维管组织木质素化参与加拿大一枝黄花防御齐整小核菌侵染机制的研究开题报告

全文总字数：6717字

1. 研究目的与意义、国内外研究现状（文献综述）

杂草是自然界最重要的有害生物之一。

人类自从开始农业生产以来，就采用各种方式控制杂草危害。

上世纪50年代以来，化学除草剂因其具有使用方便、作用迅速的特点得到了迅速的发展[1]。

2. 研究的基本内容和问题

本项目筛选本研究室采用前期研究中筛选的对菌株sc64抗性差异的典型种群组培克隆苗进行加拿大一枝黄花基于木质素代谢的防御机制的研究。

典型种群受到侵染后茎秆受害程度差异比较 利用菌株sc64接种上述典型加拿大一枝黄花种群的茎杆，利用冷冻切片、切片染色、显微观察等实验方法比较茎秆病斑大小及恢复情况。

典型种群受到侵染后茎秆木质素化差异比较利用菌株sc64接种上述典型加拿大一枝黄花种群的茎杆，利用冷冻切片、切片染色、显微观察等实验方法比较茎秆木质素化差异。

3. 研究的方法与方案

研究方法1. 典型种群受到侵染后伤害程度差异比较 对在温室条件下培育的原产地入侵地种群加拿大一枝黄花组培克隆苗茎中部，接种psa培养基上活化的齐整小核菌菌株sc64菌饼（3mm），置于28-30℃的光照培养箱中培养。分别于接种24小时后的不同生长阶段（0d，14d）取感病部位组织，以未受侵染的茎秆作对照，利用冷冻切片机制备茎部切片，再利用phloglucinol组织染色法染色，用显微镜观察并记录病原菌侵染程度及植株受害情况随不同生长阶段的变化。2. 木质素化差异研究 本实验采用phloglucinol组织染色法、malüe组织染色法和fasga组织染色法来定量植物茎中组织水平上木质素的分布差异。对在温室条件下培育并受齐整小核菌菌株sc64侵染过的原产地和入侵地加拿大一枝黄花种群组培克隆苗进行取样（取样设3个重复，每个实验重复3次）。对上述不同种群茎部样本利用冷冻切片机制备茎部切片，后进行phloglucinol组织染色法、malüe组织染色法和fasga组织染色法进行木质素染色，利用显微镜观察并记录不同种群加拿大一枝黄花茎秆横截面上韧皮部、木质部木质素化程度差异。3. 加拿大一枝黄花木质素代谢相关的免疫通路关键转录因子表达量测定通过转录组测序筛选出寄主基于木质素代谢防御机制的关键转录因子，并设计引物，提取样品总rna，用qpcr测出各关键转录因子表达量。

分别提取不同种群接种24h后的茎秆样品的总rna并反转，以未受侵染的茎秆样品作对照，然后进行rt-pcr的扩增，以actin基因的表达作为内参对目标转录因子的表达进行相对定量分析。明确目的转录因子在不同种群内的表达量与防御能力之间的关联。

技术路线

4. 研究创新点

我实验室在研究对外来恶性入侵杂草加拿大一枝黄花的防治过程中，首次分离出强致病力且具有除草剂潜力的齐整小核菌菌株SC64，且在前期研究中已发现该病原菌的侵染效果与寄主茎秆防御组织木质素化程度相关。

以往的研究中对齐整小核菌菌株SC64的侵染机制研究较多，但对于宿主抵抗其侵染的防御机制的研究很少有人涉足，因此，本项目创新性地从寄主防御系统差异的角度研究菌株的侵染机制。

5. 研究计划与进展

2018.9-2018.10：学习并熟练掌握加拿大一枝黄花的培养，冷冻切片，切片染色，基因提取，表达量测定等实验技术。

侵染时间点的探索。

2019.3-2019.4：侵染后不同生长时期的茎秆受害程度及木质素化程度的比较。