马铃薯根系分泌物对马铃薯金线虫孵化和趋化的影响及外源酸类物质的验证

【目的】探究马铃薯不同抗性品种、不同生育期根系分泌物对马铃薯金线虫(Globodera rostochiensis)孵化和趋化的影响,为马铃薯金线虫绿色防控提供理论依据。【方法】收集4个马铃薯品种3个生育期的根系分泌物,采用浸泡法和滤纸片法研究根系分泌物对马铃薯金线虫孵化和趋化的影响;通过GC-MS分析各根系分泌物的组分;选用8种外源酸类物质咖啡酸、丁二酸、氢化肉桂酸、3-羟基丙酸、3-氨基-3-甲基丁酸、乙醇酸、硬脂酸、L-乳酸的标准品,运用浸泡法和滤纸片法验证根系分泌物中占比较大的主要酸类物质对马铃薯金线虫孵化和趋化的影响。【结果】感病品种青薯9号、会-2的根系分泌物比抗病品种宣薯6号、云薯505的根系分泌物刺激孵化快且孵化量大,在3个生育期(15 d(发芽期)、30 d(幼苗期)和55 d(块茎形成期)),感病品种根系分泌物的刺激孵化效果强于抗病品种,各品种30 d(幼苗期)的根系分泌物刺激孵化效果好于15 d(发芽期)、55 d(块茎形成期),青薯9号根系分泌物的刺激孵化率15、30、55 d依次为7.20%、27.30%、5.70%,会-2依次为10.50%、38.00%、9.40%,宣薯6号依次为5.40%、20.40%、16.30%,云薯505依次为13.20%、21.80%、3.10%。感病品种青薯9号的根系分泌物对马铃薯金线虫幼虫的吸引能力强;从3个生育期看,除了宣薯6号,其余3个品种15 d根系分泌物的吸引效果好于30、55 d,15、30、55 d的根系分泌物吸引率青薯9号依次为13.73%、9.68%、6.13%,会-2依次为5.65%、4.76%、4.89%,云薯505依次为4.86%、4.13%、2.91%,宣薯6号依次为4.11%、5.77%、6.47%。用GC-MS对根系分泌物进行分析鉴定,马铃薯根系分泌物中主要含有9类物质,其中酸类24种、氨基酸类13种、盐类5种、醇类3种、烃类3种、糖类3种、酚类2种、酮类1种、脂类1种,从种类和所占比例可知酸类、氨基酸类、酚类和醇类是供试马铃薯根系分泌物中的主要成分。选择8种代表性酸类物质验证表明,8种物质中丁二酸、3-羟基丙酸对马铃薯金线虫的孵化有显著影响,咖啡酸、氢化肉桂酸对马铃薯金线虫的趋化有显著影响。但与4个品种30 d根系分泌物对马铃薯金线虫的影响对比,上述影响显著的酸类物质刺激孵化效果显著低于根系分泌物,趋化则无显著差异。【结论】不同马铃薯品种的根系分泌物均对马铃薯金线虫孵化和趋化有较大影响,感病品种根系分泌物对马铃薯金线虫孵化、趋化的影响强于抗病品种,总体表现为抗病、感病品种对马铃薯金线虫的影响在根系出现时即播种15 d(发芽期)开始,在30 d(幼苗期)影响最强,到55 d(块茎形成期)影响减弱。马铃薯的根系分泌物种类多样,主要组分为酸类、氨基酸类和醇类,抗病、感病品种略有差异。丁二酸、3-羟基丙酸对孵化的影响显著,咖啡酸、氢化肉桂酸对趋化的影响显著,单一酸性物质对马铃薯金线虫孵化的影响显著小于根系分泌物。

云南常见马铃薯品种对马铃薯金线虫的抗性及其与抗性基因H1的相关性

为明确云南省常见马铃薯品种对马铃薯金线虫Globodera rostochiensis抗性的差异,选择云南省常见或生产上主要推广的马铃薯品种25个,参考Koroleva的评价方法,结合抗性分子标记N146、N195、57R、TG432、Gro1-4-1和抗性基因H1的相对表达量,评价马铃薯品种对金线虫的抗性,分析抗性与抗性基因H1表达量的相关性。结果显示:供试的25个品种中,有7个品种根系上马铃薯金线虫的孢囊或雌虫≤5个,表现抗性,其他品种根系上的孢囊或雌虫大于5个,表现为易感;抗性分子标记检测发现,有10个品种含有抗马铃薯金线虫基因H1;对这10个品种的H1基因相对表达量的检测结果显示,接种马铃薯金线虫后‘V7’‘黄金薯’‘会薯19号’‘宣薯5号’‘云薯202’‘云薯304’‘云薯505’7个品种的H1基因较未接种时上调表达,而‘P14187’‘会薯15号’‘希森3号’3个品种的H1基因下调表达,携带H1基因的马铃薯品种是否对金线虫有抗性与抗性基因H1表达量呈正相关。研究结果为抗金线虫马铃薯品种选育与应用及进一步阐明马铃薯抗金线虫的分子机制奠定了基础。