甜菜碱对稻瘟病的防效及其诱导水稻抗瘟性的分子机制

摘要

为明确水稻代谢物甜菜碱对稻瘟病的防控效果及抗性诱导机制，通过外源喷施不同浓度甜菜碱以及不同时间点喷施甜菜碱鉴定水稻品种对稻瘟病的抗性，筛选甜菜碱外源喷施的最适浓度及最佳时间，并对最佳施用条件下喷施甜菜碱的水稻进行转录组测序，分析其抗性诱导机制。结果表明：外源施加甜菜碱可有效降低感病水稻品种黄壳糯、丽江新团黑谷的稻瘟病发生程度，且在接种稻瘟病菌Magnaporthe oryzae前24 h用20 mmol/L甜菜碱进行预处理对稻瘟病的防控效果最好，相对防效达40.06%。转录组分析结果表明，甜菜碱预处理后再接种稻瘟病菌0、24、48 h水稻叶片中的差异表达基因均在苯丙烷类生物合成通路显著富集，并诱导水稻木质素合成相关基因OsCCR17、OsCCR14、OsPAL3、OsCOMT15、OsCAD2及过氧化物酶基因OsPOX1的表达；木质素含量及过氧化物酶、超氧化物歧化酶的活性也显著升高。表明甜菜碱可以诱导水稻木质素合成基因及抗氧化酶基因的表达，促进木质素合成，提高抗氧化酶活性，从而提高水稻对稻瘟病的系统抗性。

关键词

稻瘟病 / 甜菜碱 / 转录组 / 木质素 / 抗氧化酶活性