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《西北农林科技大学》 2010年 博士论文
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人工接种白粉菌诱导的葡萄抗白粉病相关基因的表达研究

桑春果  
【摘要】: 葡萄白粉病是葡萄重要的真菌病害之一,研究并分离葡萄抗白粉病基因对于研究葡萄抗病机理和利用抗病基因资源有重要价值。本文以抗白粉病的中国野生种华东葡萄白河35-1、感病欧洲葡萄品种佳丽酿及其F1代抗病株系6-12-4和感病系6-12-2为材料,研究了葡萄白粉菌在人工接种诱导后在不同抗病性葡萄上的侵染过程以及接种诱导后葡萄基因表达的变化动态,以期分离和鉴定与抗白粉病侵染进程相关的抗病基因,从而分离和克隆抗白粉病基因,探讨白粉病抗病机制,为中国野生葡萄抗白粉病基因资源的利用奠定基础。 对人工接种后白粉病的侵染进程的研究结果表明:(1)田间自然条件下和田间人工套袋隔离2 w后,葡萄抗、感白粉病植株的新稍叶片均存在自然带菌现象,但抗病植株带菌率较低。(2)接种3 d后感病葡萄植株叶片表面的菌丝数量快速增加,但抗病葡萄植株表面的菌丝数量增加仍然较慢,接种后3天内是白粉菌能否侵染的关键时期;(3)葡萄白粉病的侵染过程为:分生孢子萌发形成芽管,然后在芽管顶端萌发形成附着胞,附着胞下方长出侵染丝并侵入叶片,完成侵染过程。 采用葡萄基因表达芯片分析人工接种白粉菌后不同抗病性葡萄基因表达结果表明:(1)欧洲葡萄基因芯片可以检测到中国野生葡萄中大约11000个以上基因的表达,约占探针总数的70%,说明欧洲葡萄基因芯片可以用于检测中国野生葡萄基因的表达;(2)人工接种诱导前,抗病葡萄上可检测到的基因数多于感病葡萄可检测到的基因数,抗病和感病葡萄植株的基因表达存在明显差异,抗病葡萄中上调表达的基因871个,下调表达的基因954个,其中上调表达倍数高的基因比例较大,上调基因主要为未知基因和细胞结构相关基因;而下调表达的基因中,下调表达倍数低的基因比例较大,下调表达的基因主要为分子功能基因,生物过程基因上调和下调的数量基本相等;(3)人工接种白粉菌诱导24 h以后,抗病葡萄上可检测到的基因数多于感病葡萄可检测到的基因数,抗病葡萄中上调表达的基因526个,下调表达的基因796个,其中下调表达倍数高的基因比例较大,上调基因主要为细胞结构相关基因,下调表达的基因主要为未知基因,生物过程和分子功能基因上调和下调的数量基本相等;(4)人工接种白粉菌诱导48 h以后,抗病葡萄上可检测到的基因11839个,少于于感病葡萄可检测到的11906个基因数;抗病葡萄中上调表达的基因467个,下调表达的基因346个,其中上调表达倍数高的基因比例较大,上调基因主要为分子功能相关基因,下调表达的基因主要为未知基因,生物过程和细胞结构组分相关基因,上调和下调的比例基本相等;(5)差异表达的基因数量与接种后时间的相关分析表明:在抗病和感病葡萄中,接种诱导后48 h诱导的上调基因数量多于24 h诱导的上调基因的数量;抗病葡萄上调基因数量的增加比例高于感病葡萄;接种诱导后48 h诱导的下调基因数量多于24 h诱导的下调基因的数量;抗病葡萄下调基因数量的增加比例低于感病葡萄;(6)通过芯片分析,获得了接种前、接种后24 h和接种后48 h基因表达明显上调和下调的基因清单。


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