全 文 ：2013 年 第 12 期
CHINA PLANT PROTECTION 2013 ,Vol ．33 ．No ．12
植物本身拥有一套复杂的抵御病原物入侵的防
御机制。其中，SOD（超氧化物歧化酶）是存在于膜系
统中的一种抵御活性氧伤害的保护性酶。 病原菌在
与寄主相互识别和斗争的过程中， 迫使寄主体内产
生超出正常水平的活性氧，干扰了正常的代谢功能，
而 SOD能将活性氧歧化生成 H2O2，从而降低了活性
链霉菌 769 诱导对百日草抗病性的影响
张振鲁
1，2，3
， 隋 丽
2
， 张佳诗
2
， 李启云
2
， 王金刚
3
汪洋洲
2
， 盛 岩
1*
， 杜 茜
2*
（1. 中国人民大学环境学院，北京 100872； 2. 吉林省农业科学院植物保护研究所/农业部东北农作物有害生物综合
治理重点实验室，吉林 长春 130033； 3. 东北农业大学园艺学院，黑龙江 哈尔滨 150030）
摘要： 以百日草为试验材料， 测定了在链霉菌 769 诱导下百日草生长势的变化及植株体内与抗病相关酶的活性变
化。结果表明，在喷施 104 cfu/mL 链霉菌 769 的影响下，百日草株高、节间长和花梗长与对照相比显著缩短，而节数却
显著增加，这种变化使百日草植株趋向于矮化和多分枝。同时，链霉菌 769 亦可诱导与抗病相关酶的活性变化。其中
SOD、PAL 的活性与对照相比持续增强，CAT 的活性与对照相比持续下降。 试验表明，链霉菌 769 可激发植株早期防
御反应，增强其对植物病害的抗性。
关键词： 链霉菌 769； 百日草； 植物抗病性； 相关活性酶
中图分类号：S482.28 文献标识码：A 文章编号：1672-6820（2013）12-0014-04
Inducing effect of Streptomyces gongzhulingensis 769 on systemic resistance
of Zinnia elegans
Zhang Zhenlu1,2,3, Sui Li2, Zhang Jiashi2, Li Qiyun2, Wang Jingang3
Wang Yangzhou2, Sheng Yan1, Du Qian2
（1.School of Environment and Natural Resources, Renmin University of China, Beijing 100872, China; 2. Institute of Plant
Protection， Jilin Academy of Agricultural Sciences/Key Laboratory of Integrated Pest Management on Crops in Northeast,
Ministry of Agriculture, P. R. China, Changchun Jilin 130033, China; 3. College of Horticulture, Northeast Agricultural
University, Harbin Heilongjiang 150030, China）
Abstract: Changes of Zinnia elegans growth potential and activity of the defense enzymes after treated with Streptomyces
gongzhulingensis 769 fermentation production were revealed. The results showed that plant height, internode length and
pedicel length of treated ones were shorter, while amounts of nodes were more compared with negative ones, and resulted
to dwarf and multi-branches. S. gongzhulingensis 769 showed effect on activity of defense enzymes. Compared with the
negative, activity of SOD and PAL of treated ones were constantly enhanced while CAT was constantly decreased. It indi-
cated that S. gongzhulingensis 769 can active plants’ earlier defense reaction and enhanced diseases resistance.
