稻瘟病菌侵染時(shí)水稻防御體系對(duì)外源茉莉酸的響應(yīng)分析

王云鋒 王長(zhǎng)秘 李春琴 劉林 李曉杰 李曉疆 楊靜

摘要：【目的】探究特定時(shí)期稻瘟病菌與水稻互作對(duì)外源茉莉酸（JA）的響應(yīng)，為揭示稻瘟病菌與水稻互作時(shí)水稻防御體系對(duì)外源JA響應(yīng)的分子機(jī)制提供理論依據(jù)。【方法】以稻瘟病菌株95234I-1b和普通感病水稻品種麗江新團(tuán)黑谷（LTH）為試驗(yàn)材料，通過外源JA以兩種不同的方式（處理1，分別用100和400 μmol/L JA處理水稻葉片，6 h后接種95234I-1b菌株；處理2，水稻葉片接種95234I-1b菌株72 h后，分別用100和400 μmol/L JA處理水稻葉片）處理與稻瘟病菌互作過程中特定時(shí)期的水稻，調(diào)查水稻稻瘟病發(fā)病癥狀，并用即時(shí)聚合酶鏈鎖反應(yīng)（qRT-PCR）檢測(cè)水稻防御相關(guān)基因的表達(dá)情況?！窘Y(jié)果】外源JA的兩種不同處理方式均能減輕受侵染水稻稻瘟病發(fā)病癥狀，并誘導(dǎo)水稻防御相關(guān)基因不同程度的上調(diào)表達(dá)。用100和400 μmol/L JA噴霧水稻6 h后再接種稻瘟病菌株的誘抗效果分別為15.06%和25.63%；稻瘟病菌株孢子接種水稻72 h再噴霧100和400 μmol/L JA的誘抗效果分別為36.60%和47.12%。與對(duì)照相比，JA抑制了水稻水楊酸（SA）途徑相關(guān)基因的大幅上調(diào)表達(dá)。在一定JA濃度范圍內(nèi)，高濃度JA對(duì)SA途徑相關(guān)基因表達(dá)抑制程度高于低濃度JA的抑制程度；高濃度JA誘導(dǎo)JA途徑相關(guān)基因上調(diào)表達(dá)幅度高于低濃度JA的誘導(dǎo)程度；高濃度JA誘導(dǎo)PR1a上調(diào)表達(dá)幅度小于低濃度JA誘導(dǎo)的上調(diào)幅度，高濃度JA誘導(dǎo)PR10a上調(diào)表達(dá)幅度大于低濃度JA誘導(dǎo)的上調(diào)幅度?！窘Y(jié)論】JA以兩種不同的方式處理與稻瘟病菌互作過程中特定時(shí)期的水稻，均能誘導(dǎo)水稻病程相關(guān)基因和JA途徑相關(guān)基因上調(diào)表達(dá)，抑制SA途徑相關(guān)基因的大幅上調(diào)表達(dá)，表明水稻防御體系中的病程相關(guān)基因及JA途徑的相關(guān)基因主要參與了水稻防御體系對(duì)外源JA的響應(yīng)。

關(guān)鍵詞： 稻瘟病菌；水稻；茉莉酸（JA）；防御相關(guān)基因；脅迫響應(yīng)

中圖分類號(hào)： S432.1 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A 文章編號(hào)：2095-1191（2018）07-1324-08

