【摘 要】
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谷子是我国北方主要杂粮作物,目前谷子白发病已逐渐上升为谷子生产上毁灭性的病害之一,对谷子的产量和品质构成严重威胁。筛选谷子抗病品种,明确谷子抗感白发病品种在生理、品质、农艺性状及在基因表达方面的差异,可为谷子抗病品种培育提供一定的理论依据。本研究对实验室前期筛选出的抗、感白发病品种进行了生理、品质、农艺性状等方面的分析,同时通过对抗、感谷子品种进行田间抗白发病鉴定,再通过RT-PCR分析以及抗病相
【基金项目】
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国家自然科学基金项目（31701440）；
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谷子是我国北方主要杂粮作物,目前谷子白发病已逐渐上升为谷子生产上毁灭性的病害之一,对谷子的产量和品质构成严重威胁。筛选谷子抗病品种,明确谷子抗感白发病品种在生理、品质、农艺性状及在基因表达方面的差异,可为谷子抗病品种培育提供一定的理论依据。本研究对实验室前期筛选出的抗、感白发病品种进行了生理、品质、农艺性状等方面的分析,同时通过对抗、感谷子品种进行田间抗白发病鉴定,再通过RT-PCR分析以及抗病相关CAP基因家族分析,明确了抗感品种在基因表达上的差异。主要研究结果如下:1.对课题组前期筛选获得的50份对谷子白发病表现出不同程度抗感差异的谷子品种进行生理、品质、农艺性状方面的差异分析:（1）通过测定抗、感谷子品种在气孔面积、气孔密度、蜡质含量、木质素含量、光合作用、叶绿素含量等生理方面的差异,发现抗感品种气孔存在显著差异,其中感病品种气孔较为钝圆,而抗病品种气孔较为狭长。抗病品种下表皮气孔密度与感病品种无显著差异;蜡质含量测定表明,抗病品种蜡质含量明显高于感病品种;抗感品种接种白发病菌后,抗病品种中叶绿素含量明显高于感病品种;感病品种木质素含量显著低于抗病品种。（2）通过对抗、感品种在类胡萝卜素总量、叶酸含量、米色以及蛋白质、氨基酸含量测定,抗病品种中类胡萝卜素总量少于感病品种类,但差异不显著;抗感品种中叶酸含量不显著,氨基酸含量存在显著差异;感病品种的米色要优于抗病品种;抗病品种蛋白质含量高于感病品种。（3）通过对筛选出的抗感品种农艺性状调查,发现抗感品种农艺性状存在显著差异。其中抗病品种株高、穗长、穗重和千粒重均显著高于感病品种,而穗粗、茎粗等不存在显著差异。2.通过对亲本JG21和GBS及构建的209份杂交后代群体进行田间接菌、表型调查及发病率统计,发现后代群体表现出明显抗感差异。其中鉴定出免疫品种38个,高抗、抗病、中抗、感病和高感品种分别有23、24、68、47和8个;前期对抗病品种GBS和感病品种JG21转录组数据分析发现9个基因Seita.2G024600、Seita.9G290900、Seita.9G298200、Seita.6G228600、Seita.6G225400、Seita.5G278500、Seita.8G141000、Seita.6G246300、Seita.5G277900在抗感谷子品种中差异表达,本研究通过苗期喷洒接菌谷子抗感品种,分别提取RNA,进行RT-PCR分析,发现在24 h除基因Seita.2G024600与Seita.9G298200外,所有基因均上调表达,而在48 h和72 h,总体呈下调表达趋势。基因Seita.2G024600与Seita.9G298200在抗病品种中呈上调表达而在感病品种中均下调表达,与转录组测序结果一致,推测这两个基因可能参与谷子抗感白发病响应。通过以上研究,发现抗感品种在生理、品质、农艺性状方面均存在差异,同时获得B115、B156、B22等抗病、优质品种及基因Seita.2G024600与Seita.9G298200两个抗白发病候选基因,有望为优良抗病种质资源的筛选及抗病基因的克隆提供研究依据。
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