基于物理防御的苜蓿抗蓟马机理研究

来源 :内蒙古农业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:chenfenglianxi
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苜蓿(Medicago sativa L.)已成为我国农业产业结构调整和草牧业发展的重要物质基础,而蓟马危害会降低苜蓿产量,使营养成分损失,严重影响苜蓿产业发展。植物可从化学和物理角度对昆虫侵害进行防御。为了探究苜蓿抗蓟马相关的物理防御机理,本研究以抗蓟马苜蓿品种草原4号为主要材料,以感蓟马材料草原2号苜蓿作对照,从茎叶构造、表皮毛、细胞壁、表皮蜡质、腺毛、非腺毛等物理结构方面进行分析,同时结合q RT-PCR技术对相关基因进行表达量验证。综合分析试验结果,得到如下结论:(1)草原4号苜蓿虫情指数低于草原2号。草原4号茎部韧皮部向两侧延伸变窄,叶片主脉维管束韧皮部变窄,栅栏组织层数增多;茎叶细胞壁组成成分中纤维素、半纤维素、木质素、硅含量高;叶表皮蜡质密布整个叶片呈片状且均匀分布;茎叶表皮毛短、粗、坚硬且密集,与茎叶表面夹角大于30°,叶片气孔大等物理结构有利于保护其自身组织,减少被蓟马危害。(2)草原4号苜蓿体表代谢物起的抗蓟马机理是茎表皮蜡质总量多,茎表皮蜡质代谢物中酚类、酯类及醇类含量高,腺毛分泌物中醇类化合物多,可与昆虫体中的消化蛋白发生反应产生毒害作用,达到防御作用。(3)q RT-PCR分析发现的相关基因相对表达量变化与对应物理结构变化趋势相同。因此推测,在抗蓟马苜蓿品种草原4号中蜡质合成基因WSD1、FAR,木质素合成基因PAL、CAD,硅合成基因Lsi2,果胶合成基因GALS1(鼠李半乳糖醛酸聚糖I合成酶)、ARAD1(鼠李半乳糖醛酸聚糖I合成酶)、QUA2(同型半乳糖醛酸聚糖合成酶),纤维素合成酶Ces A3,半纤维素合成酶TBL1、CSLA2和CSLD2在抗蓟马物理防御反应中起着重要作用。
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