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芜菁花叶病毒是马铃薯Y病毒属的一类重要病原菌,对芥菜生产特别是后期经济产量有严重影响,传统的方法均不能有效防止其危害,因此研究芥菜对TuMV的抗性机理可为实际生产提供理论依据。本研究以14号耐病材料叶用芥菜为材料,检测了其接种TuMV后的抗性反应,并经过表观症状、叶绿素、叶绿素荧光、鲜重、PR和NPR1基因的表达情况确定了接种后9天,为最佳防御反应响应时期。通过抑制性差减杂交技术构建了芥菜的抗TuMV消减文库,系统的研究了14号芥菜材料的抗性反应,为揭示其抗性机理奠定了坚实的基础。
通过本文对芥菜接种TuMV病毒后抗性反应等的研究,结果表明:14号叶用芥菜的抗性防御反应响应病原菌的侵染较晚,在侵染早期没有大量ROS的积累和过敏型坏死等抗性症状,可能为TuMV病毒的亲和性寄主。对于系统叶片中的CP积累水平、PR1和NPR1基因的表达情况的研究分析,发现14号材料不能长期的抑制病菌的系统移动,且抗性标志基因PR1和NPR1响应TuMV的侵染出现在6-9天。通过对芥菜抗。TuMV的SSH文库中198条EST差异片段的生物学分析发现:病原菌侵染影响了生物生命活动过程中各个代谢途径,其中能量与代谢类的差异基因较多,抗性相关基因次之,信号转导和未知功能的基因最少,说明TuMV侵染诱导了植物能量代谢的改变,同时诱导了芥菜自身的各种防御系统参与TuMV的抗病过程,提高了芥菜的逆境适应性。通过对差异EST表达量的检测,发现高于2倍差异表达的基因多为抗性相关基因,说明TuMV侵染主要通过改变了防御系统基因的转录水平来调控自身的代谢平衡,从而保证各种生命活动的进行。
克隆了抗性相关的2条基因:光合小亚基和交替氧化酶基因。光合小亚基响应了TuMV的侵染,说明光合作用和光信号可能也参与了芥菜的TuMV抗性反应。我们重点研究和分析了AOX基因在TuMV侵染后的功能和作用,发现AOX影响和调控了芥菜的TuMV抗性反应,并且可能通过影响ROS含量的变化,维持受侵染后芥菜的代谢平衡,防止紊乱。另外,使用外源化学试剂处理,研究了乙烯在TuMV侵染过程中的作用,证明了乙烯位于AOX介导的TuMV抗性反应的上游。