《矽介導番茄青枯病抗性的根際微生態調控機理》是依託華南農業大學，由蔡昆爭擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：矽介導番茄青枯病抗性的根際微生態調控機理
- 項目類別：面上項目
- 項目負責人：蔡昆爭
- 依託單位：華南農業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
青枯病是一種由青枯菌(Ralstonia solanacearum comb. nov.) 引起的毀滅性土傳病害，傳統的防治方法如採用抗性品種、農藥防治和輪作措施均存在一定局限。研究表明矽能顯著增強植物對病害（包括青枯病）的抗性，但其機理仍不完全清楚，且以往研究大多集中在地上部的抗性機理，而從調控根際土壤健康的角度研究很少。本項目通過大田與盆栽試驗，在闡明矽對青枯病的防控效果及對根際土壤化學特性影響的基礎上，結合 PCR-DGGE的方法，研究矽處理對根際土壤微生物群落結構、活性及多樣性的影響。採用 IC、GC-MS 等技術分離和鑑定矽誘導的根系分泌物，研究其與抗病性的相關關係。通過對青枯菌侵染及矽處理的根際土壤進行差異蛋白組學分析，闡明矽提高青枯病抗性的根際土壤蛋白組學機理。研究結果有助於從根際土壤微生態的新視角闡明矽介導病害抗性的作用機理，為青枯病的有效防治提供理論依據和實踐指導。
結題摘要
青枯病是一種由青枯菌引起的毀滅性土傳病害，傳統方法防治存在困難。本項目以番茄為研究對象，通過青枯菌接種和矽處理，研究根系對矽的吸收、積累和分配規律；矽處理對根際土壤微生物群落結構及活性的影響；通過對根系的差異蛋白組學和轉錄組學分析，闡明矽介導青枯病抗性的蛋白組學和基因表達機理。研究結果表明： （1）矽處理能顯著增加青枯病的抗性，增加土壤有效矽含量和植株根、莖、葉的矽含量，增加土壤酸性磷酸酶和脲酶的活性，顯著降低土壤青枯菌數量，增加土壤中細菌和放線菌的數量，從而降低真菌/細菌比值。 （2）在接菌條件下，加矽處理能顯著增加葉片抗氧化（POD, CAT，PAL）活性，上調16個蛋白，下調10個蛋白。 （3）青枯菌侵染下矽處理顯著增加葉片的光合作用和根系生物量，降低感病材料的根系及根系分泌物中檸檬酸的含量，增加根系中水楊酸的含量，表明根系分泌物參與了矽調控青枯病的抗性機理。 （4）16s rDNA和ITS片段測序結果表明，Si並不影響土壤微生物多樣性以及門水平上的土壤細菌和真菌微生物群落結構，但顯著影響屬水平上細菌群落結構，抑制Fusarium，、Pseudomonas等病原菌菌屬的生長。 （5）Si能夠顯著影響青枯菌的基礎代謝和致病過程。Si顯著下調青枯菌關鍵致病途徑-胞外多糖（EPS）合成的多個相關基因epsD，xpsR，ripAI，tek，vrg， 抑制青枯菌運動負反饋調控基因CheZ和FliN基因並促進下游鞭毛馬達相關基因pilE2，pilE，fimT表達。 （6）矽處理能夠延遲根部乙烯的釋放，同時矽處理能夠影響根部水楊酸和茉莉酸含量；推測矽介導番茄青枯菌抗性的機理可能涉及以下三方面：激活病原體相關分子模式觸發免疫及效應子觸發免疫；通過調節水楊酸、乙烯、茉莉酸、生長素等多激素介導的信號途徑，進而改變植株抗性和耐性；矽處理緩解接種造成的負面效應（水分虧缺，鹽脅迫，氧化脅迫，衰老等）； （7）大田實驗結果表明，矽能增加番茄植株的莖粗、株高、乾重，改善番茄品質，如蛋白質、可溶性糖、維生素含量也有一定的增加，但差異不顯著。
