萘乙酸誘導(dǎo)玉米瘤黑粉病抗性的生理機(jī)制

收稿日期：2024-04-09

基金項(xiàng)目：國家自然科學(xué)基金地區(qū)科學(xué)基金項(xiàng)目（32060487）；甘肅省自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目（23JRRA1405）；大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃（SIETP）項(xiàng)目（202301023）

作者簡介：高妍婷（1999-），女，甘肅景泰人，碩士研究生，主要從事玉米抗病機(jī)理研究。（E-mail）3269168831@qq.com

通訊作者：王 芳，（E-mail）wangfang@gsau.edu.cn

摘要： 為明確萘乙酸（NAA）誘導(dǎo)玉米瘤黑粉病抗性的生理機(jī)制，本研究以玉米自交系掖478和齊319為材料，分析不同濃度萘乙酸處理對玉米瘤黑粉病病原菌菌絲生長和玉米葉片抗氧化酶活性、抗病相關(guān)酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及玉米相關(guān)防衛(wèi)基因表達(dá)量的影響，明確NAA誘導(dǎo)植物抗病性的作用機(jī)理。結(jié)果表明：2.0 mmol/L NAA對玉米瘤黑粉病病原菌有明顯抑制作用，處理玉米葉片后會產(chǎn)生較好的誘抗效果。與單獨(dú)接種病原菌對照和無菌水對照相比，接種2.0 mmol/L NAA溶液+病原菌后24～48 h的玉米植株抗氧化酶活性、抗病相關(guān)酶活性及脯氨酸含量總體呈增加趨勢，丙二醛含量明顯降低，同時(shí)玉米相關(guān)防衛(wèi)基因SOD、PAL、LOX的表達(dá)量呈上調(diào)趨勢。接種后48 h，接種病原菌+2.0 mmol/L NAA 處理的掖478和齊319葉片SOD、PAL、LOX基因相對表達(dá)量比單獨(dú)接種病原菌對照分別增加52.44%和56.83%、43.57%和10.69%、47.44%和81.08%。本研究結(jié)果為施用外源NAA防治玉米瘤黑粉病提供了依據(jù)。

關(guān)鍵詞： 玉米；萘乙酸；瘤黑粉病；抗氧化酶；防衛(wèi)基因

中圖分類號： S435.131.4⁺1"" 文獻(xiàn)標(biāo)識碼： A"" 文章編號： 1000-4440（2025）02-0242-09

Physiological mechanism of naphthylacetic acid-induced resistance to common smut in maize

GAO Yanting¹， ZHAO Wenqing1， SHI Jing1， WANG Fang^1，2， YAN Xinming1

（1.College of Agronomy， Gansu Agricultural University， Lanzhou 730070， China;2.State Key Laboratory of Aridland Crop Science， Lanzhou 730070， China）

Abstract： In order to clarify the physiological mechanism of naphthylacetic acid （NAA）-induced resistance to maize smut， in this study， maize inbred lines Ye478 and Qi319 were used as materials to analyze the effects of different concentrations of NAA on the mycelial growth of Ustilago maydis， the activities of antioxidant enzymes and disease-resistant enzymes， osmotic adjustment substances and the expression of defense-related genes in maize leaves， and to clarify the mechanism of NAA-induced plant disease resistance. The results showed that 2.0 mmol/L NAA had a significant inhibitory effect on the pathogen of maize smut， and it had a good induced resistance effect after treating maize plants. Compared with the control groups inoculated with the pathogen alone and sterile water， the antioxidant enzyme activity， disease resistance-related enzyme activity and proline content of maize plants inoculated with 2.0 mmol/L NAA solution + pathogen for 24-48 h showed an overall increasing trend， and the malondialdehyde content was significantly reduced. At the same time， the expression levels of maize-related defense genes SOD， PAL， and LOX were up-regulated. At 48 h after inoculation， the relative expression levels of SOD， PAL and LOX genes in leaves of Ye478 and Qi319 inocu-lated with pathogen + 2.0 mmol/L NAA increased by 52.44% and 56.83%， 43.57% and 10.69%， 47.44% and 81.08%， respectively， compared with those inoculated with pathogen alone. The results of this study provide a basis for the application of exogenous NAA to control maize smut.