0 引言

【研究意義】水稻是我國最重要的糧食作物之一，其產(chǎn)量和質(zhì)量直接關(guān)系到人民的生活質(zhì)量和農(nóng)民的經(jīng)濟(jì)收益。稻瘟病是水稻主要病害之一，其發(fā)病率較高，嚴(yán)重影響水稻產(chǎn)量（楊慶， 2017）。據(jù)調(diào)查，每年因稻瘟病造成的水稻減產(chǎn)高達(dá)10%～30%，而僅10%的水稻產(chǎn)量即可供給6000萬人口一年的糧食需求（Nalley et al.， 2016）。茉莉酸類物質(zhì)（Jasmonates，JAs）主要代表物為茉莉酸（Jasmonic acids，JA）和茉莉酸甲酯（Methyl jasmonate，MeJA），是一組脂質(zhì)衍生的激素分子，可調(diào)節(jié)植物的生長(zhǎng)發(fā)育，且在植物響應(yīng)非生物和生物脅迫（特別是防御食草動(dòng)物和致病微生物入侵）方面發(fā)揮作用。JA是一種通過脂氧合酶（LOX）途徑產(chǎn)生（Blée，2002）的重要防御信號(hào)分子（Browse，2009），LOX途徑在植物防御中扮演著重要作用。一般而言，受傷和病原體感染后LOX活性顯著增加（Lee and Hong，2014）。JA信號(hào)的激活對(duì)植物壞死病原體的抗性具有重要意義（Zhang et al.， 2015）。因此，研究稻瘟病菌與水稻互作對(duì)外源JA的響應(yīng)具重要意義?！厩叭搜芯窟M(jìn)展】JAs是一種新型植物激素，在植物體內(nèi)和植株間傳遞抗性信息，將外部逆境（蟲害、病原菌和機(jī)械傷害等）傳遞給細(xì)胞內(nèi)大分子（蛋白質(zhì)和核酸），使之產(chǎn)生應(yīng)激反應(yīng)，并誘導(dǎo)產(chǎn)生JA類誘導(dǎo)蛋白（Jasmonates induced proteins，JIPs），再通過某種JIPs活化防衛(wèi)基因，啟動(dòng)和激活植物自身的化學(xué)防御系統(tǒng)。相同的研究也發(fā)現(xiàn)，通過過表達(dá)編碼丙二烯氧化物合成酶基因OsAOS2以增加內(nèi)源JA水平，是JA生物合成中的關(guān)鍵酶，從而增強(qiáng)水稻對(duì)稻瘟病的抗病性（Mei et al.， 2006）。有關(guān)外源JA誘導(dǎo)水稻抗性響應(yīng)的研究已有文獻(xiàn)報(bào)道。楊艷麗（2010）研究發(fā)現(xiàn)外源JA對(duì)馬鈴薯晚疫病菌有直接的抑制作用，并作為信號(hào)分子啟動(dòng)了抗性相關(guān)酶的合成，誘導(dǎo)產(chǎn)生半肌氨酸蛋白酶抑制劑、蘇氨酸脫氨酶及一些與光合作用相關(guān)的鈣結(jié)合蛋白。向妙蓮等（2013）發(fā)現(xiàn)采用MeJA噴霧處理水稻幼苗能誘導(dǎo)水稻幼苗對(duì)白葉枯病的抗性，能提高M(jìn)eJA水稻相關(guān)防御酶的活性；當(dāng)MeJA濃度為0.1 mmol/L時(shí)誘導(dǎo)效果最好，感病品種溫229和抗病品種嘉早312的誘導(dǎo)效果分別為73.18%和70.43%。Zhu等（2014）采用高效液相色譜質(zhì)譜分析發(fā)現(xiàn)，被煙草花葉病毒（TMV）感染后，JA和MeJA在葉片早期階段積累，而水楊酸（SA）和水楊酸甲酯（MeSA）在后期積累，表明MeJA和MeSA對(duì)于TMV的系統(tǒng)抗性反應(yīng)是必需的。He等（2017）利用高通量測(cè)序方法比較高感水稻黑條矮縮病毒（RBSD）的水稻品種與普通水稻的全基因表達(dá)，發(fā)現(xiàn)許多防御或脅迫相關(guān)基因上調(diào)，表明JA能介導(dǎo)防御RBSDV感病程度。【本研究切入點(diǎn)】前人進(jìn)行稻瘟病菌與水稻互作對(duì)外源JA的響應(yīng)研究時(shí)大多是在JA處理植物后再接種病原菌，分析JA對(duì)植物的誘導(dǎo)抗性，并未在JA處理植物后對(duì)植物抗性增強(qiáng)的有效時(shí)間節(jié)點(diǎn)上開展深入研究?！緮M解決的關(guān)鍵問題】用外源JA以兩種不同的方式處理與稻瘟病菌株95234I-1b互作過程中特定時(shí)期的水稻，探究特定時(shí)間點(diǎn)噴霧JA后對(duì)稻瘟病的防治效果、水稻PR基因的表達(dá)及SA和JA途徑相關(guān)基因的表達(dá)，為揭示稻瘟病菌與水稻互作時(shí)水稻防御體系對(duì)外源JA的響應(yīng)分子機(jī)制提供參考。

