小麦对杨树叶锈菌非寄主抗性的组织学观察及基因表达特征分析

作     者：张策 郭庆辰 庞慧慧 张思源 尹雯 马蕊 于丹 赵晶 ZHANG Ce;GUO Qingchen;PANG Huihui;ZHANG Siyuan;YIN Wen;MA Rui;YU Dan;ZHAO Jing

作者机构：西北农林科技大学植物保护学院旱区作物逆境生物学国家重点实验室杨凌712100 西北农林科技大学林学院杨凌712100 

出 版 物：《植物病理学报》 (Acta Phytopathologica Sinica)

年 卷 期：2024年第54卷第1期

页      面：127-136页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0904[农学-植物保护] 090401[农学-植物病理学] 

基　　金：陕西省自然科学基础研究计划(2020JCW-16) 国家级大学生创新创业训练计划(202210712077) 

主　　题：小麦 非寄主抗性 杨树叶锈病 茉莉酸 活性氧 

摘      要：杨树叶锈病严重危害杨树生长,种植抗病品种是应对该病害的有效途径。由于病菌变异导致抗性丧失,挖掘新的持久抗病资源成为亟待解决的生产问题。植物非寄主抗性因其广谱和持久的特点为抗病育种提供了新的途径。本文开展了小麦接种杨树叶锈菌(Melampsora larici-populina,Mlp)后的组织学观察和抗病相关基因表达特征等研究。结果发现,杨树叶锈菌在小麦叶片上可以正常萌发,但只有3.7%的芽管可以识别小麦气孔并侵染,少数侵染点可以侵染形成类似气孔下囊乃至侵染菌丝。侵染点位置早期产生的大量活性氧和胼胝质,有效阻止了病菌的进一步侵染,且没有发现明显的细胞坏死,表明小麦对杨树叶锈菌的防卫反应属于I型非寄主抗性。小麦茉莉酸(JA)合成途径中的基因LOX1和AOS1,以及JA信号途径下游的病程相关蛋白基因PR1a基因均受杨树叶锈菌侵染诱导表达,表明JA介导的抗病信号途径参与小麦对杨树叶锈菌的非寄主抗性。本研究为深入揭示小麦对杨树叶锈菌的分子机理奠定了基础。