外源Spd预处理对甜瓜白粉病抗性及其内源多胺的诱导分析

以甜瓜感病品种‘0544’为试材,测定外源亚精胺(Spd)预处理和白粉病菌接种后甜瓜幼苗的光合参数、抗氧化酶活性、内源多胺含量及多胺合成与代谢相关基因表达等的变化,探讨外源Spd处理对甜瓜幼苗白粉病抗性的诱导作用机制。结果显示:(1)1.0mmol·L-1外源Spd处理可显著降低甜瓜幼苗的白粉病病情指数,缓解植株发病症状;(2)外源Spd处理可诱导甜瓜幼苗的多胺合成以及代谢相关基因(SAMDC、ADC、ODC、Spd、Spm、PAO)显著上调表达;(3)外源Spd处理可诱导甜瓜幼苗腐胺(Put)和Spd含量显著增加,而外源Spd并接种白粉病菌处理对甜瓜幼苗精胺(Spm)含量积累的诱导更加显著;(4)接种白粉病菌诱导了甜瓜幼苗的多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)和超氧化物歧化酶(SOD)的活性,外源Spd预处理后再接种白粉病的诱导作用更大,同时外源Spd处理还诱导了甜瓜幼苗过氧化氢(H_2O_2)含量的升高;(5)在观测期(120h)内,接种白粉病菌对甜瓜叶片的光合作用抑制较小,而外源Spd预处理并接种白粉病菌共同诱导了甜瓜幼苗的光合速率(Pn)、气孔导度(Gs)和蒸腾速率(Tr)的显著升高。研究认为,在外源Spd预处理甜瓜幼苗后再接种白粉病菌,甜瓜幼苗可以通过多胺的快速积累及代谢产生的H_2O_2来启动响应机制,进而通过增强防御酶活性等途径来提高对白粉病的抗性。     

BTH对小麦叶片防卫相关酶的系统诱导作用

用0.4 mmol/L的苯并噻二唑(BTH)溶液处理小麦幼苗第1叶和第2叶2 d后接种白粉菌,比色法测定第3叶接种前后过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶的活性,结果表明BTH处理或接种均可使这4种酶活性升高。BTH诱导酶活性的系统增强与小麦对白粉病的诱导抗性密切相关。     

外源亚精胺对甜瓜幼苗白粉病抗性的影响

以高感白粉病甜瓜‘066’、感病品种‘0544’、抗病品种‘Yuntian-930’为试材,对白粉病菌胁迫下外源亚精胺（Spd）处理的甜瓜幼苗叶片超氧化物岐化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）、过氧化氢酶（CAT）和多酚氧化酶（PPO）活性,以及过氧化氢（H₂O₂）、丙二醛（ MDA）和光合色素含量进行了研究,探讨外源Spd对甜瓜白粉病抗性的诱导效应及其生理机制。结果表明：（1）白粉病菌接种后甜瓜叶片的防御酶活性、光合色素含量先升后降,MDA含量升高;（2）外源Spd处理缓解了白粉病菌胁迫下甜瓜叶片防御酶活性、光合色素含量的下降,降低MDA含量及甜瓜的病情指数,并以1.0 mmol/L Spd处理效果最佳;（3）外源Spd处理使甜瓜叶片产生了更多的H₂O₂;（4）外源Spd提高甜瓜对白粉病抗性具有一定广谱性,且可向上传导。研究认为,H₂O₂可能参与白粉病胁迫下信号的传递,外源Spd可通过缓解白粉病菌胁迫下甜瓜防御酶活性和光合色素含量的下降来诱导甜瓜对白粉病的抗性。     

核黄素和接种番茄黄化曲叶病毒对番茄叶片防御酶活性的影响

以番茄品种‘1479’为材料,研究了喷施核黄素(Riboflavin)和接种番茄黄化曲叶病毒(TYLCV)对幼苗叶片中过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)3种防御酶活性的影响。结果显示:(1)核黄素能显著降低番茄植株的番茄黄化曲叶病毒病的病情指数,并以2 mmol/L时诱导效果最佳,诱抗效果最高可达41.91%。(2)2mmol/L核黄素处理后96h内,番茄叶片的POD、PPO和PAL活性显著高于对照。(3)接种TYLCV后,核黄素处理和接种TYLCV处理均可诱导番茄叶片中防御酶活性显著增强。研究表明,核黄素处理可诱导POD、PPO和PAL活性的系统增强与番茄对TYLCV的诱导抗性密切相关。     

亚精胺对黄瓜幼苗灰霉病的诱抗作用

采用根际基质注射结合叶面喷洒不同浓度亚精胺（Spd）的方法,测定了灰霉病菌侵染下黄瓜幼苗植株病情指数、防御酶活性和抗病相关物质含量等生理生化指标,以明确Spd对黄瓜幼苗抗灰霉病的诱导作用.结果表明：Spd处理黄瓜灰霉病病情指数比对照最高降低25.4%;苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）和多酚氧化酶（PPO）活性最高分别比对照提高48.4%、635.9%和38.9%;总酚、类黄酮和木质素含量也明显增加.表明Spd可诱导黄瓜幼苗对灰霉病的抗性,且最佳处理浓度为150 mg·L^-1.     