Key words： maize； naphthylacetic acid；common smut；antioxidant enzyme；defense gene

玉米是中國播種面積最大、總產(chǎn)量最高的糧食作物，其生產(chǎn)對中國糧食安全具有重要意義。近年來，畜牧業(yè)和能源相關(guān)產(chǎn)業(yè)的快速發(fā)展對玉米需求量提出了更高的要求^[1]。病害是影響玉米產(chǎn)量的重要因素之一，其中，瘤黑粉病是玉米生產(chǎn)中最為常見且發(fā)生情況嚴(yán)重的病害之一，常年可導(dǎo)致玉米減產(chǎn)10%～30%，嚴(yán)重時(shí)會絕收^[2-3]。

植物激素對植物的生長發(fā)育及對病害的響應(yīng)均具有重要的調(diào)節(jié)作用^[4]。在正常生理狀態(tài)下，植物體內(nèi)的各類激素含量和比例處于動態(tài)平衡狀態(tài)^[5]。植物在受到病原菌侵害時(shí)，植物體內(nèi)的激素通過信號傳導(dǎo)通路，引發(fā)一系列的防御反應(yīng)，增強(qiáng)防衛(wèi)基因的表達(dá)，進(jìn)而提升抗氧化酶活性、細(xì)胞質(zhì)膜抗氧化能力、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)含量、抗病相關(guān)酶活性來減輕病原菌引發(fā)的傷害^[6]。施用外源激素可調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的激素動態(tài)平衡、活性氧和抗氧化劑的水平，進(jìn)而影響植物對生物脅迫和非生物脅迫的抗性^[7-9]。

萘乙酸（NAA）是一種常見的植物激素。周莎莎^[10]研究發(fā)現(xiàn)，外源NAA能夠促進(jìn)香菇愈傷組織形成、提高香菇熱敏感菌株YS3357的耐熱能力。王志遠(yuǎn)等^[11]研究結(jié)果表明，適宜濃度的NAA可以提高玉米產(chǎn)量，促進(jìn)營養(yǎng)元素向籽粒運(yùn)轉(zhuǎn)。羅嘉亮等^[12]研究發(fā)現(xiàn)，施用NAA可調(diào)節(jié)杜梨不定根誘導(dǎo)過程中多酚氧化酶（PPO）、過氧化物酶（POD）、超氧化物歧化酶（SOD）的活性。施用外源NAA還可以提高作物對病原菌的抗性^[13-14]。

近年來，乙烯、茉莉酸和水楊酸等植物激素對玉米瘤黑粉病的影響已有較多研究^[15-17]，但萘乙酸誘導(dǎo)玉米瘤黑粉病抗性機(jī)制尚不明確。因此，本研究以高抗瘤黑粉病玉米自交系齊319和高感瘤黑粉病自交系掖478為材料，分析萘乙酸誘導(dǎo)玉米抗瘤黑粉病抗性的機(jī)理，為萘乙酸在玉米病害防控中的應(yīng)用提供依據(jù)。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料及其制備

供試玉米品種高抗瘤黑粉病玉米自交系齊319和高感瘤黑粉病玉米自交系掖478由甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)玉米課題組提供；玉米瘤黑粉病病原菌 [Ustilago maydis （DC） Corda.]購自中國科學(xué)院微生物研究所，菌株編號5.208；萘乙酸（NAA）購自上海源葉生物科技有限公司。

接種菌液的制備：2021年用玉米瘤黑粉病病原菌感染玉米植株，在玉米植株上采集標(biāo)準(zhǔn)的玉米瘤黑粉病瘤，風(fēng)干后保存。使用前將病瘤碾碎，過100目篩收集菌粉，每1 g菌粉加10 mL水，然后用300目篩過濾，得到接種液。

PDA培養(yǎng)基由蒸餾水500.0 mL、馬鈴薯100.0 g、葡萄糖10.0 g 、 KH2PO4 1.5 g、MgSO4·7H2O 1.5 g、瓊脂7.5 g和微量維生素B1制備得到。

不同濃度NAA的配置：分別稱取0.093 g、0.186 g、0.279 g、0.372 g、0.465 g的NAA，用少量乙醇溶解后，然后分別加蒸餾水定容至1 L，得到0.5 mmol/L、1.0 mmol/L、1.5 mmol/L、2.0 mmol/L、2.5 mmol/L的NAA溶液。