1 材料與方法

1. 1 試驗(yàn)材料

稻瘟病菌株95234I-1b保存于云南生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，普通感病水稻品種麗江新團(tuán)黑谷（LTH）由云南生物資源保護(hù)與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室李成云教授課題組提供。

1. 2 試驗(yàn)方法

1. 2. 1 稻瘟病菌株95234I-1b培養(yǎng) 95234I-1b菌株活化：用滅菌后的牙簽挑取保存于-80 ℃長(zhǎng)滿菌絲的濾紙片，并置于PSA培養(yǎng)基（馬鈴薯200 g、蔗糖10 g、瓊脂粉15 g、無菌水1 L）上，放入28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)5～7 d至菌絲長(zhǎng)滿培養(yǎng)皿。用7 mm的打孔器取活化后的95234I-1b菌塊接種到PSB培養(yǎng)基中，置于28 ℃搖床上培養(yǎng)3～4 d，于4 ℃冰箱中保存?zhèn)溆谩?/p>

1. 2. 2 兩種外源JA處理對(duì)水稻的誘抗效果 挑選飽滿的水稻種子進(jìn)行消毒（75%酒精消毒浸泡1 min，清水沖洗3～5次，1.5%左右的次氯酸鈉消毒浸泡5 min，清水沖洗至無次氯酸鈉氣味），用清水浸泡種子后置于28 ℃恒溫培養(yǎng)箱中培養(yǎng)，催芽至露白后將種子播種到育秧盤中，當(dāng)水稻幼苗長(zhǎng)至3葉1心時(shí)用于接種。將95234I-1b菌株的孢子洗下過濾后制備孢子懸浮液，離心去上清液；調(diào)節(jié)孢子懸浮液濃度為1×105個(gè)/mL，加入懸浮液總體積0.02%的吐溫-20，用于噴霧接種。調(diào)節(jié)JA的濃度為100和400 μmol/L。將噴霧接種后的水稻苗置于黑暗、高溫、高濕條件下24 h，然后轉(zhuǎn)移至溫室培養(yǎng)。分別于接種后0、24、48、72、96和120 h取樣水稻葉片，液氮速凍后置于-80 ℃超低溫冰箱中儲(chǔ)存。接種7 d后進(jìn)行病害調(diào)查，每次調(diào)查的樣本量為60株幼苗。

外源JA噴霧處理方法：（1）先分別用100和400 μmol/L JA處理水稻葉片，6 h后接種95234I-1b菌株；（2）水稻葉片接種95234I-1b菌株72 h后，分別用100和400 μmol/L JA處理已接種的水稻葉片。病情指數(shù)=∑（各級(jí)病葉數(shù)×各級(jí)代表值）/（調(diào)查總?cè)~數(shù)×最高一級(jí)代表值）×100（許志剛，2002）；誘抗效果以病情指數(shù)下降百分率表示：誘抗效果（%）=（對(duì)照病情指數(shù)-處理病情指數(shù)）/對(duì)照病情指數(shù)×100（鄒志燕和王振中，2006）。試驗(yàn)設(shè)生物學(xué)重復(fù)和技術(shù)重復(fù)各3次。

1. 2. 3 水稻防御相關(guān)基因表達(dá)分析 參照王云鋒等（2017）采用即時(shí)聚合酶鏈鎖反應(yīng)（qRT-PCR）檢測(cè)水稻防御相關(guān)基因表達(dá)情況。用BIO-RAD Themal Cycler PCR儀進(jìn)行cDNA逆轉(zhuǎn)錄：按GoScriptTM Reverse Transcription System A5001試劑盒說明操作。qRT-PCR熒光染料：SYBR Premix Ex Taq II，反應(yīng)體系根據(jù)說明配制，總體積20.0 μL。用BIO-RAD CFX96 TM Real-Time System儀進(jìn)行產(chǎn)物的擴(kuò)增和熒光收集。

