安徽省拟禾本科根结线虫鉴定及转录组分析

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拟禾本科根结线虫(Meloidogyne graminicola Golden and Birchfield,1965(Mg)),是水稻生产上危害最为严重的植物寄生性线虫之一,能够造成水稻减产。拟禾本科根结线虫在我国主要水稻种植区发生面积逐年扩大,已成为严重影响水稻安全生产的重要因素。本研究对安徽省水稻根结线虫病进行调查并鉴定其病原为拟禾本科根结线虫,并在此基础上对线虫的侵染规律、淹水防治措施以及线虫侵染水稻7 d时转录组进行初步研究。主要结果如下:1.通过形态学及分子生物学对安徽安庆和芜湖两地水稻根结线虫病病原进行了鉴定,发现雌虫、雄虫与二龄幼虫的de-Man形态学特征与已报道的拟禾本科根结线虫基本一致。用Mg-F3/R2特异性引物组合进行验证,均扩增出369 bp长度的片段,且核糖体ITS、18S、28S和线粒体COI序列与Gen Bank中已有序列的拟禾本科根结线虫相关基因的同源性均大于99%。因此,证实该病害病原为拟禾本科根结线虫。2.通过采用Pluronic F-127胶体及酸性品红染色对其侵染、发育规律进行研究,发现在25℃实验室条件下,共培养处理2 h,二龄幼虫开始向水稻根尖聚集,12 h,二龄幼虫开始侵入根尖内部,24 h水稻根尖开始膨大,呈现较小根结,且根结开始呈现典型“弯钩”状,7 d始现三龄幼虫,14 d始现虫卵,21 d开始出现二龄幼虫,表明在25℃培养条件下,拟禾本科根结线虫完成一个生活史仅需21 d。3.通过开展淹水处理对土壤线虫及拟禾本科根结线虫二龄幼虫生存的影响。结果发现淹水处理7 d时,0~20 cm范围土壤中拟禾本科根结线虫二龄幼虫的减退率已达95.2%以上,且土壤中溶解氧浓度的降低是造成拟禾本科根结线虫死亡的重要原因。自然发病稻田中,拟禾本科根结线虫二龄幼虫主要集中在0~15 cm范围土壤内,因此推测淹水处理是防治拟禾本科根结线虫引起的水稻根结线虫病的重要农业防治的措施之一。4.通过对拟禾本科根结线虫侵染7 d的水稻的转录组数据分析,发现水稻有1140个显著性上调表达基因,有1176个显著性下调表达,拟禾本科根结线虫有481个显著性上调基因,1191个下调基因。同时所选差异表达明显的16个水稻基因和12个线虫基因的RT-q PCR验证结果与其基本一致。证明在拟禾本科根结线虫侵染水稻的侵染阶段,水稻的信号转导、糖代谢和抗病等途径会发生改变,同时拟禾本科根结线虫的激素信号、炎症调节和唾液分泌等随着水稻的抗病反应而发生改变。为进一步研究水稻和线虫的防御机制提供了参考。
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