外源亚精胺对Ca(NO3)2胁迫下黄瓜幼苗生长和活性氧代谢的影响

以温室专用黄瓜品种'津优3号'幼苗为材料,采用营养液栽培方法,研究了叶面喷施1 mmol·L-1亚精胺(Spd)对60 mmol·L-1硝酸钙胁迫下黄瓜幼苗生长和植株体内活性氧代谢的影响.结果显示,Ca(NO3)2胁迫下,黄瓜幼苗叶片和根系O-·2产生速率显著增加,超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)和过氧化氢酶(CAT)等抗氧化酶活性升高,同时MDA含量和相对电导率明显提高,显著降低了黄瓜幼苗的株高、鲜重和干重;外源喷施Spd提高了硝酸钙胁迫下黄瓜幼苗叶片和根系SOD、POD和CAT活性,降低了O-·2产生速率,MDA含量及相对电导率显著下降.由此可见,外源Spd可通过提高黄瓜幼苗SOD、POD和CAT等保护酶活性来增强其对体内活性氧的有效清除能力,降低膜质过氧化伤害程度,从而缓解硝酸钙胁迫对黄瓜幼苗生长的抑制.     

钙对水杨酸诱导番茄叶片灰霉病抗性及防御酶活性的影响

以番茄‘L402’品种幼苗为试材,经水杨酸(SA)诱导处理后接种灰霉病菌,再进行外源Ca2+、Ca2+螯合剂和Ca2+抑制剂处理,分析Ca2+和SA处理番茄叶片对灰霉病抗性和主要防御酶系活性的变化,探讨Ca2+和SA对番茄诱导抗病性的影响。结果显示:(1)外源SA可显著提高番茄诱导叶和非诱导叶抗灰霉病能力,Ca2+能进一步增强SA诱导的抗病能力;而Ca2+螯合剂EGTA和质膜钙通道抑制剂LaCl3则不同程度地抑制了SA诱导的番茄灰霉病抗性。(2)外源SA能提高番茄诱导叶和非诱导叶中苯丙氨酸解氨酶(PAL)、多酚氧化酶(PPO)、过氧化物酶(POD)活性,外源Ca2+亦进一步增强了SA诱导的上述防御酶活性,但缺钙处理则不同程度降低这些防御酶活性。(3)外源补充Ca2+及不同缺钙处理对SA诱导的过氧化氢酶(CAT)和超氧化物歧化酶(SOD)活性未发现规律性影响。研究表明,钙对SA诱导番茄抗灰霉病性的增强效应,可能与其提高SA诱导番茄叶片中PAL、PPO和POD等防御酶活性有关。     

草酸诱导黄瓜幼苗对霜霉病的抗性与H2O2的关系

以长春密刺黄瓜幼苗为材料,对经草酸处理或霜霉菌接种后黄瓜叶片的过氧化物酶(POD)、超氧化物歧化酶(SOD)和过氧化氢酶(CAT)活性及H2O2含量的变化进行了研究.结果表明:草酸处理或霜霉菌接种均可诱导黄瓜幼苗叶片H2O2含量显著增加,且草酸预处理后接种的叶片比相应对照叶片能更快地积累H2O2;草酸处理后叶片SOD和POD活性均升高,而CAT活性却受到一定程度的抑制.研究发现,H2O2参与了幼苗对霜霉病的抗性诱导;叶片H2O2含量的增加与其SOD、POD活性升高、CAT活性下降有关;通过调节黄瓜叶片H2O2的含量来调控有关黄瓜霜霉病抗性的防御基因表达是草酸诱导抗性的机制之一.     

