嫁接西瓜对西瓜枯萎病菌侵染的防御机制研究

作     者：张曼 羊杏平 徐锦华 刘广 姚协丰 李苹芳 ZHANG Man;YANG Xingping;XU Jinhua;LIU Guang;YAO Xiefeng;LI Pingfang

作者机构：江苏省农业科学院蔬菜研究所南京210014 

出 版 物：《西北植物学报》 (Acta Botanica Boreali-Occidentalia Sinica)

年 卷 期：2013年第33卷第8期

页      面：1605-1611页

核心收录：

学科分类：09[农学] 0903[农学-农业资源与环境] 

基　　金：国家西甜瓜产业技术体系(CARS-NO.8) 江苏省农业科技自主创新基金[cx(11)1001] 江苏省农业科学院博士后基金(006046511105) 

主　　题：嫁接西瓜 西瓜枯萎病 组织结构 防卫基因表达 

摘      要：为了揭示嫁接提高西瓜抗枯萎病的机制,该研究以嫁接西瓜为材料,采用扫描电镜观察了枯萎病菌侵染下寄主的组织结构变化,荧光定量分析了相关防卫基因的表达,比较了嫁接西瓜对枯萎病菌侵染的抗感反应。结果显示:(1)枯萎病菌侵染后,与自根西瓜相比,嫁接西瓜的根部木质部导管通过快速形成膜状物、侵填体及细胞壁增厚阻塞菌丝入侵;自根西瓜防御反应较嫁接西瓜晚,严重侵染时薄壁细胞降解,导管组织脱落导致维管系统空洞,从而使植株呈现萎蔫症状,该现象在嫁接西瓜中没有发现。(2)枯萎病菌侵染后,嫁接西瓜比自根西瓜具有较高的防卫基因表达水平,其中:嫁接西瓜中,CHI、APX和PPO基因的表达随枯萎病菌侵染时间的延长而升高,而PAL呈现先升高后降低的表达趋势,但仍高于本底表达;自根西瓜中,仅PPO基因在枯萎病菌侵染后表达上调,而其他基因的表达则是先升高后降低,与嫁接西瓜中的PAL基因表达一致。研究表明,嫁接植株一方面通过快速的组织结构响应,另一方面从转录水平提高了相关防卫基因的表达,最终使植株具有抗病性;推测防御基因在嫁接植株与枯萎病菌互作中的强烈诱导响应可能是嫁接植株抗病的分子机制之一。