AM真菌和胞囊线虫对大豆根内酶活性的影响

将‘鲁豆4号’大豆接种丛枝菌根(AM)真菌聚生球囊霉Glomus fasiculatum和大豆胞囊线虫(SCN)Heterodera glycines 4号生理小种后, 定期测定大豆根系中AM真菌及线虫侵染速率、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1,3葡聚糖酶及几丁质酶活性的动态变化。结果表明, 接种AM真菌大豆根系中4种酶活性高于对照水平; 先接种AM真菌后接种SCN处理根系中POD、PAL及几丁质酶的活性高于只接种SCN的处理,并且酶活性峰值出现的时间均早于或相当于后者。另外,PAL及几丁质酶活性出现高峰时期也正是AM真菌侵染率迅速升高及线虫侵染速率快速下降期。因此,AM真菌先激活了大豆的防御反应,然后使其对SCN的侵染产生快速反应,PAL及几丁质酶在AM真菌诱导的抗、耐线虫病害机制中起重要作用。值得注意的是,先接种AM真菌后接种SCN处理大豆根系中,β-1,3葡聚糖酶活性低于只接种AM真菌的处理。作者认为本试验条件下,该酶在大豆抗SCN病害中的作用表现不明显。     

AM真菌和胞囊线虫对大豆根内酶活性的影响

将‘鲁豆4号’大豆接种丛枝菌根(AM)真菌聚生球囊霉Glomus fasiculatum和大豆胞囊线虫(SCN)Heterodera glycines4号生理小种后,定期测定大豆根系中AM真菌及线虫侵染速率、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β—1,3葡聚糖酶及几丁质酶活性的动态变化。结果表明,接种AM真菌大豆根系中4种酶活性高于对照水平：先接种AM真菌后接种SCN处理根系中POD、PAL及几丁质酶的活性高于只接种SCN的处理,并且酶活性峰值出现的时间均早于或相当于后者。另外,PAL及几丁质酶活性出现高峰时期也正是AM真菌侵染率迅速升高及线虫侵染速率快速下降期。因此,AM真菌先激活了大豆的防御反应,然后使其对SCN的侵染产生快速反应,PAL及几丁质酶在AM真菌诱导的抗、耐线虫病害机制中起重要作用。值得注意的是,先接种AM真菌后接种SCN处理大豆根系中,β—1,3葡聚糖酶活性低于只接种AM真菌的处理。作者认为本试验条件下,该酶在大豆抗SCN病害中的作用表现不明显。     

分根培养系统中AM真菌抑制大豆胞囊线虫病的效应

在分根培养系统中将大豆(Glycine max Merrill)幼苗接种丛枝菌根(Arbuscular mycorrhiza,AM)真菌摩西球囊霉(Glomus mosseae)、幼套球囊霉(G.etunicatum)或/和大豆胞囊线虫(SCN,Heterodera glycines)后,定期测定大豆根系中AM真菌及线虫侵染率、病情指数、过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1,3-葡聚糖酶及几丁质酶活性的动态变化。结果表明,将大豆胞囊线虫与AM真菌接种于分根培养系统同一室或分别接种于不同室,AM真菌均能显著降低大豆病情指数和线虫侵染速率,且将二者接种同一室处理的效果大于不同室处理;与只接种SCN的处理相比,接种摩西球囊霉和幼套球囊霉3周后在同室接种SCN处理的根围土壤中胞囊数、根上胞囊数和根内线虫数分别降低了47.4%、58.9%、46.6%和50.5%、67.0%、57.5%,表明AM真菌能显著抑制线虫的发育;摩西球囊霉和幼套球囊霉在一定时间段内诱导了大豆根系过氧化物酶、苯丙氨酸解氨酶、β-1,3-葡聚糖酶及几丁质酶的活性。摩西球囊霉和幼套球囊霉能够诱导大豆植株抵抗大豆胞囊线虫的侵染,既能在同一室的根围局部与SCN竞争侵染位点,又能对不同室的根系诱导产生防御性酶,推测摩西球囊霉和幼套球囊霉拮抗SCN的效应既是局部的,也是系统性的。     