含NAA的PDA培養(yǎng)基配制：向滅菌后的49 mL PDA培養(yǎng)基加入1 mL不同濃度的NAA溶液，充分?jǐn)嚢杌靹?。對照PDA培養(yǎng)基不加入NAA溶液，加入1 mL蒸餾水。

玉米瘤黑粉病病原菌菌碟制備：將玉米瘤黑粉病病原菌接種于制備好的PDA培養(yǎng)基中央進(jìn)行活化，并置于25 ℃培養(yǎng)箱中培養(yǎng)3 d，用直徑3 mm的滅菌打孔器在菌落邊緣打菌餅，得到玉米瘤黑粉病病原菌菌碟。

1.2 玉米瘤黑粉病病原菌培養(yǎng)及人工接種

在無菌環(huán)境下將直徑為3 mm菌碟分別接種在NAA濃度為0.5 mmol/L、1.0 mmol/L、1.5 mmol/L、2.0 mmol/L、2.5 mmol/L的PDA培養(yǎng)基和對照培養(yǎng)基（CK）上，置于溫度為25 ℃的PGX-250B光照培養(yǎng)箱（浙江托普云農(nóng)科技股份有限公司產(chǎn)品）中進(jìn)行恒溫暗培養(yǎng)24 h和48 h，然后采用訊數(shù)SupcreG9型全自動微生物菌落計(jì)數(shù)儀（杭州迅數(shù)科技公司產(chǎn)品）進(jìn)行菌落面積的測算。各處理重復(fù)3次。

2022年4月下旬，玉米品種齊319和掖478種子播種于甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)試驗(yàn)基地，各品種播種15行，行長5 m，每行20株，行距65 cm，株距25 cm，參照當(dāng)?shù)爻Ｒ?guī)管理措施進(jìn)行玉米田間管理。

待玉米生長至6葉1心時(shí)，配制接種液，并采用注射法^[18]在玉米幼苗莖一側(cè)進(jìn)行玉米瘤黑粉病病原菌菌液和NAA溶液接種試驗(yàn)。每個(gè)品種設(shè)接種玉米瘤黑粉病病原菌菌液、接種玉米瘤黑粉病病原菌菌液+0.5 mmol/L NAA溶液、接種玉米瘤黑粉病病原菌菌液+1.0 mmol/L NAA溶液、接種玉米瘤黑粉病病原菌菌液+1.5 mmol/L NAA溶液、接種玉米瘤黑粉病病原菌菌液+2.0 mmol/L NAA溶液、接種玉米瘤黑粉病病原菌菌液+ 2.5 mmol/L NAA溶液等處理，以接種無菌水為對照。各處理玉米瘤黑粉病病原菌菌液的接種量為每株2 mL，NAA溶液的接種量為每株1 mL，每個(gè)處理3次重復(fù)。接種后玉米植株立即套上塑料袋，以保濕和防止其他病原菌侵染。在接種處理后 0 h、12 h、24 h、48 h、72 h、96 h利用消毒的手術(shù)剪刀，裁剪玉米植株中部葉位葉片，放入冷凍管，液氮處理后轉(zhuǎn)移至-80 ℃冰箱保存?zhèn)溆?。每處?3 次重復(fù)。在接種后7 d，觀察玉米植株發(fā)病情況，篩選適宜NAA接種濃度。最后對篩選確定的適宜接種濃度的玉米葉片進(jìn)行生理指標(biāo)的測定與分析。超氧化物歧化酶（SOD）活性測定采用氮藍(lán)四唑還原法^[19]。過氧化物酶（POD）活性測定采用愈創(chuàng)木酚法^[20]。過氧化氫酶（CAT）活性測定采用紫外吸收法^[21]。丙二醛（MDA）含量測定采用TBA比色法^[22]。游離脯氨酸（Pro）含量測定參照文獻(xiàn)[23]。苯丙氨酸解氨酶（PAL）活性測定參照文獻(xiàn)[24]。多酚氧化酶（PPO）活性測定參照文獻(xiàn)[25]。參照幾丁質(zhì)酶（CHT）活性試劑盒（蘇州科明科技有限公司產(chǎn)品）說明書測定幾丁質(zhì)酶活性。參照β-1，3葡聚糖酶（β-1，3-GA）活性試劑盒（蘇州科明科技有限公司產(chǎn)品）說明書測定β-1，3葡聚糖酶活性。

