枣树对植原体侵染的光合响应及其抗性诱导研究

来源 :河北农业大学 | 被引量 : 5次 | 上传用户:zjcamel
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枣树(Ziziphus jujuba Mill.)是我国第一大干果树种,枣疯病是由植原体引起的传染性致死病害,已成为枣产业可持续发展的严重障碍之一。叶片黄化是植原体类病害的最主要症状之一。前期研究表明,植原体侵染引起病株叶片叶绿素含量下降、光合能力减弱,但是尚无植原体侵染对枣树光合作用影响的系统报道,并且光合作用与枣疯病抗性的关系也未见报道。本研究以具有不同抗枣疯病能力的枣树品种(抗病品种‘星光’和感病品种‘婆枣’)为试材,在理化代谢水平和分子水平上,系统比较植原体侵染后抗、感病品种光合作用的差异,旨在揭示枣树光合作用与枣疯病抗性的关系,进而为抗病品种选育提供理论参考。同时,以植物诱导抗病性理论为基础,利用本实验室创立的枣疯病抗病诱导方法,人工诱导感病品种对枣疯病的抗性,以探索枣树抗枣疯病诱导的可能形成机制。主要研究结果如下:1.首次获得5个枣光合作用相关基因全长序列,分别为:ZjGluTR(KF530842)、ZjCBP (KF530838)、 ZjRubisco (KF530841)、 ZjRCA1(KF530839)和ZjRCA2(KF530840)。2.本试验所获得两个RCA基因是由两个独立基因所编码,且在枣树中起活化Rubisco作用的主要是ZjRCA2。3.利用实时荧光定量PCR技术,对植原体侵染后抗病和感病品种中不同时期的病原进行了检测。结果发现,感病品种‘婆枣’接穗中病原的相对含量和活性随侵染时间的延长均呈递增趋势;而抗病品种‘星光’接穗中只在侵染后期才检测到少量植原体病原存在,并且无繁殖活性。4.通过对抗病和感病品种在植原体侵染后叶绿素和类胡萝卜素含量的测定发现,感病品种‘婆枣’中光合色素含量在侵染初期与‘婆枣’/健树对照差异不大,从中期开始明显下降,在侵染后期显著降低;而抗病品种‘星光’中,光合色素含量在侵染初期和中期一直显著高于‘星光’/健树对照。5.通过对抗病和感病品种在植原体侵染后一系列叶绿素荧光参数进行比较,发现感病品种‘婆枣’在植原体侵染后,叶片中光系统Ⅱ的光合活性(Fv/Fm、ΦPSII)和潜在活性(Fv/Fo)从嫁接侵染第15周后极显著低于‘婆枣’/健树对照;而抗病品种‘星光’中,Fv/Fm、ΦPSII、Fv/Fo在侵染初期极显著低于‘星光’健树对照,随后恢复正常水平。6.利用实时荧光定量PCR技术发现,植原体侵染后,感病品种‘婆枣’中光合相关基因(ZjGluTR、ZjCBP、ZjRubisco、ZjRCA2)的表达在侵染后期(嫁接后第12周至第18周)呈明显下调趋势;而此时期这些基因在抗病品种‘星光’中均表现出明显的上调表达。7.本研究认为抗病品种‘星光’中发生的光抑制属于光保护,而感病品种‘婆枣’中发生的光抑制属于光系统Ⅱ伤害。综合抗病、感病品种中不同的光合应答模式,‘星光’中的应答机制与其枣疯病抗性相关。8.以感病品种‘冬枣’组培苗为试材,利用微嫁接(病原侵染)和四环素(杀灭病原)交替进行的方法进行了抗病诱导,获得抗病诱导1次、2次和3次的组培苗单株分别为59株、63株、135株。利用实时荧光定量PCR技术,发现随着抗病诱导次数的增多,抗病诱导组培苗中抗病相关基因(ZjNBS-LRR、ZjCIPK、ZjERF、ZjbZIP、ZjTLP、ZjPR10和ZjHSP)的表达量总体呈逐渐增加趋势,并且抗病能力逐渐提高。9.对不同抗病诱导次数的‘冬枣’组培苗进行了SSR分析,经67对SSR引物分析,在不同诱导次数的材料中没有发现差异条带,说明抗病诱导组培苗没有发生基因水平的变异或仅发生了难以检测到的点突变。
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