Chib1和PAL5基因在AM真菌Glomus fasciculatus诱导大豆抗线虫病害防御反应中的作用

本研究系统分析了大豆（品种：‘鲁豆4’）接种AM真菌Glomus fasciculatum和胞囊线虫（SCN,Heterodera glycines）4号生理小种后各处理菌根和线虫侵染率、几丁质酶和苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性及几丁质酶基因Chib1和苯丙氨酸解氨酶基因PAL5转录物的动态变化。结果表明,接种SCN对AM真菌的侵染率没有产生显著影响,但先接种AM真菌后接种SCN的大豆根内线虫侵染率明显低于只接种SCN的处理。另外,先接种AM真菌后接种SCN的大豆根内几丁质酶和PAL活性显著提高,活性高峰出现在接种线虫后的第3天。值得注意的是,先接种AM真菌后接种SCN的大豆根内两种基因Chib1和PAL5转录物高峰也出现在接种SCN后的第3天,即AM真菌侵染率快速上升而SCN侵染率快速下降时期。所以Chib1和PAL5基因的表达可能是AM真菌诱导的抗大豆胞囊线虫病害防御反应的一种表现。因此推测Chib1和PAL5直接参与了AM真菌诱导大豆抗胞囊线虫病害的防御反应。     

Chib1和PAL5基因在AM真菌Glomus fasciculatus诱导大豆抗线虫病害防御反应中的作用

本研究系统分析了大豆(品种:‘鲁豆4’)接种AM真菌Glomusfasciculatum和胞囊线虫(SCN,Heteroderaglycines)4号生理小种后各处理菌根和线虫侵染率、几丁质酶和苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性及几丁质酶基因Chib1和苯丙氨酸解氨酶基因PAL5转录物的动态变化。结果表明,接种SCN对AM真菌的侵染率没有产生显著影响,但先接种AM真菌后接种SCN的大豆根内线虫侵染率明显低于只接种SCN的处理。另外,先接种AM真菌后接种SCN的大豆根内几丁质酶和PAL活性显著提高,活性高峰出现在接种线虫后的第3天。值得注意的是,先接种AM真菌后接种SCN的大豆根内两种基因Chib1和PAL5转录物高峰也出现在接种SCN后的第3天,即AM真菌侵染率快速上升而SCN侵染率快速下降时期。所以Chib1和PAL5基因的表达可能是AM真菌诱导的抗大豆胞囊线虫病害防御反应的一种表现。因此推测Chib1和PAL5直接参与了AM真菌诱导大豆抗胞囊线虫病害的防御反应。     

AM真菌和镰刀菌对西瓜根系几种酶活性的影响*

在温室盆栽条件下研究了丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza, AM)真菌Glomus versiforme和西瓜枯萎镰刀菌Fusarium oxysporum f.sp. niveum对西瓜根系中过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性的影响。结果表明,接种AM真菌的西瓜根系中4种酶的活性均高于对照,先接种G. versiforme,后接种F. oxysporum f.sp. niveum处理的4种酶的活性均高于只接种F. oxysporum f.sp. niveum 的处理,且酶的活性峰值出现较早。表明接种G. versiforme 能预先诱导这4种酶的产生,提高其活性,从而提高西瓜对F. oxysporum f.sp. niveum侵染的抗性。接种G. versiforme的感枯萎病西瓜品种“郑杂5号”酶的增加幅度大于抗病品种“京欣1号”的接种处理,说明G. versiforme对提高感病西瓜品种酶活性的作用更大。     

AM真菌和镰刀菌对西瓜根系几种酶活性的影响

在温室盆栽条件下研究了丛枝菌根(Arbuscular Mycorrhiza, AM)真菌Glomus versiforme和西瓜枯萎镰刀菌Fusarium oxysporum f.sp. niveum对西瓜根系中过氧化物酶(POD)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性的影响。结果表明,接种AM真菌的西瓜根系中4种酶的活性均高于对照,先接种G. versiforme,后接种F. oxysporum f.sp. niveum处理的4种酶的活性均高于只接种F. oxysporum f.sp. niveum 的处理,且酶的活性峰值出现较早。表明接种G. versiforme 能预先诱导这4种酶的产生,提高其活性,从而提高西瓜对F. oxysporum f.sp. niveum侵染的抗性。接种G. versiforme的感枯萎病西瓜品种“郑杂5号”酶的增加幅度大于抗病品种“京欣1号”的接种处理,说明G. versiforme对提高感病西瓜品种酶活性的作用更大。     