1.3 NAA 處理對玉米相關(guān)防衛(wèi)基因表達(dá)的影響

PAL基因、LOX（脂氧合酶）基因、SOD基因等是植物防衛(wèi)反應(yīng)中的關(guān)鍵基因^[26]。采集到不同處理玉米葉片后，參照植物RNA提取試劑盒（上海鈺博生物科技有限公司產(chǎn)品）說明書提取玉米葉片的總RNA，使用超微量紫外分光光度計(jì)（美國Thermofisher公司產(chǎn)品）測定RNA濃度和純度，并利用1%瓊脂糖凝膠電泳檢測總RNA的質(zhì)量。參照Evo M-MLV反轉(zhuǎn)錄試劑預(yù)混液（湖南艾科瑞生物工程有限公司產(chǎn)品）說明書進(jìn)行反轉(zhuǎn)錄得到單鏈cDNA，-20 ℃保存用于后續(xù)試驗(yàn)。

以玉米GADPH基因?yàn)閮?nèi)參基因，參照SYBR Green Pro Taq HS預(yù)混型qPCR試劑盒（湖南艾科瑞生物工程有限公司產(chǎn)品）說明書，采用Step One Plus實(shí)時(shí)PCR系統(tǒng)（美國Applied bio-systems公司產(chǎn)品） 進(jìn)行熒光定量 PCR。qPCR反應(yīng)總體系20.0 μL ，包括2X SYBRGreen Pro Taq HS Premix 10.0 μL、cDNA 2.0 μL、上下游引物各0.4 μL、4 μmol/L ROX 參比染料0.4 μL、無核糖核酸酶（RNase）水6.8 μL。qPCR反應(yīng)條件為95 ℃預(yù)變性30 s；95 ℃變性5 s，60 ℃退火30 s， 40次循環(huán)。目的基因與內(nèi)參基因的引物序列見表1，由上海生工股份有限公司合成。 使用2^-△△Ct方法計(jì)算基因相對表達(dá)量。

1.4 數(shù)據(jù)分析

采用Microsoft Excel軟件進(jìn)行制圖，利用SPSS軟件進(jìn)行處理間差異顯著性分析（Plt;0.05）。

2 結(jié)果與分析

2.1 不同濃度NAA對玉米瘤黑粉病病原菌菌絲生長的影響

不同濃度NAA對玉米瘤黑粉病病原菌菌絲生長的影響如表2所示。接種24 h后，0.5 mmol/L NNA處理的菌落面積與對照（CK）無顯著差異；1.0 mmol/L、1.5 mmol/L、2.0 mmol/L和2.5 mmol/L NAA處理的菌落面積分別比CK降低28.8%、21.6%、29.3%、25.5%。接種48 h后，2.0 mmol/L濃度的NAA處理的菌落面積比CK降低27.3%，其他濃度NNA處理的菌落面積與CK無顯著差異。由此可以看出， 2.0 mmol/L的NAA對玉米瘤黑粉病病原菌生長抑制效果較好。

2.2 NAA對玉米瘤黑粉病發(fā)生的影響

接種瘤黑粉病病原菌和不同濃度NAA處理后7 d的玉米植株葉片由圖1所示。從圖中可以看出，單獨(dú)接種病原菌對照（CK）玉米齊319葉片變黃，而掖478莖部嚴(yán)重畸形。接種病原菌+0.5 mmol/L NAA處理的齊319葉片少量變黃，掖478葉片少量變黃且有輕微的起皺扭曲。接種病原菌+1.0 mmol/L NAA處理的齊319葉片變黃，掖478葉片變黃且起皺。接種病原菌+1.5 mmol/L NAA處理的齊319和掖478葉片均大量變黃，葉片起皺和扭曲。接種病原菌+2.0 mmol/L NAA處理的齊319葉片未見發(fā)病癥狀，而掖478葉片有少量變黃。接種病原菌+2.5 mmol/L NAA處理的玉米齊319和掖478葉片都變黃。上述結(jié)果表明接種NAA能提高玉米植株抗瘤黑粉病的能力，NAA的適宜濃度為2.0 mmol/L。

