小麦抗感病株分蘖期（Z21）的组织学变化特征gydF4y2BaTilletia进行gydF4y2Ba库恩gydF4y2Ba

背景gydF4y2Ba

矮人Bunt，这是由此引起的gydF4y2BaTilletia进行gydF4y2BaKühn，是全世界发生的土壤和种苗疾病，可导致小麦作物的70％甚至甚至含量损失。然而，在分蘖期（Z21）处的矮种抗性和矮化型易感麦植物中发生的组织学变化非常少的信息。在该研究中，我们使用扫描电子显微镜和透射电子显微镜，以感染的抗性和易感小麦品种的这种阶段的组织学变化表征gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

结果gydF4y2Ba

使用扫描电子显微镜，检查后的抗性和易感品种的根，茎和叶结构gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba感染。感病植株的根表皮和维管束损伤更为严重gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba- 比在耐药植物中的植物。在病原体感染后，干细胞和纵截面在易感植物中易受抗性植物的影响得多。然而，在易感植物的叶片中观察到稍微变形的叶肉细胞。利用透射电子显微镜检查，发现皮质束细胞和细胞内容物和细胞内容物在易感植物中受到比耐药植物更严重的影响;在真菌感染后，在茎和叶，核，叶绿体和叶片细胞中发生显着变化在易感植物中。此外，我们发现感染的敏感和抗性植物在分蘖期（Z21）中受到比在幼苗生长阶段（Z13）的影响更严重的影响。gydF4y2Ba

结论gydF4y2Ba

小麦的根、茎和叶的组织学变化更为严重gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba分蘖期，感病植株比抗病植株更容易受感染(Z21)。gydF4y2Ba

小麦是一种重要的粮食作物，在世界粮食安全中起着举足轻重的作用[gydF4y2Ba1gydF4y2Ba］．小麦的矮人是世界上这种作物最严重的疾病之一，在许多国家是一种检疫病[gydF4y2Ba2gydF4y2Ba那gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba4.gydF4y2Ba］．gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba是一种土传和种传真菌病原体，是小麦矮秆病的病原。gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba寄主范围广，但主要损害属gydF4y2Ba小麦gydF4y2Ba;gydF4y2Ba普通大麦gydF4y2Ba黑麦也受到影响。迄今为止，已知禾本科18属70多种植物受到影响[gydF4y2Ba5.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba]. 通常情况下，矮化黑穗病造成的损失可达10-20%，但在恶劣条件下，损失可达70-80%，甚至完全歉收[gydF4y2Ba7.gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

植物血管系统进行两个重要功能，即提供资源（必需矿物质，水，氨基酸和糖）的各种植物器官，并提供机械支持[gydF4y2Ba8.gydF4y2Ba］．此外，血管束用作有效的长距离通信系统，具有Xylem和韧皮，分别引入与地面低于和上方的生物和非生物条件有关的信息[gydF4y2Ba9.gydF4y2Ba］．叶绿素细胞含有大群叶绿体细胞器，因此对于高等植物中的光合作用非常重要[gydF4y2Ba10.gydF4y2Ba]. 细胞核含有细胞的大部分遗传物质[gydF4y2Ba11.gydF4y2Ba]叶绿体在光合作用中发挥着重要作用[gydF4y2Ba12.gydF4y2Ba];两者都是植物中非常重要的细胞器。通过真菌病原体感染这些细胞器可能导致其结构和功能损坏[gydF4y2Ba13.gydF4y2Ba］．以前的研究表明gydF4y2Baverticillium dahliae.gydF4y2Ba分生孢子不能穿透抗性莴苣品种的表皮，但感病品种的质膜和细胞质受到严重侵染[gydF4y2Ba14.gydF4y2Ba]. 接种的抗病品种（Manteigão Fosco 11和VP8）产生封闭物质，而接种的感病品种（Meia Noite）和抗病和感病品种的未接种对照中均未发现封闭物质，这可能有助于抵御病毒的侵染gydF4y2Ba尖孢镰刀菌SchlechtgydF4y2Ba．F服务提供商。gydF4y2Ba菜豆gydF4y2Ba在抗性品种[gydF4y2Ba15.gydF4y2Ba］．在大麦,gydF4y2BaRhynchosporium secalisgydF4y2Ba(一种黑穗病病原菌)侵染感病品种的质膜和细胞质，但在抗性品种的细胞壁内形成了致密的嗜锇层[gydF4y2Ba16.gydF4y2Ba]. 同样地，gydF4y2BaSphacelotheca reilianagydF4y2Ba只感染易感品种的玉米幼苗并产生坏死症状[gydF4y2Ba17.gydF4y2Ba］．在抗病品种中，定植仅限于下部茎部，而感病品种的木质部在其他作物中定植迅速且密集[gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba19.gydF4y2Ba］．在耐药状的实质中，围绕着殖民化血管组织的细胞显示出快速的细胞质干扰和增加的代谢活性[gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

汉森等人。[gydF4y2Ba21.gydF4y2Ba]研究了易受影响和抗性品种的接种小麦植物组织病理学，它们专注于从宿主植物接种到孢子形成，发现病原体导致矮小的植物的蔓延，黑麦黑麦和常见与易感植物组织中病原体的扩散和发展相比，抗性植物中的粉碎通常延迟。他们还报告说，矮人的菌丝体能够穿透受损宿主品种和物种的受伤幼苗，但在组织中不能进一步涂抹。同样，伍尔曼[gydF4y2Ba22.gydF4y2Ba]证明感染过程中gydF4y2Ba小麦腥黑粉菌gydF4y2Ba与感病品种的侵染相比，抗性品种的侵染速度通常较慢，他们主要关注侵染的三个阶段:菌丝的入口到表皮细胞和它的发展,发展更深层次的地区的胚芽鞘及鞘组织最早的真正的叶子,和发展在非常年轻的叶片和节点,节间和生长的植物。Fernandez等人[gydF4y2Ba23.gydF4y2Ba[报道了在整个原始叶片和节点组织中铰孔化的细胞间菌丝的差异，并达到了品种易感和抗性之间生长点的细胞gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba（病原体导致矮人Bunt），他们发现菌丝的开发和扩散通常在抗性品种缓慢。上面提到的那些研究仅使用了光学显微镜或切片进行解剖学研究。然而，在该研究中，通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜检查，通过分析分蘖（Z21）和幼苗生长（Z13）来鉴定更重要的生长阶段[gydF4y2Ba24.gydF4y2Ba根、茎和叶细胞的组织变化阶段的响应gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba抗感小麦品种的侵染。gydF4y2Ba

