花生网斑病抗性全基因组关联分析及抗病机理的细胞学研究

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花生(Arachis hypogaea L.)作为一种重要的经济作物,其生长过程遭受着各种病原菌的侵害。花生网斑病是由致病真菌Phoma arachidicola引起的一种重要叶部病害,最终导致花生减产。为了挖掘花生网斑病抗性资源,揭示花生网斑病抗性机理,本研究首先对花生自然群体进行了室内接种鉴定,利用全基因组关联分析技术挖掘到一批花生网斑病抗性关联位点;通过显微观察对鉴定出的抗性材料不同类型抗病反应开展了细胞学观察。本研究利用由353份花生种质资源构成的自然群体进行室内网斑病抗性鉴定,共筛选出高抗品种42份,高感品种33份,其中抗病性最强的花生品种为远杂9847和冀农99,病情指数均为10.19;感病性最强的花生品种为蚁蚜,病情指数为98.15。对不同植物型花生病情指数分析发现,龙生型花生比珍珠豆型、普通型和多粒型花生抗病性更强(p<0.05)。利用全基因组关联分析方法挖掘出11个与网斑病抗性相关的SNP位点。这些SNP位点分布在花生的8条染色体上,其中-log10(P)值最高的SNP位于第10号染色体上。在相关SNP位点附近筛选出31个与网斑病抗性相关的候选基因,包括细胞色素P450超家族蛋白基因、具有PPR结构的信号分子基因、NBS-LRR抗病基因以及与抗病相关的转录因子等。本研究选取前期筛选出的抗病品种郑8903、豫花15号和感病品种梧油7号、豫花4号进行细胞学研究,探索花生网斑病病原菌的侵染进程和花生的抗性生理反应,得到以下结果:在不同抗性的花生品种中,病原菌分生孢子萌发率无显著性差异,但附着胞形成频率不同,抗病品种的附着胞形成频率低于感病品种;四个品种都出现了乳突反应和过敏反应,但抗病品种的乳突形成频率与过敏反应形成频率均高于感病品种。乳突反应形成率与病情指数呈显著负相关(p<0.01),相关性为68%;过敏反应形成率与病情指数呈显著负相关(p<0.01),相关性为91%。通过对不同抗性花生品种接种后48 h和84 h产生的有效抗性反应统计发现,只有抗病品种的有效乳突形成频率和有效过敏反应频率呈现增长趋势。
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