Key words: Streptomyces gongzhulingensis 769; Zinnia elegans; plant disease resistance； related anzyme activity
收稿日期：2013-09-12
基金项目：吉林省农业科学院植保所青年基金项目（zbs2010-01）
作者简介：张振鲁，硕士研究生，研究方向为农业微生物与分子生物学。 E-mail：zhangzhenluwenchao@163.com
*通讯作者：盛岩，副教授，研究方向为生态学。 E-mail：shengyan@ruc.edu.cn
杜茜，副研究员，研究方向为农业微生物。 E-mail：dqzjk@163.com。
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氧的毒害。过氧化氢虽然是植物体内的代谢产物，但
过氧化氢的积累亦可导致破坏性的氧化作用。 CAT
（过氧化氢酶）是植物体内另一重要的活性氧消除系
统，可以消除过氧化氢。CAT是一类含有血红素辅基
的四聚体酶，其通过催化过氧化氢转变成水和氧气，
从而使需氧生物体免受过氧化氢的毒害。 PAL（苯丙
氨酸解氨酶） 是苯丙烷类代谢途径中的关键酶和限
速酶，是催化产生植物次生代谢产物（木质素、植保
素及黄酮等）的关键酶。由于该途径的中间代谢产物
如酚类以及终产物如木质素等与植物防御病原菌侵
染有关。 所以，PAL 常被作为植物抗病性的生化指
标。 干旱、水分、病害等逆境胁迫下导致的活性氧的
积累刺激了 SOD、CAT活性的变化，继而导致植物体
内 POD（过氧化物酶）和 PPO（多酚氧化酶）活性的提
高，能将酚类化合物氧化为醌类物质。该醌类化合物
可破坏氧化还原电位， 钝化病原菌产生胞外毒素和
酶类。 同时，也能将酚类物质转化成木质素、植保素
等，阻止病原菌进一步侵入，而 PAL 作为催化植物
次生代谢产物生成的关键酶亦参与其中。 故这些酶
活性的变化与植物的抗逆、抗病性有密切的关系。
链霉菌 769 为 20 世纪 60 年代末由吉林省农
业科学院专家从公主岭土壤中分离到的 1 株生防
菌株［1］，具有较广的抑菌谱 ［2］，并且可以诱导水稻植
株体内抗病相关防御酶活性的变化， 提高植株的抗
病性［3］。 百日草是一个不抗病的种，容易感染由交链
孢属真菌和黄单孢杆菌引起的叶片坏死斑点病和白
粉病，以及黑斑病、花叶病等病症 ［4］。 百日草为菊科
百日草属一年生草本植物，是夏、秋两季花坛常用花
卉，可用来布置花带、花境及花丛等园林景观，是城
市美化绿化主栽品种之一， 也是世界上广泛栽培的
著名草花之一。百日草的育种目标多为选育矮型、大
花、重瓣性佳、抗逆性强、生长健壮、整齐一致的百日
草 F1代新品种。 本研究以百日草为试验材料，测定
了适当浓度的链霉菌 769的喷施对百日草生长势的
影响及在链霉菌 769诱导下百日草植株体内抗病相
关酶活性的变化， 以探讨链霉菌 769对植物抗病性
的诱导。 本研究揭示链霉菌 769诱导植物的产生抗
病性改变的生理生化机制， 为链霉菌 769提高植物
抗病性机理的深入研究及其在生产上的应用提供理
论基础。
1 材料与方法
1.1 试验材料
百日草梦境系列和链霉菌 769 菌种由吉林省
农业科学院植物保护所生物农药实验室提供。 百日
草黑斑病病菌即百日草链格孢真菌 （Alternaria
zinniae）由本实验室分离保存。
链霉菌 769发酵液［5］。
1.2 试验方法
1.2.1 链霉菌 769对百日草生长势的影响
在温室中播种百日草，播种后 40 d 选择生长一
致的百日草，以 25株为 1个处理，设置 5次重复。在
前期试验中筛选出田间喷施的链霉菌 769发酵液最
佳浓度为 104 cfu/mL，分别用清水为对照和孢子浓度
为 104 cfu/mL 的链霉菌 769 发酵液从苗期到盛花期
共喷施 4次。 每次每株喷施菌液 2 mL。 然后在盛花
期测定其生长势。 考察指标主要为主茎直径、株高、
最大叶长、最大叶宽、节间长度、节数、分枝数量、花
梗长度、花头直径等。
1.2.2 链霉菌 769诱导百日草防御酶活性的测定
试验以 104 cfu/ml 的链霉菌 769 发酵液喷雾处
理百日草幼苗，以清水作为对照。 每组处理 30 株。
