月季根癌病是制约月季生产与园林应用的重要病害。本文针对月季根癌病的抗性资源及抗性机制不明等问题,从月季根部肿瘤中分离病原菌、筛选抗月季根癌病种质资源,并从生理学与分子生物学两个层面着重探讨了多花蔷薇的抗病机理。主要结果如下: 1.从月季的根部肿瘤组织中分离纯化了9株菌株。其中,有3株为强毒性菌株,3株为弱毒性菌株。 2.以强毒性菌株J-5-1田间接种蔷薇属50个材料,根据发病率、肿瘤大小、肿瘤干重以及感病后植株生长状况将供试材料的根癌病抗性分为高度抗病、中度抗病、中度感病、高度感病四个类型。重瓣玫瑰、黄刺梅、‘红双喜’、‘火焰’、‘蓝丝带’表现为高度抗病;多花蔷薇无刺4号等17个材料为中度抗病;荷花蔷薇等17个材料为中度感病;有11个材料表现为高度感病。进一步对根癌病抗性鉴定的离体接种方法作了探讨。结果表明,离体嫩梢接菌后所产生的瘤状组织量可以作为区分供试材料根癌病抗性的依据,离体接种与田间接种鉴定结果基本一致。 3.以中度抗病的多花蔷薇无刺4号与中度感病的荷花蔷薇为试材,对比研究了受病原菌侵染后寄主的生理学响应。结果表明,受病原菌侵染后两种材料的内源激素变化趋势有较大的差异。随着病原菌的侵染进程,多花蔷薇无刺4号IAA、ZR和ABA三种内源激素含量的峰值出现较早,但在第21天后含量降低或极缓慢上升;而荷花蔷薇内源激素含量表现为持续上升的趋势。 解剖结构分析表明,针刺接菌对两个材料茎组织结构的影响以及所形成肿瘤的结构均不相同。接种后,多花蔷薇无刺4号沿伤口两侧细胞增生相对较慢,细胞增生较快的部位形成少量涡旋式导管。其肿瘤是由于伤口两侧大量细胞增生,将寄主的部分茎结构挤向外侧而形成的,肿瘤表面可以重新形成木质化结构。在接种部位之下茎组织分化出仅由较宽的髓射线和发达的韧皮部构成的维管束;接种部位之上茎的维管束分化则几乎不受影响。 而荷花蔷薇则表现为被接种部位一侧维管组织大量增生,向外形成丰富的木质部元素和韧皮部元素,木质部元素呈树状分支和涡旋状分布于韧皮部成分中,肿瘤中丰富的维管束直接与寄主维管束系统相连。在接种部位之下茎的维管束增生,但导管口径显著变小;接种部位之上寄主茎组织也出现维管束增生,初生木质部导管数量减少,口径变小,次生木质部则受影响小。 4.采用抑制差减杂交(suppression subtractive hybridization,SSH)方法,构建了根癌土壤杆菌胁迫下多花蔷薇无刺4号增强表达或抑制表达的正反向差减cDNA文库。差示筛选差减cDNA文库的基础上,随机选取增强表达的92个克隆进行测序,去除冗余的cDNA和根癌土壤杆菌的基因片段,共得到53个单一序列(unique ESTs)。利用GenBank数据库进行核酸和蛋白质同源性比较,多花蔷薇无刺4号受病原菌诱导增强表达的ESTs功能涉及:细胞分裂、生长(22个克隆);防御、逆境应答、信号转导及激素调节(11个克隆);初生与次生代谢(10个克隆)。另有10个基因片段功能未知,可能为新的ESTs。RT-PCR进一步分析了9个差减片段受病原菌诱导表达情况。结果显示,其中有8个片段明显受病原菌诱导表达,但诱导表达情况各不相同。 根癌土壤杆菌胁迫下多花蔷薇无刺4号的基因表达谱分析将为解析其根癌病抗性分子机理、克隆抗性相关基因并为今后开展月季根癌病抗性基因的表达调控及抗病基因工程奠定良好的理论和试验技术基础。