蕓薹根腫病抗性評(píng)價(jià)方法及相關(guān)生化指標(biāo)分析.pdf

1、十字花科根腫病是由專性寄生的蕓薹根腫菌Plasmodiophora brassicae Woron.引起的一種世界性病害，對(duì)世界上很多十字花科作物產(chǎn)區(qū)帶來(lái)了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失。鑒于根腫菌是土傳病害，其休眠孢子存活期長(zhǎng)，傳統(tǒng)的防治方法收效甚微，選育抗病品種是目前控制根腫病害較為有效的途徑之一。因此，需要有效的方法來(lái)篩選抗病品種，且需了解清楚寄主的抗病機(jī)制。本文在前人研究的基礎(chǔ)上，以四種白菜為試驗(yàn)材料，對(duì)白菜的抗病性鑒定方法及抗病生化機(jī)理進(jìn)行了

2、研究，研究?jī)?nèi)容包括溫室盆栽試驗(yàn)、顯微觀察早期根毛及皮層侵染和qPCR定量早期根內(nèi)含菌量；探究與分析不同抗性品種受根腫菌侵染后，早期根內(nèi)轉(zhuǎn)化酶、防御酶系（CAT/SOD/PPO/POD）和非酶類物質(zhì)MDA活性變化差異以及可溶性蛋白和可溶性糖含量變化差異。研究結(jié)果如下：
　　1.4個(gè)白菜品種抗感性的測(cè)定
　　前20天采用水培法，后溫室盆栽試驗(yàn)，研究結(jié)果表明，早熟長(zhǎng)江5號(hào)(發(fā)病率82.5％,病情指36.2)、華良早五號(hào)(發(fā)病率66

3、.7%,病情指數(shù)37.5)和CR-春美(發(fā)病率68.9%,病情指數(shù)36.0)表現(xiàn)為感病，而英雄(發(fā)病率52.5%,病情指數(shù)16.5)表現(xiàn)為抗病。
　　2.早期篩選抗病品種方法的確立
　?。?）4個(gè)白菜品種早期根毛和皮層侵染研究
　　采用水培法，通過(guò)對(duì)4個(gè)白菜材料早期根毛及皮層侵染的顯微觀察，發(fā)現(xiàn)感病品種的根毛侵染率峰值顯著高于抗病品種，感病品種接種16天后的皮層侵染數(shù)也顯著高于抗病品種；接種第8天根毛侵染率與盆栽發(fā)病率

4、和接種第16天皮層侵染數(shù)與盆栽發(fā)病率的最大相關(guān)系數(shù)R2值分別為0.911和0.980。因此可以通過(guò)顯微根毛及皮層侵染來(lái)評(píng)價(jià)白菜品種的抗感性。
　?。?）4個(gè)白菜品種早期根內(nèi)含菌量研究
　　采用水培法，通過(guò)qPCR測(cè)得早熟長(zhǎng)江5號(hào)、華良早五號(hào)、CR-春美和CR-英雄的含菌量高峰值分別出現(xiàn)在第10（lgPbDNA=6.28fg）、第12（lgPbDNA=6.13fg）、14（lgPbDNA=6.4fg）和14（lgPbDNA=5

5、.67fg）天；且接種后第6天、10天和第16天，3個(gè)感病品種根內(nèi)含菌量與抗病品種根內(nèi)含菌量均差異顯著。相關(guān)性分析顯示，接種第6天根毛侵染率與根內(nèi)含菌量和接種第6天根內(nèi)含菌量與盆栽發(fā)病率的相關(guān)系數(shù) R2值分別為0.840和0.877。因此可以通過(guò)qPCR定量根內(nèi)含菌量，追蹤根腫菌在寄主根內(nèi)早期發(fā)生發(fā)展?fàn)顟B(tài)，篩選抗病品種。
　　溫室盆栽需要大量的種植空間，耗費(fèi)時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，且不能探究根腫菌在寄主體內(nèi)的發(fā)生發(fā)展?fàn)顩r；顯微觀察和qPCR均能

