局部重压对黄瓜幼苗中抗逆性酶.ppt

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局部压力对黄瓜幼苗中抗病性相关酶的诱导效果 Effect of local stress induction on resistance-related enzymes in cucumber seeding Hu-cheng Zhaoa,?, Huan Zhaoa,b, Bo-chu Wang b, Jing-bo Wang Colloids and Surfaces B: Biointerfaces 43 (2005) 37–42 摘要和关键词 摘要:在我们目前的研究中发现压力刺激能够明显地诱导黄瓜对病原真菌的抗性,可以成为一类诱导子.我们对黄瓜叶片进行压力处理后,与植物抗病性非常相关的酶活性明显增加了.譬如说苯丙氨酸解氨酶(PAL),过氧化物酶(POD)和多酚氧化酶(PPO).并且通过对几丁质酶和β-1,3-葡聚糖酶活性的观察,发现病程相关蛋白的表达也被激活了.数据显示压力刺激植物抗性的一个机制可能是通过诱导植物的抗病反应,此反应能产生许多抗菌的化合物来有效地抵御病原菌的侵染. 关键词:诱导抗性;压力刺激;抗病性相关酶;信号转导 1.概论 植物诱导抗性的研究目前是一个非常有活力和前景的领域,所以生理学家,病理学家和生物化学家都投入了极大的关注. 诱导抗性可以通过生物的或非生物的诱导子刺激获得,譬如说无致病性的真菌,细菌,病毒,真菌细胞壁的降解物和一些化学物质.最近,有报道说一些物理的诱导子(紫外线,高温,低温,电磁波,机械创伤等)对诱导抗性方面有显著的效果. 当病原菌想要侵入植物,对于它们来说第一个障碍物就是植物细胞壁.然而细胞壁不仅可以成为病原菌入侵的物理屏障,而且也可以参与到与抗性相关的信号通路中,传递信号到细胞质. 病原菌侵入植物细胞壁有二种路线.一种是通过病原菌分泌化学物质酶解植物细胞壁来实现,另一种途径则是对植物细胞壁产生一个巨大且持久的物理压力刺激.此刺激将会产生一个机械应激信号,随后能触发与细胞壁相关的防御反应.举例来说,用一根针机械地穿入一个细胞将会引发它尖端的(胼)胝质沉积. 局部压力能够诱导核和细胞质的易位,活性氧的胞内爆发,以及与防御相关的基因转录. 最近发现局部机械刺激的感知可能与整合素介导的细胞壁和质膜之间的粘附有关.从中可以估测出出现上述现象的原因.通过对细胞外基质-整合素-细胞骨架系统的研究,推测植物中压力信号转导的途径与哺乳动物细胞中的类似.与细胞壁相关联的防御物的表达包括植物细胞壁和横跨质膜的胞质溶胶之间的交流. 诱导子通常能引起抗性相关酶的改变.在本研究中,我们利用局部压力作为一类物理诱导子去诱导黄瓜幼苗的抗性,并分析了PAL, POD, PPO的变化情况,这些酶活的变化对于植物增强抵抗病原菌侵染的能力有帮助. 然而,物理诱导子诱导植物抗性的研究才刚起步.在此,我们首次研究了压力刺激对普通植物的诱导效果.结果显示:压力刺激能有效地诱导出黄瓜幼苗的抗性,从而能抑制黄瓜黑星病菌.并且我们分析了压力对黄瓜抗病性相关酶的影响.此外,对压力的信号转导途径进行了初步了讨论. 2.材料和方法 2.1植物和真菌材料 生长在温室中的22天健康黄瓜幼苗将用于压力诱导实验. 黄瓜品种为山东的一种易受真菌感染的品种. 接种黄瓜的病原菌为黄瓜黑星病菌. 2.2压力刺激的实验模型 用一个2cm×2 cm的盖玻片覆盖在黄瓜的第一片真叶上,然后放不同重量的重物于玻片上,这样就能在黄瓜叶片上产生一个局部的且持续的压力刺激. 2.3接种黄瓜黑星病菌 在进行压力刺激的一天后,开始对黄瓜幼苗接种以检测诱导效果。用每毫升含有2×106 孢子的孢子悬液处理整株幼苗。之后用透明的塑料薄膜罩住植物以保持潮湿,这样对侵染有帮助。 2.4评价诱导效果 在接种后的第四天(此时对照已显示出严重的感染症状),调查各种处理的感染状况。感染分级标准和感染指数的计算参考文献Zhu and Chen[16]. 3.抗病性相关酶分析 3.1酶液的制备 分别称取不同取样时间和处理的黄瓜叶片0.5g ,加入pH6.0 的0.05mol/l磷酸缓冲液1.5ml,在冰浴上研磨成匀浆。然后于4℃下15000rpm离心20分钟。上清液即为酶提取液。 3.2 PAL活性分析 PAL活性分析参照文献Liu [17]。在与底物反应之后,于290nm测定OD值。所有酶活分析重复二次。 3.3 POD活性分析 参照文献Liu [17],于470nm测定OD值. 3.4 PPO活性分析 参照文献Liu [17]和Reuven[18],于398nm测定OD值. 3.5 PR蛋白的检测 β-1,3-葡聚糖酶和几丁质酶活性分析分别参照文献[19]和[20]. 4.结果 比

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