茄子砧木对南方根结线虫抗性鉴定及抗性机制研究

论文摘要

茄子根结线虫病是近年来较为严重的病害之一,发病植株生长发育不良,产量品质降低。目前,利用抗性砧木进行嫁接栽培是防治该病的最有效措施。为此,本试验以鉴定评价茄子砧木抗南方根结线虫水平为目的,通过调查不同茄子砧木幼苗人工接种南方根结线虫后的生长指标和抗性指标,采用多种评价方法,建立了一套较为完整的鉴定评价体系,筛选出了一批抗性材料;并以抗性水平显著不同的茄子砧木（托鲁巴姆、赤茄）为试材,研究了茄子砧木抗南方根结线虫的生理生化机制。主要研究结果如下:1.南方根结线虫侵染引发的茄子砧木幼苗不同器官的相对生长量、不同抗性指标及其变异系数不同,4个抗性指标（根结指数、卵粒指数、繁殖系数、病情指数）的变异系数达40.30%101.22%,而5个相对生长指标（相对株高、相对茎粗、相对根鲜重、相对茎鲜重、相对叶鲜重）的变异系数仅8.29%18.85%。利用变异系数较大的根结指数进行茄子砧木抗南方根结线虫水平聚类分析结果与4个抗性指标综合分析结果完全一致,但二者均不能评价茄子砧木的耐病能力,且与利用5个相对生长量指标及相对根系鲜重聚类结果存在些微差异。利用隶属函数可准确评价茄子砧木抗（耐）病性强弱,但不能鉴定其类别。因此,根据茄子砧木幼苗相对生长量和抗性指标等方面的变化,采用多指标、多体系综合鉴定方法,方可准确评价其抗（耐）病能力,据此本试验将供试的茄子砧木材料分为抗病、耐病、中感、高感4个类群,其抗（耐）病能力强弱依次为:托鲁巴姆、托托斯加、圣托斯、刺茄、北农茄砧、台茄、刚果茄、赤茄、耐病VF、香瓜茄、琼野茄。2.无论是否遭受南方根结线虫侵染,茄子砧木幼苗根系苯丙氨酸解氨酶（PAL）、酪氨酸解氨酶（TAL）、多酚氧化酶（PPO）活性及总酚、木质素含量均以抗病品种托鲁巴姆显著高于感病品种赤茄。虽然南方根结线虫侵染使2个茄子砧木幼苗根系苯丙烷类物质含量及相关酶活性均增加,但以托鲁巴姆增幅较大,其PAL、TAL、PPO活性及总酚、木质素含量的最大增幅较其对照分别高67.87%、82.13%、32.19%、62.14%、20.91%,而赤茄仅分别高47.13%、45.52%、18.08%、35.38%、14.86%。整个侵染进程中,托鲁巴姆始终表现出强烈的抗性反应,而赤茄除在初次侵染前期表现出一定的抗性反应外,其余时间反应较弱,尤其在遭受二次侵染时,抗性反应显著低于初侵染。表明苯丙烷类代谢产物及关键酶与茄子砧木抗南方根结线虫水平密切相关。茄子砧木幼苗根系超氧阴离子（O2-·）生成速率、过氧化氢（H2O2）含量及超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化氢酶（CAT）、几丁质酶（CHT）和β-1,3-葡聚糖酶（GLU）活性以托鲁巴姆显著高于赤茄,而过氧化物酶（POD）活性则以赤茄较高。南方根结线虫初次侵染前期,2个砧木幼苗根系O2-·生成速率、H2O2含量及CHT和GLU活性均迅速升高,但托鲁巴姆升幅显著高于赤茄;初次侵染后期均降低,二次侵染前期又升高,但升幅较初次侵染减小,尤以赤茄表现为甚。砧木幼苗根系SOD、CAT活性在南方根结线虫侵染前期较对照显著降低,且托鲁巴姆降幅显著大于赤茄,侵染后期则均有所增强;而POD活性变化则相反。南方根结线虫侵染还导致茄子砧木根系丙二醛（MDA）含量持续增加,但以赤茄较高,表明南方根结线虫侵染加剧了根系特别是易感品种根系的膜脂过氧化程度。3.不接种南方根结线虫时,2个茄子砧木根系分泌物对线虫卵孵化的影响不大。接种线虫第8和33 d的赤茄根系分泌物对线虫卵孵化率始终高于对照,而托鲁巴姆的根系分泌物对线虫卵孵化率始终低于对照。赤茄根系分泌物对线虫卵孵化具有显著的刺激作用,而托鲁巴姆的根系分泌物则对线虫卵孵化具有抑制作用。接种线虫第15和26 d的2个茄子砧木根系分泌物对线虫卵孵化的影响不大,特别是托鲁巴姆的根系分泌物对线虫卵孵化的影响在整个孵化时期内与对照无显著差异,但从整个孵化过程看,赤茄根系分泌物刺激线虫卵孵化。4.南方根结线虫侵染导致托鲁巴姆和赤茄根内线虫数量均有不同程度的增加。从整个侵染过程看,赤茄根内线虫总数及各龄幼虫数量的动态变化幅度较大,而托鲁巴姆中的变化较为平稳,赤茄根内线虫总数显著高于托鲁巴姆。侵染前期（接种18d）,2个品种根内线虫总数及各龄幼虫数量变化幅度较小;侵染中期（接种822 d）,2个品种根内线虫总数及J2、J3数均达到最大值,且赤茄显著高于托鲁巴姆;侵染后期（接种2226 d）,由于赤茄根内J2基本均能发育成J3、J4,因此,托鲁巴姆根内J2数显著高于赤茄,而此时赤茄根内的J4数达到最大值,且显著高于托鲁巴姆,说明南方根结线虫在赤茄上可以正常发育,而托鲁巴姆能够显著抑制南方根结线虫的发育。同时对2个品种根内线虫性别分化的研究表明,赤茄根内线虫发育成雌虫的数量较多,而托鲁巴姆根内的雄虫数量则相对较多,表明南方根结线虫在赤茄根内可以正常繁殖,而在托鲁巴姆根内则繁殖困难。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 植物抗线虫资源的鉴定及评价方法