毛头鬼伞多糖对烟草酶活性和同工酶谱的影响

分析了毛头鬼伞(Coprinus comatus)真菌多糖诱导烟草对烟草花叶病毒(TMV)抗性过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)、苯丙氨酸解氨酶(PAL)、几丁质酶、-β1,3-葡聚糖酶活性的变化。结果表明,毛头鬼伞多糖可提高POD、PPO、PAL、几丁质酶和-β1,3-葡聚糖酶的活性,接种TMV后毛头鬼伞多糖处理的烟草酶活性显著高于不处理者。上述结果提示,毛头鬼伞多糖处理后烟草酶活性的增强可能与其诱导烟草获得抗性有关。     

丛枝菌根真菌对西瓜嫁接苗生长和根系防御性酶活性的影响

在温室盆栽条件下,研究丛枝菌根(AM)真菌地表球囊霉(Glomus versiforme)对连作土壤中西瓜自根苗和嫁接苗生长、根系膜透性、丙二醛(MDA)含量和防御性酶活性的影响.结果表明： 接种AM真菌能显著增加西瓜自根苗和嫁接苗的生物量,提高根系活力,降低根系膜透性和MDA含量.接种AM真菌的自根苗地上部鲜质量、地上部干质量和根系活力分别增加了57.6%、60.0%和142.1%,而接种AM真菌的嫁接苗分别增加了26.7%、28.0%和11.0%;自根苗（C）、嫁接苗（G）、接种AM真菌自根苗（C+M）和接种AM真菌嫁接苗（G+M）的根系细胞膜透性为C>G>C+M>G+M,根系MDA含量为C>G>G+M>C+M.接种AM真菌能提高西瓜自根苗和嫁接苗根系的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、几丁质酶和β 1,3 葡聚糖酶活性,而且接种AM真菌的西瓜自根苗和嫁接苗根系POD、PAL和β-1,3-葡聚糖酶活性的峰值比不接种的提前2周出现.接种AM真菌能激活西瓜自根苗和嫁接苗与抗逆性有关的防御性酶反应,使根系对逆境产生快速反应,从而提高其抗连作障碍的能力.     

丛枝菌根真菌对西瓜嫁接苗生长和根系防御性酶活性的影响

在温室盆栽条件下,研究丛枝菌根(AM)真菌地表球囊霉(Glomus versiforme)对连作土壤中西瓜自根苗和嫁接苗生长、根系膜透性、丙二醛(MDA)含量和防御性酶活性的影响.结果表明： 接种AM真菌能显著增加西瓜自根苗和嫁接苗的生物量,提高根系活力,降低根系膜透性和MDA含量.接种AM真菌的自根苗地上部鲜质量、地上部干质量和根系活力分别增加了57.6%、60.0%和142.1%,而接种AM真菌的嫁接苗分别增加了26.7%、28.0%和11.0%;自根苗（C）、嫁接苗（G）、接种AM真菌自根苗（C+M）和接种AM真菌嫁接苗（G+M）的根系细胞膜透性为C>G>C+M>G+M,根系MDA含量为C>G>G+M>C+M.接种AM真菌能提高西瓜自根苗和嫁接苗根系的苯丙氨酸解氨酶(PAL)、过氧化氢酶(CAT)、过氧化物酶(POD)、几丁质酶和β 1,3 葡聚糖酶活性,而且接种AM真菌的西瓜自根苗和嫁接苗根系POD、PAL和β-1,3-葡聚糖酶活性的峰值比不接种的提前2周出现.接种AM真菌能激活西瓜自根苗和嫁接苗与抗逆性有关的防御性酶反应,使根系对逆境产生快速反应,从而提高其抗连作障碍的能力.     

Molecular defense response of mycorrhizal bean plants infected with Rhizoctonia solani

A time course study was conducted to investigate disease development and molecular defense response in common bean (Phaseolus vulgaris L.) plants colonized by a mixture of five arbuscular mycorrhizal (AM) fungi, namely, Glomus mosseae, G. intraradices, G. clarum, Gigaspora gigantea, and Gigaspora margarita, and post-infected with the soil-borne pathogen Rhizoctonia solani. Results showed that pre-colonization of bean plants by AM fungi significantly reduced disease severity and disease incidence. DNA fingerprinting using the differential display technique revealed a genetic polymorphism (86.8 %) in bean plants that resulted from the colonization by AM fungi. Two genetic mechanisms were recorded: (1) switching on of new genes and (2) induction of other active genes, including the defense genes chitinase and β-1,3-glucanase, to a highly expressed state.     

