野生豆孢囊线虫生物学及其对大豆生理生化特性影响研究

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野生豆孢囊线虫(Heterodera sojae)于2016年最先在韩国被发现并报道。2016年本实验室在我国江西婺源发现该线虫,并鉴定了42个栽培大豆品种的抗性,然而,关于该线虫其它方面的研究未见报道。本论文以大豆和野生豆孢囊线虫为材料,探讨了大豆被野生豆孢囊线虫侵染后,植株根系中生理生化指标的变化,分析了野生豆孢囊线虫在不同抗性大豆根系内的生长发育、孵化及对寄主大豆生长的影响,同时也研究了不同外界环境条件下野生豆孢囊线虫卵的孵化情况。本文主要研究结果如下:大豆被野生豆孢囊线虫侵染后的生理生化指标研究表明,作为大豆抗野生豆孢囊线虫早期鉴定的最有效指标是MDA含量,其次是POD活性,再次是可溶性蛋白含量,而CAT、SOD、PAL和PPO活性均不适合用来判断早期大豆是否抗野生豆孢囊线虫。在接虫0-3 d内,感病品种接虫组中的丙二醛(MDA)含量迅速上升,而感病品种未接虫组、抗病品种接虫组及未接虫组中的MDA含量均呈下降趋势。抗病品种接虫组中的过氧化物酶(POD)活性迅速升高,抗病品种未接虫组中的POD活性几乎无变化,而感病品种接虫组和未接虫组中的POD活性均降低。抗病品种接虫组和未接虫组中的可溶性蛋白含量均上升;感病品种接虫组中的可溶性蛋白含量几乎不变,而感病品种未接虫组中的可溶性蛋白含量则下降。大豆抗野生豆孢囊线虫生长发育及孵化试验结果表明:抗病品种不但减少野生豆孢囊线虫的侵入还抑制该线虫的发育,使大部分线虫的发育滞后,从而导致大豆根上形成的孢囊数量很少。感病品种的根系分泌物促进野生豆孢囊线虫卵的孵化,而抗病品种的根系分泌物抑制该线虫的孵化,且抗病品种随大豆苗生育期的增加,对线虫卵的孵化抑制作用越强。不同抗性大豆根上形成的孢囊孵化率不同,感病品种根上收集孢囊的孵化率高于抗病品种。不同环境条件对野生豆孢囊线虫孵化影响试验结果表明:25-30℃是野生豆孢囊线虫卵孵化的最佳温度范围,高于35℃和低于10℃对该线虫的孵化均有明显抑制作用。金属离子Zn2+、Fe3+、Ca2+、Cu2+和Mg2+为3 mmol/L浓度时,对该线虫卵的孵化有抑制作用。光照(光照/黑暗)为8/16 h和0/24 h条件最利于该线虫卵的孵化。此外,对大田采集和盆栽产生的孢囊卵进行孵化发现,大田中采集的孢囊比盆栽产生的孢囊更容易孵化。野生豆孢囊线虫对大豆生长影响的试验结果表明:野生豆孢囊线虫侵染大豆根系后,导致感病大豆株高、茎叶鲜重和豆荚数较未接虫对照减少,抗病品种株高较对照无明显差异。接虫后抗感大豆品种的根系鲜重均无明显影响。本文通过研究野生豆孢囊线虫侵染大豆根系后,大豆根系中生理生化指标的变化,筛选出作为早期鉴定大豆抗野生豆孢囊线虫最有效的指标是MDA含量,其次是POD活性,再次是可溶性蛋白含量,而CAT、SOD、PAL和PPO活性均不适合作为早期鉴定大豆抗野生豆孢囊线虫的指标。研究结果为大豆抗野生豆孢囊线虫早期鉴定提供依据,同时为进一步研究大豆抗野生豆孢囊线虫的机理奠定了基础。对野生豆孢囊线虫侵染不同抗性大豆后的发育和孵化进行了研究,为大豆抗野生豆孢囊线虫机制研究提供参考。
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