2 結(jié)果與分析

2. 1 外源JA對(duì)水稻稻瘟病發(fā)病癥狀的影響

2. 1. 1 外源JA處理6 h后接種稻瘟病菌株孢子的水稻發(fā)病癥狀調(diào)查結(jié)果 分別用100和400 μmol/L的JA噴霧水稻葉片6 h后接種95234I-1b菌株，以無菌水噴霧6 h后接種95234I-1b菌株的水稻為對(duì)照，觀察水稻的發(fā)病情況。結(jié)果（圖1-A和圖1-B）顯示，與對(duì)照相比，先噴霧100和400 μmol/L JA 6 h后再接種95234I-1b菌株的水稻其稻瘟病病情指數(shù)分別為33.33和29.19，與對(duì)照（39.24）的差異達(dá)顯著水平（P<0.05，下同）；進(jìn)一步分析兩個(gè)濃度（100和400 μmol/L）JA處理對(duì)水稻的誘抗效果，分別為15.06%和25.63%。說明預(yù)先噴霧JA后6 h再接種稻瘟病菌株的水稻其稻瘟病發(fā)病癥狀和病情指數(shù)均顯著低于對(duì)照，其中400 μmol/L JA噴霧水稻后受侵染水稻稻瘟病的發(fā)病癥狀輕于100 μmol/L JA噴霧處理的發(fā)病癥狀。

2. 1. 2 接種稻瘟病菌72 h再噴霧JA后受侵染水稻發(fā)病癥狀調(diào)查結(jié)果 分別用100和400 μmol/L JA噴霧已接種95234I-1b菌株72 h的水稻，以噴無菌水為對(duì)照，觀察水稻的發(fā)病情況。結(jié)果（圖2-A和圖2-B）顯示，與對(duì)照相比，95234I-1b菌株接種水稻72 h后再分別噴霧100和400 μmol/L JA的水稻其稻瘟病病情指數(shù)分別為24.88和20.75，較對(duì)照（39.24）明顯下降，差異達(dá)顯著水平；進(jìn)一步分析兩個(gè)濃度（100和400 μmol/L）JA處理對(duì)水稻的誘抗效果，分別為36.60%和47.12%。說明稻瘟病菌株接種水稻72 h后再分別噴霧100或400 μmol/L JA，其稻瘟病發(fā)病癥狀和病情指數(shù)均顯著低于對(duì)照，其中400 μmol/L JA處理的水稻稻瘟病發(fā)病癥狀減輕程度最明顯。

2. 2 外源JA誘導(dǎo)稻瘟病菌侵染水稻防御相關(guān)基因表達(dá)分析結(jié)果

利用JA先噴霧水稻6 h后再接種稻瘟病菌株孢子，分別于不同時(shí)間點(diǎn)（接種后0、24、48、72、96和120 h）取樣，qRT-PCR分析水稻病程相關(guān)基因PR1a和PR10a的表達(dá)、SA途徑相關(guān)基因PAL和EDS1、JA途徑相關(guān)基因AOS2的表達(dá)，以無菌水噴霧水稻6 h后再接種稻瘟病菌株孢子為對(duì)照。

2. 2. 1 外源JA噴霧水稻6 h后接種稻瘟病菌株孢子的水稻防御相關(guān)基因表達(dá) 與對(duì)照相比，分別用100和400 μmol/L JA噴霧水稻6 h后再接種95234I-1b菌株的水稻病程相關(guān)基因PR1a在24、48、72、96和120 h時(shí)的表達(dá)量均呈上調(diào)，但上調(diào)幅度小于對(duì)照；100 μmol/L JA處理在各時(shí)間點(diǎn)的上調(diào)幅度均大于400 μmol/L JA處理（圖3-A）。

與對(duì)照相比，PR10a基因在100和400 μmol/L JA先噴霧水稻6 h后再接種95234I-1b菌株的水稻各時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)量均上調(diào)，且上調(diào)幅度大于對(duì)照，最大上調(diào)倍數(shù)為62.53倍。PR10a基因在100 μmol/L JA先噴霧水稻6 h再接種95234I-1b菌株的水稻各時(shí)間點(diǎn)的上調(diào)幅度均小于400 μmol/L JA處理（圖3-B）。

2. 2. 2 外源JA噴霧水稻6 h后接種稻瘟病菌株孢子SA途徑相關(guān)基因表達(dá) 以100和400 μmol/L JA先噴霧水稻6 h后接種95234I-1b菌株的水稻SA途徑相關(guān)基因EDS1在96和120 h時(shí)的表達(dá)量均有上調(diào)（上調(diào)倍數(shù)均未超過3.00倍），但上調(diào)幅度小于對(duì)照。EDS1基因在24、48和72 h時(shí)的表達(dá)量有小幅上調(diào)（上調(diào)倍數(shù)均未超過2.00倍），且上調(diào)幅度大于對(duì)照（圖4-A）。

