【摘 要】
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小麦作为世界上最重要的粮食作物之一,产量和品质尤为重要,而细菌、真菌、病毒等病原物极易影响小麦的品质及产量。小麦白粉病是一种在小麦各生长周期均能发病的流行性病害,引起小麦白粉病的病原物为禾本科布氏白粉菌小麦专化型（Blumeria graminis f.sp.tritici,Bgt）。本研究采用UPLC-MS技术,对携带Pm40基因的小麦L658及不携带抗性基因的姊妹系小麦L958接种白粉菌早期,
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小麦作为世界上最重要的粮食作物之一,产量和品质尤为重要,而细菌、真菌、病毒等病原物极易影响小麦的品质及产量。小麦白粉病是一种在小麦各生长周期均能发病的流行性病害,引起小麦白粉病的病原物为禾本科布氏白粉菌小麦专化型（Blumeria graminis f.sp.tritici,Bgt）。本研究采用UPLC-MS技术,对携带Pm40基因的小麦L658及不携带抗性基因的姊妹系小麦L958接种白粉菌早期,在代谢物水平对Pm40的抗病机制进行了研究,结果如下:1.小麦L658和L958叶片接种白粉菌前和接菌后24h、48h、72h,共鉴定出97种共同的非靶标代谢物,其中:（1）氨基酸及氨基酸类衍生物19种;（2）胺类化合物6种;（3）脂肪酸2种;（4）有机酸23种;（5）磷酸衍生物4种;（6）多元醇（Polyol）5种;（7）核酸、核苷及衍生物20种;（8）其它化合物18种。2.通过PCA、OPLS-DA等方法对总体代谢物进行多次分析,小麦L658受白粉菌胁迫后24 h、48 h和72 h共筛选出42个差异显著的代谢物,其中:（1）氨基酸及氨基酸类衍生物14种;（2）核酸、核苷及衍生物7种;（3）有机酸8种;（4）胺类化合物2种;（5）磷酸及衍生物1种;（6）脂肪酸1种;（7）其他化合物9种。其中31种代谢物在接菌后显著上调,11种代谢物在接菌后显著下调。这42种代谢物被富集到33条代谢通路中,变化显著的通路有黄酮类化合物生物合成,苯丙氨酸代谢,苯丙烷生物合成,色氨酸代谢等通路。3.对L658和L958各取样时间点的代谢物进行对比分析,在小麦L658与L958未接菌的叶片中共有52种差异显著代谢物;接种白粉菌后24 h,在两个品系的小麦叶片中共检测到49种差异显著代谢物;接种白粉菌后48 h,共检测出54种差异显著的代谢物;接种白粉菌后72 h,在两个品系的小麦叶片中共检测到55种差异显著代谢物。各取样时间点差异显著代谢物富集到的通路中,差异显著的包括黄酮类化合物生物合成,苯丙氨酸代谢,苯丙烷生物合成等与植保素合成以及活性氧累积相关的通路。4.接菌后,采用qRT-PCR对小麦代谢通路关键酶基因KDSR、PAL、BGL1、CHA的表达情况进行验证,发现两个品系小麦抗病相关通路关键酶基因的表达水平有显著的差异,且与相关产物变化情况基本一致。以上结果表明,L658依靠合成香豆素、黄酮类化合物等植保素,以及调控与ROS累积和细胞程序性死亡的相关代谢途径,如水杨酸信号转导、鞘脂代谢等通路来抵御白粉菌的侵染,推测Pm40在上述途径中起到了关键的调控作用。
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