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烟草根结线虫病是危害烟叶生产的重要病害之一,在国内外烟叶产区普遍发生,每年造成巨大的经济损失。在烟草上,尤以南方根结线虫危害最重。选用抗病品种是最经济、最有效地防控措施。本研究以抗病品种豫烟12号和感病品种长脖黄作为试验材料,采用转录组测序技术比较抗、感品种中基因表达谱差异,分析抗病相关的重要代谢途径,然后研究相应代谢过程中生理指标变化,以验证转录组测序结果,进而从表观生理和转录遗传2个方面预测烟草抗性生理和关键调控基因,以期揭示豫烟12号对南方根结线虫抗性的生理和分子机制。主要研究结果如下:1、豫烟12号和长脖黄对南方根结线虫侵染表现出了截然不同的抗性反应。人工接种南方根结线虫后,豫烟12号和长脖黄的病情指数分别为1.35和78.23。线虫胁迫显著降低了长脖黄品种根系和叶片的生理功能,而对豫烟12号品种影响较小,接种和未接种差异不显著。因此,豫烟12号是抗病品种,长脖黄是感病品种。2、通过比较2个品种的转录组数据可知,各样品平均获得46 555 601个clean reads,其中83%成功比对到了参考基因组上。不同文库数据量均超过6.49 G,平均测序读长是150bp,Q30碱基百分比在90.10%以上。根据差异表达基因的筛选原则,抗病品种豫烟12号和感病品种长脖黄分别获得2623和545个差异表达基因,其中289个基因在2个品种中共同表达。3、对共表达的289个差异基因进行功能注释和富集分析可知,细胞壁修饰、蛋白激酶、抗氧化系统、苯丙烷类、激素信号转导和转录因子等相关基因共同参与了烟草抗线虫反应,南方根结线虫侵染诱发了烟草复杂的防御机制。同时,绘制了烟草抗根结线虫病可能的分子机制图,以期为进一步揭示烟草抗病机理奠定基础。4、南方根结线虫侵染对豫烟12号和长脖黄抗氧化系统的影响。线虫侵染后,长脖黄中O2-和MDA含量显著高于豫烟12号,同时,SOD、POD、CAT、GSH、GSSG和GR在豫烟12号中含量显著高于长脖黄,这表明线虫胁迫能够诱导豫烟12号快速产生过氧化反应,同时它具有较强的活性氧清除功能,以降低细胞膜脂的过氧化程度。5、南方根结线虫侵染对豫烟12号和长脖黄苯丙烷类代谢的影响。2个品种中PAL、TAL和PPO含量在线虫侵染后显著升高,且在豫烟12号中的含量显著高于长脖黄。以上结果显示,苯丙烷类代谢过程通过产生有害次生代谢物质或者促使细胞壁木质化以毒害、阻止线虫的入侵。因此,苯丙烷类代谢在豫烟12号防止线虫侵入过程中发挥着重要的作用。6、南方根结线虫侵染对豫烟12号和长脖黄内源激素的影响。线虫侵染前期,2个品种中CTK、IAA和JA含量降低;豫烟12号中GA含量上升,ABA含量下降;长脖黄中GA含量下降,ABA含量上升。豫烟12号中低ABA高IAA,可能是其根系和叶片没有受到较大影响的原因;而长脖黄中高ABA低IAA,有利于巨型细胞的形成,为线虫增殖提供有利条件。因此,烟草内源激素在控制线虫增殖过程中起到关键调控作用。