检测gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba在植物中gydF4y2Ba

抗性和感病品种的病株和对照的幼苗生长阶段(Z13)和分蘖阶段(Z21)见附加文件gydF4y2Ba1gydF4y2Ba．我们检测到病原体gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba通过结合显微镜和分子检测方法在植物中。用于检测gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba通过共聚焦激光扫描显微镜观察，在幼苗生长期（Z13）和分蘖期（Z21）都发现了菌丝gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba在根，茎和叶子中的受感染和易感小麦品种（附加档案gydF4y2Ba2gydF4y2Ba)．对于分子检测，我们在两个阶段中从接种和对照植物的叶子中提取DNA，以检测病原体。在感染的叶样品中检测到预期的372bp片段（附加文件gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

抗感植物根、茎、叶组织结构的扫描电镜比较gydF4y2Ba

以抗病品种(绵阳26号/豫麦47号)和感病品种(CU42号)的根细胞为基础，结果见图。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba抗病品种的表皮细胞与模拟处理的表皮细胞差异不大。gydF4y2Ba1gydF4y2Baa，b）;然而，在接种易感品种中，表皮细胞严重感染，表皮细胞上出现了一些损伤（图。gydF4y2Ba1gydF4y2Bad） 是的。在模拟处理中，表皮细胞紧密排列（图。gydF4y2Ba1gydF4y2Bac） 是的。我们在抗感染品种的皮层薄壁细胞中发现真菌菌丝（图。gydF4y2Ba1gydF4y2Baf）但不在模拟耐种品种中（图。gydF4y2Ba1gydF4y2Bae） 是的。此外，我们在感病品种的维管细胞和皮层薄壁细胞中都发现了菌丝。gydF4y2Ba1gydF4y2Bah）但不在模拟易感品种的那些（图。gydF4y2Ba1gydF4y2BaG）。gydF4y2Ba

利用扫描电镜观察分蘖期模拟、侵染和感病品种(Z21)根的组织学特征。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba模拟抗性品种的表皮细胞。gydF4y2BabgydF4y2Ba抗感染品种的表皮细胞。gydF4y2BacgydF4y2Ba模拟感病品种的表皮细胞。gydF4y2BadgydF4y2Ba感病品种的表皮细胞。gydF4y2BaegydF4y2Ba模拟抗性品种的维管束细胞和皮层薄壁细胞。gydF4y2BafgydF4y2Ba抗病品种的维管束细胞和皮层薄壁细胞。gydF4y2BaggydF4y2Ba感病品种的维管束细胞和皮层薄壁细胞。gydF4y2BahgydF4y2Ba感病品种的维管束细胞和皮层薄壁细胞。抗病品种为绵阳26/豫麦47，感病品种为CU42。中的白色箭头(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba-gydF4y2BadgydF4y2Ba)表示表皮细胞，(中白色箭头)gydF4y2BaegydF4y2Ba-gydF4y2BahgydF4y2Ba）表示皮质薄壁细胞，黑色箭头表示血管束细胞，白色圆圈（gydF4y2BafgydF4y2Ba和gydF4y2BahgydF4y2Ba）在皮质实质细胞中表明菌丝，黑眼圈（gydF4y2BahgydF4y2Ba)表示维管束细胞中的菌丝gydF4y2Ba

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对于干细胞，检查植物的第一节间（刚刚在根上方）。如图1所示。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，抗感染品种与模拟处理之间的干细胞无明显差异(图5)。gydF4y2Ba2gydF4y2Baa，b）。相比之下，接种易感品种的茎血管系统受到严重影响，与模拟易感品种中的那些相比，大多数干细胞改变它们的形状（图。gydF4y2Ba2gydF4y2Bac、 （d）。我们还调查了两个品种的纵切面更详细。在抗病品种中，是否模拟（图。gydF4y2Ba2gydF4y2Bae） 或感染（图。gydF4y2Ba2gydF4y2Baf），细胞结构未被病原体破坏。然而，真菌成功地殖民，破裂和变形了接种易感品种中的干细胞（图。gydF4y2Ba2gydF4y2Bah)，而模拟感病品种(图。gydF4y2Ba2gydF4y2BaG）。gydF4y2Ba

扫描电子显微镜下分蘖阶段（Z21）在分蘖期和易受感染和敏感品种的组织学特征。检查了植物的第一个尤基（在根上方）。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba耐腐蚀品种的干细胞结构。gydF4y2BabgydF4y2Ba抗感染品种的干细胞结构。gydF4y2BacgydF4y2Ba模拟感病品种的干细胞结构。gydF4y2BadgydF4y2Ba感染敏感品种的干细胞结构。gydF4y2BaegydF4y2Ba假抗性品种茎的纵切面。gydF4y2BafgydF4y2Ba抗感染品种茎的纵切面。gydF4y2BaggydF4y2Ba模拟易感品种茎干的纵向部分。gydF4y2BahgydF4y2Ba感病品种茎的纵切面。抗病品种为绵阳26/豫麦47，感病品种为CU42。中的白色箭头(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba-gydF4y2BadgydF4y2Ba）表示干细胞，白色箭头（gydF4y2BaegydF4y2Ba-gydF4y2BahgydF4y2Ba)纵切面显示干细胞，中间有白色圆圈(gydF4y2BahgydF4y2Ba)指示细胞中的菌丝gydF4y2Ba

