中国金黄壳囊孢菌遗传多样性及杨树防御机制研究

【摘要】杨树是一种重要的生态和商品林树种,由金黄壳囊孢菌所引起的杨树烂皮病是一种重大的杨树枝干类病害。本研究对来源于中国11个省31个市县的46株金黄壳囊孢菌(Cytosporachrysosperma)菌株进行了形态遗传多样性分析、致病力遗传多样性分析和分子遗传多样性分析。经国内外研究表明,杨树抗病性品种的应用能达到持久防治烂皮病的作用。本研究从杨树与烂皮病菌-金黄壳囊孢菌(C.chrysosperma)的互作关系出发,对该互作过程中杨树组织中的抗性相关酶活性动态变化、过氧化氢(H202)和丙二醛(MDA)含量变化与寄主抗病性的关系进行研究,同时对接种金黄壳囊孢菌后的银中杨锌指蛋白基因表达情况进行了研究,以期为杨树烂皮病发生的分子机制和选育抗病杨树品种提供科学依据。研究结果表明：1.形态遗传多样性分析将46个菌株分为两大类群,第一大类群又分为2个小类群,第1小类群包括北京、黑龙江各4个菌株；辽宁、山东各3个菌株；吉林、内蒙古自治区各1个菌株：第2小类群包括陕西4个菌株；新疆、青海各3个菌株。第二大类群包括内蒙古自治区7个菌株；四川、甘肃各6个菌株；黑龙江1个菌株。结果表明形态遗传多样性与地理来源有一定关系。2.金黄壳囊孢菌的致病力与地理来源无明显关系,但致病力与寄主种类有一定的关系,从杨树上分离菌株的致病力强于非杨树上分离的菌株。3.RAPD和SRAP分子遗传多样性均与地理来源相关。RAPD和SRAP分子遗传多样性均将46个菌株分为两大类群,其中有44个菌株在2次聚类中被分为同一大类群。第一大类群包括北京、新疆、辽宁、陕西、吉林、青海、甘肃、黑龙江的全部菌株和山东的2个菌株,第二大类群包括四川的全部菌株和内蒙古自治区的7个菌株,C18(内蒙古满归)和C28(山东诸城)未被分为同一大类群。4.银中杨和小黑杨接种C14后,各种酶活性均有一定的变化,趋势基本都是先上升后下降,从所测的几个生理生化指标来看,病原菌激活了杨树体内多种防御反应,包括迅速提高PAL、SOD、POD和PPO活性。银中杨接种C14后,银中杨H202含量对应CK1和CK2的增幅高于小黑杨,并且达到最高峰时间要早于小黑杨,从而控制病原菌侵入及扩展。银中杨接种C14后,MDA含量对应CK1和CK2的增幅明显低于小黑杨。小黑杨MDA含量上升,而银中杨MDA变化不明显,说明小黑杨出现了脂膜过氧化现象。5.采用实时定量荧光PCR技术对银中杨接种金黄壳囊孢菌后锌指蛋白基因的表达进行了研究。实验结果显示,ZFP1和69-Ⅳ-2-4在接种后表达水平持续上升,ZFP1在48h的基因表达量分别为CK1和CK2的4.21倍和3.11倍；69-Ⅳ-2-4在48h为CK1和CK2的9.56倍和7.06倍。ZFP1和69-Ⅳ-2-4在接种前期高表达,表明锌指基因可能参与了植物与病原物的识别过程和防御反应。
【作者】杨明秀；
【导师】宋瑞清；
【作者基本信息】东北林业大学，森林保护学，2014，博士
【关键词】金黄壳囊孢菌；遗传多样性；杨树；酶；锌指蛋白基因；

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