水杨酸对苦瓜叶片白粉病抗性及抗氧化酶活性的影响

以‘碧绿3号’苦瓜幼苗为材料,采用100、500和1000μmol.L-1的水杨酸(SA)溶液预处理后进行白粉菌的诱导接种,研究了SA处理对苦瓜叶片光合色素含量和4个抗氧化酶活性的影响。结果显示:各浓度SA处理苦瓜植株的病情指数均显著低于对照(蒸馏水处理),并随SA处理浓度增加而逐渐下降;各SA处理苦瓜叶片的光合色素含量均高于其对照,且随SA处理浓度升高而逐渐增加;苦瓜叶片APX、CAT和GR活性随SA处理浓度增加而升高,但GPX活性反而下降,各处理CAT和GR活性增幅均高于病情指数增幅,1000μmol.L-1SA处理的APX活性增幅也高于病情指数增幅。研究发现,SA处理可以提高苦瓜感染白粉病植株叶片的光合色素含量及其抗氧化酶活性,显著降低其病情指数,增强其白粉病抗性,且以1000μmol.L-1SA处理效果最好。     

植物源诱导剂对甜瓜叶片防卫酶活性的影响

以甜瓜主栽品种‘银帝'(抗病)和‘卡拉克赛'(感病)幼苗为材料,通过盆栽试验研究了几种植物源诱导剂对其接种古巴假霜霉菌叶片过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶(CHI)和葡聚糖酶(GLU)活性的影响,以阐释植物源诱导剂提高甜瓜抗病性的生化机制.结果显示:苯丙噻二唑(BTH)、侧柏叶提取液(CB)和中草药制剂(ZY)处理对甜瓜霜霉菌具有显著的预防效果;诱导处理或接菌后甜瓜叶片中上述抗病相关酶活性都显著上升,抗病品种‘银帝'的PPO、PAL、CHI、GLU活性增幅大于感病品种‘卡拉克赛',‘卡拉克赛'的POD活性增幅则较‘银帝'大.研究表明,叶面喷施两种植物源诱抗剂对甜瓜叶片防卫酶活性增强具有系统诱导作用,而叶片防卫酶活性增强可能是诱导剂处理后甜瓜对霜霉抗性提高的重要生化机制.     

Germin Gene Expression Is Induced in Wheat Leaves by Powdery Mildew Infection

Germin gene expression is induced in wheat (Triticum aestivum L.) leaves by powdery mildew (Erysiphe graminis f. sp. tritici) infection. Germin is a protein marker for early cereal development and is an oxalate oxidase, an enzyme that catalyzes the conversion of oxalate to CO2 and H2O2. The induction of germin gene expression by powdery mildew infection is consistent with the importance of H2O2 to plant defense and identifies a mechanism for the elevation of H2O2 levels in wheat leaves. Germin mRNA levels increased 2 d after inoculation of seedlings with powdery mildew and continued to increase throughout an 8-d time course. The increase in accumulation of germin mRNA was accompanied by an increase in the germin oligomer, which reached maximal levels by d 6. An increase in oxalate oxidase activity paralleled germin oligomer accumulation. Germin gene expression was induced in a relatively resistant cultivar (Bobwhite) as well as in a susceptible cultivar (Cheyenne), suggesting that the induction of germin gene expression is an indicator of powdery mildew infection rather than cultivar resistance.     

壳寡糖诱导黄瓜抗黄瓜黑星病的初步研究

本文研究了壳寡糖诱导黄瓜对黑星病的抗性作用。利用6 mg/mL壳寡糖溶液对苗期黄瓜诱导,进行病情调查统计及测定处理前后黄瓜叶片的主要防御酶系———苯丙氨酸解氨酶,过氧化物酶,多酚氧化酶,超氧化物歧化酶,过氧化氢酶的活性变化。结果显示,壳寡糖对黄瓜黑星病在10 d和17 d的诱抗效果分别为60.25%和47.59%,且作为诱导因子可显著提高黄瓜叶片内苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性,过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、超氧化物歧化酶(SOD)活性也有所提高,但叶片内过氧化氢酶(CAT)活性无较明显变化。研究结果表明壳寡糖对黄瓜抗黑星病产生诱导作用,为研究壳寡糖作为新型生物农药提供了依据。     

Histo-chemical changes induced by PGPR during induction of resistance in pearl millet against downy mildew disease

