普通油茶抗炭疽病资源筛选及抗病机制初探

摘要

油茶（Camellia oleifera）是我国南方重要的木本油料树种，普通油茶(Camellia oleiferaAbel.)在油茶组中种植面积和产量均占全国第一位。油茶炭疽病害是油茶产区最主要的病害，导致油茶产量、含油率不断减少。为筛选普通油茶抗炭疽病优良资源并探索其抗病机制，本研究以110个普通油茶无性系为试验材料，评价这些无性系抗病性，筛选出抗病无性系;并重点探讨不同抗性无性系在接种炭疽菌后光合特性和生理生化的变化，筛选出与抗病性相关的代谢物。研究结果如下:　　(1)以110个普通油茶无性系为材料，采用田间调查方法和病情指数法，调查2014年和2016年两年中110个普通油茶无性系的抗病性。在参试的110个普通油茶无性系中，筛选出抗病无性系10个，中抗无性系30个，中感无性系65个，感病无性系5个，综合室内抗病性鉴定最终筛选出9号、21号、150号等3个无性系为抗病无性系，为深入研究普通油茶抗炭疽病机制和抗病育种提供了育种基础材料和参考依据。　　(2)以种质资源收集圃的3个重复小区的105个普通油茶无性系为试验材料，调查密度调整前后共4年的病情指数。研究发现，密度调整后高抗无性系增加4个，抗病无性系增加58个，中抗和中感无性系减少60个，感病无性系减少2个。方法分析结果表示:有17个无性系在密度调整前后病情指数无显著性变化，88个无性系在密度调整前后病情指数存在显著差异，说明密度调整可以改善大部分无性系的病情，同时选出67号、76号、102号等3个感病无性系，为研究抗病机制提供了基础材料。　　(3)为探究普通油茶抗病机理，以‘长林150号’和感病无性系‘长林102号’为材料，在盆栽试验下接种炭疽菌，观测叶片光合特性和防御酶活性。研究发现，‘长林150号’的光合速率和气孔限制值在接种后72h净光合速率较对照组有所增加之外，‘长林102号’和‘长林150号’的净光合速率、气孔导度和气孔限制值均呈现下降趋势。‘长林102号’的胞间CO2呈现不断上升趋势，而‘长林150号’则在72h处于最低点，之后呈上升趋势。丙二醛(MDA)含量在‘长林150号’中在72h达到最高，在‘长林102号’中则在48h达到最高，然后呈下降趋势，且‘长林102号’中的MDA含量显著高于‘长林150号’，而过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)等3种酶活性与抗病性成正相关，‘长林150号’中3种酶活性均在接种后72h活性最高，且显著高于‘长林102号’。说明‘长林150’光合作用受炭疽病胁迫影响小于‘长林102’，抗病无性系在早期防御酶活性较高，MDA与抗病性呈负相关。　　(4)以抗病无性系‘长林150号’，感病无性系‘长林102’号为实验材料，分别采集接种炭疽菌后72h的叶片和正常叶片，采用液质联用(LC-MS)技术和生物信息学分析差异代谢物，并初步探讨与差异代谢物相关的代谢途径。通过建立多维统计分析模型，共鉴定出接种组中27个差异代谢物，对照组中16个差异代谢物;通过代谢通路富集分析，在对照组中，主要代谢途径差异包括柠檬酸代谢，在接种病原菌后，抗病无性系相较于感病无性系的差异代谢途径主要包括半乳糖代谢和精氨酸、脯氨酸代谢。研究结果表明，普通油茶在未受侵染时主要增加结构物质进行物理防御，在接种病原菌后，以糖类代谢和氨基酸代谢为主，并释放抗菌物质，为深入研究普通油茶抗病机理和抗病无性系选育奠定基础。

目录

声明

摘要

第一章绪论

1．1．1研究背景

1．2国内外研究现状及发展趋势

1．2．1油茶炭疽病的症状和规律

1．2．2油茶炭疽病的病原菌

1．2．3普通油茶炭疽病抗性鉴定

1．2．4普通油茶抗炭疽病相关代谢物研究

1．2．5普通油茶抗炭疽病生理生化变化

1．3本课题研究的目的、意义和内容

1．3．1研究目的及意义

1．3．2研究主要内容

1．3．3技术路线

第二章普通油茶抗炭疽病优良资源评价

2．1材料与方法

2．1．1试验材料

2．1．2调查方法

2．1．3数据统计和分析

2．1．4室内鉴定方法

2．2结果与分析

2．2．1不同年份普通油茶无性系抗病情况

2．2．2不同普通油茶无性系的抗病评价

2．2．3室内抗病性验证

2．3讨论

2．4小结

第三章密度调整对普通油茶炭疽病病害发生的影响

3．1材料与方法

3．1．1材料

3．1．2试验调查方法

3．1．3数据统计和分析

3．2结果与分析

3．2．1密度调整前后油茶林炭疽病的感病情况

3．2．2单因素方差分析密度调整对普通油茶抗病性的影响

3．2．3双因素方差分析密度调整对油茶林抗性表现的影响

3．3讨论

3．3．1密度调整措施对油茶林炭疽病病害的影响

3．3．2密度调整措施对普通油茶不同无性系抗性的影响

3．4小结

第四章炭疽病对不同抗性普通油茶幼苗光合作用及生理特性的影响

4．1材料与方法

4．1．1试验材料

4．1．2试验设计及取样

4．1．3试验测定指标及方法

4．1．2数据分析与处理

4．2结果与分析

4．2．1油茶炭疽病对不同抗性普通油茶无性系叶片光合作用的影响

4．2．2炭疽病对不同抗性普通油茶无性系叶片MDA含量的影响

4．3油茶炭疽病对不同抗性普通油茶无性系叶片酶活性的影响

4．3．1接种炭疽菌后CAT活性的变化

4．3．2接种炭疽菌后POD活性的变化

4．3．3接种炭疽菌后SOD活性的变化

4．3讨论

4．3．1炭疽病对普通油茶不同抗性无性系光合特性的影响

4．3．2炭疽病对普通油茶不同抗性无性系MDA含量和防御酶活性的影响

4．4小结

第五章炭疽病对普通油茶生理生化物质的影响

5．1材料与方法

5．1．1材料

5．1．2方法

5．2结果与分析

5．2．1取样时间的确定

5．2．2质控结果分析

5．2．3 PCA和OPLS-DA

5．2．4差异代谢物的筛选和分析

5．2．5代谢通路分析

5．3讨论

5．4小结

6．1结论

6．2创新点

6．3展望

参考文献

在读期间的学术研究

致谢