油菜素内酯对大豆抗疫霉根腐病影响的初步研究

油菜素内酯是一种新型的、生理活性强的植物激素,对植物生长发育有着多方面的影响,在植物胁迫中也有着重要的作用[1]。本试验以大豆品种Williams及大豆疫霉菌株P6497为材料,研究油菜素内酯对大豆对疫霉根腐病抗性的影响。通过根部创伤接种法对Williams进行侵染,在不同时间点取样,由荧光定量PCR测定结果反映根部疫霉病菌数量。试验结果表明,经油菜素内酯处理后,大豆对疫霉根腐病的抗性显著增强。本试验为大豆疫霉根腐病抗性研究奠定了基础。
目录
摘要1
关键词1
Abstract1
Key words1
引言1
1 材料与方法2
1.1 供试材料 2
1.1.1 植物材料2
1.1.2 菌株2
1.2 试验设计 2
1.3 试验方法 2
1.3.1 播种2
1.3.2 繁菌3
1.3.3 接菌3
1.3.5 RNA提取3
1.3.6 反转录3
1.3.7设计荧光定量引物4
1.3.8 荧光定量PCR4
1.3.9 统计分析4
2 结果与分析4
3 讨论 5
致谢6
参考文献6
油菜素内酯对大豆抗疫霉根腐病影响的初步研究
引言
大豆原产中国,古称菽,至今已有五千年栽培历史,是我国重要的粮油作物之一,亦广泛栽培于世界各地,遍及全球许多国家。大豆种子中约含20%的脂肪和40%的蛋白质,是世界30%的脂肪和60%的植物蛋白质的来源,大豆蛋白的利用价值不低于奶、蛋、肉等食品。除此之外,大豆还含有许多对人体具有保健价值的活性成分,如大豆皂甙、大豆卵磷脂、大豆异黄酮等,是数百种天然食物中最受营养学家的推崇的食物。基于大豆所具备的的营养价值,一个全球性的大豆食品热正在兴起[2]。
大豆疫霉根腐病是由大豆疫霉菌引起的一种世界性大豆病害,于1948年在美国印第安纳州初次被发现,随后各个国家相继报道[3]。我国于1991年初次报道在东北发现大豆疫霉根腐病,之后北京、山东等地相继出现,严重影响我国东北地区和黄
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淮海地区的大豆生产。该病害的发生能够造成大豆产量和品质降低,甚至在环境条件有利于病害发生的情况下能够导致大豆绝产,每年造成数亿美元的巨大损失,严重制约了大豆产业化的发展,成为仅次于大豆胞囊线虫病的第二大病害。大豆疫霉菌在大豆各个生育期均能造成不同程度的伤害:出苗前染病会引起种子腐烂;出苗后则会引致根腐或茎腐,造成幼苗萎蔫或死亡;成株后染病植株茎基部变褐腐烂,根部成褐色,侧根、支根腐烂,上部叶片褪绿,下部叶片叶脉间黄化,植株呈现萎蔫状态并且凋萎的叶片悬挂在植株上;未死亡病株荚数明显减少,空荚、瘪荚较多。
油菜素内酯(Brassinolide,BR)是广泛存在于植物中的类似于动物和昆虫甾醇类激素的一种新型植物激素[4],在植物体内含量极低,但生理活性却极高,用极低浓度对植物进行处理就能表现出显著的生理效应[5]。研究表明,BR具有改善植物生理代谢[6],提高植物品质[7]和产量[8]的作用,并且还可以调节植物生长发育[9]等过程[10],在增强植物的抗病性方面也有一定的作用,因此应用范围极为广泛。关于用BR处理以提高植物应答各种生物[11]和非生物[12]胁迫能力方面报道较少,且抗性的机理尚不清楚。近几年的相关研究主要集中在拟南芥[13]、水稻[14]、小麦[15]等作物上。在大豆方面,有过BR对大豆花期[16]、光合特性[17]、结实率[18]等方面的研究,但在对大豆抗疫霉根腐病作用方面的研究在国内外报道并不多见,相关研究有以不同抗性品种为材料,研究BR对大豆抗疫霉根腐病防御反应的苯丙氨酸解氨酶(PAL)和过氧化物酶(POD)活性的影响[3]等,并得出相关结论表明BR对大豆抗疫霉根腐病产生一定的抗性效果,但BR并不是一种诱导因子,无法诱导相关酶活性变化,只有在大豆感病后才能对相关酶的活性起到加强作用,对抗病具有一定的作用。
实时荧光定量PCR技术是一种在DNA扩增反应中,通过向反应体系中添加荧光染料或荧光探针,利用荧光信号积累实时监测整个PCR 反应进程[20],并用荧光化学物质测定每次聚合酶链式反应循环后产物总量的方法。该项技术具有灵敏度高、特异性强、定量准确、重复性好等优点,并且操作快速高效、方法简便,因此在动物疾病快速检测、食品安全检测、分子诊断、分子生物学研究等方面具有广泛的应用。实时荧光定量PCR技术对解决传统定量只能终点检测的局限具有明显的改善效果,在对每一轮循环均实现检测一次荧光信号的强度的同时将数据记录在电脑软件之中,之后通过对每个样品Ct值的计算,即可由标准曲线得到定量结果[21]。
本试验以大豆品种Williams及大豆疫霉菌株P6497为材料,通过根部创伤接种法对Williams进行侵染,在不同时间点取样,由荧光定量PCR测定结果反映根部疫霉病菌数量。通过对实验组和对照组接菌大豆根部疫霉病菌数量对比分析,初步研究BR对大豆抗疫霉根腐病影响,明确油菜素内酯是否具有抑制大豆疫霉菌生长的作用。
1 材料与方法
1.1 供试材料
1.1.1 植物材料 Williams
1.1.2 菌株 大豆疫霉菌株P6497
1.2 试验设计
共设两个处理(表1),包括对照组(P+BR)和处理组(P+BR+),每个处理4个重复。
表1 四个不同处理的设置方式
处理
油菜素内酯
加(BR+)
不加(BR)
大豆疫霉菌
接种(P+)
P+BR+
P+BR
1.3 试验方法
1.3.1 播种 挑选颗粒饱满均匀一致的大豆播种在洗净烘干的石英砂中,于光照培养箱中培养7d。在生长期间对照组(BR)用Hoaglands营养液(表2)、处理组(BR+)用加BR的Hoaglands营养液处理。
表2 Hoaglands营养液成分
分子量
母液
1L
1/2液
KNO3
101
1mol/L
101g
5ml
Ca(NO3)2
164

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