论文导读:：为研究叶面喷施草酸、水杨酸（SA）和BTH对甜瓜植株防御酶活性的影响，本试验在甜瓜二叶期用不同浓度的草酸、水杨酸（SA）和BTH对甜瓜植株进行了处理。结果表明，经草酸处理后，甜瓜植株体内的β－1，3－葡聚糖酶和过氧化物酶（POD）活性较对照植株均有明显的提高，且在处理后第9d达到高峰，其中β－1，3－葡聚糖酶活性较对照提高了2.69～3.9倍，POD活性较对照提高了3.54～4.78倍。但草酸处理没有引起PAL活性的提高。用水杨酸（SA）和BTH处理植株，甜瓜植株体内的β－1，3－葡聚糖酶、过氧化物酶（POD）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性较对照植株均有明显的提高，且在处理后第7d达到高峰，其中β－1，3－葡聚糖酶活性较对照提高了1.91—3.83倍；POD活性提高了3.47—5.46倍；PAL活性提高了1.78—5.20倍。
论文关键词：甜瓜诱导，防御酶，诱导抗性
草酸(Oxalate)是一种非常有效的非生物性诱导剂。草酸喷施黄瓜不但对多种真菌病害产生系统抗性，而且还可诱导对细菌和病毒病害的抗性。草酸能诱导POD活性提高，这是由于草酸可以被植物体内的草酸氧化酶氧化，产生活性氧、H2O2和CO2。此外已有报道，草酸本身在生物体内可以直接诱发活性氧的产生[1]。细胞外的活性氧可以直接杀死病菌，而细胞内的活性氧可能作为一种中间信号物质，启动植物体内各种防卫基因的表达，而POD又正是多种病原相关蛋白中的一种。水杨酸（Salicylic acid, SA）属于酚类化合物，广泛存在于单子叶或双子叶植物中，被称为新的植物内源激素，参与了植物生长、发育、成熟衰老以及诱导抗病性等过程的调控[2]。SA与植物体内许多生理过程有关[3,4]，不仅是植物产生过敏反应（hypersensitive, HR）和系统获得性抗性（systemicacquired resistance, SAR）所必需，而且也是病原物侵染植物后活化一系列防卫反应信号传递过程中的重要组成成分[5]。SA外源处理可诱导烟草、马铃薯、黄瓜、菜豆等重要农作物产生对由真菌、细菌、病毒等引起病害的局部和系统的抗性[6-8]。BTH(Benzothiadiazole)的结构与水杨酸和酰胺有相似之处，它可诱导与植物抗病防御有关基因的表达及PR蛋白的产生，有激活植物保卫系统的作用，已有证据表明，BTH不需要水杨酸、茉莉酸和乙烯的参与就能诱导植物产生SAR[9]。因此利用草酸、SA和BTH处理植株，诱导植株产生系统获得抗性，并通过测定β－1，3－葡聚糖酶、过氧化物酶（POD）和苯丙氨酸解氨酶（PAL）的活性，进一步了解SAR的产生机理，可为有效利用草酸、SA和BTH来防治植物病害提供有效的理论依据。
1材料和方法
1.1供试材料
供试植物材料：黄河蜜甜瓜种子。
诱导剂：草酸(Oxalate) ，水杨酸（Salicylicacid，SA），Benzothiadiazole（BTH）。
1.2方法
待甜瓜幼苗第2片真叶充分展开时，用诱导剂以叶面喷雾的方式处理第1片真叶，以湿润为标准。草酸、SA和BTH浓度均设为：12.5μg/ml、25μg/ml、50μg/ml，对照用清水处理，每处理30株，重复3次。分别于处理后1d、3d、5d、7d 、9d和11d取未经处理的叶片进行酶活性测定。
β－1，3－葡聚糖酶活性采用蒽酮法测定，过氧化物酶(POD)活性采用愈创木酚法测定，苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性采用分光光度法测定，蛋白质含量采用考马斯亮蓝G－250染色法测定。
2结果分析
2.1β－1，3－葡聚糖酶活性分析
在常规培养条件下，甜瓜植株叶片中存在低水平的β－1，3－葡聚糖酶，随植株的生长，β－1，3－葡聚糖酶活性没有显著变化。经草酸、SA和BTH处理后，甜瓜叶片内的β－1，3－葡聚糖酶活性均有所提高，尤其在处理后第7d～9d，酶活性的提高幅度最大（见图1、2和3）。经草酸50μg/ml、25μg/ml和12.5μg/ml处理的植株，其体内β－1，3－葡聚糖酶活性随处理天数的延长而逐渐提高，在处理后第9d达到最大，分别较对照增长了3.90倍、3.70倍和2.69倍；经SA和BTH处理的植株在处理后第7d，酶活性达到最大，其中SA 50μg/ml、25μg/ml和12.5μg/ml处理的植株叶片酶活性较对照分别提高了3.83倍、3.30倍和2.49倍； BTH 50μg/ml、25μg/ml和12.5μg/ml处理过的植株叶片酶活性较对照分别提高了3.39倍、3.21倍和1.91倍。结果表明，草酸、SA和BTH处理浓度高，植株叶片内酶活性提高的幅度大。但第9d后，经SA和BTH处理的植株，其体内的β－1，3－葡聚糖酶活性均有所下降，而草酸处理过的植株则在第9d时，酶活性提高幅度最大。
图1 草酸对β－1，3－葡聚糖酶活性的影响
Fig1 Induction of β－1，3－glucosidaseactivity by different concentrations of Oxalate
图2 SA对β－1，3－葡聚糖酶活性的影响
Fig2 Induction of β－1，3－glucosidaseactivity by different concentrations of SA
图3 BTH对β－1，3－葡聚糖酶活性的影响