6、追蹤根腫菌在寄主根內(nèi)的繁殖狀況，且不需要大面積種植空間，但是，顯微觀察較費(fèi)事費(fèi)力，且由于主觀因素大，穩(wěn)定性差，容易產(chǎn)生較大誤差；qPCR比較快速，操作方便，誤差較小，所以今后研究有望通過(guò)qPCR來(lái)探究根腫菌在寄主中的發(fā)生發(fā)展情況，找出根腫菌在不同抗性品種中增殖的主要差異，為品種抗性機(jī)制的研究提供理論依據(jù)，并且有望通過(guò)該技術(shù)直接篩選出抗病品種。
　　3.不同侵染時(shí)期寄主根部轉(zhuǎn)化酶活性變化分析
　　以2個(gè)對(duì)根腫病不同抗性的白菜品

7、種為研究對(duì)象，采用水培法和溫室盆栽，通過(guò)福林-酚法，測(cè)定白菜根組織受根腫菌侵染前后轉(zhuǎn)化酶活性變化，結(jié)果表明，一方面，試驗(yàn)的2個(gè)品種的試驗(yàn)組轉(zhuǎn)化酶活性都高于對(duì)照組（除了個(gè)別時(shí)期），12dpi和16dpi對(duì)照組與試驗(yàn)組的的轉(zhuǎn)化酶活性有顯著差異，說(shuō)明這一階段轉(zhuǎn)化酶活性的改變能顯著影響根腫病的發(fā)病進(jìn)程；另一方面，感病品種早熟長(zhǎng)江5號(hào)，試驗(yàn)組與對(duì)照組轉(zhuǎn)化酶活性均變現(xiàn)為先升高后降低，而抗病品種CR-英雄的試驗(yàn)組與對(duì)照組的轉(zhuǎn)化酶活性則是逐漸降低，抗病

8、品種CR-英雄從一開(kāi)始就對(duì)根腫病表現(xiàn)出一定的抗性。因此試驗(yàn)表明，轉(zhuǎn)化酶活性變化與寄主根腫病抗性有關(guān)。
　　4.白菜根腫病相關(guān)生化指標(biāo)差異分析
　　以2個(gè)白菜品種為研究對(duì)象，采用水培法，測(cè)定白菜根組織受根腫菌侵染前后，CAT、SOD、POD、PPO和MDA活性的變化以及可溶性蛋白含量和可溶性糖的變化差異。結(jié)果表明:
　?。?）接種根腫菌之后，抗病品種的CAT和SOD活性分別在試驗(yàn)階段的前后期高于感病品種，即CAT和SOD

9、活性與白菜根腫病抗性呈正相關(guān)，所以CAT和SOD活性可以作為早期篩選抗根腫病的一項(xiàng)輔助指標(biāo)；寄主根內(nèi)PPO和POD活性與白菜根腫病抗性關(guān)系不明顯，說(shuō)明PPO和POD不可作為早期篩選抗病品種的一項(xiàng)輔助指標(biāo)。
　?。?）接種根腫菌后感病品種的MDA活性峰值高于抗病品種，所以MDA活性可以作為早期篩選抗根腫病的一項(xiàng)指標(biāo)。感病品種中，試驗(yàn)組可溶性蛋白含量高于對(duì)照組；抗病品種中，試驗(yàn)組可溶性蛋白含量與對(duì)照組可溶性蛋白含量高低沒(méi)有明顯趨勢(shì)，所

10、以可溶性蛋白含量不可作為早期篩選抗病品種的一項(xiàng)輔助指標(biāo)。無(wú)論感病還是抗病品種，接種根腫菌之后，糖含量較對(duì)照組都有所下降，抗病品種CR-英雄可溶性糖含量高于感病品種早熟長(zhǎng)江5號(hào)，可溶性糖含量可作為前期篩選抗病品種的一項(xiàng)輔助指標(biāo)。
　　綜上所述，早期篩選抗病品種的最佳方法：用qPCR技術(shù)可定量寄主根內(nèi)含菌量；轉(zhuǎn)化酶活性與寄主抗根腫病機(jī)制有關(guān)；CAT、SOD、MDA活性和可溶性糖含量可以作為早期篩選抗病品種的一項(xiàng)輔助指標(biāo)，而PPO、PO