【摘 要】
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莲在我国广泛种植,是一种具有较高食用价值和药用价值的水生经济作物。在白莲的种植过程中,其产量受到诸多因素影响,白莲腐败病发病严重,对其产量影响巨大,已成为制约白莲种植的瓶颈问题。本文对白莲田间病害进行了调查,对病原物进行鉴定和室内药剂筛选,并对白莲腐败病进行大田防控试验。此外,利用受尖孢镰刀菌侵染的莲茎LD(Lotus Disease)以及健康莲茎LH(Lotus Health)样品进行RNA-s
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莲在我国广泛种植,是一种具有较高食用价值和药用价值的水生经济作物。在白莲的种植过程中,其产量受到诸多因素影响,白莲腐败病发病严重,对其产量影响巨大,已成为制约白莲种植的瓶颈问题。本文对白莲田间病害进行了调查,对病原物进行鉴定和室内药剂筛选,并对白莲腐败病进行大田防控试验。此外,利用受尖孢镰刀菌侵染的莲茎LD(Lotus Disease)以及健康莲茎LH(Lotus Health)样品进行RNA-seq测序分析,系统分析了感病植株LD与健康植株LH的转录组差异,获得了两个显著差异表达的胍丁胺香豆酰基转移酶相关基因,并对这两个基因进行了功能分析,以期从分子水平挖掘白莲腐败病抗性基因,有助于对莲抗腐败病机理进行解析。研究结果如下:1、2017至2019年对江西白莲病害进行调查,通过形态学、致病性测定以及分子生物学研究方法,在白莲叶部初步鉴定出8种致病菌,分别为球黑孢菌、平脐蠕孢、多主棒孢霉、可可毛色二孢、曲弗里弯孢、木贼镰刀菌、小新壳梭孢、拟茎点霉。2、采用菌丝生长速率法对7种白莲叶部病害病原菌进行5种药剂的室内筛选试验,结果表明咪鲜胺、吡唑醚菌酯、苯甲丙环唑以及生物制剂枯草芽孢杆菌对7种病原菌都有较好的抑制效果,EC50值都低于10 mg/L。针对莲腐败病,将大豆、大豆发酵物、多菌灵、福美双、微生物肥料进行不同组合搭配,进行莲田莲腐败病防控试验,结果表明,施用大豆和大豆发酵物的莲田腐败病发病率降低50%-70%,莲子产量比对照莲田产量高出2-3倍,且单个莲子重量比对照组增加15%。3、对尖孢镰刀菌侵染的白莲LD和未受侵染的健康白莲LH茎部组织进行转录组数据分析,结果显示:以FPKM>1为标准,LD组有47.96%基因发生了不同程度的表达变化。对LD vs.LH进行差异性表达基因分析,GO富集分析以及KEGG代谢通路富集分析,结果显示受尖孢镰刀菌侵染后,莲茎部参与苯丙烷生物合成、α-亚麻酸代谢、谷胱甘肽代谢、苯基丙氨酸代谢、类黄酮生物合成、次生代谢产物的生物合成、脂肪酸降解、酪氨酸代谢等途径的基因表达显著上调。白莲通过上调编码乙醇脱氢酶基因触发自身系统性获得抗病性;通过上调参与谷胱甘肽代谢路径的谷胱甘肽S转移酶基因来为自身解毒;通过上调编码类黄酮、木质素、羟基肉桂酰胺等物质合成相关酶基因来修饰白莲细胞壁,以抵抗尖孢镰刀菌入侵。4、克隆获得2个编码胍丁胺香豆酰基转移酶基因ORF,大小均为1 290 bp,编码429个氨基酸,分别命名为Nn ACT3和Nn ACT5。利用同源克隆技术获得p BWA(V)HS-osgfp-Nn ACT3和p BWA(V)HS-osgfp-Nn ACT5重组过表达质粒。通过土壤农杆菌介导将过表达重组质粒转入至哥伦比亚野生型拟南芥中。最终获得p BWA(V)HS-osgfp-Nn ACT3基因过表达阳性植株10株,p BWA(V)HS-osgfp-Nn ACT5基因过表达阳性植株10株。
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