Fig3 Induction of β－1，3－glucosidaseactivity by different concentrations of BTH
注：CK:对照；C1：12.5μg/ml 草酸（Oxalate），C2：25μg/ml 草酸（Oxalate），C3：50μg/ml 草酸（Oxalate）；
B1：12.5μg/mlBTH，B2：25μg/ml BTH，B3：50μg/mlBTH；
S1：12.5μg/ml SA，S2：25μg/mlSA，S3：50μg/ml SA。（下同）
2.2过氧化物酶(POD)活性分析
经草酸、SA和BTH处理后，甜瓜2叶期幼苗叶片内的POD活性随处理天数的延长而迅速提高。在第9d，用草酸50μg/ml、25μg/ml和12.5μg/ml处理的植株POD活性达到最大值，分别较对照增长4.78倍、4.31倍和3.54倍；SA和BTH处理的植株则在处理后第7d，POD活性达到最大，其中用50μg/ml SA处理的植株，POD活性较对照增长了5.46倍，25μg/ml和12.5μg/ml SA处理的植株，POD活性较对照分别增长了5.30倍和3.94倍，用50μg/ml BTH处理的植株，POD活性较对照增长4.51倍生物论文，25μg/ml和12.5μg/ml BTH处理的植株，其体内POD活性也增长了3～4倍。POD活性随诱导剂浓度的升高而增强，各诱导剂均以50μg/ml 浓度处理植株的POD活性最高（见图4、5、6）。
图4 草酸对POD活性的影响
Fig4 Inductionof POD activity by different concentrations of Oxalate
图5 SA对POD活性的影响
Fig5 Inductionof POD activity by different concentrations of SA
图6 BTH对POD活性的影响
Fig6 Induction of POD activity by different concentrations of BTH
2.3苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性分析
PAL是植保素、木质素和酚类化合物合成的关键酶和限速酶。一般情况下，甜瓜植株叶片中的PAL活性是随植物的生长进程略微增长的[9]。但经SA和BTH处理后，甜瓜植株叶片中的PAL活性有了明显的提高（见图8、9）。结果表明：随着诱导剂处理天数的延长，各浓度的SA和BTH诱导植株体内PAL活性均有所升高。处理7d后的PAL活性明显高于第1、3、5d的酶活性，但9d后，酶活性有所下降。用12.5μg/ml SA和12.5μg/ml BTH处理的植株，叶片中PAL活性升高较慢，而其他两浓度的SA和BTH处理的酶活性升高较迅速论文发表。处理后第7d，50μg/ml和25μg/ml SA处理的植株，PAL活性较对照分别提高了5.20倍和4.47倍；50μg/ml和25μg/ml BTH处理的植株，PAL活性较对照分别提高了4.54倍和3.46倍，其中以高浓度BTH和SA诱导植株PAL活性升高最快。但用草酸各浓度处理的植株，其
体内的PAL活性与对照差别不大（见图7），这表明草酸不能诱导PAL活性的提高。
图7 草酸对PAL活性的影响
Fig7 Induction of PALactivity by different concentrations of Oxalate
图8 SA对PAL活性的影响
Fig8 Induction of PAL activity bydifferent concentrations of SA
图9 BTH对PAL活性的影响
Fig9 Induction of PAL activity bydifferent concentrations of BTH
3讨论
植物诱导抗病性的机理是复杂的、多层次的，涉及到组织、细胞乃至分子结构与功能的一系列变化。Kuc（1985）从遗传学角度出发认为：“所有的植物都含有抗真菌、细菌和病毒的潜在基因，有些并未表达，抗性的决定因素是基因的表达速度和数量，以及环境对基因产物活性的影响[10]。”而诱导因子的作用就是激发这些基因的表达，或使其更快更多的表达。
近年来研究表明[11]，一些化学物质的确具有诱导植物产生抗病性的能力，如 K2HPO4、草酸、水杨酸、2，6—二氯异烟酸（INA）、BTH等。这些化合物可对植物进行外部激发，使其内部产生防卫基因，从而产生SAR，达到防病的目的。Stermer等研究发现草酸可诱导合成查尔酮合成酶基因启动子的形成[1]。张宗申等[12]也发现，草酸能系统诱导黄瓜叶中POD活性的提高，而POD在系统抗病性中起着重要作用。White[13]较早观察到，利用SA处理烟草品种Xanthi－nc可减轻TMV引起的症状，并导致PR蛋白的积累。Van Loon(1983)[14]首次提出SA与SAR之间可能存在某种联系。苯丙噻唑硫代乙酸甲脂（BTH）与INA具有相似的结构，也能诱导SAR反应，可诱导多种作物抵抗病原菌的侵染。据Schlosser报道[15]，BTH可诱导小麦在60～70天内抗小麦白粉病（Blumeria graminis f.sp.tritici）的侵染。BTH还能诱导烟草、拟南芥和小麦体内SA所诱发的相同SAR基因的表达[16]。
1/2 1 2 下一页 尾页 |
