基于生物化学和SSR标记技术对水稻抵抗稻瘟菌（Pyricularia oryzae）防御机制的研究

《Cereal Research Communications》：Biochemical and SSR marker-based insights into rice defense mechanisms against Pyricularia oryzae

　　

摘要

由 Pyricularia oryzae 引发的稻瘟病对全球水稻产量造成了严重影响，导致产量损失超过50%。了解寄主抗性的生物化学和遗传基础对于开发可持续的控制策略至关重要。在本研究中，采用了完全随机设计（CRD）来测定11个水稻基因型在接种后72小时、96小时和120小时（HAI）对毒力强的单孢子菌株（RL-17）的防御反应，并结合了分子生物学技术进行分析。在120小时时，BRRI dhan74基因型表现出了超氧化物歧化酶（11.39 Umin^?1mg^?1蛋白质）、过氧化物酶（251.23 Umg^?1蛋白质）和β-1,3-葡聚糖酶（0.032 Umg^?1蛋白质）的最大诱导水平。同时，该基因型还通过减少电解质泄漏（24%）和叶绿素降解保持了较高的细胞膜稳定性，从而获得了最低的病害评分（2.9）。BRRI dhan33和BRRI dhan75也表现出类似的强酶防御激活趋势和中等水平的抗性。然而，BRRI dhan63则表现出最高的病害严重程度（评分7.5），伴随较高的电解质泄漏（38%）以及防御酶活性的下降。通过对稻瘟病抗性基因（Pib, Pi5, Pik-h, Pik-p, Pi9, Piz-t, Piz, Pita-2）进行分子表征，并使用八个基于基因的分子标记物，发现BRRI dhan74和BRRI dhan33各自携带了最多的抗性等位基因（各四个），且属于不同的遗传分支，表明它们具有相似的遗传渗入特征。这种综合性的生物化学和分子生物学方法认为BRRI dhan33、BRRI dhan74和BRRI dhan75是进行稻瘟病抗性育种的有希望的候选品种。与以往的研究不同，本研究独特地将酶活性的时间动态变化与抗性基因分析相结合，为了解孟加拉国水稻基因型的抗病机制提供了全面的见解。

图形摘要