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多效唑对芒果炭疽病诱抗作用及调控芒果相关抗病基因的差异表达分析

高青  
【摘要】:多效唑(Paclobutrazol)是80年代研制成功的三唑类植物生长调节剂,是内源赤霉素合成的抑制剂。多效唑在农业生产上运用广泛,能延缓植物生长、抑制茎枝伸长、促进分蘖、促进成花和座果等。在生产上我们发现喷施多效唑以后,作物病害有一定的减轻,多效唑调控植物病害方面研究少见报道,本文以芒果炭疽菌(Colletotrichum gloesporioides)为靶标,确定了多效唑对芒果炭疽病的影响,采用半定量RT-PCR验证了相关防御基因的表达。通过cDNA-AFLP技术检测差异表达基因,并采用半定量RT-PCR验证部分差异基因的表达情况。研究结果如下: 1.供测试的700mg/L、800mg/L、900mg/L、1000mg/L4个浓度的多效唑药液都能一定程度影响炭疽病菌在芒果离体叶片上的扩展,但800mg/L多效唑能明显抑制炭疽病斑的扩展,炭疽病斑大小较对照减少68.5%,减轻炭疽病病症。800mg/L多效唑在玻璃纸上能够抑制芒果炭疽菌菌丝生长,致使孢子畸形,不形成附着胞,但其在寄主叶片上对病原菌生长影响较小,病菌孢子形态正常,能萌发产生附着胞,但附着胞产生的时间晚于对照1d,说明药剂在寄主上对病原菌的抑制作用不强烈。因此,定浓度的多效唑能减轻病原菌对寄主的危害,但其可能主要通过调控寄主抗病性抑制病菌的侵染。 2.通过半定量RT-PCR研究发现,多效唑单独处理叶片后各防御基因的表达情况差异不明显。但多效唑与病原菌共同诱导下除了Chi-E(几丁质酶)基因各个阶段的表达情况弱于对照组,PAL(苯丙氨酸解氨酶)基因在接种1d、2d的表达量高于对照组。PDF1.2(防御素)基因在接种1d、2d的表达量高于对照组,PR基因在接种后1d的表达量高于对照组,PPO(多酚氧化酶)基因的表达量在接种3d和5d出现两个峰值,且接种第3d的表达量明显高于对照组。说明植物在多效唑和病原菌共同诱导下,能提高相关防御基因的表达量。 3.利用cDNA-AFLP技术在多效唑和病原菌共同处理的植物样本中筛选到118条功能不同的基因片段。其中17.8%的片段与抗病及防御反应、信号转导、转录及其调控有关,5.2%的片段与光合作用相关。推测这些片段可能与多效唑提高植物抗病能力相关。 4.对部分差异片段进行半定量RT-PCR分析,多效唑与病原菌共同诱导可以提高抗干旱基因、光合作用基因的表达量。多效唑和病原菌共同诱导了与F-box蛋白和泛素蛋白酶同源性较高的两个差异片段的表达量的升高,我们猜测多效唑和病原菌共同诱导了泛素-蛋白酶体途径,从而影响到植物的抗病能力。


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