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由芸薹根肿菌引起的十字花科作物根肿病目前正在世界范围蔓延流行,造成严重的生产损失。了解该病原菌生理小种在各地区的分布情况是进一步指导抗病育种工作和品种推广的基础,此外,弄清不同生理小种在田间环境下的混生情况需要得到单孢扩繁的纯系,而当前国内单孢分离及扩繁的体系尚不完善,分离得率低,操作繁琐费时。基于上述研究现状,虽然根肿病的抗病育种在大数据的背景下取得了一些成绩,但目前的研究工作仍没有得到突破性的进展,许多抗病的品种在田间的表现无法持久是目前的主要问题。基于单孢分离技术不完善和抗病性不持久这两个突出问题,本研究在鉴定了三个江浙地区芸薹根肿菌生理小种类型,并对多个地区芸薹根肿菌的ITS区差异性进行了比较的基础上,综合分析了稀释法、液滴法和印痕法的特点,比较了不同分离技术的优点和弊端,并对芸薹根肿菌休眠孢子的萌动形态和不同条件下休眠孢子的变化,以及不同采样时期的病根组织进行观察,建立了稳定高效的芸薹根肿菌单孢分离的技术体系。此外,针对根肿病抗病育种目前存在对显性单一抗病基因的偏好选择造成新品种抗性不持久的问题,考虑到芸薹根肿菌的专一寄主性,重点关注了在芸薹根肿菌侵染的早期阶段可能参与根肿病发生的感病基因。通过对CRISPR/Cas9基因编辑技术获得的突变体材料和购买的T-DNA插入突变体材料进行抗/感病分析,进一步筛选获得候选的感病基因并进行功能分析验证。获得的主要研究结果如下:(1)鉴定了三个江浙地区芸薹根肿菌生理小种类型。采用Williams系统对三个江浙地区芸薹根肿菌生理小种类型进行了鉴定,结果表明,取自浙江省温岭市的病原为ECD24/0/0生理小种,即Williams系统的P8号生理小种。取自浙江省缙云县的病原属于ECD24/16/30生理小种,即Williams系统的P1生理小种。取自江苏省宜兴市的病原属于ECD28/31/31生理小种,即Williams系统的P4生理小种。PCR扩增的结果显示,不同地区不同寄主体内的病原ITS区和18S rDNA序列差异性不大,只分析ITS序列或者18S rDNA序列对于生理小种的区别度小于根据ECD系统和Williams系统等寄主差异性划分的结果。研究发现,浙江温州和上海青浦的芸薹根肿菌病原核糖体DNA与其他地区来源的病原存在较大的遗传差异。(2)休眠孢子的显微观察及诱饵作物根渗液对休眠孢子萌发的影响。显微与亚显微结构的研究结果显示,孢子内含物的浓缩和最外层壁结构消亡是一致的,这可能与休眠孢子的成熟与萌动相关。扫描电镜观察发现,肿根的取样时期对于正常高质量纯休眠孢子的获取极为关键。休眠孢子悬浮液储藏在4℃环境中两个月没有明显的变化。孢子表面消毒使孢子悬浮液更加纯净。此外,所选取的5份诱饵作物根渗液对休眠孢子均有促进作用,其中,以黑麦草根渗液促进效果最佳。(3)稳定高效的芸薹根肿菌单孢分离技术的构建。建立了一套稳定高效的芸薹根肿菌单孢分离技术,适用于极微小的不可在人工培养基培养的休眠孢子的分离,该技术具有操作简单、分离效率高、对仪器设备要求低和稳定性强等优势,6号引物(Plasmo-3/Plasmo-4)对芸薹根肿菌的PCR检测可以作为早期单孢接种材料筛选的有效手段。(4)候选感病基因的筛选。利用芸薹根肿菌侵染前对照组及侵染后24 h和48 h的拟南芥野生型转录组数据,比对后得到基因的差异表达情况,筛选到10个上调表达的候选感病基因。成功改造获得可用于批量构建双敲或单敲载体的pBI121Cas9U6-26MCS质粒,从31份纯合T-DNA插入突变体和4份大片段敲除纯合突变体中筛选到3份抗病材料salk085849和salk063470以及wrky11(At2g31550)表现出显著的抗病性。(5)感病基因AT2G35930和AT3G22970的功能分析。基因表达分析结果表明,AT2G35930在下胚轴中优势表达,两个基因的GFP融合蛋白均分布在细胞核和细胞膜上。根肿病抗性鉴定结果显示,与野生型拟南芥相比,突变体at3g22970(salk085849)表现出重复性较好的抗病性;与pBI121空载转化株相比,两基因过表达植株均表现更加感病,突变体的肿根中芸薹根肿菌病原含量明显少于野生型拟南芥,且病原发展的阶段也相对滞后。综上,AT2G35930和AT3G22970候选感病基因参与了芸薹根肿菌病原在寄主体内的生长。