取处理前及处理后 1、2、3、4、5、6、7 d 的叶片，提取
粗酶液，检测不同时间点百日草叶片中相关防御酶
活性的变化。 其中，SOD 的提取及酶活性测定采用
氮蓝四唑法 ［6-7］，CAT 的提取及酶活性测定采用紫
外吸收法［8-9］，PAL 酶活性测定参照郭晓静等的方法
进行［10-11］。
2 结果分析
2.1 链霉菌 769对百日草生长势的影响
根据盆花生产的需要，创造出造型美观、株型矮
小、紧凑、茎秆粗壮、花繁叶茂，观赏价值高的微型花
卉是花卉生产的发展方向［12-13］。 本研究是在前期试验
中已经明确的最佳浓度， 当浓度为 106cfu/mL时引起
百日草严重枯萎直至死亡。 因此， 采用了浓度为 104
cfu/mL的链霉菌 769发酵液处理百日草，在盛花期测
定其生长势，测定各因子的数据的平均值如表 1。结果
分析表明，除节数、分枝数大于对照外，其他的指标与
对照相比均有所下降。 其中，链霉菌 769的喷施对百
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处理
主茎直径
（mm）
株高
（cm）
最大叶长
（cm）
最大叶宽
（cm）
节间长
（cm）
节数
（个）
分枝数
（个）
花梗长
（cm）
菌液 2） (10.16±0.54)aA (75.14±2.85)bB (10.63±0.35)aA (5.47±0.20)aA (8.72±0.40)bB (11.36±0.63)aA (12.36±1.47)aA (7.78±0.73)bB
CK（清水） (10.28±0.48)aA (86.41±2.78)aA (11.59±0.34)aA (5.83±0.17)aA (11.42±0.56)aA (8.52±0.70)bB (10.24±1.40)aA (10.89±0.81)aA
变化值 -0.12 -11.27 -0.96 -0.36 -2.70 2.84 2.12 -3.11
表 1 链霉菌 769 发酵液对百日草生长势的影响 1）
1） 表中数据为平均值±标准误。
2） 链霉菌 769 发酵液孢子浓度为 104 cfu/mL；从苗期到盛花期共喷施 4 次，喷液量为 2 mL/次。
90
80
70
60
50
40
30
20
10
0
链霉菌 769 处理
CK
0 1 2 3 4 5 6 7
时间（d）
图 1 链霉菌 769 发酵液处理对百日草叶片
SOD 活性的影响
链霉菌 769 发酵液菌液浓度为 104 cfu/mL；CK 为清水对照
SO
D
活
性
（ U
/d
）
70
60
50
40
30
20
10
0
链霉菌 769 处理
CK
0 1 2 3 4 5 6 7
时间（d）
图 2 链霉菌 769 发酵液处理对百日草叶片
CAT 活性的影响
链霉菌 769 发酵液菌液浓度为 104 cfu/mL；CK 为清水对照
CA
T
活
性
（ U
/g·
m
in
）
日草生长势影响差异显著的几个指标包括株高、节间
长、节数、分枝数和花梗长，变化比率分别为 13.04%、
19.00%、33.33%、20.70%和 28.56%。 在链霉菌 769的
影响下， 百日草的生长势和株型趋向于矮化和多分
枝。 这种改变有助于增强植株的抗病性，也符合百日
草的育种目标。证明链霉菌 769可以影响植株的生长
发育，使其在逆境条件下更好的完成生长周期。
2.2 链霉菌 769对百日草防御相关酶活性的影响
2.2.1 百日草叶片 SOD 活性检测
植物体为防止自由基的伤害， 产生了一些活性
物质， 用以清除活性自由基， 以防止膜系统遭到破
坏， 使其维持正常的生理功能，如 SOD、POD 等。 这
些酶统称为保护酶系统［6］。前人的研究表明，SOD 能
防御活性氧及过氧化自由基对细胞膜系统的伤害，
增强植物对不同环境的抵抗能力。 用 104 cfu/mL 浓
度的链霉菌 769 发酵液喷施百日草叶片后， 如图 1
所示。 结果分析表明， 不同时间段内百日草叶片中
SOD 的活性较空白对照均有升高，在喷施后第 5 天
SOD 活性达到最大，比对照高出 72%以上。 随着时
间延长，酶活性逐渐降低。 植株体内 SOD 酶活性的
增强预示着植株对病害的抵抗能力有可能增强。
2.2.2 百日草 CAT活性检测
