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菠萝蜜(Artocarpus heterophyllus Lam.)是著名的热带水果,有很高的营养价值。近年来,菠萝蜜果锈病的发生渐为普遍,其严重影响了菠萝蜜果实的口感和甜度,造成了一定的经济损失。在我国,菠萝蜜果锈病的发病原因尚不明确,并且与菠萝蜜果锈病相关的内容鲜有报道,菠萝蜜果锈病值得我们深入的研究。本文对海南省五个地区的菠萝蜜规模化种植基地进行了发病情况调查,对发病组织进行了切片观察及病原分离与检测,同时测定了与植物抗性生理相关的六种生理指标,对成熟的’琼引1号’菠萝蜜果内感病及健康果苞进行转录组测序,基于对转录组数据的分析来更加深入的探究菠萝蜜果锈病,主要研究结果如下:(1)调查发现田间无中心病株,发病株在田间随机分布;5个地区观测点的菠萝蜜果锈病4月份发病均较严重,定安发病率最高,为7.38%,保亭发病率最低,为3.51%;10月份仅零星发生,发病率最高为澄迈,仅为5.60%,琼中发病率最低,为3.20%。生产病果果树并非所有果都发病;采集到的病果基本都是成熟果,仅在定安县的种植基地采集到1个发病幼果。(2)对感病组织进行病原菌分离,PDA培养基、LB培养基以及锈菌目的3种专性培养基上均没有获得目的菌株。(3)利用真菌的ITS序列、细菌的16S序列进行PCR扩增反应,对测序结果进行分析比对,ITS的测序结果表明果锈病果苞与健康果苞序列一致性有99.08%,16S的测序结果表面果锈病果苞与健康果苞的序列一致性有99.52%。(4)选择同样会发生果锈病的苹果导致其发生锈果病的锈果类病毒(Apple Scar Skin Viroid,ASSVd)以及常见的热带水果香蕉上发病严重的香蕉束顶病毒(Banana BunchyTop Virus,BBTV)和黄瓜花叶病毒香蕉株系(Cucumbermosaic virus,CMV-Xb),番木瓜环斑病毒(Papaya Ringspot Virus,PRSV)以及柑橘裂皮病类病毒(Citrus Exocortis Viroid,CEV),利用这些(类)病毒的特异性引物对菠萝蜜果锈病果苞总RNA进行分子检测,并未获得目的条带。(5)对供试果苞进行了过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、丙二醛(MDA)6种与植物抗性相关的生理生化指标测定。实验结果表明,感病果苞的CAT、POD、SOD以及PAL都要高于健康果苞,健康果苞的PPO、MDA都高于感病果苞,其中SOD、CAT、PAL、MDA可以作为反映菠萝蜜果内果锈病果苞与健康果苞间差异的抗性生理指标。(6)对同果内的感病果苞及健康果苞进行转录组测序并组装,共获得Unigene88,010个,其中45,139个Unigene被注释。差异表达的分析结果与预期一致,共有2,387个Unigene差异表达,其中上调表达有1,013条,下调表达有1,374条,这些差异基因注释到了 115个KEGG途径。通过富集分析发现菠萝蜜果锈病的发生会刺激植物发生免疫防御反应,同时体内酶促保护系统会发挥作用,导致抗氧化酶活性的升高,与本实验抗性生理特性影响的研究结果一致,同时对多条富集到的代谢途径都产生了活跃影响。(7)基于转录组数据对差异基因进行表达分析发现植物-病原互作、过氧化物酶体2条通路与植物抗性反应密切相关。在2条通路中有共有15个基因有较高的表达量,其中表达量最高的三个基因为过氧化物酶体通路中的PEX5(c61906.graph_c3)和植物-病原互作通路中的 FLS2(c60753.graph_c3)及 RPMI(c61818.graph_c0),推测这3个基因在抗性反应中发挥重要作用,可作为后续研究的靶标基因。同时对这两条通路中的15个基因进行了 qRT-PCR实验,验证了转录组测序结果的可靠性。