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表油菜素内酯诱导大白菜抗软腐病研究.doc

表油菜素内酯诱导大白菜抗软腐病研究

阳光为什么总在风雨后
2017-12-02 0人阅读 举报 0 0 暂无简介

简介:本文档为《表油菜素内酯诱导大白菜抗软腐病研究doc》,可适用于高等教育领域

表油菜素内酯诱导大白菜抗软腐病研究表油菜素内酯诱导大白菜抗软腐病研究第卷第l期年月东北农业大学JournalofNortheastAgriculturalUniversity():,ct表油菜素内酯诱导大白菜抗软腐病研究屈淑平,张灵宇,崔崇士(东北农业大学园艺学院,哈尔滨)摘要:试验采用叶面喷施的方法,研究了一表油菜素内酯(一Epibrassinolide,EBR)对大白菜软腐病的诱抗作用及其生理机制结果表明,外源EBR处理大白菜幼苗病情指数明显比对照降低,下降了喷施EBR提高了大白菜叶片中HO含量,使丙二醛(Malondialdehyde,MDA)含量下降,提高了过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性,过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性先缓慢升高然后下降接种软腐病菌后,EBR使HO和MDA含量缓慢增加,但EBR处理MDA含量低于对照处理,显着提高了CAT活性,POD活性与对照相比下降,呈现缓慢升高趋势EBR处理明显促进幼苗的生长,即使在接种软腐病菌期间,植株的长势也比对照强说明EBR通过调节植物体内氧的代谢平衡,增强对软腐病的抗性关键词:大白菜一表油菜素内酯软腐病诱导抗性中图分类号:$$文献标识码:A文章编号:()StudyonresistanceofChinesecabbagetoErwiniacarotovorasubspcarotovorabyexogenous一EpbrassinOIidetreatmentQuShuping,ZHANGLingyu,CUIChongshi(CollegeofHorticulture,NortheastAgriculturalUniversity,Harbin,China)Abstract:ToascertaintheinducedresistancetoErwiniacarotovorasubspcaro幻voraby一Epibrassinolideanditsphysiologicalmechanism,ChinesecabbagewasusedtostudytheeffectsofEpibrassinolideonitsphysiologicalandbiochemicalcharacteristicswithfoliarsprayTheresultsshowedthatEDbrassinIidedecreaseddiseaseindexesofChinesecabbageseedlingsby,increasedHaccumulation,decreasedMDAcontents,increasedcatalase(CAT)activities,peroxidase(POD)activitiestrend,increasedslowlyinearlyphase,anddecreasedinlaterstageErwiniacarotovorasubpcarotovorainfectionresultedinincreasedlevelsofHOandMDAwhenplantsweresprayedwithEBR,buttheMDAcontentwaslowerthanthecontroltreatmentFoliarsprayingwithEBRincreasedCATactivities,andPODactivitiesreducedthanthecontroltreatmentEBRpromotedthegrowthofChinesecabbageseedling,thisincreasingappearedevenafterErwiniacarotovorasubspcarotovorainfectionEBRkeptthemetabolismofactiveoxygenspeciesatabalancestateandincreasedtheresistancetoErwiniacarotovorasubspcarotovorainChinesecabbageKeywords:Chinesecabbage,Epibrassinolide,Erwiniacarotovorasubspcarotovorainducedresistance大白菜软腐病是大白菜生产上的主要病害,由软腐病菌(Erwiniacarotovorasubspcarotovora)~l起,该病菌在大白菜苗期和结球期由根系,叶柄伤口侵人,潜伏期长,发病慢,致病过程复杂,对大白菜生产具有毁灭性的影响油菜素内酯(Brassinolide,BR)是一种新型植物激素,在植物体内含量极低,但生理活性却极高,植物经低浓度处理便能表现出明显的生理效应BR可促进种子萌发和延迟器官收稿日期:基金项目:哈尔滨市科技攻关计划项目(AABEI)作者简介:屈淑平(一),女,黑龙江人,副教授,博士,主要从事蔬菜作物遗传育种研究Email:qushupingsohucoin东北农业大学第卷衰老,减少叶片和果实脱落,提高作物对高温,干旱,冷害,除草剂,盐害等逆境的抗性近年来一些研究表明,BR可诱导多种植物对真菌,细菌及病毒产生抗性用BR处理烟草可以增强烟草对TMV,细菌和真菌抗性,可以增强水稻对真菌和细菌的系统抗性问BR增强了黄瓜对灰霉病的抗性【表油菜素内酯提高南瓜对病毒病和疫霉菌的抗性然而,关于BR诱导大白菜对软腐病抗性的研究还未见报道本试验以大白菜为试验材料,研究人工合成的高活性油菜素内酯类似物称为表油菜素内酯(Epibrassinolide,EBR)和接种大白菜软腐病菌对大白菜叶片中H,丙二醛含量,防御酶活性及其抗病性的影响,旨在阐明对大白菜抗软腐病的影响及其机理,为大白菜软腐病的防治提供理论和实践依据l材料与方法材料供试大白菜品种为瑞丰号(东北农业大学园艺学院提供)一表油菜素内酯(一Epibrassinolide,EBR),纯度(购于北京振泰科技发展创业中心)大白菜软腐病菌(Ecarotovorasubspcarotoyora,Ecc)实验室保存试验于年月在东北农业大学园艺学院生理实验室以及园艺实验实习中心进行将种子放在铺有湿润滤纸的培养皿内,于催芽h然后将催芽的种子播种于塑料营养钵中置于防虫温室内培养,白天保持,夜晚保持l育苗期间正常管理方法试验设置个处理:喷施清水不接种病菌(CK)喷施EBR不接种病菌(EBR)喷施清水接种病菌(c)喷施EBR并接种病菌(EBRo当大白菜幼苗长到~片真叶时,喷施一表油菜素内酯,浓度为mg在EBR处理d后接种软腐病菌,接种时先用锋利的刀片在叶柄基部轻轻划一道小伤口,接种浓度为个mL,,然后用注射器慢慢地把mL菌液注入到伤口表面,形成悬浮滴发病温度,相对湿度接种d后调查病情指数,病情分级方法参照史国立等的方法IOl,级:接种点无侵染病症l级:病斑已经产生lcm级:lcm病斑长度cm级:cm病斑长度cm级:病斑长度am级:叶柄大部或全部腐烂疴隋指数计算的公式如下:病情指数=测定项目生理指标测定分别于EBR诱导处理后,,,和d,接种病菌处理后,,,和d取样进行生理生化指标的测定丙二醛(Malndialdehyde,MDA)含量测定采用三氯乙酸比色法【IIl过氧化氢酶(Catalase,CAT)活性测定采用KMnO滴定法q,过氧化物酶(Peroxidase,POD)活性测定采用愈创木酚比色法…】生长指标测定喷施EBR后第天,对照和EBR处理分别取株(包括根部)测定鲜重质量和干重质量,次重复接种软腐病菌后第天,c和EBR处理分别取株(包括根部)测定其鲜重质量和干重质量,次重复结果与分析外源EBR对大白菜幼苗病情指数的影响外源喷施EBRd后接种大白菜软腐病菌,在接种后第天进行病情指数调查,EBR和C处理的病情指数分别为和,外源EBR处理大白菜幼苗病情指数明显比对照降低,下降了(见图o表明EBR处理可提高大白菜对软腐病的抗性第lO期屈淑平等:表油菜素内酯诱导大白菜抗软腐病研究图可以看出,EBR处理使大白菜叶片中HO含量明显高于对照,随处理时间的延长均呈现逐渐上升的变化趋势,试验期间均高于对照(CK)接种软腐病菌后,随处理时间的延长H:O含量均呈现逐渐升高的变化趋势,且H:O含量明显高于未接种时期,EBR处理过的幼苗叶片HO:含量高于c处理二昌i咖{托Z处理天数(d)Time图外源EBR对大白菜幼苗叶片中HO含量的影响FigEffectofexogenous一EpibrassinlideonHcontentsinChinesecabbageseedlingleaves外源EBR对大白菜幼苗叶片中丙二醛(MDA)含量的影响喷施EBR处理后连续d测定MDA的含量,EBR处理的大白菜幼苗叶片MDA含量明显低于对照(见图),呈现下降的变化趋势接种软腐病菌后C与EBR处理的叶片MDA含量均迅速增加,C处理MDA含量显着高于EBR处理表明植物感染软腐病菌后叶片丙二醛含量上升,喷施EBR对丙二醛含量提高有缓解作用处理天数(d)Time图外源EBR对大白菜叶片中MDA含量的影响FigEffectofexogenous一EpibrassinolideonMDAcontentsinChinesecabbageseedlingleaves外源EBR对大白菜幼苗叶片中CAT活性的影响喷施EBR后连续d测定大白菜叶片中CAT活性,与CK相比(见图),EBR处理提高了大白菜叶片中CAT活性,随EBR处理天数的延长,CAT活性呈逐渐升高的变化趋势接种软腐病菌后,c和EBR处理的大白菜叶片中CAT活性与接种前相比下降,但EBR处理的CAT潘『生显着高于c处理处理天数(d)Time图外源EBR对大白菜幼苗叶片中CAT活性的影响FigEffectofexogenousEpibrassinolideonCATactivitiesinChinesecabbageseedlingleaves外源EBR对大白菜幼苗叶片中POD活性的影响从图可以看出,EBR处理使大白菜叶片中POD活性呈现缓慢升高的趋势,接种软腐病菌后,c处理的POD活性比ERB处理的高,呈逐渐升高的趋势,表明经过喷施EBR对POD活性上升有缓解作用'昌超处理天数(d)Time图外源EBR对大白菜幼苗叶片POD活性的影响FigEffectofexogenous一EpibrassinoIideonPODactivitiesinChinesecabbageseedlingleaves【^I砖《u一每T口一暑,I宴音i蜒OOOOOOOlOlu董《富一klIlE词扭《(I窆东北农业大学第卷外源EBR对幼苗生长的影响EBR处理幼苗第天,植株的鲜重和干重分别为和g,比对照(和g)分别增加了和,EBR处理明显促进了大白菜的生长接种软腐病菌后第天,EBR处理的植株鲜重和干重分别为和g,比对照C(和g)分别增加和,即使在感病状态下EBR处理植株的生长势高于未进行EBR处理讨论自从Doke于年首次发现植物与病原菌非亲和性互作中产生活性氧以来ll,人们对活性氧代谢与植物诱导抗病性之间的关系进行了许多研究目前的研究认为活性氧在植物抗病反应中的作用是杀死入侵病原物,引起寄主膜质过氧化,介导HR,而且能促进细胞壁氧化交联以强化细胞壁,延缓和阻止病原菌的入侵和扩散活性氧在植物体内起双重作用,高浓度的活性氧会引发或加剧膜脂过氧化作用而造成细胞膜系统的损伤,严重时会导致细胞死亡MDA是膜脂过氧化作用的最终产物,能影响细胞膜的结构,干扰正常的生理代谢,其含量的高低是膜脂过氧化程度的重要标志Il在本研究中,EBR处理大白菜幼苗后,大白菜叶片产生大量HO:,而此时MDA含量却低于对照水平,说明喷施EBR后,植物体内产生大量HO但并没有促使植株启动膜脂过氧化作用,没有对植株生长构成威胁大白菜感染软腐病菌后HO迅速累积,同时产生较多的膜脂过氧化产物MDA,但EBR处理MDA含量低于c处理,说明EBR对膜脂过氧化作用具有减缓的作用植物体内的过氧化氢酶和过氧化物酶是一类重要的抗氧化酶,在清除病原物等诱导产生的氧自由基和过氧化物,抑制膜脂过氧化,保护细胞免遭伤害等方面起着重要作用lIEBR处理大白菜幼苗无论接种与否大白菜叶片CAT活性都高于未喷施EBR处理EBR处理使叶片中POD活性呈现缓慢升高的趋势,接种软腐病菌后,POD活性均成逐渐升高的趋势,而EBR处理POD活性上升缓慢且均低于c处理,CAT和POD活性的变化对H,O,消长平衡起主要作用综上所述,喷施EBR使植物体内HO及其相关酶活力的变化有利于减少体内HO,丙二醛的累积,从而减轻了氧化胁迫,使植物表现具有较高的抗病性一'自从年分离出油菜素内酯至今,有关油菜素内酯的研究有了很大的进展,证明其具有很高的生理潘l生,能促进作物的生长,增加生物量和产量这在我们的研究中也得到了证实,表油菜素内酯对大白菜植株的生长具有明显的促进作用,即使在软腐病菌侵染后,相对于未喷施EBR处理依然可以增加生物量并减轻软腐病对植株生长发育的不良影响BR在提高植物抗病性方面也有一定的作用,可诱导多种植物对真菌,细菌及病毒产生抗性,但其作用机理的研究比较少Nakashita等用BR处理烟草和水稻,虽然获得广谱抗性,但水杨酸含量没有提高,PR(PathogenesisrelatedGene)基因也不表达,说明BR诱导的抗病性是不同于SA介导的系统获得抗病性(SAR)嘲用SAR的诱导剂BTH和BR同时处理烟草,诱导的抗性比二者单独处理烟草诱导的抗性强,这表明二者诱导防卫反应的信号通路是平行的,不存在交叉对话,这些研究表明BR可能启动了一个新的防卫信号通路,还需要进一步从分子水平进行验证结论本试验采用叶面喷施的方法,研究了一表油菜素内酯(EBR)对大白菜软腐病的诱抗作用及其生理机制,外源EBR处理可以明显的提高大白'菜幼苗对软腐病的抗性接种软腐病菌后,EBR使植物体内H:O和MDA含量缓慢增加,但EBR处理MDA含量低于对照处理,显着提高了CAT活性,POD活性与对照相比下降,呈现缓慢升高趋势,表明EBR通过调节植物体内氧的代谢平衡,从而减轻了氧化胁迫,使植物表现具有较高的抗病性参考文献ClouseSD,SasseJMBrassinosteroids:essentialregulatorsofplantgrowthanddevelopment『JIAnnuRevPlantPhysiolPlantMolBiol,,:】BishopGJ,KonczCBrassinosteroidsandplantsteroidhormonesignalingJFhePlantCellSupplement,():第】期屈淑平等:表油菜素内酯诱导大白菜抗软腐病研究杨芳,李启任表油菜素内酯对月季切花衰老的影响【J植物生理学通讯,,():高红明,温爽,张小丽,等表油菜素内酯浸种对干旱胁迫下玉米种子萌发及幼苗生长的影响lJl安徽农业科学,,():曹云英,赵华高温胁迫下油菜素内酯对水稻幼苗的保护作用中国水稻科学,,():NakashitaH,YasudaMNittaT,etaBrassinosteroidfunctioninabroadrangeofdiseaseresistanceintobaccoandriceJlPlantJ,,:尚庆茂,张志刚,董涛,等油菜素内酯诱导黄瓜幼苗抗灰霉病研究IJ】应用与环境生物,,():陶媛表油菜素内酯提高西葫芦病毒病抗性的生理机制研究【杭州:浙江大学,屈淑平,王力莉,崔崇士表油菜素内酯诱导南瓜幼苗抗疫病研究IJ中国蔬菜,oo():史国立,崔崇士,张耀伟大白菜对软腐病抗性的快速鉴定方法研究J植物保护,,():【l】郝再彬,苍晶,徐仲植物生理实验技术M哈尔滨:哈尔滨工业大学出版社,:DokeNInvolvementofsuperoxideaniongenerationinhypersensitiveresponseofpotatotubertissuestoinfectionwithanincompatibleraceofphytophthorainfestansJJPhysiolPlantPathol,,:【】芦光新活性氧与植物抗病性的关系Jj青海大学:自然科学版,,O():J郭泽建,李德葆活性氧与植物抗病性J植物,,():陈少裕膜脂过氧化对植物细胞的伤害J植物生理学通讯,,():】杜秀敏,殷文璇,赵彦修,等植物中活性氧的产生及清除机制J】生物工程,,l():侯雷平,李梅兰油菜素内酯促进植物生长机理研究进展『JI植物学通报,,l():,'"''"',】】】】】】孵一种蝴一理傩濒,原蝴个难鼬砷刍一层剁一旰一酌,礞胴钳圳一妯一一一一一,一一,一删揪一一一溅一凇一一一,揭舳槲戥酐一一一一一一一一一,

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