2.3 NAA對玉米葉片中抗氧化酶活性的影響

接種適宜濃度（2.0 mmol/L）NAA對齊319和掖478葉片SOD、POD、CAT等抗氧化酶活性的影響如圖2所示。從圖中可以看出，隨著接種后處理時(shí)間的增加，各處理SOD活性、POD活性和CAT活性均呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢，活性高峰出現(xiàn)在接種后48 h。接種后48 h，齊319接種病原菌+NAA（QNA）處理的SOD活性顯著高于接種病原菌（QCK）處理，而掖478接種病原菌+NAA（YNA）處理的SOD活性與接種病原菌（YCK）處理無顯著差異。接種后48 h，2個(gè)品種接種病原菌+NAA處理的玉米葉片POD活性顯著高于接種病原菌處理和接種無菌水對照，其中，齊319和掖478接種病原菌+NAA處理的玉米葉片POD活性分別比接種無菌水對照增加34.5%和34.9%，齊319和掖478接種病原菌處理的玉米葉片POD活性分別比接種無菌水對照增加9.8%和14.1%。同樣，接種后48 h，2個(gè)品種接種病原菌+NAA處理的玉米葉片CAT活性亦顯著高于單獨(dú)接種病原菌對照和接種無菌水對照，其中，齊319和掖478接種病原菌+NAA處理的玉米葉片CAT活性分別比接種無菌水對照增加76.6%和85.9%，齊319和掖478接種病原菌處理的玉米葉片POD活性分別比接種無菌水對照增加15.6%和30.8%。接種后48 h，相同處理下齊319玉米植株的POD活性與CAT活性均高于掖478，說明抗病品種的抗逆性強(qiáng)于感病品種。上述結(jié)果表明，2.0 mmol/L NAA處理可以提高玉米葉片中抗氧化物酶的活性，增加玉米葉片抗病能力，減輕瘤黑粉病對玉米植株造成的傷害。

2.4 NAA對玉米葉片中丙二醛（MDA）含量的影響

接種NAA對玉米葉片MDA含量的影響如圖3所示。從圖中可以看出，接種處理后48 h，齊319接種病原菌+NAA處理（QNA）的葉片MDA含量比單獨(dú)接種病原菌對照（QCK）降低22.3%；而掖478接種病原菌+NAA處理（YNA）的葉片MDA含量比單獨(dú)接種病原菌對照（YCK）低6.9%。接種處理后24 h，2個(gè)品種接種病原菌+NAA處理的玉米葉片MDA含量顯著低于單獨(dú)接種病原菌對照和接種無菌水對照。上述結(jié)果說明接種NAA處理能降低玉米葉片MDA含量，即減輕玉米瘤黑粉病對植株細(xì)胞內(nèi)膜系統(tǒng)造成的損害。

2.5 NAA對玉米葉片中脯氨酸含量的影響

接種NAA對玉米葉片脯氨酸（Pro）含量的影響如圖4所示。從圖中可以看出，各處理接種處理后葉片Pro含量呈現(xiàn)先增加后減小的趨勢，峰值出現(xiàn)于接種后48 h。接種后48 h，齊319接種病原菌+NAA處理（QNA）的葉片Pro含量分別比單獨(dú)接種病原菌對照（QCK）和接種無菌水對照增加65.9%和70.8%；掖478接種病原菌+NAA處理（YNA）和單獨(dú)接種病原菌對照（YCK）的葉片Pro含量分別比接種無菌水對照增加21.3%和10.9%，接種病原菌+NAA處理（YNA）和單獨(dú)接種病原菌對照（YCK）的葉片Pro含量差異顯著。上述結(jié)果表明，接種NAA能增強(qiáng)玉米葉片Pro含量，減輕玉米瘤黑粉病對玉米植株的傷害。

