十字花科根肿病是由专性寄生的芸薹根肿菌Plasmodiophora brassicae Woron.引起的一种世界性病害,对世界上很多十字花科作物产区带来了严重的经济损失。鉴于根肿菌是土传病害,其休眠孢子存活期长,传统的防治方法收效甚微,选育抗病品种是目前控制根肿病害较为有效的途径之一。因此,需要有效的方法来筛选抗病品种,且需了解清楚寄主的抗病机制。本文在前人研究的基础上,以四种白菜为试验材料,对白菜的抗病性鉴定方法及抗病生化机理进行了研究,研究内容包括温室盆栽试验、显微观察早期根毛及皮层侵染和qPCR定量早期根内含菌量;探究与分析不同抗性品种受根肿菌侵染后,早期根内转化酶、防御酶系(CAT/SOD/PPO/POD)和非酶类物质MDA活性变化差异以及可溶性蛋白和可溶性糖含量变化差异。研究结果如下:1.4个白菜品种抗感性的测定前20天采用水培法,后温室盆栽试验,研究结果表明,早熟长江5号(发病率82.5%,病情指36.2)、华良早五号(发病率66.7%,病情指数37.5)和CR-春美(发病率68.9%,病情指数36.0)表现为感病,而英雄(发病率52.5%,病情指数16.5)表现为抗病。2.早期筛选抗病品种方法的确立(1)4个白菜品种早期根毛和皮层侵染研究采用水培法,通过对4个白菜材料早期根毛及皮层侵染的显微观察,发现感病品种的根毛侵染率峰值显著高于抗病品种,感病品种接种16天后的皮层侵染数也显著高于抗病品种;接种第8天根毛侵染率与盆栽发病率和接种第16天皮层侵染数与盆栽发病率的最大相关系数R2值分别为0.911和0.980。因此可以通过显微根毛及皮层侵染来评价白菜品种的抗感性。(2)4个白菜品种早期根内含菌量研究采用水培法,通过qPCR测得早熟长江5号、华良早五号、CR-春美和CR-英雄的含菌量高峰值分别出现在第10(lgpbdna=6.28fg)、第12(lgpbdna=6.13fg)、14(lgpbdna=6.4fg)和14(lgpbdna=5.67fg)天;且接种后第6天、10天和第16天,3个感病品种根内含菌量与抗病品种根内含菌量均差异显著。相关性分析显示,接种第6天根毛侵染率与根内含菌量和接种第6天根内含菌量与盆栽发病率的相关系数r2值分别为0.840和0.877。因此可以通过qpcr定量根内含菌量,追踪根肿菌在寄主根内早期发生发展状态,筛选抗病品种。温室盆栽需要大量的种植空间,耗费时间过长,且不能探究根肿菌在寄主体内的发生发展状况;显微观察和qpcr均能追踪根肿菌在寄主根内的繁殖状况,且不需要大面积种植空间,但是,显微观察较费事费力,且由于主观因素大,稳定性差,容易产生较大误差;qpcr比较快速,操作方便,误差较小,所以今后研究有望通过qpcr来探究根肿菌在寄主中的发生发展情况,找出根肿菌在不同抗性品种中增殖的主要差异,为品种抗性机制的研究提供理论依据,并且有望通过该技术直接筛选出抗病品种。3.不同侵染时期寄主根部转化酶活性变化分析以2个对根肿病不同抗性的白菜品种为研究对象,采用水培法和温室盆栽,通过福林-酚法,测定白菜根组织受根肿菌侵染前后转化酶活性变化,结果表明,一方面,试验的2个品种的试验组转化酶活性都高于对照组(除了个别时期),12dpi和16dpi对照组与试验组的的转化酶活性有显著差异,说明这一阶段转化酶活性的改变能显著影响根肿病的发病进程;另一方面,感病品种早熟长江5号,试验组与对照组转化酶活性均变现为先升高后降低,而抗病品种cr-英雄的试验组与对照组的转化酶活性则是逐渐降低,抗病品种cr-英雄从一开始就对根肿病表现出一定的抗性。因此试验表明,转化酶活性变化与寄主根肿病抗性有关。4.白菜根肿病相关生化指标差异分析以2个白菜品种为研究对象,采用水培法,测定白菜根组织受根肿菌侵染前后,cat、sod、pod、ppo和mda活性的变化以及可溶性蛋白含量和可溶性糖的变化差异。结果表明:(1)接种根肿菌之后,抗病品种的cat和sod活性分别在试验阶段的前后期高于感病品种,即cat和sod活性与白菜根肿病抗性呈正相关,所以cat和sod活性可以作为早期筛选抗根肿病的一项辅助指标;寄主根内ppo和pod活性与白菜根肿病抗性关系不明显,说明ppo和pod不可作为早期筛选抗病品种的一项辅助指标。(2)接种根肿菌后感病品种的mda活性峰值高于抗病品种,所以mda活性可以作为早期筛选抗根肿病的一项指标。感病品种中,试验组可溶性蛋白含量高于对照组;抗病品种中,试验组可溶性蛋白含量与对照组可溶性蛋白含量高低没有明显趋势,所以可溶性蛋白含量不可作为早期筛选抗病品种的一项辅助指标。无论感病还是抗病品种,接种根肿菌之后,糖含量较对照组都有所下降,抗病品种CR-英雄可溶性糖含量高于感病品种早熟长江5号,可溶性糖含量可作为前期筛选抗病品种的一项辅助指标。综上所述,早期筛选抗病品种的最佳方法:用q PCR技术可定量寄主根内含菌量;转化酶活性与寄主抗根肿病机制有关;CAT、SOD、MDA活性和可溶性糖含量可以作为早期筛选抗病品种的一项辅助指标,而PPO、POD活性和可溶性蛋白含量不可作为早期筛选抗病品种的一项辅助指标。