摘要
黄瓜花叶病毒(Cucumbermosaicvirus,CMV)是百香果病毒病中的主要病原，为百香果的种植、培育和果实品质带来了严重影响，对百香果产业造成了巨大威胁。至今市面上还没有防效较高的抗CMV药剂，且目前未有它对果实品质具体影响的研究报道，导致百香果CMV的防控研究成为了一大难题。因此，本文先以百香果(紫香一号)幼苗为实验材料，建立室内CMV-百香果苗活体筛选模型；再通过室外田间防效实验，调查不同药剂处理的防治效果并测定果实品质，筛选出1-2种较好抗CMV药剂；进一步采用转录组测序和蛋白组学技术筛选出不同药剂处理组中的差异基因和差异蛋白及相关代谢通路，来探讨抗CMV药剂的作用机制。主要研究内容与结果如下： (1)室内CMV-百香果苗活体筛选 对百香果苗喷药处理48h后进行CMV农杆菌摩擦接种，通过普通PCR检测样本带毒率发现，CK组带毒率为91.7%，5%氨基寡糖素组为50%，30%毒氟磷组为66.67%，8%宁南霉素组为83.3%，20%盐酸·吗啉胍组为58.3%和5.9%辛菌·吗啉胍组为83.3%；相对防效分别为45.48%，27.3%，9.17%，36.43%和9.17%，5%氨基寡糖素组相对防效最高。进一步采用RT-qPCR技术检测CMVCP基因的表达量，结果表明CK组的CMVCP基因表达量最高，为2.34；5%氨基寡糖素组最低，为0.23。最后测定不同药剂处理组的叶绿素含量和防御酶活性发现，受到CMV感染后，CK组叶绿素含量和防御酶活性总体处于下降趋势，并且低于大部分处理组；5%氨基寡糖素处理能明显提高样本叶绿素含量和调节防御酶活性。 (2)不同药剂田间防效试验及对百香果果实品质影响 选用5%氨基寡糖素、30%毒氟磷、8%宁南霉素、20%盐酸·吗啉胍和5.9%辛菌·吗啉胍5种抗病毒药剂，进行田间防效试验发现，5%氨基寡糖素和20%盐酸·吗啉胍两组相对防效分别达到47.35%和44.45%，防治效果最佳。测定果实品质发现，药剂处理对外观品质无显著性影响；20%盐酸·吗啉胍和5%氨基寡糖素两种药剂能明显提高果实的抗氧化酶活性，提升抗病能力效果显著；其中，5%氨基寡糖素处理显著性提高了果实的可溶性固形物、可滴定酸、维生素C、氨基酸和有机酸含量，具有增强果实品质的作用。 (3)百香果不同喷药处理组的转录组测序分析 对防效较高的5%氨基寡糖素(COS)和20%盐酸·吗啉胍(Mor)两种药剂处理样本进行转录组RNA-seq，COS组与CK组相比，差异表达基因共有911个，557个上调，354个下调；Mor组与CK组相比，差异表达基因共有1149个，546个上调，603个下调。差异基因GO分类分析发现，COS组和Mor组的差异基因都参与了防御反应、氧化还原和蛋白磷酸化三个生物过程；都涉及到蛋白结合和ATP结合两个分子功能；其中，COS组中的差异基因还主要涉及到了激酶活性和蛋白丝氨酸/苏氨酸激酶活性两个分子功能。对差异基因的KEGG通路富集分析发现，两个处理组主要富集到植物激素信号转导、MAPK信号通路-植物、植物病原体相互作用和苯丙素的生物合成等代谢通路，这些代谢通路与药剂抗病作用有关联。筛选代谢通路中的关键差异基因进行RT-qPCR验证，验证结果与转录组数据上下调情况一致，其中COS组和Mor组中的基因表达量均呈上调表达趋势，且与CK组差异显著，两种药剂处理能明显提高各差异基因表达量。 (4)百香果不同喷药处理组的蛋白组学研究 通过质谱鉴定不同处理样本的蛋白发现，CK组共鉴定到962个蛋白，240个特异性表达；COS处理组共鉴定到884个蛋白，193个特异性表达；Mor处理组共鉴定到862个蛋白，128个特异性表达；其中有694(54.81%)个共同的蛋白。对差异蛋白进行GO分析，发现COS组中的差异蛋白主要涉及了叶绿素结合分子功能，参与了光合作用：光系统I中的光收集生物过程，两个GO分类均与光合作用过程有关；Mor组与COS组两组集中在细胞组分上的差异蛋白最多，其中，COS组主要定位到叶绿体相关组分。对差异蛋白进行KEGG通路富集分析发现，共富集到257条代谢通路，主要富集在次级代谢物生物合成、光合作用生物中的碳固定、光合作用、植物激素信号转导、植物病原体互作、苯丙素生物合成和MAPK信号通路等代谢通路。采用转录组测序和蛋白组学数据联合分析发现，共同表达的psbA、atpF、CAB21蛋白主要作用于光合作用途径，其中psbA蛋白在两个处理组中呈上调表达，CAB21蛋白在两个处理组中呈下调表达，而atpF蛋白仅在COS组中呈上调表达，表明COS对光合作用机制有保护作用，并使百香果对CMV免疫。
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