與對(duì)照相比，分別以100和400 μmol/L JA先噴霧水稻6 h后再接種95234I-1b菌株的水稻SA途徑相關(guān)基因PAL的表達(dá)量在24和48 h時(shí)表達(dá)量小幅上調(diào)；96和120 h時(shí)的表達(dá)量下調(diào)，下調(diào)幅度大于對(duì)照（圖4-B）。

2. 2. 3 外源JA噴霧水稻6 h后接種稻瘟病菌株孢子JA途徑相關(guān)基因表達(dá) 分別以100和400 μmol/L JA先噴霧水稻6 h后再接種95234I-1b菌株的水稻JA途徑相關(guān)基因AOS2在各時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)量均上調(diào)，且上調(diào)幅度大于對(duì)照，最大上調(diào)倍數(shù)為9.14倍（120 h）。AOS2基因在400 μmol/L JA處理的水稻各時(shí)間點(diǎn)的表達(dá)量均大于100 μmol/L JA處理（圖5）。

2. 3 接種稻瘟病菌株72 h再噴霧JA后水稻防御相關(guān)基因表達(dá)分析結(jié)果

接種95234I-1b菌株72 h后分別噴霧100和400 μmol/L JA，于噴霧JA后24和48 h時(shí)取樣，qRT-PCR分析水稻病程相關(guān)基因PR1a和PR10a、SA途徑相關(guān)基因PAL和EDS1、JA途徑相關(guān)基因AOS2的表達(dá)，以接種稻瘟病菌株72 h后噴霧無菌水為對(duì)照。

2. 3. 1 接種稻瘟病菌株72 h再噴霧JA后水稻病程相關(guān)基因表達(dá)分析 與對(duì)照相比，95234I-1b菌株接種水稻72 h再分別噴霧100和400 μmol/L JA，PR1a基因在24 h時(shí)表達(dá)量上調(diào)至最大（3.86倍），48 h時(shí)表達(dá)量逐漸下降，表達(dá)量均小于對(duì)照。PR1a基因在400 μmol/L JA處理的表達(dá)量上調(diào)幅度小于100 μmol/L JA處理（圖6-A）。

與對(duì)照相比，95234I-1b菌株接種水稻72 h再分別噴霧100和400 μmol/L JA，PR10a基因在24 h時(shí)表達(dá)量上調(diào)至最大（3.86倍），48 h時(shí)表達(dá)量逐漸下降，且表達(dá)量大于對(duì)照。PR10a基因在400 μmol/L JA處理的表達(dá)量上調(diào)幅度大于100 μmol/L JA處理（圖6-B）。

2. 3. 2 接種稻瘟病菌株72 h再噴霧JA后水稻SA途徑相關(guān)基因表達(dá)分析 與對(duì)照相比，95234I-1b菌株接種水稻72 h再分別噴霧100和400 μmol/L JA 24和48 h時(shí)EDS1基因表達(dá)量上調(diào)，24 h時(shí)表達(dá)量上調(diào)至最大（1.70倍），但上調(diào)幅度小于對(duì)照（圖7-A）。

與對(duì)照相比，95234I-1b菌株接種水稻72 h再分別噴霧100和400 μmol/L JA 24和48 h時(shí)PAL基因表達(dá)量下調(diào)。PAL基因在400 μmol/L JA處理的表達(dá)量下調(diào)幅度大于100 μmol/L JA處理（圖7-B）。

2. 3. 3 噴霧接種稻瘟病菌株72 h再噴霧JA后水稻JA途徑相關(guān)基因表達(dá)分析 與對(duì)照相比，JA途徑相關(guān)基因AOS2在95234I-1b菌株接種水稻72 h再噴霧100 μmol/L JA 24 h時(shí)上調(diào)至最大（2.91倍），48 h時(shí)表達(dá)量開始下降；AOS2基因在95234I-1b菌株接種水稻72 h再噴霧400 μmol/L JA 24 h時(shí)表達(dá)量上調(diào)，上調(diào)幅度小于對(duì)照，48 h時(shí)表達(dá)量上調(diào)至最大（3.03倍），上調(diào)幅度大于對(duì)照（圖8）。

