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目的:明确新疆维吾尔自治区发生菟丝子的具体种类,基于鉴定结果,以在新疆危害严重、分布最广的菟丝子种为研究对象,建立其快速PCR检测技术和方法,同时寻找能有效减少菟丝子种子萌发的方法,降低菟丝子寄生率,为新疆菟丝子的检验检疫和防治提供理论依据和技术支撑。
方法:通过形态学鉴定和分子生物学鉴定相结合的方法对采集的60份菟丝子样品进行鉴定。然后以鉴定出的2个主要种,设计其种特异性引物,通过PCR扩增,对2个主要种的种特异性引物的特异性和灵敏性进行检测,从而建立2种菟丝子的快速检测技术;以2种菟丝子种子为研究对象,分别用40℃和45℃进行为期40d的高温高湿老化处理,测定不同天数后的菟丝子种子的皿内萌发率和盆栽萌发率,并研究老化处理后对菟丝子种子生理生化指标的影响机制。
结果:
1、在新疆南北疆各地菟丝子发生严重的区域采集菟丝子,从25种寄主植物上共采集到菟丝子样品60份,通过形态学鉴定可以将60份菟丝子样品初步鉴定为田野菟丝子Cuscutacampestris和单柱菟丝子Cuscutamonogyna两个种。田野菟丝子的茎较细,呈淡黄色至橘黄色,花白色,种子较小,椭圆形;单柱菟丝子茎藤较粗,呈微红色并有紫色瘤状突起,花玫红色或近白色,种子较大。结合分子辅助鉴定,经ITS、rbcL、trnL-F3种序列分析,最终可以明确新疆维吾尔自治区的菟丝子主要有两种,即田野菟丝子和单柱菟丝子。
2、针对田野菟丝子和单柱菟丝子,设计了两种菟丝子的种特异性引物trnL-TY和trnL-DZ,田野菟丝子种特异性引物trnL-TY仅可以从田野菟丝子的DNA中扩增一条256bp大小的条带,在其他供试种子的DNA中不能检测到条带,检测灵敏度为10pg/uL;特异性引物trnL-DZ仅可以从单柱菟丝子的DNA中扩增一条275bp大小的条带,在其他供试种子的DNA中不能检测到条带,检测灵敏度为100pg/uL。采用两种菟丝子的trnL-F基因片段设计的引物及PCR方法,可用于两种菟丝子的快速分子检测。
3、田野菟丝子种子和单柱菟丝子种子分别在45℃和40℃温度条件下老化40d,种子的皿内和盆栽萌发率均表现为逐渐下降趋势,并且在45℃条件下,菟丝子种子的萌发率下降更快、萌发率更低,抑制两种菟丝子种子萌发的效果更明显。划破种皮的田野菟丝子种子皿内和盆栽初始萌发率分别为46.67%和39%,种子老化40d后,在45℃老化温度条件下,皿内和盆栽萌发率分别为2%和0.33%;在40℃老化温度条件下,皿内和盆栽萌发率分别为29%和22%。划破种皮的单柱菟丝子种子皿内和盆栽初始萌发率分别为60%和47%,种子老化40d后,在45℃老化温度条件下,皿内和盆栽萌发率分别为0%和0.67%;在40℃老化温度条件下,皿内和盆栽萌发率分别为38%和28.33%。
4、两种菟丝子种子在老化0、10、20、30、40d后的种子浸出液的相对导电率、可溶性糖含量、MDA含量均呈现持续上升趋势,与老化时间成正比,表明菟丝子种子细胞膜透性不断增加,细胞膜受到损害,许多细胞内的物质发生渗漏;而种子的可溶性蛋白含量、CAT、POD、SOD活性均呈现持续下降趋势,与老化时间成反比,表明菟丝子种子内部调节平衡的相关酶的活性逐渐丧失,种子内部积累的有害物质逐渐增多,最终种子发生老化劣变。
方法:通过形态学鉴定和分子生物学鉴定相结合的方法对采集的60份菟丝子样品进行鉴定。然后以鉴定出的2个主要种,设计其种特异性引物,通过PCR扩增,对2个主要种的种特异性引物的特异性和灵敏性进行检测,从而建立2种菟丝子的快速检测技术;以2种菟丝子种子为研究对象,分别用40℃和45℃进行为期40d的高温高湿老化处理,测定不同天数后的菟丝子种子的皿内萌发率和盆栽萌发率,并研究老化处理后对菟丝子种子生理生化指标的影响机制。
结果:
1、在新疆南北疆各地菟丝子发生严重的区域采集菟丝子,从25种寄主植物上共采集到菟丝子样品60份,通过形态学鉴定可以将60份菟丝子样品初步鉴定为田野菟丝子Cuscutacampestris和单柱菟丝子Cuscutamonogyna两个种。田野菟丝子的茎较细,呈淡黄色至橘黄色,花白色,种子较小,椭圆形;单柱菟丝子茎藤较粗,呈微红色并有紫色瘤状突起,花玫红色或近白色,种子较大。结合分子辅助鉴定,经ITS、rbcL、trnL-F3种序列分析,最终可以明确新疆维吾尔自治区的菟丝子主要有两种,即田野菟丝子和单柱菟丝子。
2、针对田野菟丝子和单柱菟丝子,设计了两种菟丝子的种特异性引物trnL-TY和trnL-DZ,田野菟丝子种特异性引物trnL-TY仅可以从田野菟丝子的DNA中扩增一条256bp大小的条带,在其他供试种子的DNA中不能检测到条带,检测灵敏度为10pg/uL;特异性引物trnL-DZ仅可以从单柱菟丝子的DNA中扩增一条275bp大小的条带,在其他供试种子的DNA中不能检测到条带,检测灵敏度为100pg/uL。采用两种菟丝子的trnL-F基因片段设计的引物及PCR方法,可用于两种菟丝子的快速分子检测。
3、田野菟丝子种子和单柱菟丝子种子分别在45℃和40℃温度条件下老化40d,种子的皿内和盆栽萌发率均表现为逐渐下降趋势,并且在45℃条件下,菟丝子种子的萌发率下降更快、萌发率更低,抑制两种菟丝子种子萌发的效果更明显。划破种皮的田野菟丝子种子皿内和盆栽初始萌发率分别为46.67%和39%,种子老化40d后,在45℃老化温度条件下,皿内和盆栽萌发率分别为2%和0.33%;在40℃老化温度条件下,皿内和盆栽萌发率分别为29%和22%。划破种皮的单柱菟丝子种子皿内和盆栽初始萌发率分别为60%和47%,种子老化40d后,在45℃老化温度条件下,皿内和盆栽萌发率分别为0%和0.67%;在40℃老化温度条件下,皿内和盆栽萌发率分别为38%和28.33%。
4、两种菟丝子种子在老化0、10、20、30、40d后的种子浸出液的相对导电率、可溶性糖含量、MDA含量均呈现持续上升趋势,与老化时间成正比,表明菟丝子种子细胞膜透性不断增加,细胞膜受到损害,许多细胞内的物质发生渗漏;而种子的可溶性蛋白含量、CAT、POD、SOD活性均呈现持续下降趋势,与老化时间成反比,表明菟丝子种子内部调节平衡的相关酶的活性逐渐丧失,种子内部积累的有害物质逐渐增多,最终种子发生老化劣变。