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在无花果。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，结果表明，抗性品种能耐受病原菌的影响gydF4y2BaT.争议，gydF4y2Ba抗病品种和感病品种的叶肉细胞与对照相比差异不大。抗感病品种在分蘖期（Z21）叶片的组织学特征（图。gydF4y2Ba3.gydF4y2BaB，D）与接受模拟处理相比（图。gydF4y2Ba3.gydF4y2Baa、c)，叶肉细胞略有变形，差异不大(图5)。gydF4y2Ba3.gydF4y2Bad）和受感染的耐药品种（图。gydF4y2Ba3.gydF4y2Bab） 是的。以上结果表明gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba只略微感染易感品种。另外，在幼苗生长阶段（Z13）检查了抗性和敏感品种根，茎和叶子的形态。然而，这些组织中菌丝的生长和发育非常慢（额外的文件gydF4y2Ba4.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba5.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba)．其中，抗病和感病品种的根表皮细胞与模拟处理相比没有明显变化gydF4y2Ba4.gydF4y2BaA，B，C，D），而受感染敏感品种的血管束细胞的细胞壁与模拟处理中的血管束细胞相比不均匀，并且我们还比较了对感染抗性品种和模拟抗性品种的影响（附加文件gydF4y2Ba4.gydF4y2Bae、 f，g，h）。在感染感病品种的干细胞中观察到一些畸形，但在模拟感病品种中没有观察到（附加文件）gydF4y2Ba5.gydF4y2Ba)侵染感病品种的叶肉细胞有轻微损伤，而模拟感病品种的叶肉细胞无损伤gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba). 因此，该病原菌在分蘖期（Z21）对感病品种的影响远大于苗期（Z13）。gydF4y2Ba

扫描电子显微镜下涂层阶段（Z21）在分蘖阶段（Z21）叶片叶片的组织学特征。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba模拟抗性品种的叶肉细胞。gydF4y2BabgydF4y2Ba抗感染品种的叶肉细胞。gydF4y2BacgydF4y2Ba模拟易感品种的叶片细胞。gydF4y2BadgydF4y2Ba感病品种的叶肉细胞。抗病品种为绵阳26/豫麦47，感病品种为CU42。中的白色箭头(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba-gydF4y2BadgydF4y2Ba）表示叶蛋白细胞gydF4y2Ba

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另一个抗病品种（伊农18/兰考8号）和感病品种（东选3号）也进行了观察。在分蘖期（Z21），抗病品种的根系形态与对照相比差异不大gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba-感染的治疗(附加文件gydF4y2Ba7.gydF4y2BaA，B，E，F）。对于敏感的品种，根细胞显示在感染的植物中损伤（附加文件gydF4y2Ba7.gydF4y2BaC，D，G，H）。血管束细胞，薄壁细胞（附加文件gydF4y2Ba7.gydF4y2Bad） ，和根表皮细胞（附加文件gydF4y2Ba7.gydF4y2Bah）损坏，根毛稀疏，在实质细胞中发现菌丝（附加文件gydF4y2Ba7.gydF4y2Bad） 是的。对于干细胞，在模拟处理和感染处理之间，抗性品种的形态没有显示出任何差异（附加文件）gydF4y2Ba8.gydF4y2Ba(a, b, e, f)，而感病品种，与模拟处理相比，受感染的细胞严重变形(附加文件gydF4y2Ba8.gydF4y2BaC，D，G，H）。易感和抗性品种的叶片细胞显示出几个差异（附加文件gydF4y2Ba9.gydF4y2Ba). 另外，在苗期（Z13）的根细胞中，抗病品种和感病品种与对照相比差异不大gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba-感染的治疗(附加文件gydF4y2Ba10.gydF4y2Baa-h）。对于干细胞，受感染的易感品种显示细胞异常（附加文件）gydF4y2Ba11.gydF4y2Ba在抗性品种中未发现的c，d）（附加档案gydF4y2Ba11.gydF4y2Baa、 （b）。感病品种侵染后叶肉细胞异常（另见文献）gydF4y2Ba12.gydF4y2Ba与抗性品种不同，没有显示感染后的任何差异（附加文件gydF4y2Ba12.gydF4y2Ba因此，结果表明gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba对分蘖期（Z21）的易感品种比幼苗生长阶段（Z13）对易感品种有更多的影响。gydF4y2Ba

抗感植物根、茎、叶组织结构的透射电镜比较gydF4y2Ba

对于根细胞的抗性（绵阳26 / yumai 47）和易感品种（Cu42）（图。gydF4y2Ba4.gydF4y2Ba），无论品种如何，皮质实质细胞比感染植物中的血管束细胞更严重地变形，而不是在相应的模拟植物中，无论品种如何（图。gydF4y2Ba4.gydF4y2Ba在染病的感病品种中，病菌对减少的组织的根细胞含量和细胞壁造成了强烈损害，而在模拟感病品种中则没有(图1)。gydF4y2Ba4.gydF4y2Bag、 h）；这一现象在感染抗性植物或模拟抗性植物中均未发现（图。gydF4y2Ba4.gydF4y2Bae，f）。此外，根核降解，核信封在接种易感品种中破裂，但不在模拟易感品种中;在受感染的抗性植物或嘲弄植物中未观察到这种现象（图。gydF4y2Ba4.gydF4y2Ba我，j，k，l）。gydF4y2Ba