3 討論

JA作為一種信號(hào)分子參與植物對(duì)病原菌的應(yīng)答反應(yīng)和信號(hào)傳遞，并誘導(dǎo)植物的抗病反應(yīng)（Creelman and Mullet，1995）?；铙w寄生真菌和半活體寄生真菌對(duì)SA敏感，死體營(yíng)養(yǎng)型真菌和昆蟲對(duì)JA及MeJA敏感。但最近也有學(xué)者認(rèn)為這種觀點(diǎn)并不全面，有研究表明JA可提高植物對(duì)活體寄生病原菌的抗性（Thaler，1999）。外源MeJA噴霧處理大麥能提高大麥對(duì)大麥白粉菌的抗性，但抗性機(jī)理仍不清楚（Walters et al.，2002；Oka et al.， 2013）。JA可誘導(dǎo)水稻獲得對(duì)稻瘟病菌的系統(tǒng)抗性（Durrant and Dong，2004）。吳國昭等（2009）也證實(shí)，用25 μmol/L MeJA處理野生稻可有效提高野生稻幼苗對(duì)稻瘟病的抗性。類十八烷途徑與植物誘導(dǎo)防御相關(guān)，JA是類十八烷信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的中心組分之一（Blechert et al.，1995），在多種植物病害系統(tǒng)中，外源JA處理可誘導(dǎo)植物產(chǎn)生抗病性。1 mmol/L JA處理番茄可誘導(dǎo)番茄植株對(duì)馬鈴薯晚疫病菌（Phytophthora infestans）產(chǎn)生抗性（Donald and Ahnya，1999）；4.75 mmol/L MeJA處理煙草幼苗可誘導(dǎo)煙草幼苗對(duì)炭疽病菌產(chǎn)生抗性（賓金華等，2000）。本研究同樣發(fā)現(xiàn)一定濃度的外源JA能誘導(dǎo)水稻對(duì)稻瘟病菌產(chǎn)生抗性。

由于稻瘟病菌屬于半活體寄生真菌，稻瘟病菌侵染菌絲在水稻葉片表皮細(xì)胞內(nèi)生長(zhǎng)定殖，隨后（20～36 h）侵染菌絲擴(kuò)展至臨近細(xì)胞，72 h時(shí)病斑開始顯現(xiàn)，此時(shí)為稻瘟病菌活體營(yíng)養(yǎng)向死體營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)變的時(shí)間點(diǎn)。本研究選定稻瘟病菌侵染水稻72 h作為外源JA噴霧處理的時(shí)間點(diǎn)，以明確外源JA有效防治稻瘟病的有效時(shí)間節(jié)點(diǎn)。結(jié)果表明，在稻瘟病菌侵染水稻72 h時(shí)噴霧一定濃度（100和400 μmol/L）的外源JA對(duì)稻瘟病均獲得極好的防效。其原因可能是外源JA有效阻斷或延遲了稻瘟病菌侵染水稻72 h時(shí)稻瘟病菌活體營(yíng)養(yǎng)向死體營(yíng)養(yǎng)的轉(zhuǎn)變，同時(shí)由于稻瘟病菌是半活體寄生真菌，該菌的死體營(yíng)養(yǎng)階段對(duì)外源JA敏感，因此外源JA處理此時(shí)的受侵染水稻能使稻瘟病發(fā)病癥狀減輕。本研究還利用外源JA先噴霧水稻6 h再接種稻瘟病菌株孢子，結(jié)果發(fā)現(xiàn)水稻稻瘟病發(fā)病癥狀也有所減輕。Creelman和Mullet（1995）研究發(fā)現(xiàn)外源JA能誘導(dǎo)植物特異基因的表達(dá)，產(chǎn)生JA類誘導(dǎo)蛋白（JIPs），包括苯丙氨酸解氨酶（PAL）和查爾酮合成酶（CHS）等一些抗病防衛(wèi)反應(yīng)的關(guān)鍵酶，從而啟動(dòng)防御系統(tǒng)，限制病原菌擴(kuò)展。鄒志燕和王振中（2006）利用外源JA處理水稻（C104PKT）2 h后發(fā)現(xiàn)苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性升高較快，但在6～24 h時(shí)趨于緩慢的升高趨勢(shì)。本研究中利用外源JA噴霧水稻6 h雖然誘導(dǎo)了水稻防御系統(tǒng)的啟動(dòng)，提高了水稻抗性，但由于6～24 h時(shí)誘導(dǎo)產(chǎn)生的水稻抗性趨于緩慢升高趨勢(shì)，而且這種抗性持續(xù)時(shí)間并不長(zhǎng)，因此再接種稻瘟病菌株孢子，雖然稻瘟病發(fā)病癥狀有所減輕，但減輕程度小于外源JA處理受侵染72 h的水稻發(fā)病癥狀。

