煙草白粉菌對煙草重要防御酶活性的影響

李小霞　肖仲久

摘要：以云煙97為材料，接種白粉菌前后分別測定煙草葉片中PPO、POD、PAL、β-1，3-葡聚糖酶活性，分析白粉菌對煙草重要酶活性的影響，結(jié)果表明：煙草接種白粉菌后，PPO活性變化明顯，除接種后1 d PPO活性低于對照外，其他時間PPO活性基本都高于對照。白粉菌入侵后煙草葉片過氧化物酶（POD）活性大幅度提高。煙草接種白粉菌后PAL活性逐漸升高，接種3 d達到峰值，4 d后略有下降，但基本保持平穩(wěn)。本研究中，接種組、對照組之間β-1，3-葡聚糖酶活性差異并不是非常明顯。

關(guān)鍵詞：煙草；白粉病；防御酶

中圖分類號： S435.72文獻標志碼： A文章編號：1002-1302（2015）01-0148-02

收稿日期：2014-03-07

基金項目：貴州省科學(xué)技術(shù)基金（編號：黔科合J字[2011]2188號）；貴州省科技創(chuàng)新人才團隊（編號：黔科合人才團隊[2012]4004）。

作者簡介：李小霞（1979—），女，山東濟寧人，副教授，從事植物病理學(xué)研究。E-mail：lixiaoxia825@126.com。煙草（Nicotiana tabacum L.）是重要的經(jīng)濟作物，目前我國種植的煙草品種絕大多數(shù)是抗病不優(yōu)質(zhì)品種，或優(yōu)質(zhì)不抗病品種[1]。煙草白粉病是由專性寄生菌二孢白粉菌（Erysiphe cichoracearum DC.）侵染所致，該病害于1878年首次在意大利被發(fā)現(xiàn)，此后相繼在多個國家發(fā)生[2-3]。我國貴州省、云南省、四川省等主要產(chǎn)煙省均有發(fā)生。煙草白粉病可發(fā)生于煙草整個生育期，主要危害煙草葉片，嚴重時也可蔓延到莖稈、花枝、萼片上，發(fā)生在苗期可造成煙苗整體素質(zhì)下降，甚至影響煙草生產(chǎn)用苗，阻礙煙草生產(chǎn)發(fā)展；發(fā)生在大田成株期，嚴重時煙苗全株枯死，重病葉片基本喪失烘烤價值，發(fā)病較輕的葉片也會因為調(diào)制過程中病斑擴大、葉片變薄、喪失彈性而失去經(jīng)濟價值[4-5]。多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）、苯丙氨酸解氨酶（PAL）、β-1，3-葡聚糖酶是植物體內(nèi)重要的防御酶，參與活性氧清除以及苯酚類、木質(zhì)素、植保素等物質(zhì)的合成[6-10]。本研究以云煙97為材料，分別測定接種白粉菌前后煙草葉片中PPO、POD、PAL、β-1，3-葡聚糖酶活性，分析白粉菌對煙草重要酶活性的影響，旨在為進一步開展煙草抗病機制研究奠定基礎(chǔ)。

1材料與方法

1.1材料

供試煙草品種為貴州省主栽品種云煙97。將種子消毒后播種于80 cm×40 cm、高約30 cm的育苗盆中，待幼苗長出2～3張真葉時，將植株移栽到直徑約20 cm、高約25 cm的瓷盆中，每盆1株，置于溫室中培養(yǎng)。供試病原菌煙草白粉病菌（E. cichoracearum）分生孢子采自貴州省遵義縣樂山煙葉基地自然發(fā)病的植株，在溫室煙草苗圃進行隔離繁殖，用時用毛筆將其刷下，配制成孢子懸浮液（105～106個/mL）噴施。

1.2方法

煙草5～6葉期選用長勢均一的健壯植株供試。采用噴霧法接種白粉菌。設(shè)噴清水不接種病菌空白對照（CK）、接種白粉菌處理2組，進行隔離培養(yǎng)，每處理重復(fù)3次。于接種后0、1、2、3、4、5 d分別采收處理及對照的葉片。采樣葉片為第4葉，將葉片裝入封口袋中，做好標記，放入-80 ℃冰箱中保存供試。參照肖仲久等的方法[10]進行酶液的提取及測定。

2結(jié)果與分析

2.1多酚氧化酶（PPO）活性變化

整個取樣時期，對照組PPO活性變化不大，變化趨勢較平緩。煙草接種白粉菌后，PPO活性變化明顯，除接種后1 d PPO活性低于對照，其他時間PPO活性基本都高于對照（圖1）。處理2 d 接種組PPO活性達到第1個高峰；處理4 d，接種組PPO活性達到第2個高峰?？梢姲追劬肭诛@著改變了煙草的新陳代謝，提高了煙草的PPO活性。

2.2過氧化物酶（POD）活性變化

從圖2可以看出，煙草對照組與接種白粉菌組相比，接種且3 d兩者相差不大，此外對照組POD活性明顯低于接種組，接種后1 d對照組POD活性為同期接種組的76.93%，接種2 d時接種組POD活性達到峰值，此時對照組的酶活性為同期接種組的87.54%。白粉菌入侵后煙草葉片過氧化物酶（POD）活性大幅度提高。

2.3苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性變化

由圖3可以看出，煙草接種白粉菌后PAL活性逐漸升高，接種3 d達到峰值，4 d后略有下降，但基本保持平穩(wěn)。對照組PAL酶活性整個供試階段變化不是非常明顯。

2.4β-1，3-葡聚糖酶活性變化

與其他酶活性相比，在幾個取樣階段，對照組、接種組β-1，3-葡聚糖酶活性變化不是很明顯，趨勢較平緩。除接種4 d外，接種組酶活性均稍高于對照組，接種3 d 2組樣β-1，3-葡聚糖酶活性差異最大（圖4）。

3結(jié)論與討論

研究表明，PPO能起到促進木質(zhì)素前體酚類化合物在受侵染部位合成、積累等作用，促進細胞壁、組織的木質(zhì)化，抵抗病原侵染、阻礙病原物生長、阻止病原菌擴散[11-13]。本研究中，煙草接種白粉菌后，顯著改變了煙草的新陳代謝，煙草PPO活性大幅度提高。除接種后1 d PPO活性低于對照，其他時間PPO活性基本都高于對照組。這是因為白粉菌接種成功后，植物組織發(fā)生了激烈的抵抗反應(yīng)，因而PPO活性升高，以阻止病原菌擴展。POD是重要的植物內(nèi)源活性氧清除劑，當煙草接種白粉菌后，感病的煙草（葉片）組織會產(chǎn)生一系列生理生化反應(yīng)， O-2· 積累，加速葉肉細胞死亡，限制病菌進一步擴展，POD活性升高，清除過多的 O-2· ，避免健康細胞受損；POD還參與木質(zhì)素聚合過程，POD活性升高有利于細胞壁木質(zhì)化，從而對病原菌的侵染、擴展均有一定的限制作用。PAL是植物苯丙烷類次生代謝途徑關(guān)鍵酶、限速酶，病菌入侵時，植物細胞受到刺激后啟動PAL系統(tǒng)產(chǎn)生木質(zhì)素并沉積在細胞壁周圍[14]。本研究中，煙草接種白粉菌后，PAL活性顯著高于對照組，也符合前人對PAL與植物抗病性關(guān)系的研究結(jié)論。β-1，3-葡聚糖酶是許多真菌細胞壁的主要組分，本研究中，接種組、對照組之間差異并不是非常明顯。

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