普通野生稻与栽培稻根部微生物组及抗病机制研究

来源 :中国科学院大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:fengdl0040
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
普通野生稻作为栽培稻的近缘祖先,在抗病、抗旱等方面保留着优良的抗逆能力。我国江西、广东、海南等地区保留着普通野生稻资源,且普通野生稻的生长环境遭到的人为干扰相对较少,可以为研究普通野生稻提供原始材料。根部相关微生物与植物的关系密切,对植物生长发育、生理代谢等方面具有一定的影响,因此,研究野生稻与栽培稻根部相关微生物的多样性变化具有潜在的意义。稻瘟病菌严重威胁着水稻的生长,而大多数研究主要是集中在稻瘟病菌叶片部位的研究。近些年的研究报导表明稻瘟病菌同样可以以腐生菌的形式在土壤中进行传播并危害水稻的生长。而野生稻在抗稻瘟病方面具有相对的优势。因此,研究野生稻、栽培稻应对稻瘟病的机制具有一定的理论意义。本研究首先对自然生境下普通野生稻、农田栽培下的栽培稻根部相关细菌的群落结构及土壤相关理化进行了研究。以中国江西、广东、海南从北至南的3个不同纬度带上的野生稻与栽培稻为研究对象,同时结合对野生稻伴生植物李氏禾的对比分析,阐述不同纬度带下野生稻根部伴生细菌的分布规律。通过DGGE分析表明,植物根部伴生细菌分布具有一定的地域性,同一纬度带的野生稻的细菌群落结构特征较为相似,但是不同纬度下的栽培稻仍然相似性很高;野生稻根部伴生细菌的多样性显著高于栽培稻;野生稻和栽培稻相比,伴生细菌的分布特征带有明显的人类活动的影响。另外,本研究也发现根部可溶性糖与根际土壤球囊霉素相关蛋白含量的相关性分析表明,根部可溶性糖可能是决定AMF侵染植物的重要的因素之一。其次,本研究对室内受控条件下野生稻与栽培稻应对稻瘟病的转录组进行了研究。研究结果得出,与栽培稻相比,野生稻在应对稻瘟病菌入侵时具有独特的抗病机制,主要集中在WRKY转录因子、几丁质酶活性、JA、ET、苯丙烷、木质素、双萜类等相关代谢反应途径上;而栽培稻的抗病机制相对简单,更多集中在苯丙烷、黄酮类(Flavone)、蜡质(wax)等化合物的合成上。此外,无论是野生稻还是栽培稻,脂肪酸和淀粉物质的代谢都表现出在抗病反应中。其中,脂肪酸降解是野生稻应对病原菌的主要反应,而脂肪酸合成则是栽培稻应对病原菌的入侵的主要反应。初级代谢物质苯丙烷的合成反应在野生和栽培稻应对病原菌的过程中同时存在,但是在栽培稻抗病反应中,倾向于将苯丙烷进一步代谢产生黄酮类(flavone);而野生稻则更倾向于将苯丙烷代谢产生木质素。再次,研究了野生稻与栽培稻在室内受控条件下对根部微生物选择上的差异。结果发现,野生稻与栽培稻在根部相关细菌的群落结构上差异不显著,而真菌的群落结构上差异显著;野生稻根部相关的共生菌AMF的丰富度显著高于栽培稻,且潜在真菌性病源菌更少。最后,本研究对野生稻与栽培稻根部转录组分子表达机制与根部微生物组进行了相关性分析,以阐述可能具有的植物与微生物的相互影响机制。结果发现,野生稻与栽培稻部分代谢路径与根部微生物具有一定的相关性。其中,野生稻的Glutathione metabolism,Plant-pathogen interaction,Protein processing in endoplasmic reticulum,Tyrosine metabolism与细菌和真菌的总的OTU百分比相关性较高。栽培稻方面,Glycolysis/Gluconeogenesis,Brassinosteroid biosynthesis,Carbon metabolism,Phenylpropanoid biosynthesis,Caffeine metabolism与细菌和真菌的总体的OTU百分比相关性较高。通过冗余分析,发现部分物种对植物转录代谢路径具有显著性的影响。同时发现,Streptomyces对野生稻vs栽培稻的富集基因影响显著,且Streptomyces所占野生稻根部相关细菌总量的8.7%。
其他文献
作物种质资源是人类繁衍、生存和发展最根本的物质基础。种质资源的妥善保存,为作物育种、生物工程及21世纪实现我国农业可持续发展提供了重要的物质保障.但随着贮存时间的延长,种子仍会发生老化,由此影响到种质资源的安全贮存和适时更新。一定程度的老化种子,其活力是可以通过若干处理而获得恢复或提高的。本试验以玉米种子(478和Mo17)为材料,研究了玉米种子在正常萌发过程中和人工老化处理后一些相关酶活性的变化
随着现代化进程的加快,为了既能够满足经济发展的用电需求,又不会浪费电能,极大的提高电能利用率,必须对用电负荷进行准确预测,这样有助于实现合理调度,满足用户要求,并降低电力配送
虫瘿(gall)是自然界中昆虫对寄主植物进行诱导并使寄主植物组织产生异常生长的产物。虫瘿组织的形态学、细胞学及生理生化特性与正常组织间存在着较大的差异。对虫瘿形成机制
安全约束最优潮流(Security Constrained Optimal Power Flow, SCOPF)从数学的角度同时考虑正常状态和故障状态下的约束,理论上能够有效地处理电网突发故障,保障电力系统安全稳定运行。然而虑及众多预想故障状态的SCOPF问题求解规模庞大,对应的计算内存需求大且计算过程耗时极长。本文针对大规模SCOPF问题快速求解方法展开相关的研究工作,结合潮流、最优潮流、主导故
班主任工作要从学生的身心特征出发,既要符合学生的共性,又要关注学生的个性;既要注重连续性,又要重视阶段性。这样,才能取得理想的教育效果。
我国的中低压配电网络多为中性点经消弧线圈接地方式(NES),针对该系统中发生概率较高的单相接地故障,传统的利用稳态信息的选线方法,在抗干扰性性和灵敏度上都难以达到要求,而目前基于暂态信息的故障选线方法大多是利用故障发生时刻的某一类信息进行判别,未能充分利用故障时刻的暂态特征,容易产生死区,即使在通过智能算法加以融合后,自适应性仍然很差,交界区域的选线成功率难以得到保证。所以十分有必要对故障选线方法
在电力系统中,为提高供电可靠性,110kV变电站普遍采用备自投装置,接线方式为两路电源进线两台主变供电一路主供一路备用的内桥接线方式。当主供电源进线发生故障或检修停役后,将
随着社会经济和审计事业的不断发展,现代技术越来越多地运用于审计实务。统计抽样技术从七十代受到审计界的关注,被广泛运用于财务审计中,到目前为止却鲜见其在工程审计中运用。
电力市场化是全球电力系统的大趋势,也是我国电力体制改革的方向,我国发电侧电力市场建立以后,供电企业与发电企业变成市场上的交易双方,供电企业所面临的风险更加多样化。电力市
随着电力电子装置的广泛应用,非线形负荷产生的谐波对电力系统的影响和危害日益严重,因而在保证电力系统经济、安全运行的背景下,电力谐波的实时补偿变得越来越重要。有源电力滤