苹果是世界范围内栽培最广泛的果树树种之一。但是,苹果的产量和品质受到病害的严重影响。苹果斑点落叶病(Alternaria blotch)就是其中的一种,它由链格孢苹果专化型(Alternaria alternata apple pathotype)引起的一种真菌病害,病害流行时可导致60%～80%的落叶,严重影响果实的产量和品质。然而目前我们对于苹果抵抗这种病害的抗性系统并不清楚。本文通过对苹果在斑点落叶病侵染过程中,宿主生理指标测定、蛋白质组学变化及病程相关基因表达量变化的研究,以期获得苹果对斑点落叶病抗性相关信息,为苹果抗病育种提供理论基础。主要研究结果如下:1、为探讨苹果与斑点落叶病菌(Alternaria alternata pplepathotype)互作过程中活性氧(ROS)的积累及防御酶活性变化规律,对抗病品种’红玉’和感病品种’红星’进行病原菌接种,测定接种后苹果叶片中的过氧化氢(H2O2)的积累及分布,过氧化氨酶(CAT)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)4种防御酶的活性变化。结果表明:在接种病原菌的苹果叶片中,H2O2在抗病品种中积累更快、分布更广,CAT、SOD、POD和PAL活性均高于未接种的对照,表明H202信号可能介导了苹果对斑点落叶病菌侵染的响应,CAT、SOD、POD等抗氧化物酶在植物防御反应中起重要作用。2、苹果斑点落叶病在东南亚地区是一种非常严重的真菌病害,了解苹果对斑点落叶病菌响应的分子机制对于抗性育种非常重要。在本研究中,我们基于双向电泳(2-DE)技术对感病品种’红星’与斑点落叶病互作过程中的蛋白表达进行分析,共鉴定45个差异表达蛋白。对差异蛋白进行功能分类及代谢途径分析发现,一些因子在应对病原菌感染起积极作用,包括激素信号、病程相关(PR)蛋白(PR2、PR5和几丁质酶)、信号转导等。一些防御缺失也被发现,如光合作用相关蛋白、一些热激蛋白(HSPs)。这项研究可更好的理解’红星’与斑点落叶病菌的互作机制,可能会发现苹果对斑点落叶病菌防御的新策略。3、斑点落叶病是由链格孢苹果转化型斑点落叶病菌引起,是苹果上非常严重病害之一。为了进一步了解苹果对斑点落叶病的抗性机制,我们利用iTRAQ技术分析了感病和抗病品种受斑点落叶病菌侵染后的比较蛋白质组学。感病苹果品种’红星’和抗病品种’红玉’的叶片在斑点落叶病侵染72h,利用iTRAQ技术共鉴定4225种蛋白质,其中定量的蛋白质有1226种。在这些定量的蛋白质中与对照相比差异表达(1.5倍)的蛋白质有295种,其中在感病品种’红星’中有280种,抗病品种’红玉’中有34种。大部分差异蛋白参与宿主的防御反应,包括信号转导、防御和应激、光合作用和碳水化合物代谢等。在这些差异表达蛋白中,β-1,3-葡聚糖酶、类甜蛋白、脂氧合酶等在感、抗品种中均有发现,而内切几丁质酶、新薄荷醇脱氢酶等防御蛋白仅在抗病品种表达上调。这些结果表明,内切几丁质酶和新薄荷醇脱氢酶在抗性品种防御斑点落叶病菌侵染起重要作用。4、病程相关(PR)基因是参与植物防御反应的一类重要基因,为了探索PR基因在抗病及其他信号途径中的作用,我们选择了 25个PR基因,以苹果抗性品种’红玉’及感病品种’红星’为材料,利用实时荧光定量PCR技术,分析苹果抗病性变化与PR基因转录水平变化的相关性,同时利用蛋白印迹技术对PR2和PR5在蛋白水平表达变化进行分析。结果表明,侵染初期大部分PR基因在感病品种中表达下调,而在抗病品种中表达上调;在侵染中后期PR基因在两品种中变化类似。蛋白质表达水平分析,发现不同品种中的PR蛋白表达模式不同。PR蛋白或基因的早期表达可能在苹果与斑点落叶病菌互作中发挥作用。