大多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)JA與SA互為拮抗（Gravot et al.，2012；Lemarié et al.， 2015）。本研究分析了兩種不同的外源JA處理受侵染水稻防御相關(guān)基因表達(dá)，發(fā)現(xiàn)外源JA抑制了水稻SA途徑相關(guān)基因的上調(diào)表達(dá)，其結(jié)果也表明JA與SA互為拮抗。本研究還發(fā)現(xiàn)外源JA能誘導(dǎo)病程相關(guān)基因的上調(diào)表達(dá)，但也有研究表明，病程相關(guān)蛋白PR10a的積累和活性增加是水稻抗性提高的標(biāo)志之一，與植物系統(tǒng)獲得抗性有關(guān)，PR10a基因的高表達(dá)意味著植物抗性增強(qiáng)（Gravot et al. 2012；Lemarié et al.， 2015）。因此，外源JA噴霧處理水稻能誘導(dǎo)水稻抗性提高。本研究利用外源JA預(yù)先噴霧水稻6 h再接種稻瘟病菌株孢子，受侵染水稻的病程相關(guān)基因PR1a和PR10a及JA途徑相關(guān)基因AOS2早期和后期一直處于較高的表達(dá)水平。PR1a基因大量表達(dá)促進(jìn)了下游PCD信號(hào)的激活，造成受侵染水稻細(xì)胞大量死亡。大多數(shù)研究發(fā)現(xiàn)，煙草內(nèi)源SA、JA和乙烯的聚集先于煙草花葉病毒侵染煙草后壞死斑形成或與病毒侵染煙草后壞死斑形成同步（Dohondt et al.，2000；Seo et al.，2001；Oka et al.， 2013）。本研究中，外源JA預(yù)先噴霧水稻6 h誘導(dǎo)了PR1a、PR10a和AOS2基因的表達(dá)，且一直持續(xù)較高的表達(dá)水平，但水稻內(nèi)源JA的聚集相對(duì)滯后，因此外源JA預(yù)先噴霧水稻6 h再接種稻瘟病菌株孢子的水稻稻瘟病發(fā)病癥狀減輕程度較小。外源JA處理受侵染72 h的水稻24和48 h時(shí)雖然PR1a、PR10a和AOS2基因上調(diào)表達(dá)倍數(shù)明顯低于外源JA處預(yù)先噴霧水稻6 h再接種稻瘟病菌株孢子的水稻的表達(dá)量，但由于外源JA處理的是受侵染72 h的水稻，此時(shí)稻瘟病菌正處于活體營(yíng)養(yǎng)向死體營(yíng)養(yǎng)轉(zhuǎn)變，而且隨后的24和48 h是稻瘟病菌處于死體營(yíng)養(yǎng)階段，由于JA對(duì)死體營(yíng)養(yǎng)型真菌起作用（Thale，1999），因此外源JA處理受侵染72 h的水稻稻瘟病發(fā)病癥狀最輕。

4 結(jié)論

通過外源JA以兩種不同的方式處理與稻瘟病菌株95234I-1b互作過程中特定時(shí)期的水稻，分析外源JA在稻瘟病菌株侵染水稻后對(duì)水稻稻瘟病發(fā)病癥狀和防御相關(guān)基因表達(dá)的影響，發(fā)現(xiàn)外源JA噴霧處理稻瘟病菌株侵染水稻72 h時(shí)的水稻稻瘟病發(fā)病癥狀最輕。JA以兩種不同的方式處理水稻均能誘導(dǎo)水稻病程相關(guān)基因和JA途徑相關(guān)基因上調(diào)表達(dá)，抑制SA途徑相關(guān)基因的大幅上調(diào)表達(dá)，表明水稻防御體系的病程相關(guān)基因及JA途徑的相關(guān)基因主要參與了水稻對(duì)外源JA的響應(yīng)。

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（責(zé)任編輯 麻小燕）