Plant growth-promoting rhizobacteria Bacillus pumilus strain INR-7 effectively induced downy mildew resistance in pearl millet. The histo-chemical analysis of B. pumilus INR-7 mediated systemic resistance showed that induced resistance is associated with the expression of hypersensitive response (HR), enhanced lignification, callose deposition, and hydrogen peroxide in addition to the increased expression of the defense enzymes β-1,3-glucanase, chitinase, phenylalanine ammonia lyase (PAL), peroxidase (POX), and polyphenol oxidase (PPO). There was rapid expression of HR in the resistant pearl millet as well as the susceptible seedlings induced by treatment with INR-7 after pathogen infection when compared to the susceptible seedlings, which expressed HR at later hours. Examination of inoculated pearl millet tissues by microscopy showed that lignin, callose, and hydrogen peroxide accumulated earlier and to higher levels in resistant and induced resistant seedlings. Accumulation of various defense enzymes was an immediate response to Sclerospora graminicola infection and preceded the development of induced resistance elicited by strain INR-7. Tissue print analysis showed that defense enzymes were found to be localized in the vascular bundles and revealed the visual difference in the expression pattern of β-1,3-glucanase, chitinase, PAL, POX, and PPO whose intensity varied among resistant, INR-7 treated, and susceptible pearl millet seedlings. This study clearly demonstrated that the differences between the responses, susceptible, INR-7 treated or resistant pearl millet seedlings recorded differences in the speed, intensity, and pattern of different histo-chemical responses to S. graminicola infection.     

氯化胆碱对盐胁迫黄瓜幼苗渗透调节物质及活性氧代谢系统的影响

以盐敏感型黄瓜品种津春4号为材料,采用水培方法研究了叶面喷施不同浓度(0.5、1.0和1.5 mmol·L-1)氯化胆碱(CC)对NaCl胁迫(75 mmol·L-1)下黄瓜幼苗鲜重、叶片叶绿素、渗透调节物质含量及活性氧代谢系统的影响.结果表明:(1)单独CC处理可提高黄瓜叶片的叶绿素、可溶性糖和可溶性蛋白含量以及过氧化氢酶(CAT)与过氧化物酶(POD)活性,降低O2·-产生速率,但对植株鲜重及超氧化物岐化酶(SOD)活性影响不大;(2)NaCl胁迫处理增加了黄瓜幼苗叶片中可溶性糖和可溶性蛋白含量,增强了SOD、POD和CAT活性,提高了O2·-产生速率及丙二醛(MDA)的含量,但同时降低了叶绿素含量与植株鲜重;(3)盐胁迫前CC预处理可缓解黄瓜幼苗叶绿素含量和植株鲜重的下降、以及MDA含量和O2·-产生速率的上升趋势,且进一步提高了盐胁迫下黄瓜叶片中SOD、POD和CAT活性.因此,适宜浓度的氯化胆碱可显著提高盐胁迫下黄瓜叶片的抗氧化酶活性,提高清除活性氧的能力,缓解盐胁迫对黄瓜幼苗细胞膜的伤害,增强黄瓜幼苗的耐盐性.     

水杨酸诱导小白菜抗霜霉病的作用研究

以小白菜(Brassica campestris ssp.chinesis L.)为材料,采用叶面喷洒的方法施用不同浓度水杨酸(Salicylic acid,SA),研究了SA小白菜对霜霉病的抗性诱导,并对经SA诱导后小白菜植株体内相关酶活性进行了研究.结果发现,在0.2～2.0 mmol·L-1的浓度范围内,随着SA浓度的增加,SA的诱导防治效果先增后减,1.0 mmol·L-1浓度为诱导抗性最适浓度.经SA诱导后,小白菜植株体内SOD、POD和PPO等酶活性也明显增强.     

高温处理防治黄瓜霜霉病的生理生化机制

以黄瓜感病品种‘长春密刺’为试材,通过室内盆栽试验研究高温对已感染霜霉病菌的黄瓜幼苗生理生化特征的影响.结果显示:(1)在黄瓜幼苗接种霜霉菌后8h,用45℃高温处理90min防治效果最明显.(2)与只接种霜霉病菌的黄瓜幼苗相比,接种霜霉菌后进行高温处理可显著提高叶片叶绿素含量,降低丙二醛含量;与对照相比,接种霜霉菌后进行高温处理可显著提高叶片几丁质酶活性,Western blotting验证了几丁质酶的活性变化.(3)SDS-PAGE结果表明,霜霉菌侵染可诱导一种28kD蛋白表达,高温处理后28kD蛋白的表达量降低.研究结果表明高温处理可能在杀死病原菌的同时,还诱导黄瓜幼苗对霜霉病产生了部分抗性.     