CAT 在细胞中的定位是过氧化物酶体、乙醛酸
循环体和相关氧化酶所在的细胞器，少数分布在线
粒体内，CAT 的主要功能：①将植物中光呼吸、线粒
体电子传递及脂肪酸 β-氧化等过程中产生的 H2O2
分解为水和氧气，从而使细胞免遭 H2O2 的毒害；②
催化分解过氧化乙醇、甲酸盐、亚硝酸。 该酶是在生
物演化过程中建立起来的生物防御系统的关键酶
之一。 研究表明，CAT 在植物防御、胁迫应答、延缓
衰老及控制细胞的氧化还原平衡等方面起重要作
用［15］。 如图 2 所示，百日草叶片喷施链霉菌 769 发
酵液后，叶片中 CAT 活性均低于对照，在喷施后第
3 天 CAT 活性达到最低， 比对照低了 51%。 表明
CAT 的活性被明显的抑制了，从而增加了植株体内
过氧化氢的含量。 过氧化氢不仅能直接杀死病原
菌，还能激活植物体内病程相关蛋白的表达，从而
使植物的抗病性得到增强。
2.2.3 百日草 PAL活性检测
苯丙烷类代谢途径的激活是许多植物产生的抗
病反应之一。苯丙烷类代谢是重要的代谢途径之一，
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2.0
1.5
1.0
0.5
0
PA
L
活
性
（ U
/g·
m
in
）
链霉菌 769 处理
CK
0 1 2 3 4 5 6 7
时间（d）
图 3 链霉菌769 发酵液处理对百日草叶片
PAL 活性的影响
链霉菌 769 发酵液菌液浓度为 104 cfu/mL；CK 为清水对照
可形成包括植保素、 木质素和酚类化合物等抗病次
生物质。PAL是这一途径的关键酶和限速酶，由多种
因素（病原物侵染等）诱导调控［11］。由图 3可见，当以
104 cfu/ml 浓度的链霉菌 769 发酵液喷施百日草叶
片后， 在不同时间内苯丙氨酸解氨酶活性一直比空
白对照高 ， 最高峰出现在第 4 天 ， 比对照高出
89.3%。 PAL活性的增强暗示了植株体内植保素、水
杨酸和木质素等物质的含量也可能增加， 从而提高
百日草植株的抗病性。
综上所述， 链霉菌 769的喷施可以有效地改变
百日草植株体内与抗病相关酶活性的变化， 从而诱
导和增强植株的抗病防御能力， 增强植物的系统获
得抗病性。
3 结论与讨论
在植物与病原菌相互作用中， 植物病害的发生
主要是由于植物不能识别潜在的病原菌， 或者植物
不能及时形成物理或化学屏障来阻止病原菌的入
侵。 植物促生细菌（plant growth promoting bacteria，
PGPB）和颉颃真菌等生防菌除了具有直接的防病作
用外，某些种类还具有诱发植物抗病性的功能，使植
物对多种真菌、细菌、病毒病害，甚至对一些害虫和
线虫产生抗性。这种诱导系统抗性通常具有广谱性、
系统性和非特异性［16-21］。本研究中，以适当浓度的链
霉菌 769菌悬液处理百日草幼苗， 百日草株型趋于
矮化和多分枝。这种变化有助于增强植株的抗逆性。
同时， 链霉菌 769发酵液处理后百日草植株体内的
SOD、CAT 及 PAL 活性都有不同程度的改变。 其中
SOD、PAL的活性与对照相比持续增强，CAT 的活性
与对照相比持续下降。本研究表明，链霉菌 769在与
百日草互作即可诱导防御相关酶活性的变化， 这无
疑对百日草及时形成物理或化学屏障从而抵抗病原
菌菌的入侵具有重要意义。已有研究表明，生防菌的
喷施可以促进植物的生长，与传统的观念相比，本文
由于生防菌的喷施而引起的植株生长势的变化并不
是完全的促进生长的作用， 植物的生长加快也是为
了更好的应对外来的逆境， 故生防菌的喷施更有助
于植株对外界逆境的抵抗和耐受性。
植物的抗病性往往是多途径、 多方面的综合原
因， 受多因素的影响， 抗病机制既有生理生化方面
的，也有形态结构方面的。在生理生化机制中又涉及
酶活性变化、抗菌物质的合成与积累、相关蛋白的变
化等内容。 本研究只对接菌前后植株的生长势变化
和几种与抗性反应相关的酶活性进行了研究， 今后
还应对酚类、植保素和木质素以及其他酶类、抗病蛋
白、同工酶谱的差异等多方面进行研究，并从分子水
平上进行深入考证。
参考文献
［1］ 胡吉成，吴新兰，王瑞霞 . 农抗 769 放线菌的筛选［C］
∥岳德荣 . 胡吉成文集，长春：吉林科学技术出版社，
2006：398-401.
