简单芽孢杆菌Sneb545诱导大豆抗胞囊线虫的机理研究.doc

简单芽孢杆菌Sneb545诱导大豆抗胞囊线虫的机理研究大豆胞囊线虫是大豆生产的重要病害之一,利用生物防治来控制大豆胞囊线虫病害是本文重点内容。本文系统研究了简单芽孢杆菌Sneb545诱导大豆抗大豆胞囊线虫的作用机制,并揭示简单芽孢杆菌、大豆和大豆胞囊线虫三者之间的相互作用。通过细菌Sneb545发酵液包衣处理大豆后研究大豆根内线虫生长发育的变化、根部组织结构的改变,大豆相关病程相关蛋白基因表达量的变化、大豆根部内源激素水平的变化、大豆根部转录组学的分析、大豆根部代谢组学的分析、并验证了杀线虫活性的代谢物质,明确了细菌Sneb545诱导大豆抗大豆胞囊线虫的作用机理。主要研究结果如下:1.明确了细菌Sneb545诱导大豆抗大豆胞囊线虫的根内线虫生长发育的变化情况,发现细菌Sneb545诱导大豆不仅降低大豆胞囊线虫的侵染率达到50.8%,更抑制了大豆胞囊线虫的生长发育,抑制率最高达到36.8%最终起到抗病的作用。2.明确了细菌Sneb545诱导大豆抗大豆胞囊线虫的根组织结构的改变。利用石蜡切片技术,发现无论是感病大豆品种还是抗病大豆品种在细菌Sneb545处理后的大豆根部具有韧皮部木质化的结构改变,增加了木质素在根部的积累,从而提高大豆的抗病力。3.明确了细菌Sneb545诱导大豆抗大豆胞囊线虫的内源激素的变化。细菌Sneb545处理后根内生长素(IAA)、赤霉素(GA)、脱落酸(ABA)、细胞分裂素(ZR),在大豆抗线虫的不同时间点的含量存在一定的差异。4.明确了细菌Sneb545诱导大豆抗大豆胞囊线虫的相关病程相关蛋白基因的变化。选取的PR基因PR1、PR2、PR3a、PR3b、PR5、PR9、PR10、PR12在Sneb545诱导大豆抗线虫的过程中均发挥一定的作用。5.采用GC-MS技术首次明确细菌Sneb545诱导大豆抗大豆胞囊线虫的差异代谢物质的变化。发现15种与抗大豆胞囊线虫相关的代谢物质。明确细菌Sneb545诱导大豆抗大豆胞囊线虫的3种抗病机制:(1)细菌Sneb545诱导大豆根部抗线虫的机制之一是通过减少线虫的营养来源,从而抑制线虫在大豆根内的生长和发育,从而达到提高大豆抗病的能力。(2)细菌Sneb545还能诱导大豆根部产生一些具有杀线虫类的活性物质来直接抑制线虫的生长发育。(3)细菌Sneb545诱导大豆产生与抗病品种相似的抗病机制特性从而提高大豆抗病能力。6.采用RNA-seq高通量技术首次明确细菌Sneb545诱导大豆抗大豆胞囊线虫的差异基因表达。大豆接种线虫5d时,无菌水处理大豆接种线虫与不接线虫比对组中上调基因为4185个,下调基因为5298个。Sneb545处理大豆接线虫与不接线虫比对组中上调基因为2833个,下调基因为2971个。大豆接种线虫10d时,无菌水处理大豆接种线虫与不接线虫比对组中上调基因为3608个,下调基因为3805个。SSneb545处理大豆接线虫与不接线虫比对组中上调基因1059个,下调基因997个。7.通过代谢组和转录组联合分析,发现可能对胞囊线虫有毒杀活性的物质,并通过体外试验进一步验证这些物质对大豆胞囊线虫二龄幼虫J2的毒杀作用。4种具有杀线虫活性的大豆根部代谢物质为蛋氨酸、胡椒碱、棕榈酸及4-乙烯基苯酚。