AM 真菌影响三叶草根系抗氧化酶活性的系统效应

本文对三叶草接种AM 真菌根内球囊霉, 用盆栽试验和分根试验测定根系的菌根侵染率和抗氧化酶活性, 研究AM 真菌对根系抗氧化酶活性的影响以及该影响的系统性。结果表明, 盆栽试验中接种根内球囊霉显著提高了根系中SOD、POD、CAT 的活性, 表明AM 真菌可以促进根系的抗氧化酶活性; 分根试验中一半根系接种了根内球囊霉的植株, 其另一半未接种的根系SOD、POD 活性也增加, 表明AM 真菌对根系抗氧化酶系统的促进具有系统效应。由于抗氧化酶系统是植物产生抗逆性的生理生化基础, 可以推测, AM 真菌对根系抗氧化酶活性的系统性提高有助于保护根系整体, 而非仅仅保护受侵染根段。     

Colonization of Transgenic Tobacco Constitutively Expressing Pathogenesis-Related Proteins by the Vesicular-Arbuscular Mycorrhizal Fungus Glomus mosseae

We studied the effect of constitutive expression of pathogenesis-related proteins (PRs) in tobacco plants on vesicular-arbuscular mycorrhiza. Tobacco lines genetically transformed to express various PRs constitutively under the control of the cauliflower mosaic virus 35S promoter of tobacco were examined. Immunoblot analysis and activity measurements demonstrated high levels of expression of the PRs in the root systems of the plants. Constitutive expression of the following acidic isoforms of tobacco PRs did not affect the time course or the final level of colonization by the vesicular-arbuscular mycorrhizal fungus Glomus mosseae: PR-1a, PR-3 (=PR-Q), PR-Q(prm1), PR-4, and PR-5. Similarly, constitutive expression of an acidic cucumber chitinase, of a basic tobacco chitinase with and without its vacuolar targeting peptide, of a basic (beta)-1,3-glucanase, and of combinations of PR-Q and PR-Q(prm1) or basic chitinase and basic (beta)-1,3-glucanase did not affect colonization by the mycorrhizal fungus. A delay of colonization by G. mosseae was observed in tobacco plants constitutively expressing the acidic isoform of tobacco PR-2, a protein with (beta)-1,3-glucanase activity.     

A Vesicular Arbuscular Mycorrhizal Fungus (Glomus intraradix) Induces a Defense Response in Alfalfa Roots

Flavonoid accumulation and activities of phenylalanine ammonia-lyase (PAL), chalcone isomerase (CHI), and chitinase were followed during early colonization of alfalfa roots (Medicago sativa L. cv Gilboa) by vesicular arbuscular (VA) fungi (Glomus intraradix). Formononetin was the only flavonoid detected that showed a consistent increase in the inoculated roots. This increase depended only on the presence of the fungus in the plant rhizosphere; no colonization of the root tissue was required. CHI and chitinase activities increased in inoculated roots prior to colonization, whereas the increase in PAL activity coincided with colonization. After reaching a maximum, activities of all enzymes declined to below those of uninoculated roots. PAL inactivation was not caused by a soluble inhibitor. Our results indicate that VA fungi initiate a host defense response in alfalfa roots, which is subsequently suppressed.     

丛枝菌根真菌摩西管柄囊霉侵染增强番茄对机械损伤的响应

植食性昆虫取食会给植物造成机械损伤并激活植物的防御反应,而与有益微生物共生是否可以增强植物对机械损伤的响应对植物抗虫有重要意义.本研究在番茄根系被丛枝菌根真菌摩西管柄囊霉侵染后,研究机械损伤对番茄防御反应的影响.结果表明: 预先接种菌根真菌的番茄叶片受到机械损伤处理(FD)后,叶片苯丙氨酸解氨酶(PAL)、超氧化物歧化酶(SOD)、过氧化物酶(POD)、多酚氧化酶(PPO)和过氧化氢酶(CAT)活性,以及叶片和根系苯丙氨酸解氨酶基因(PAL)和β-1,3-葡聚糖酶基因(PR2)的转录水平均显著高于只进行机械损伤的处理(D)、只接种摩西管柄囊霉的处理(F),以及既未接种菌根菌也未进行机械损伤的健康番茄植株(CK).虽然D和 F处理也可诱导部分酶活性及基因转录水平升高,但FD处理诱导的防御反应更迅速和强烈.表明丛枝菌根真菌侵染可以警备(prime)番茄对机械损伤做出更快速和强烈的响应.