Polyamine metabolism in barley reacting hypersensitively to the powdery mildew fungus Blumeria graminis f. sp. hordei

Polyamine levels and activities of enzymes of polyamine biosynthesis and catabolism were examined in the barley cultivar Delibes (Ml1al + Ml(Ab)) reacting hypersensitively to the powdery mildew fungus, Blumeria graminis f. sp. hordei (race CC220). Levels of free putrescine and spermine and of conjugated forms of putrescine, spermidine and spermine were greatly increased 1–4 d following inoculation of barley with the powdery mildew. These changes in polyamine levels were accompanied by elevated activities of the polyamine biosynthetic enzymes ornithine decarboxylase (ODC), arginine decarboxylase (ADC) and S‐adenosylmethionine decarboxylase (AdoMetDC) and the polyamine catabolic enzymes diamine oxidase (DAO) and polyamine oxidase (PAO). Activities of two enzymes involved in conjugating polyamines to hydroxycinnamic acids, putrescine hydroxycinnamoyl transferase (PHT) and tyramine feruloyl‐CoA transferase (TFT) were also examined and were found to increase significantly 1–4 d after inoculation. The possibility that the increased levels of free spermine, increased polyamine conjugates, and increased DAO and PAO activities are involved in development of the hypersensitive response of Delibes to powdery mildew infection is discussed.     

籽用美洲南瓜叶片对白粉病菌的抗逆生理响应

以籽用美洲南瓜(Cucurbita pepo L.)白粉病抗病品系F2和感病品系M3为试材,在人工气候箱内接种白粉病生理小种2US孢子悬浮液,考察在接种白粉病菌后南瓜幼苗植株与白粉病菌的互作、叶片活性氧代谢及保护酶活性的变化,探讨南瓜抵御白粉病的生理机制。结果表明：(1)与感病品系M3相比,接种白粉病菌后,抗病品系F2叶片上病原菌发育缓慢,较难侵染叶片。(2)抗病品系F2在感病初期叶片H₂O₂、O₂^-·含量迅速升高后逐渐下降,而感病品系在感病初期H₂O₂、O₂^-·含量上升缓慢,在达最大值后始终保持较高水平,且感病品系叶片MDA含量始终高于抗病品系;组织化学染色分析发现,抗病品系叶片着色比感病品系快,之后着色面积有所减少并趋于较低水平。(3)抗病品系F2和感病品系M3叶片抗氧化酶CAT、SOD、POD活性及PAL、PPO活性在接种白粉病菌后均显著增加,但抗病品系的活性及其增幅均高于感病品系。研究发现,籽用美洲南瓜抗病品系叶片上白粉病菌发育缓慢,较难受到侵染,生成菌丝体后叶片上粉状斑点较小;抗病品系在被白粉病菌侵染初期依靠活性氧的增加抵御病原菌的入侵,随着活性氧含量增加抗病品系通过迅速增加自身抗氧化酶活性来防止氧化胁迫;与感病品系相比,抗病品系在受病原菌侵染后能迅速增加PAL、PPO活性以抵御病原菌侵染。     

苯丙氨酸解氨酶在诱导黄瓜幼苗抗寒性中的作用

为了探讨苯丙氨酸解氨酶(PAL)在诱导黄瓜幼苗抗寒性中的作用,采用喷施特异抑制剂(AOPP)的方法控制PAL活性,测定幼苗抗寒性的变化.结果表明： 低温可以诱导黄瓜幼苗叶片中PAL的基因表达和活性升高;喷施AOPP显著抑制了叶片中PAL活性,减少了酚类和类黄酮物质的积累.低温对黄瓜幼苗造成显著伤害,AOPP预处理加剧了低温对幼苗的损伤,幼苗抗寒性降低.与对照相比,幼苗叶片中相对电解质渗漏率和丙二醛(MDA)含量显著升高,PSII最大光化学效率(F_v/F_m)降低,光化学猝灭参数Y(NO)升高,胁迫相关基因(PR1-1a、COR47、P5CS、HSP70)的诱导表达受到抑制.低温导致黄瓜幼苗叶片中H₂O₂积累,还原型抗坏血酸(AsA)含量降低,脱氢抗坏血酸(DHA)含量升高,AsA∶DHA减小;喷施AOPP的幼苗中抗氧化酶(过氧化氢酶CAT、抗坏血酸过氧化物酶APX)活性显著低于对照,H₂O₂过量积累,AsA∶DHA更低.施用H₂O₂清除剂可以有效缓解喷施AOPP引起的低温损伤加剧,而施用CAT抑制剂的幼苗对低温胁迫更敏感.表明低温诱导了PAL活性升高,促进了苯丙烷类次生代谢产物的合成,提高了胞内抗氧化酶活性,可有效清除活性氧分子,维持AsA氧化还原状态,缓解低温引起的光损伤和氧化损伤.