在透射电子显微镜下搅拌阶段（Z21）的嘲弄和感染抗性和敏感品种的组织学特征。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba模拟抗性品种的维管束细胞和皮层薄壁细胞。gydF4y2BabgydF4y2Ba抗病品种的维管束细胞和皮层薄壁细胞。gydF4y2BacgydF4y2Ba感病品种的维管束细胞和皮层薄壁细胞。gydF4y2BadgydF4y2Ba感病品种的维管束细胞和皮层薄壁细胞。gydF4y2BaegydF4y2Ba模拟抗性品种的根细胞含量。gydF4y2BafgydF4y2Ba抗病品种的根细胞含量。gydF4y2BaggydF4y2Ba模拟感病品种的根细胞含量。gydF4y2BahgydF4y2Ba受感染敏感品种的根细胞内容物。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba模拟抗性品种的根核。gydF4y2BajgydF4y2Ba受感染品种的根核。gydF4y2BakgydF4y2Ba仿感病品种的根核。gydF4y2BalgydF4y2Ba感病品种的根核。抗病品种为绵阳26/豫麦47，感病品种为CU42。中的黑色箭头(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba-gydF4y2BadgydF4y2Ba)表示皮层薄壁细胞，(中红色箭头)gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba-gydF4y2BadgydF4y2Ba）表示血管束细胞，黑色箭头（gydF4y2BaegydF4y2Ba-gydF4y2BahgydF4y2Ba)表示根细胞内容，(gydF4y2Ba我gydF4y2Ba-gydF4y2BalgydF4y2Ba)表示根核(N:核;M:线粒体;尺度条（gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba-gydF4y2BafgydF4y2Ba) = 20 μm；比例尺(gydF4y2BaggydF4y2Ba和gydF4y2BahgydF4y2Ba）=10μm;尺度条（gydF4y2Ba我gydF4y2Ba和gydF4y2BajgydF4y2Ba) = 2μm;尺度条（gydF4y2BakgydF4y2Ba和gydF4y2BalgydF4y2Ba) =0.5 微米）gydF4y2Ba

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在干细胞中(图。gydF4y2Ba5.gydF4y2Ba)接种抗性植株与模拟植株的组织形态无明显差异（图1）。gydF4y2Ba5.gydF4y2Baa，b）。然而，在接种易感植物中，细胞变形，散射和破裂（图。gydF4y2Ba5.gydF4y2Bad） 与模拟植物相比（图。gydF4y2Ba5.gydF4y2Bac).与模拟处理相比，抗性品种的茎核变化不大。gydF4y2Ba5.gydF4y2Bae，f）。接种易感品种中的核变形，核包膜破裂并异常（图。gydF4y2Ba5.gydF4y2Bah）与模拟处理中的那些（图。gydF4y2Ba5.gydF4y2Bag） 是的。此外，抗性植株和模拟植株的叶绿体没有明显差异（图。gydF4y2Ba5.gydF4y2Bai、 j）。然而，在接种的易感品种中观察到叶绿体降解和破裂，而在模拟处理中没有观察到（图。gydF4y2Ba5.gydF4y2Bak，l）。gydF4y2Ba

在透射电子显微镜下搅拌阶段（Z21）晶体茎和感染抗性和敏感品种的组织学特征。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba耐腐蚀品种的干细胞结构。gydF4y2BabgydF4y2Ba抗感染品种的干细胞结构。gydF4y2BacgydF4y2Ba模拟感病品种的干细胞结构。gydF4y2BadgydF4y2Ba感染敏感品种的干细胞结构。gydF4y2BaegydF4y2Ba模拟抗性品种的干细胞核。gydF4y2BafgydF4y2Ba感染品种的干细胞核。gydF4y2BaggydF4y2Ba模拟易感品种的干细胞核。gydF4y2BahgydF4y2Ba感染易感品种的干细胞核。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba杀死品种的茎叶绿体。gydF4y2BajgydF4y2Ba感染耐药品种的干叶片。gydF4y2BakgydF4y2Ba模拟易感品种的干叶片。gydF4y2BalgydF4y2Ba感病品种茎的叶绿体。抗性品种为绵阳26/渝麦47，感病品种为CU42。黑色箭头（gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba-gydF4y2BadgydF4y2Ba）表示干细胞，黑色箭头（gydF4y2BaegydF4y2Ba-gydF4y2BahgydF4y2Ba）表示茎核，黑色箭头（gydF4y2Ba我gydF4y2Ba-gydF4y2BalgydF4y2Ba)表明茎叶绿体（N：细胞核；CHl：叶绿体；St：淀粉颗粒；比例尺(gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba-gydF4y2BadgydF4y2Ba）=10μm;尺度条（gydF4y2BaegydF4y2Ba-gydF4y2BalgydF4y2Ba= 2 μm)gydF4y2Ba

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在叶肉细胞(图。gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba），在抗抗体栽培品种的接种植物中，细胞空间比在模拟抗体品种中更大（图。gydF4y2Ba6.gydF4y2Baa、 （b）。与模拟感病品种相比，接种感病品种的叶肉细胞分散变形（图。gydF4y2Ba6.gydF4y2Bac、 （d）。同样，接种抗性植株的细胞核与模拟抗性植株的细胞核没有显著差异（图。gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba(e, f)。接种感病品种核包膜破裂，模拟感病品种核包膜没有破裂(图5)。gydF4y2Ba6.gydF4y2Bag，h）。我们还发现叶绿体的层状结构失去了刚性并且与模拟易感植物中的相比变形（图。gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba然而，在抗性品种和模拟处理中，很少发现叶绿体受损(图1)。gydF4y2Ba6.gydF4y2Bai、 j）。以上结果表明gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba严重感染感病品种的细胞组织，而不感染抗病品种的细胞组织。利用透射电镜对抗病、感病品种的根、茎、叶在幼苗生长期(Z13)的形态进行了观察。但根、茎、叶结构在幼苗生长期(Z13)的变化小于分蘖期(Z21)gydF4y2Ba13.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba14.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba15.gydF4y2Ba). 结果表明，该病原菌在分蘖期（Z21）比在苗期（Z13）对感病品种的侵染更为严重。gydF4y2Ba

