棉花(Gossypium Spp.)在整个生长周期中,均会遭受黄萎病菌的危害。免疫和高抗黄萎病的陆地棉品种缺乏,抗病育种进展缓慢。不同的棉花品种对黄萎病菌具有不同的抗性水平,而抗性差异的机理尚不明确。为揭示棉花黄萎病抗性与防御反应程度间的关系及传播途径,本研究用转绿色荧光蛋白GFP基因黄萎病菌株,研究了黄萎病菌侵染不同抗性棉花品种过程中产生的防御反应的差异,以及黄萎病菌通过空气传播的致病效应。主要内容和结果如下:1.6个棉花品种黄萎病抗性和防御反应程度间的关系利用大丽轮枝菌孢子悬浮液处理6个不同棉花品种的根系,进行抗病性评价。接种大丽轮枝菌后,棉花植株的根、下胚轴、叶等器官中大丽轮枝菌的生物量随品种抗病性的增强而减少,根部木质素、叶片胼胝质含量随抗病性的增强而增多,L-苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)活性的升高幅度随抗病性的增强而增大。表明大丽轮枝菌侵染棉花根系后,植株的防御反应程度越强,其抗病性也越强。2.大丽轮枝菌侵染棉花植株不同部位激发的防御反应差异通过灌根接种法和叶面接种法,对苏棉9号幼苗接种大丽轮枝菌,检测接种后的防御反应。与叶面接种法相比,灌根接种法接种大丽轮枝菌后,植株叶片上胼胝质的沉积、过氧化氢的积累,根和叶片的防御基因的表达量较多,防御酶活性的升高幅度较大。3.大丽轮枝菌鞭毛蛋白和延伸因子基因的克隆从NCBI基因文库中,查找得到大丽轮枝菌鞭毛蛋白基因(Flag)和延伸因子基因(Tu)序列,设计引物,进行PCR扩增,3个致病力不同的大丽轮枝菌菌系Vd07038、V1070、Bp2中均含有这两个基因,发现大丽轮枝菌这两个基因可能是鞭毛蛋白和延伸因子基因家族里的新类型。鞭毛蛋白和延伸因子可能与大丽轮枝菌引起棉花防御反应有关。通过灌根法对苏棉9号幼苗接种3个菌系及对苏棉9号和鲁棉研21号幼苗接种V1070后,检测鞭毛蛋白和延伸因子基因的表达量,发现Flag和Tu的表达与菌系的致病力无关;接种V1070后,鲁棉研21号幼苗Flag和Tu的表达出现急增和急剧下降的现象,而苏棉9号幼苗无此现象。4.棉花黄萎病菌可通过空气传播对栽种在塑料盆钵中的苏棉9号幼苗接种绿色荧光蛋白标记的大丽轮枝菌V1070-2,在与其相邻的未接种植株上可检测到黄萎病菌的定殖,且随着与接种植株距离的增加,被黄萎病侵染的时间延后、侵染菌量减少,表明大丽轮枝菌能够以空气为介质进行传播。本研究在棉花与黄萎病菌之间的互作机制方面提出了新见解。