【摘 要】
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近年来,植物在生长过程中遭受寄生线虫的危害。大豆孢囊线虫(soybean cyst nematode,SCN)病害是大豆生产上危害最严重的病害,每年给世界大豆产量造成巨大的损失。大豆孢囊线虫主要生活在土壤中或寄生于植物体内,危害隐蔽,防治比较困难,现有的防治方法都存在一定的局限性。虽然选育抗病品种是最经济有效的措施之一,但由于SCN生理小种繁多且在不断的进化,单一的抗性品种已经不能很好防治线虫的危
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近年来,植物在生长过程中遭受寄生线虫的危害。大豆孢囊线虫(soybean cyst nematode,SCN)病害是大豆生产上危害最严重的病害,每年给世界大豆产量造成巨大的损失。大豆孢囊线虫主要生活在土壤中或寄生于植物体内,危害隐蔽,防治比较困难,现有的防治方法都存在一定的局限性。虽然选育抗病品种是最经济有效的措施之一,但由于SCN生理小种繁多且在不断的进化,单一的抗性品种已经不能很好防治线虫的危害,因此建立更好的大豆孢囊线虫防治体系尤为重要。大量的大豆孢囊线虫材料是进行线虫防治研究的前提,田间环境复杂,取样需要耗费大量的人力物力,因此在实验室内培养繁殖线虫具有重要意义。本研究通过对大豆孢囊线虫生长孵化条件的探索,成功实现了大豆孢囊线虫的人工传代。本研究还探究了大豆对孢囊线虫抗性的检测方法,在线虫侵染后大豆不同时期对大豆根组织进行染色,结果发现线虫侵染12天后染色结果最好。我们还发现比较大豆根部孢囊的数量也是检测大豆抗虫效果的一种方式。大豆孢囊线虫实验室体系的建立为后续进行大豆抗虫方面的研究提供了良好的基础。苏云金芽孢杆菌(Bacillus thudngiensis,Bt)是目前使用最广泛的生物杀虫剂,它是一种在土壤等自然环境中广泛存在的革兰氏阳性细菌,在芽孢形成的过程中产生具有杀虫活性的半孢晶体蛋白,该蛋白主要由Cry基因编码。目前发掘的杀线虫基因还很少,有研究发现Cry6Aa2和Cry5B基因对南方根结线虫有杀虫作用,我们在本研究中将Cry6Aa2和Cry5B基因根据大豆密码子偏好性进行优化,用于研究其对大豆孢囊线虫的毒害作用。同时,本研究设计了将Bt基因与植物组织特异性的启动子结合的抗虫策略。由于植物组织特异性的启动子能够将外源基因特异的表达在特定部位,能够避开转基因的瓶颈,并且实验室之前的工作挖掘了能够在大豆根部特异性表达的启动子p4176。成功构建Bt基因大豆根部特异性表达的载体后,我们通过发根农杆菌K599进行大豆的转化,结果并没有鉴定到成功表达的转化根,推测可能是该启动子较弱导致Cry基因表达受影响,但该实验为大豆孢囊线虫的防治提供了新思路。RNA干扰(RNA interference,RNAi)是防治植物虫害的另一种方法,其通过沉默害虫体内特异基因的表达来达到防治昆虫的效果。在本研究中我们通过将大豆孢囊线虫与秀丽隐杆线虫的序列进行比对,筛选出9个与线虫二龄幼虫生长相关的基因作为靶标基因。通过体外转录靶标基因直接喂食人工孵化的二龄幼虫,利用qRT-PCR的方法检测线虫体内靶标基因的相对表达量,结果得到5个能有效抑制大豆孢囊线虫生长的靶标基因。我们还设计构建了沉默靶标基因的RNAi载体,并将这些RNAi载体转入发根农杆菌K599,通过农杆菌介导大豆发根的转化,得到了一系列表达线虫RNAi的大豆发根转化系。该方法是大豆孢囊线虫绿色有效防治的新策略。综上,本研究深入了解了大豆孢囊线虫的特征以及防治存在的问题,尝试建立了大豆抗孢囊线虫的技术体系。
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