2.6 NAA對玉米葉片中抗病相關(guān)酶活性的影響

接種NAA對玉米葉片抗病相關(guān)酶活性的影響如圖5所示。從圖中可以看出，在接種后4 d內(nèi)，隨著時(shí)間的增加，各處理葉片PAL、PPO、CHT、β-1，3-GA等酶的活性均呈現(xiàn)先增加后減小的變化趨勢，活性高峰均出現(xiàn)在處理后的48 h。處理后48 h，接種病原菌+NAA處理的掖478（YNA） PAL活性比單獨(dú)接種病原菌對照（YCK）高6.14%，接種病原菌+NAA處理的齊319（QNA）PAL活性比單獨(dú)接種病原菌對照（QCK）高3.60%。處理后48 h，接種病原菌+NAA處理的掖478（YNA） 玉米PPO活性比單獨(dú)接種病原菌對照（YCK）高38.60%，接種病原菌+NAA處理的齊319（QNA）PPO活性比單獨(dú)接種病原菌對照（QCK）高37.34%。接種處理后48 h，接種病原菌+NAA處理的掖478（YNA） CHT活性比單獨(dú)接種病原菌對照（YCK）高23.36%，接種病原菌+NAA處理的齊319（QNA）CHT活性比單獨(dú)接種病原菌對照（QCK）高23.54%。接種病原菌+NAA處理的掖478（YNA）β-1，3-GA活性比單獨(dú)接種病原菌對照（YCK）高27.47%，接種病原菌+NAA處理的齊319（QNA）β-1，3-GA活性比單獨(dú)接種病原菌對照（QCK）高31.36%。總之，2.0 mmol/L NAA處理可以增強(qiáng)玉米葉片中PAL、CHT、PPO、β-1，3-GA等酶的活性，從而增強(qiáng)玉米抵御病害的能力。相同處理下，齊319的抗病相關(guān)酶活性總體上高于掖478。

2.7 接種NAA對玉米防衛(wèi)相關(guān)基因表達(dá)量的影響

接種NAA后，玉米葉片SOD、PAL、LOX等基因相對表達(dá)量的變化如圖6所示。從圖中可以看出，2個(gè)玉米品種單獨(dú)接種病原菌（YCK、QCK）后12～96 h 葉片SOD、PAL、LOX基因的相對表達(dá)量總體上均顯著高于接種無菌水對照（YCKW、QCKW），而接種病原菌+NAA處理（QNA、YNA）的葉片SOD、PAL、LOX基因的相對表達(dá)量又高于單獨(dú)接種病原菌對照。隨著接種后時(shí)間的增加，接種無菌水對照的葉片SOD、PAL、LOX基因的相對表達(dá)量總體變化不大，而單獨(dú)接種病原菌對照（YCK、QCK）和接種病原菌+NAA處理（YNA、QNA）的葉片SOD、PAL、LOX基因相對表達(dá)量總體呈現(xiàn)先增加后減少的趨勢，接種處理后48 h相對表達(dá)量均達(dá)到最大值。接種處理后48 h，接種病原菌+NAA處理的掖478（YNA）葉片SOD、PAL、LOX基因相對表達(dá)量比單獨(dú)接種病原菌對照（YCK）分別增加52.44%、43.57%、47.44%；接種病原菌和NAA處理的齊319（QNA）葉片SOD、PAL、LOX基因相對表達(dá)量比單獨(dú)接種病原菌對照（QCK）分別增加 56.83%、10.69%、81.08%?？傊?，2.0 mmol/L NAA接種處理能提高玉米SOD、PAL、LOX等基因的相對表達(dá)量，進(jìn)而減輕瘤黑粉病病原菌對玉米植株的傷害。

3 討論與結(jié)論

生長素與植物抗病性密切相關(guān)。一定濃度的吲哚乙酸（IAA）可以促進(jìn)鷹嘴豆枯萎病病原菌（鐮孢菌）的生長^[27]。外源施用生長素可有效減輕黃色鐮孢菌導(dǎo)致的大麥病害以及產(chǎn)量損失^[28]。適宜濃度的萘乙酸可緩解洋蔥根系銅脅迫^[29]和棉花枯萎病病癥^[30]。本研究結(jié)果表明，2.0 mmol/L NAA對玉米瘤黑粉病病原菌有明顯抑制作用，與前人研究結(jié)果一致。

受瘤黑粉病病原菌侵染后，玉米植株SOD、POD、CAT等酶的活性增強(qiáng)，這有利于清除過量的活性氧（ROS）^[31-32]。Paranidharan等^[33]研究結(jié)果表明，茄立枯絲核菌感染水稻后，水稻植株中SOD活性升高。本研究中用2.0 mmol/L NAA處理玉米植株后SOD、POD、CAT等酶的活性同樣有所增加，且抗病品種齊319酶活性總體高于感病品種掖478，說明接種NAA可以增強(qiáng)玉米在瘤黑粉病病原菌脅迫下對過氧化物的清除能力，減輕膜脂過氧化的程度，從而減輕病害對玉米植株的傷害。