在透射电镜下观察了模拟和感染抗感品种在分蘖期（Z21）叶片的组织学特征。gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba模拟抗体栽培品种的叶片细胞结构。gydF4y2BabgydF4y2Ba感染品种的叶片细胞结构。gydF4y2BacgydF4y2Ba模拟易感品种的叶片细胞结构。gydF4y2BadgydF4y2Ba感病品种叶肉细胞结构。gydF4y2BaegydF4y2Ba模拟抗体的核心。gydF4y2BafgydF4y2Ba抗感染品种的核。gydF4y2BaggydF4y2Ba感病品种的细胞核。gydF4y2BahgydF4y2Ba感染感病品种的细胞核。gydF4y2Ba我gydF4y2Ba抗腐蚀品种的叶绿体。gydF4y2BajgydF4y2Ba抗病品种的叶绿体。gydF4y2BakgydF4y2Ba嘲笑易感品种的叶绿体。gydF4y2BalgydF4y2Ba受感染敏感品种的叶绿体。抗性品种为绵阳26/渝麦47，感病品种为CU42。黑色箭头（gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba-gydF4y2BadgydF4y2Ba）表示叶片细胞，黑色箭头（gydF4y2BaegydF4y2Ba-gydF4y2BahgydF4y2Ba）表示叶子核，黑色箭头（gydF4y2Ba我gydF4y2Ba-gydF4y2BalgydF4y2Ba)表示叶片叶绿体(N:细胞核;王晓初:叶绿体;圣:淀粉粒;M:线粒体;尺度条（gydF4y2Ba一个gydF4y2Ba-gydF4y2BadgydF4y2Ba) = 20μm;尺度条（gydF4y2BaegydF4y2Ba-gydF4y2BalgydF4y2Ba) =1 微米）gydF4y2Ba

全尺寸图像gydF4y2Ba

在本研究中也使用另一种抗性（银孔18 / Lankao 8）和易感品种（Dongxuan 3）。在受感染的抗性品种中的分蘖期（Z21），根部，茎和叶子的变化没有显示出明显的差异（附加文件gydF4y2Ba16.gydF4y2Baa、 b类；e、 f，i，j；gydF4y2Ba17.gydF4y2BaA, b, e, f, i, j;gydF4y2Ba18.gydF4y2Baa、 b、e、f、i、j）。然而，与模拟处理相比，感病品种（东选3号）根皮层的薄壁细胞严重变形（附加文件）gydF4y2Ba16.gydF4y2Bac、 d）和根目录（附加文件）gydF4y2Ba16.gydF4y2Bag、 h）和nucleus（附加文件gydF4y2Ba16.gydF4y2Bak、 l）都严重退化。与模拟处理相比，感染植物的干细胞排列不规则（附加文件）gydF4y2Ba17.gydF4y2Bac、 d）和细胞核（附加文件gydF4y2Ba17.gydF4y2Bag, h)和叶绿体(附加文件gydF4y2Ba17.gydF4y2Ba与模拟处理相比，K，L）显示出严重的变形。在叶子中，叶肉细胞（附加文件gydF4y2Ba18.gydF4y2Bac，d），核（附加文件gydF4y2Ba18.gydF4y2Bag、 h）和叶绿体（附加文件gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba与模拟治疗相比，K，L）均严重变形。我们还检查了根源（附加文件gydF4y2Ba19.gydF4y2Ba），Stew（附加文件gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba)和叶（附加文件gydF4y2Ba21.gydF4y2Ba）幼苗生长阶段（Z13）的细胞。我们发现了gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba对感病品种在分蘖期（Z21）比在苗期（Z13）起着更重要的作用。gydF4y2Ba

根、茎、叶中受损临界对应细胞的统计分析gydF4y2Ba

在苗期（Z13）和分蘖期（Z21），我们观察了100 ~ 用扫描电镜分别对根、茎、叶的400个临界对应细胞进行了观察 ~ 透射电镜观察根、茎、叶中120个关键对应细胞。受损临界对应细胞百分率（受损临界对应细胞数/观察到的临界对应细胞总数×） 在苗期（Z13）和分蘖期（Z21）进行了100%的分析。这两个结果都表明，在感病品种中，两个小麦生长阶段（Z13和Z21）的临界对应细胞损伤率存在显著差异gydF4y2BaP.gydF4y2Ba-扫描电镜为0.031,0.008,0.0097,0.012和0.004，透射电镜为0.0277,0.009,0.0075和0.0224(表gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

本研究对小麦抗病、感病植株分蘖期(Z21)和幼苗生长期(Z13)的组织变化进行了表征gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba利用透射电子显微镜和扫描电子显微镜，这些变化将对探索真菌与宿主的相互作用机制起到重要作用。gydF4y2Ba

