串珠镰刀菌毒素对玉米幼苗根系保护性酶活影响.doc

串珠镰刀菌毒素对玉米幼苗根系保护性酶活影响摘要：研究串珠镰刀菌（Fusarium moniliform）毒素诱导玉米保护性酶活性变化与品种抗性的关系，为利用串珠镰刀菌毒素快速筛选抗病品种奠定基础。以串珠镰刀菌毒素处理玉米幼苗，测定玉米根系POD、PAL和PPO活性的变化。结果表明，抗病、感病品种玉米根系的保护性酶对串珠镰刀菌毒素的诱导反应不同。抗病、感病品种玉米幼苗用串珠镰刀菌毒素处理后，POD、PAL、PPO活性均有所提高，且随处理时间延长，其活性变化呈先升高、后降低趋势。在处理期间，抗病品种的酶活性高峰高于感病品种，表明抗病品种保护性酶对毒素敏感性高于感病品种；抗病品种的POD和PPO相关性强于感病品种。 关键词：串珠镰刀菌；苯丙氨酸解氨酶；多酚氧化酶；过氧化物酶；玉米 中图分类号：S432.1 文献标识码：A 文章编号：0439-8114（2012）20-4517-03 玉米苗枯病是世界各玉米产地广泛发生、危害严重的玉米苗期病害之一。近几年，由于大量种植感病品种、种子带菌、生长前期不良气候以及粗放的栽培管理等原因，该病害呈现出发病范围、发病面积、危害程度均增大的趋势，已经成为玉米生产上亟待解决的问题。玉米苗枯病的主要病原菌为串珠镰刀菌（Fusarium moniliform），它可以联合多种病原菌复合侵染玉米根系，抑制玉米根系生长，造成玉米根系死亡[1]。串珠镰刀菌为兼性寄生菌，且寄主范围广泛[2]。在侵染过程中，串珠镰刀菌先将寄主细胞杀死，从死亡组织中获取营养，然后侵染扩展至其他组织，能够引起玉米秧苗枯萎，造成茎、穗、根及种子腐烂。玉米病株根部生长受抑制是串珠镰刀菌所产生的毒素作用的结果[3]，串珠镰刀菌毒素在病菌的侵染过程中起着重要作用。 病原物侵染可引起植物一些与酚类代谢相关的酶的活性变化，其中最常见的是苯丙氨酸解氨酶（PAL）、过氧化物酶（POD）、多酚氧化酶（PPO）活性发生变化，这些酶活性的变化与植物的抗病机制有密切关系[4]。串珠镰刀菌毒素是导致玉米发病的重要致病或致毒因子，能够抑制玉米根系生长，造成玉米根系细胞膜破坏[5]，关于该毒素造成玉米根系保护性酶变化情况鲜有研究报道。 为了明确串珠镰刀菌毒素对玉米根系保护性酶的影响，试验以经毒素处理后的玉米根系POD、PAL和PPO活性变化为研究对象，以期揭示毒素诱导抗病和感病品种防御酶系活性变化与品种抗性的相互关系，为利用毒素筛选抗病基因、加速抗病育种奠定基础。 1 材料与方法 1.1 供试玉米品种 郑单958、浚单32，其中浚单32为抗病品种，郑单958为感病品种。 1.2 串珠镰刀菌毒素制备 供试串珠镰刀菌接种于液体培养基（50 g马铃薯加水1 000 mL煮汁过滤，滤液加20 g蔗糖） 中，25 ℃振荡培养5 d后，用2层无菌纱布过滤，滤液3 000 r/min离心15 min，取上清液过滤灭菌后稀释至10%作为毒素。 1.3 测定和数据分析 将在无菌土中培养至2～3叶期的玉米幼苗连根拔起，冲洗干净，浸入盛有毒素的烧杯里，每烧杯处理20棵幼苗，以10%液体培养基处理为对照（CK）。3次重复。处理时间分别为2、4、6、12、24、36 h，分别测定POD、PAL和PPO活性。POD活性测定采用愈创木酚法[6]，PAL活性测定采用苯丙氨酸法[7]，PPO活性测定采用邻苯三酚法[8]。用SPSS软件进行数据分析。 2 结果与分析 2.1 毒素对玉米根系PAL活性的影响 毒素对玉米根系PAL活性的影响见图1。由图1可见，毒素处理后，2个品种的PAL活性发生明显的变化。随毒素处理时间的延长，PAL活性呈先升高后降低趋势；抗病品种浚单32的PAL活性高于感病品种郑单958；毒素处理2～6 h，2个品种的PAL活性快速增加，处理6 h时均达到最大值，处理6～24 h，2个品种的PAL活性迅速下降。毒素处理24 h后，郑单958的PAL活性接近浚单32，处理24 h后2个品种的PAL活性均降到最低点。对照2个品种的PAL酶活性变化不大。 2.2 毒素对玉米根系POD活性的影响 毒素对玉米根系POD活性的影响见图2。由图2可见，毒素处理后，2个品种根系的POD活性均明显升高，且随毒素处理时间的延长呈先升高后降低的趋势，处理12 h活性达到高峰，然后逐渐下降。毒素处理2～6 h，抗病、感病品种的POD活性差异不大。毒素处理12～36 h，抗病品种浚单32的POD活性高于感病品种郑单958。对照2个品种的POD活性变化不大。 2.3 毒素对玉米根系PPO活性的影响 毒素对玉米根系PPO活性的影响见图3。由图3可见，毒素处理后，2个品种的PPO活性变化趋势基本一致，均为先升高后降低。毒素处理2～6 h，抗