(Botryosphaeria dothidea)互作中SA 和.PDF

杨树(Populus spp.)与茶藨子葡萄座腔菌 (Botryosphaeria dothidea)互作中SA 和 H O )的信号转导特征 2 2 马健，刘振宇，严东辉， 吕全，梁军， 张星耀 （1 国家林业局森林保护学重点实验室，中国林业科学研究院森林生态环境与保护研究所，北京 100091； 2 山东农业大学植保学院，山东 泰安 271000） 摘 要：本研究以毛白杨(Populus tomentosa)和北京杨(Populus × beijingensis)为试验材料，探 讨了杨树与溃疡病菌(Botryosphaeria dothidea) 互作过程中的信号转导，重点分析了水杨酸 （SA ）、水杨酸甲酯（MeSA ）和过氧化氢（H O ）作为信号分子的作用及其信号转导特征， 2 2 主要研究结果如下：1.接种B. dothidea 后，毛白杨中游离态SA含量显著升高，接种后6h开 始增加，72h时达到最高值，随后又下降，而对照中游离态SA的含量变化不明显；相对于结 合态SA而言，游离态SA含量的变化总是相对敏感且显著；不同抗性杨树接种B. dothidea后 SA含量变化具有显著差异，毛白杨呈现出上述SA作为信号分子的典型功能特征，而北京杨 接种B. dothidea后内源SA含量变化不显著，没有出现SA的迅速积累现象。证实SA参与了毛 白杨与B. dothidea 的互作过程，SA主要以游离态形式参与杨树抗病防卫反应，同时显示了杨 树对溃疡病的抗性与杨树体内游离态SA的积累密切相关。2. 针对杨树与B. dothidea互作中 SA的合成途径进行研究，发现B. dothidea接种毛白杨后6-12h苯甲酸（BA ）的含量呈下降趋 势，同时苯甲酸2-羟化酶（BA2H ）活性显著升高，随着接种时间的延长，BA含量增加，而 苯丙氨酸解氨酶（PAL ）活性显著升高，说明B. dothidea侵染毛白杨后，BA 由BA2H催化形 成SA，但接种后期BA2H酶活性受到抑制导致BA含量的增加；与毛白杨相比较，北京杨接 种后植物体内BA含量变化表现为缓慢上升趋势，整个接种期间没有出现BA含量下降现象； 同时研究结果还显示，毛白杨在接种后48-72h，游离态SA与结合态 SA 的含量变化呈相反 趋势，推测存在结合态SA 向游离态SA转化的现象。3. 检测了B. dothidea 与杨树互作中水杨 酸（SA）与水杨酸甲酯（MeSA ）的相互转化特征。在不同抗性杨树中SA 和 MeSA含量水 平不同，SA 和 MeSA 的变化具有一定的关系；接种B. dothidea后，毛白杨被诱导导致MeSA 含量水平变化显著，并在接种后48h时出现峰值，而北京杨MeSA含量没有显著变化；MeSA 和SA含量变化特征揭示，接种后48h MeSA含量达到最大值，伴随着SA含量达到峰值，MeSA 含量随之急剧下降，而SA含量却急剧上升，表现出一个在量上的可能转化特征；经对杨树 SABP2与SAMT两个基因的克隆及其RT-PCR分析发现，毛白杨接种B. dothidea后，SAMT在12h 时表达量达到最大值，SABP2则在接种后48h 时表达量达到最大值，但接种前期其表达受到 抑制，这与SA和MeSA含量变化相一致，进一步表明在接种点存在MeSA与SA相互转化的现 象；同一植株接种后，在未被感染部位，毛白杨中MeSA与SA含量均呈现上升趋势，与接种 部位相比较，未感染组织MeSA 的含量水平开始上升时间晚，且最高值小，未感染组织中SA 的含量比接种点SA的含量低，而北京杨中这两种信号分子并没有显著变化；毛白杨未受感 染组织中SABP2基因相对表达量在整个接种期间均处于上调状态，且比接种部位SABP2 的表 达更活跃，而SAMT 的表达量变化不显著，上调幅度不大，这些现象表明，在杨树与溃疡病 菌互作体系中接种部位与未受感染部位均存在SA与MeSA通过SABP2与SAMT进行相互转 化的现象。 4. 测定了过氧化氢 (H O ) 作为第二信使在B. dothidea 与杨树互作中的作用。