根据疾病症状的图像组合（附加文件），确定分蘖期（Z21）和幼苗生长期（Z13）的相对重要性gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)，感染小麦品种的显微观察和分子检测(附文件)gydF4y2Ba2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba)通过扫描电镜和透射电镜对样品进行了观察。结果表明，病原菌侵染对分蘖期（Z21）植株的组织学特征影响较大。在分蘖期（Z21）的根细胞中，扫描电镜观察到感病品种（CU42、东选3号）的维管束细胞和皮层薄壁细胞中都有真菌菌丝，抗性品种（绵阳26/豫麦47）的皮层薄壁细胞中也有真菌菌丝。此外，与模拟植物相比，感病植物根系的形态生理特征明显变形（图。gydF4y2Ba1gydF4y2Ba，附加文件gydF4y2Ba7.gydF4y2Ba)．在幼苗生长阶段（Z13），我们观察到通过扫描电子显微镜（附加文件）的几个变化gydF4y2Ba4.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba10.gydF4y2Ba)．对于具有透射电子显微镜，对于根细胞，我们观察到感染敏感品种植物中的细胞变形（图。gydF4y2Ba4.gydF4y2Ba，其他文件gydF4y2Ba13.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba16.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba19.gydF4y2Ba)．我们还发现根核和核的细胞壁在接种易感品种中降解并破裂;在幼苗生长阶段（Z13）也发现了这些变化，但损伤程度低于分蘖期（Z21）。对于干细胞，我们分析了分蘖期（Z21）和幼苗生长阶段（Z13）的结果，发现真菌成功地殖民，破裂并使其在接种易感品种中的干细胞变形（图。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba，附加文件gydF4y2Ba8.gydF4y2Ba)．此外，在分蘖期，接种感病品种(Z21)的叶绿体发生降解和断裂，而模拟植株(Z21)的叶绿体没有发生降解和断裂。gydF4y2Ba5.gydF4y2Ba，附加文件gydF4y2Ba17.gydF4y2Ba）;在幼苗生长阶段（Z13）发现这种变化（Z13）（附加文件gydF4y2Ba5.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba11.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba14.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba)．在叶片细胞中，甚至我们发现在感染的易感品种中具有扫描电子显微镜的细胞的细胞几乎没有变化（图。gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，其他文件gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba9.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba12.gydF4y2Ba); 在透射电镜下，我们观察到接种的感病品种在分蘖期（Z21）的核膜破裂，叶绿体的片层结构也发生了重大变化，与苗期（Z13）相比，叶绿体失去了刚性，发生了变形（图。gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba，其他文件gydF4y2Ba15.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba21.gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

在该研究中，我们组合透射电子显微镜和扫描电子显微镜，分析根，茎和叶细胞的组织学特征。基于扫描电子显微镜，茎和叶细胞在分蘖期（Z 21）之间不具有高度差异（图。gydF4y2Ba2gydF4y2Ba和gydF4y2Ba3.gydF4y2Ba，其他文件gydF4y2Ba8.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba9.gydF4y2Ba)苗期（Z13）（附加文件）gydF4y2Ba5.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba11.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba12.gydF4y2Ba). 然而，在分蘖期（Z21）之间观察到主要差异（图。gydF4y2Ba5.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba，其他文件gydF4y2Ba17.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba)苗期（Z13）（附加文件）gydF4y2Ba14.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba15.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba20.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba21.gydF4y2Ba)。因此，结合透射电子显微镜和扫描电子显微镜来探讨其组织学变化是必要和重要的。gydF4y2Ba

此外，我们发现gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba严重影响感病品种的某些细胞器。例如，真菌病原体破坏了感病品种的叶肉细胞并破坏了它们的细胞结构（图。gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba，附加文件gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba)．其他研究也在其他作物中观察到类似的现象，因为不同的病原体[gydF4y2Ba25.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba26.gydF4y2Ba］．有些报道提到，在抗性植物的宿主组织中发现了结构改变，包括形成凝胶塞[gydF4y2Ba27.gydF4y2Ba]或者泰洛斯[gydF4y2Ba27.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba28.gydF4y2Ba]木质血管中的物质存在[gydF4y2Ba29.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba30.gydF4y2Ba]. 叶片叶肉细胞在光合作用过程中起着重要的作用，也是抵抗真菌侵染和扩展的关键部分[gydF4y2Ba31gydF4y2Ba]. 细胞核是另一种对真菌感染有反应的细胞器[gydF4y2Ba26.gydF4y2Ba]. 病原真菌与感病植物相互作用后，可破坏植物的核结构，改变染色质的凝聚形式[gydF4y2Ba32gydF4y2Ba那gydF4y2Ba33gydF4y2Ba］．叶绿体薄膜中的病症导致植物中的坏死症状并影响平均作物产量（图。gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba，其他文件gydF4y2Ba15.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba18.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba21.gydF4y2Ba)．叶绿体是光合作用的必需元素，叶绿体片层侵染降低了株高和作物平均产量[gydF4y2Ba34gydF4y2Ba］．透射电镜观察了接种感病品种叶绿体壁的破裂。gydF4y2Ba5.gydF4y2Ba)．在感染的小麦中观察到类似的观察gydF4y2BaMycosphaerella Graminicola.gydF4y2Ba和gydF4y2BaPUCCINIA Striformis.gydF4y2BaF服务提供商。gydF4y2BatriticigydF4y2Ba[gydF4y2Ba26.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba35gydF4y2Ba］．此外，发现真菌感染后叶绿体含量下降[gydF4y2Ba36gydF4y2Ba］．结果表明，根、茎、叶的细胞核和叶绿体受感染程度较高gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba在易感品种中，而不是在抗性植株中（图。gydF4y2Ba4.gydF4y2Ba那gydF4y2Ba5.gydF4y2Ba和gydF4y2Ba6.gydF4y2Ba). 线粒体在细胞中也起着重要作用，在甜瓜的早期防御反应中起着重要作用gydF4y2Ba玫瑰毛鞘gydF4y2Ba通过调节ROS的产生和能量代谢来感染[gydF4y2Ba37gydF4y2Ba］．这一发现表明，线粒体在植物防御机制中起着非常重要的作用。我们的结果表明gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba显著影响易感品种的线粒体，但不影响抗性品种的线粒体（附加文件gydF4y2Ba14.gydF4y2Ba我，j，k，l）。所有这些变化都表明了gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba影响感病品种植物的细胞器官，破坏细胞器，抑制植物的正常功能。菌丝侵入感病品种的组织细胞，导致细胞壁断裂、细胞含量降解和细胞器破坏。抗性品种细胞间菌丝数量低于感病品种，这可能是由于一种防御机制，阻止了菌丝的扩张，保证了细胞和细胞器的完整性。在统计分析中，发现感病小麦品种Z13和Z21两个生育阶段的临界对应细胞受损率差异显著(表1)gydF4y2Ba1gydF4y2Ba)．gydF4y2Ba

