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大豆胞囊线虫病(Heterodera glycines,SCN)为大豆根部的主要专性寄生线虫;是大豆生产中的重要病害,,严重影响大豆的产量。目前,对大豆胞囊线虫病的防治措施主要采取物理防治、化学防治、生物防治和应用抗病品种,其中应用抗线虫品种是最经济有效的防治措施。抗线虫品种的抗性主要来自中国的小黑豆品种。灰皮支黑豆是优良的抗源品种之一,因其对大豆胞囊线虫的多个生理小种均表现出较好的抗性。本研究选用灰皮支黑豆和感病品种辽豆15为试验材料,接种大豆胞囊线虫3号生理小种(SCN3),分析和比较大豆胞囊线虫侵染后灰皮支黑豆和辽豆15根内谷胱甘肽合成途径关键酶基因的表达变化,利用GSH合成抑制剂L-丁硫氨酸-亚砜亚胺(L-Buthionine-sulfoximine,BSO)处理感病品种辽豆15,监测大豆胞囊线虫的发育情况、谷胱甘肽含量及其合成基因的表达规律,解析小黑豆抗大豆胞囊线虫的抗性机制。本文主要研究结果如下:1.大豆谷胱甘肽合成关键酶基因的表达研究:利用qRT-PCR技术,检测抗病品种灰皮支黑豆和感病品种辽豆15接种大豆胞囊线虫3号生理小种1d、2d、3d、6d、9d样本中,γ-ECS、GSHS、hGSHS基因的表达情况。研究发现,当感病品种辽豆15受到SCN3侵染后,第2 d、3 d和9 d,γ-ECS基因的相对表达呈上升趋势;GSHS基因和hGSHS基因在大豆胞囊线虫侵染后的5个取样时间点均呈上升趋势,尤其在侵染2 d、6 d和9d时上升显著(p<0.05)。而在在SCN3感染抗病品种灰皮支黑豆后,根系中γ-ECS基因和GSHS基因的相对表达呈下降趋势,hGSHS基因的表达在线虫侵染后前3d也呈下降趋势,第6d和9d时上调,但差异不显著。由此可推断(h)GSH在大豆与SCN互作过程中发挥重要的作用。在灰皮支黑豆中,(h)GSH合成相关酶基因表达的下调,很有可能会导致植物体内(h)GSH的积累含量减少。由于谷胱甘肽是植物体内还原剂,其含量的减少造成了植物体内的氧化性增强,因此不利于根系内线虫的生长和发育。关于(h)GSH对SCN的发育影响有待进一步研究来验证。2.谷胱甘肽抑制剂对大豆胞囊线虫的发育影响研究:辽豆15经过谷胱甘肽抑制剂BSO处理后,大豆根系内谷胱甘肽合成途径关键基因γ-ECS、hGSHS和GSHS的表达均受到了抑制,尤其在接种线虫第7d和14d,上述3个关键酶基因的表达均受到了显著抑制;而线虫在根系内的发育结果显示,在第14d和21d,与对照相比,处理组2龄幼虫数量增加,4龄幼虫数量减少,线虫出发育迟缓;第28d时,处理组和对照组中的线虫均为4龄幼虫或成虫,在龄期上无显著差异,但是在线虫数量上,处理组显著低于对照组。这可能是谷胱甘肽合成途径相关酶基因的表达受到抑制导致的。3.应用高效液相色谱检测大豆根系内谷胱甘肽含量:本试验以感病品种辽豆15为试验材料,从种子萌发开始,大豆持续受到BSO处理,结果发现BSO不仅可以有效地抑制谷胱甘肽合成相关酶基因的表达,还显著地降低了植物体内谷胱甘肽的含量,进而抑制了大豆胞囊线虫3号生理小种的发育。这与GSHS和hGSHS基因表达趋势相一致,上述结果证实了在(h)GSH缺乏的条件下,大豆胞囊线虫的发育受到了一定程度的抑制作用。