接种后9d内无显著变化。溃疡病菌诱导了基因PR1-1、PR1-2、NPR1-1、NPR1-2、TGA1、TGA2、MYC2-1和MYC2-2在抗病品种‘河南毛白杨’中更高的表达,尤其是基因PR1-1、MYC2-1和MYC2-2在‘河南毛白杨’和感病品种‘中菏1号’中表达差异极显著;基因JAZ1、CoI1-1和COI1-2在溃疡病菌胁迫前期均处于下调表达状态,且在抗病品种中下调表达更为显著;基因JAZ2在接种前后的差异表达则不明显。
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