一些研究描述了根细胞对特定真菌的反应。以西瓜幼苗为例，研究了不同处理对西瓜幼苗的侵染gydF4y2BaFusarium oxysporumgydF4y2BaF服务提供商。gydF4y2BaniveumgydF4y2Ba[gydF4y2Ba38gydF4y2Ba]只注意到敏感西瓜幼苗的组织学反应；因此，无法确定感病植物和抗性植物之间是否存在任何差异。在我们的研究中，我们使用模拟植物和感染植物分析了敏感植物和抗性植物，并发现了它们之间的差异。这类信息对于探索病毒的感染机制非常重要gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba并有助于对小麦架的有效控制。gydF4y2Ba

总之，本研究报告了分蘖期（Z21）和幼苗生长阶段（Z13）在抗性和易感品种的组织学变化的特征，这将对探索感染机制有力促进gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba以及这种真菌与宿主的相互作用。gydF4y2Ba

易感品种的根，茎和叶细胞器比在幼苗生长阶段（Z13）的分蘖期（Z21）处的抗性植物的根本，茎和叶细胞器比真菌菌丝更广泛地影响。gydF4y2Ba

真菌材料与培养gydF4y2Ba

鉴定的真菌菌株gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba由Blairs Goates，美国农业部（USDA），农业研究服务（ARS），Aberdeen，Idaho，USA。含有gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba冬孢子在2%的土琼脂培养基上，在24 h (60 μmol/m)光照下培养60天gydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/s)，置于培养箱(MLR 352H，松下，美国)中，5°C，盖上伞膜后。在自动倒置荧光显微镜下观察端生孢子萌发(IX83, Olympus，日本)。收集菌丝接种，接种浓度为10gydF4y2Ba^6.gydF4y2Ba孢子/mL（OD）gydF4y2Ba_600gydF4y2Ba0.15 (gydF4y2Ba39gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

植物材料和生长条件gydF4y2Ba

四个冬小麦品种，绵阳26 / yumai 47，银孔18 / lankao 8作为耐药品种，Dongxuan 3作为敏感品种，用于本实验。种子是从中国农业科学院植物保护研究所获得的。将种子与30％NaClO表面灭菌1分钟，用无菌水洗涤3次，并在5℃下保持在湿滤纸上的平板1个月以vernalize。当小麦胚芽鞘长达1〜3cm（在发芽阶段（Z09））时进行移植。将幼苗移入填充有有机物质和土壤混合物（Klasmann-Deilmann，Germany）的罐中，其比例为1：2％，生长腔室（Percival，Arc-36Vl-Lt，USA）中生长。小麦幼苗在14小时光下生长（300μmol/ mgydF4y2Ba^2gydF4y2Ba/s） /10个 8小时黑暗循环 幼苗生长期（°C）（Z11） ~ Z13）和15 分蘖期（°C）（Z21）。在幼苗生长期（Z11），每株小麦幼苗的根部注射2 毫升gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba接种悬浮液。悬浮液中含有浓度为10%的感染性菌丝gydF4y2Ba^6.gydF4y2Ba孢子/ml（OD）gydF4y2Ba_600gydF4y2Ba0.15和2 用注射器（5）将mL悬浮液注射到牙根旁 mL）和直径为0.7的针规 mm（中国江苏智宇）。12天后重复接种 h、 注射持续了5分钟 天。在相同条件下生长的植物被注射灭菌的ddHgydF4y2Ba_2gydF4y2Bao用作嘲弄治疗。我们建立了四种治疗方法：模拟植物，模拟易感植物，感染耐药植物和感染易感植物。每种治疗包括30个小麦植物。对于成功感染的小麦植物，选择了20种抗性和易感品种的植物，用于后来的电子显微镜观察。类似地，对于嘲笑小麦植物，选择了20种抗性和易感植物的植物。gydF4y2Ba

检测gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba在植物中gydF4y2Ba

用于通过显微镜检测，使用菌丝胚芽凝集素和Alexa Flul 488缀合物（WGA-AF 488）（Invitrogen，Eugene，USA）染色菌丝，并使用碘化丙酰（PI）（酰硫化，Eugene，USA）染色小麦组织。按照Gao等人遵循该程序。[gydF4y2Ba40gydF4y2Ba]. 样品在共焦激光扫描显微镜（德国莱卡SP8）下观察，激发强度为510 纳米/发射570 nm（对于WGA-488）和激发590/发射680 nm（对于PI）。gydF4y2Ba

利用植物基因组DNA试剂盒(天根，北京，中国)从小麦叶片中提取基因组DNA进行分子检测。的序列特征扩增区(SCAR)标记gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba(ISSR859-140AF- 5 ' - tggtggtcgggaaagattaga -3, ISSR859-511AR: 5 ' - gggacgaaggcatcaagaag -3 ')使用[gydF4y2Ba41gydF4y2Ba[本研究]，并由公司合成（Takara，中国）合成引物。DNA浓度为80ng /μl。PCR扩增条件如下：在94℃下初始变性5分钟，35个循环的放大，在94℃下变性20 s，在56℃下退火20 s，72℃的延伸30℃。最终延长72°C持续7分钟。在PCR后，在150V下进行2％琼脂糖凝胶电泳30分钟，用溴化乙锭染色凝胶，使用凝胶文件系统（WSE-5200 Printgraph 2 M，Atto，Atto，Atto，Atto，Atto，Atto，Atto，Atto，Atto，Atto，Atto，Atto，Atto，Atto，Atto，Atto，Atto）的凝胶。通过预期的372bp带的阳性扩增表明了成功的感染。gydF4y2Ba