在病原菌脅迫下，植物細(xì)胞會發(fā)生膜脂過氧化，膜系統(tǒng)會遭到破壞，MDA含量增加，這些過程會導(dǎo)致細(xì)胞膜損傷和細(xì)胞死亡，進(jìn)而抑制植物的生長發(fā)育^[34]。本研究同樣發(fā)現(xiàn)，在瘤黑粉病病原菌脅迫下，玉米葉片MDA含量上升；而在接種2.0 mmol/L NAA后，玉米葉片中MDA含量下降，且抗病品種齊319的MDA含量總體低于感病品種掖478，說明外源施用NAA能提高病原菌脅迫下玉米細(xì)胞膜的完整性，降低瘤黑粉病對玉米植株的傷害。

脯氨酸是植物體內(nèi)的重要滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)之一^[35]。本研究中，接種2.0 mmol/L NAA后，玉米葉片脯氨酸含量有一定程度的增加，且抗病品種脯氨酸含量總體高于感病品種，這和張菊平等^[36]的研究結(jié)果一致。說明接種NAA能增強(qiáng)玉米植株細(xì)胞的滲透調(diào)節(jié)能力。

PAL是植物體內(nèi)普遍存在的防御酶系統(tǒng)，其活性可反映植物對脅迫的抗性^[37]。PPO是一種重要的酶，它不僅影響著植物生長素代謝，還影響著植物細(xì)胞壁的合成。PPO活性升高時(shí)植物代謝水平升高和呼吸作用增強(qiáng)^[38]。β-1，3-葡聚糖酶和CHT廣泛存在于高等植物體內(nèi)，協(xié)同防御病原菌的侵害，提高植物的抗病性^[39]。本研究結(jié)果表明，受到瘤黑粉病病原菌脅迫后，玉米葉片中的PAL、CHT、β-1，3葡聚糖酶、CHT的活性會增加，在接種病原菌+NAA處理后，能進(jìn)一步提高PAL、CHT、β-1葡聚糖酶、PPO等酶的活性，增強(qiáng)玉米抗瘤黑粉病的能力，且抗病品種表現(xiàn)優(yōu)于感病品種，這與Szoke等^[14]的研究結(jié)果一致。

陳莉莎等^[40]研究結(jié)果表明，SOD基因在植物應(yīng)答低溫等逆境脅迫中起重要作用。喬剛^[41]研究發(fā)現(xiàn)LOX基因可能參與小立碗蘚對灰霉菌的防御反應(yīng)。PAL是植物體內(nèi)普遍存在的防御酶系統(tǒng)，其活性可體現(xiàn)植物對逆境脅迫的抗性，植物感病后，PAL在抗病性高的品種中的表達(dá)量高于感病品種^[42]。本研究結(jié)果表明利用2.0 mmol/L的NAA處理玉米植株后48 h，SOD、PAL、LOX等基因的表達(dá)量被誘導(dǎo)上調(diào)表達(dá)，并且顯著高于單獨(dú)接種瘤黑粉病病原菌的對照，說明萘乙酸可以誘導(dǎo)相關(guān)防衛(wèi)基因的表達(dá)量上調(diào)，提高玉米對瘤黑粉病的抵抗能力，這與喬露露^[43]的研究結(jié)果相似。

綜上所述，玉米植株受到瘤黑粉病病原菌侵染后接種2.0 mmol/L NAA溶液可提高多種抗氧化酶和抗病相關(guān)酶的活性以及滲透物質(zhì)含量，降低MDA 含量，同時(shí)誘導(dǎo)玉米防衛(wèi)基因SOD、PAL、LOX的表達(dá)量上調(diào)，且齊319葉片抗氧化酶活性、抗病相關(guān)酶活性、滲透調(diào)節(jié)物質(zhì)及玉米相關(guān)防衛(wèi)基因表達(dá)量等提高效果都優(yōu)于掖478，這可能與品種自身的抗病能力有關(guān)。本研究結(jié)果為利用NAA進(jìn)行玉米瘤黑粉病的防治提供依據(jù)。

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（責(zé)任編輯：石春林）