• 1.1 植物抗线虫的鉴定方法
• 1.2 植物抗线虫的评价方法
• 2 植物抗线虫机制研究
• 2.1 植物对线虫的结构抗性
• 2.2 植物抗线虫的坏死反应
• 2.3 植物抗线虫的生理生化机制
• 2.3.1 相关酶系的变化
• 2.3.2 酚类物质的变化
• 2.3.3 植物保卫素的合成
• 2.3.4 其它方面的生化反应
• 2.4 植物抗病品种对线虫发育的影响
• 2.5 植物根系分泌物对线虫卵孵化的影响
• 3 抗线虫基因的研究
• 4 本研究目的及意义
• 第一章 茄子砧木对南方根结线虫抗性鉴定及评价
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 线虫获取及接种
• 1.3 测定指标及计算方法
• 1.4 统计分析
• 2 结果与分析
• 2.1 南方根结线虫对不同茄子砧木幼苗生长和抗病指数的影响
• 2.2 茄子砧木对南方根结线虫抗性的聚类分析
• 2.3 各茄子砧木材料抗根结线虫能力综合评价
• 第二章 茄子砧木抗南方根结线虫的生理生化机制
• 1 材料与方法
• 1.1 试验材料
• 1.2 线虫获取
• 1.3 接种及取样
• 1.4 测定指标及方法
• 2 结果与分析
• 2.1 南方根结线虫侵染对茄子砧木幼苗根系PAL 和TAL 活性的影响
• 2.2 南方根结线虫侵染对茄子砧木幼苗根系PPO 活性的影响
• 2.3 南方根结线虫侵染对茄子砧木幼苗根系总酚含量的影响
• 2.4 南方根结线虫侵染对茄子砧木幼苗根系木质素含量的影响
• 2^-·生成速率和 H₂O₂ 含量的影响'>2.5 南方根结线虫侵染对茄子砧木幼苗根系 O₂^-·生成速率和 H₂O₂含量的影响
• 2.6 南方根结线虫侵染对茄子砧木幼苗根系SOD、POD、CAT 活性的影响
• 2.7 南方根结线虫侵染对茄子砧木幼苗根系MDA 含量的影响
• 2.8 南方根结线虫侵染对茄子砧木幼苗根系CHT、GLU 活性的影响
• 第三章 不同抗性茄子砧木根系分泌物对南方根结线虫卵孵化的影响..
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 线虫获取
• 1.3 接种及取样
• 1.4 根系分泌物的制备
• 1.5 南方根结线虫卵悬浮液的制备
• 1.6 南方根结线虫卵孵化率测定
• 2 结果与分析
• 2.1 不接种南方根结线虫的茄子砧木根系分泌物对卵孵化的影响
• 2.2 接种南方根结线虫第8 d 的茄子砧木根系分泌物对卵孵化的影响
• 2.3 接种南方根结线虫第15 d 的茄子砧木根系分泌物对卵孵化的影响..
• 2.4 接种南方根结线虫第26 d 的茄子砧木根系分泌物对卵孵化的影响..
• 2.5 接种南方根结线虫第33 d 的茄子砧木根系分泌物对卵孵化的影响..
• 第四章 不同抗性茄子砧木对根内南方根结线虫群体动态影响
• 1 材料与方法
• 1.1 供试材料
• 1.2 线虫获取
• 1.3 接种及取样
• 1.4 根内线虫计数
• 1.5 根内线虫染色方法
• 2 结果与分析
• 2）的动态变化'>2.1 不同抗性茄子砧木根内二龄幼虫（J₂）的动态变化
• 3）的动态变化'>2.2 不同抗性茄子砧木根内三龄幼虫（J₃）的动态变化
• 4）的动态变化'>2.3 不同抗性茄子砧木根内四龄幼虫（J₄）的动态变化
• 2.4 不同抗性茄子砧木根内线虫总量的变化
• 2.5 不同抗性茄子砧木根内线虫雌雄比例
• 讨论
• 1 茄子砧木幼苗对南方根结线虫侵染的反应
• 2 茄子砧木材料对南方根结线虫的抗性鉴定指标及评价方法
• 3 茄子砧木抗南方根结线虫的生理生化机制
• 4 不同抗性茄子砧木根系分泌物对南方根结线虫卵孵化的影响
• 5 不同抗性茄子砧木对根内南方根结线虫繁育速率的影响
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间发表论文