扫描电子显微镜样品制备gydF4y2Ba

根、茎和叶均来自接种和模拟的两个品种。植物是用ddH清洗的gydF4y2Ba_2gydF4y2Bao进一步处理。使用灭菌的手术刀用于切割叶静脉快速，用米子作为对称轴线，尺寸为5mm×5mm [长度×宽度]。类似地，将根和茎切割成约5mm的长度。将根，茎和叶片立即将3％戊二醛置于48小时以进行染色。染色后，将样品在磷酸盐缓冲液（0.1mmol）中漂洗10次并储存在锇氧化锇（OSOgydF4y2Ba_4.gydF4y2Ba)（1%）对于1.5 室温下的h（25 摄氏度）。样品在分级乙醇洗涤（30、50、60、70、80、90和100%）中脱水20分钟 每分钟。脱水后，样品在40℃干燥 °C（一氧化碳）gydF4y2Ba_2gydF4y2Ba临界点烘干机（Leica Cpd 030，德国）5小时。将样品置于导电，双面胶带上，以确保样品没有移动或下降，并且观察到的样品部分保持在相同的高度。通过扫描电子显微镜（S-570，Hitachi，Japan）在将金属膜喷射到由Segado等人报告的标本表面上进行扫描电子显微镜（S-570，Hitachi）来研究样品。[gydF4y2Ba42gydF4y2Ba］．gydF4y2Ba

透射电子显微镜样品制备gydF4y2Ba

上述方法也用于透射电子显微镜，除了真空脱水需要。一旦标本固定，立即置于固定液中，静置48 h。脱水后，用无水丙酮梯度渗透并包埋在环氧树脂中。样品埋入后，放入烘干机(德国徕卡CPD 030) 45℃下12小时，60℃下48小时在环氧树脂中聚合，然后用超薄切片机(德国徕卡EM UC6)切成超薄切片。如Carisse等人所述，该样本被放置在超薄切片机上进行切割，并用醋酸铀和柠檬酸铅进行双染色。gydF4y2Ba16.gydF4y2Ba和Xu等人[gydF4y2Ba43gydF4y2Ba］．然后使用透射电子显微镜（H-7650，HITACHI，日本）观察样品。gydF4y2Ba

根、茎、叶中受损临界对应细胞的统计分析gydF4y2Ba

在根、茎、叶中临界相应细胞的损伤百分比gydF4y2BaT.争议gydF4y2Ba计算幼苗生长阶段（Z13）和分蘖期（Z21）的抗性和敏感品种。选择二十种植物作为生物重复。通过通过透射电子显微镜扫描电子显微镜和4-〜120临界相应的电池，通过扫描电子显微镜和420临界相应的细胞进行统计分析系统6.10（SAS Institute，Cary，NC）进行分析。这gydF4y2BaP.gydF4y2Ba-值经方差分析(Duncan’s multiple range test)显示为0.05的显著性水平。gydF4y2Ba

支持我们的调查结果的所有数据都包含在稿件中。gydF4y2Ba

我们感谢中国农业科学院原子能利用研究所的王玲、马慧和孙艳丽指导我们使用扫描电子显微镜和透射电子显微镜。gydF4y2Ba

国家自然科学基金项目(no . 31761143011);国家重点研发计划项目(no . 2018YFD0200406);农业部重点研发项目(no . CARS-03)。各资助机构均根据一项研究计划提供资助。这些人对实验设计，数据分析和解释，或手稿的写作没有影响。gydF4y2Ba

1. 徐同硕和秦丹丹对这部作品的贡献不相上下。gydF4y2Ba

隶属关系gydF4y2Ba

1. 中国农业科学院植物保护研究所植物病虫害生物学国家重点实验室，北京，100193gydF4y2Ba

   徐通硕，秦丹丹，胡丁木海，刘太国，陈万全，高丽gydF4y2Ba

贡献gydF4y2Ba

LG设计了这项研究。DQ和TX进行了实验。DQ、LG和GM分析了数据。LG、WC和TL提供试剂/材料/分析工具。DQ，LG和GM写了手稿。所有作者都已阅读并批准了手稿。gydF4y2Ba

通讯作者gydF4y2Ba

对应于gydF4y2Ba李高gydF4y2Ba．gydF4y2Ba

伦理批准和同意参与gydF4y2Ba

不适用。gydF4y2Ba

同意出版gydF4y2Ba

所有作者都同意出版。gydF4y2Ba

利益争夺gydF4y2Ba

作者声明他们没有相互竞争的利益。gydF4y2Ba

出版商说明gydF4y2Ba

Springer Nature在发表地图和机构附属机构中的司法管辖权索赔方面仍然是中立的。gydF4y2Ba

开放访问gydF4y2Ba本文是基于知识共享署名4.0国际许可,允许使用、共享、适应、分布和繁殖在任何媒介或格式,只要你给予适当的信贷原始作者(年代)和来源,提供一个链接到创作共用许可证,并指出如果变化。本文中的图像或其他第三方材料包括在文章的创作共用许可中，除非在材料的信用线中另有说明。如果材料没有包含在文章的创作共用许可证中，而您的预期使用不被法律法规允许或超过允许的使用，您将需要直接获得版权持有人的许可。如欲浏览本许可证的副本，请浏览gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/licenses/by/4.0/gydF4y2Ba．Creative Commons公共领域奉献豁免（gydF4y2Bahttp://creativecommons.org/publicdomain/zero/1.0/gydF4y2Ba)适用于本条提供的数据，除非信用额度中另有规定。gydF4y2Ba

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