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氟唑活化酯诱导大白菜抗根肿病机制的研究

韩之琪  
【摘要】:氟唑活化酯(Fluoro-substituted benzothiadiazole derivatives,简称FBT)作为我国自主知识产权的新型化合物,在本实验室前期研究中证实其对多种园艺作物土传病害具有诱导抗病性,通过叶面施药表现良好的防治效果。大白菜根肿病是大白菜连作障碍主要因素,在已有的研究中发现大白菜可以被氟唑活化酯激发产生对根肿病的抗病性,并且效果显著。为了明确氟唑活化酯对大白菜根肿病作用产生的最佳条件及抗病机理,本论文首先研究了氟唑活化酯对大白菜根肿病的诱导技术,并进一步利用转录组测序技术分析了氟唑活化酯对大白菜抗根肿病的作用机制。主要结果如下:1.明确了氟唑活化酯对大白菜根肿病的诱导抗病条件。不同浓度的氟唑活化酯产生的诱导抗病效果不同,氟唑活化酯浓度为25 mg/L时,间隔7 d诱导3次时,对大白菜的诱抗效果最好达到71.33%,高于对照药剂氟啶胺拌土处理的防效为63.32%。在田间试验中,氟唑活化酯通过叶面喷施的方法比传统的氟啶胺灌根法更加方便。2.明确了氟唑活化酯可使大白菜对根肿病产生系统获得抗病性。荧光显微技术发现氟唑活化酯诱导白菜叶片2 h后就可到达根部组织发挥诱导抗病作用,明显抑制了根肿菌在大白菜根部的侵染过程。荧光定量PCR技术检测发现,氟唑活化酯诱导大白菜2 h后,茉莉酸途径中的标记基因COI1、LOX2、PR-3、PR-4有明显的过量表达,同时水杨酸途径中的PR-1的表达量也呈上升趋势,表明氟唑活化酯诱导大白菜产生的抗病过程主要是以JA信号途径为主的,SA途径可能起辅助作用。3.通过转录组测序证实了氟唑活化酯可以诱导拟南芥系统防御反应。为了进一步分析氟唑活化酯抗病信号途径,对氟唑活化酯处理后的拟南芥进行转录组测序,通过GO和KEGG Pathway分析结果中发现,氟唑活化酯可以激活拟南芥中多种防御相关的基因表达、生物过程和代谢通路,诱导拟南芥与H2O2调节相关酶的激活以及JA途径相关基因的上调表达,并通过RT-PCR对差异表达基因进行验证,实验结果与转录组数据基本一致,进而证明了转录组数据库的真实性和可靠性,证实氟唑活化酯诱导大白菜产生的系统抗病反应的信号传导途径以JA为主。本文明确了氟唑活化酯作为一种新型植物诱抗剂可以诱导大白菜产生对根肿病的抗病性,并且在诱抗过程中JA途径起了至关重要的作用,SA或有辅助作用。上述结论为土传病害的综合防治提供了新的思路,为进一步研究氟唑活化酯的作用机制提供了实验依据。


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