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根结线虫(Root-knotnematodes,RKNs)是一种重要的植物寄生线虫,能够侵染5500多种植物,给农业生产造成了严重的经济损失。利用寄主抗性、生防真菌是防治南方根结线虫经济有效的途径。在世界范围内,能够克服抗线虫基因(Mi-,Me3)的南方根结线虫毒性种群在许多作物种植地都有发现,效应子在植物寄生性线虫与寄主的分子互作中起着关键作用。在自然条件下R基因的持久性与非毒性效应子的产生、变异及丢失紧密相关,鉴定根结线虫效应子,揭示其对寄主免疫抑制机理、致病机制,对于发现新的杀线虫药物靶标及抗性基因的持久利用具有重要意义。本研究包括两部分:第一部分以南方根结线虫为研究对象,筛选和鉴定非毒性、Me3毒性种群特异的效应子;第二部分研究以植物内生菌交枝顶孢为研究对象,揭示其对南方根结线虫的生防机制。研究结果如下:南方根结线虫非毒性群体、Me3毒性群体特异效应子的筛选及功能鉴定1.对南方根结线虫非毒性群体(Avir)、Me3毒性种群(Vir)进行转录组测序,通过比较两个近等基因系的转录组,共发现1863个差异表达基因,其中Avir中1330个、Vir中533个;利用SignalP v4.0和TMHMM-2.0c对差异表达基因进行预测,共找到347个编码分泌蛋白,其中Avir中有257个、Vir中有90个,在这些编码分泌蛋白的基因中,有16个是毒性线虫特异的,29个是非毒性线虫特异的;2.在Me3毒性种群中,筛选到两个具有C型凝集素结构域的效应子Minc03867和Minc11785。组织原位杂交显示它们在线虫的亚腹食道腺特异表达,能够抑制本明烟上由BAX引起的过敏性坏死反应;Minc03867和Minc11785基因沉默都能够明显降低Me3毒性线虫对抗病辣椒HDA149的致病力;拟南芥超表达Minc03867基因能够增加其对南方根结线虫的感病性。因此我们推测它们是Me3毒性种群线虫中用以克服抗性基因的重要的免疫抑制效应子,研究结果为揭示毒性线虫克服寄主Me3抗性机制提供了理论基础。3.在非毒性线虫中,筛选到一个特异表达的效应子Minc10750。Minc10750基因编码115个氨基酸,N端具有信号肽;原位杂交显示其在线虫的亚腹食道腺中特异表达;在与植物互作条件下,Minc10750基因在侵染初期上调表达;Minc10750效应子基因沉默,能够增加非毒性线虫在抗病辣椒HDA149上的致病性;Minc10750能够特异的在抗病辣椒HDA149叶片上激发HR反应,预测其可能作为无毒基因与Me3抗病基因互作。植物内生真菌交枝顶孢Clock-controlled Protein的生防机理研究4.交枝顶孢对南方根结线虫具有显著的生防效果,通过对交枝顶孢全基因组和转录组数据分析,筛选到一个分泌蛋白效应子(Clock-controlled protein ACR-02291),预测其具有时序调控功能。通过构建ACR-02291基因缺失突变体进行番茄分根实验,证明该效应子基因缺失使得交枝顶孢对南方根结线虫的防效有所降低,说明ACR-02291能够诱导番茄产生系统抗性;通过接种交枝顶孢菌的番茄根系与未接菌的根系对比,发现交枝顶孢能够促进番茄根系的生长,进而增加对线虫侵染的抗性。研究结果为揭示交枝顶孢的生防机制提供了理论依据。