［2］ 张红丹，杜茜，张正坤，等 . 放线菌 769 抑菌谱及液体培
养生长曲线的测定［J］. 中国植保导刊，2010，30（7）：5-9.
［3］ 隋丽，徐文静，杜茜，等 . 放线菌 769 发酵液对水稻体内
主要防御酶活性的影响 ［J］. 吉林农业大学学报 ，
2009，31（4）：382-384.
［4］ 龚衍熙，陈少萍 . 百日草花期控制与病虫害防治［J］. 中
国花卉园艺，2008（6）：22-24.
［5］ 隋丽 . 放线菌 769 对水稻抗稻瘟病的诱导抗性研究
［D］. 长春：吉林农业大学，2008.
［6］ 高福元， 张吉立， 刘振平 . 冬季低温对 4 种彩叶植物
SOD、POD 活性影响的研究 ［J］. 中国农学通报 ，
2010，26（5）：169-173.
［7］ 陈贵 . 提取植物体内的溶剂及作为衰老指标的探讨［J］.
植物生理学通讯，1991，27（1）：44-46.
［8］ 张治安，张美善，蔚荣海，等 . 过氧化氢酶活性的测定
［M］. 植物生理学实验指导，北京：中国农业科学技术
出版社，2004：136-137.
［9］ 杨兰芳，庞静，彭小兰，等 . 紫外分光光度法测定植物过
氧化氢酶活性［J］. 现代农业科技，2009（20）：364-366.
（下转第 13 页）
17· ·
2013 年 第 12 期
CHINA PLANT PROTECTION 2013 ,Vol ．33 ．No ．12
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［10］ 郭晓静 . 水稻细条斑病菌 harpinxooc 蛋白质功能域的
研究［D］. 南京：南京农业大学，2004.
［11］ 贺忠群，贺超兴，张志斌，等 . 不同基质接种丛枝菌根
真菌对番茄生长及 PAL、PPO 酶活的影响［J］. 农业工
程学报，2005，21（S0）：169-172.
［12］ 李宁义，孔丹，林丽华 . SS3307 对一串红的矮化效应
［J］. 植物生理学通讯，2003，（4）：333-334.
［13］ 邵莉楣 . 花卉化学促控技术［M］. 北京：金盾出版社，
1993：34.
［14］ 李俊， 王涛， 张西西 . 百日草雄性不育杂交育种初探
［J］. 中国农学通报，2011，27（10）：133-138.
［15］ 李蓉 . 花椰菜 Fe-SOD、CAT、Tub 基因和青花菜 Tub 基
因 cDNA的克隆和分析［D］. 福州：福建农林大学，2011.
［16］ Compant S， Duffy B，Nowak J，et al. Use of plant growth-
promoting bacteria for bio-control of plant diseases：
Principles，mechanisms of action，and future prospects
［J］. Applied and EnvironmentalMicrobiology，2005，71
（9）：4951-4959.
［17］ 胡江春，薛德林，马成新，等 . 植物根际促生菌（PGPR）
的研究与应用前景［J］. 应用生态学报，2004，15（10）：
1963-1966.
［18］ Jetiyanon K，Kloepper J W. Mixtures of plant growth -
promoting rhizo-bacteria for induction of systemic resis-
tance against multiple plant diseases ［J］. Biological
Control，2002，24：285-291.
［19］ Kloepper J W，Ryu C M，Zhang S.Induced systemic re-
sistance and promotion of plant growth by Bacillus spp.
［J］. Phytopathology，2004，4（11）：1259-1266.
［20］ Ryu C M，Murphy J，F，Mysore K S，et al. Plant growth-
promoting rhizo-bacteria systemically protection Ara-
bidopsis thaliana against Cucumber mosaic virus by sali-
cylic acid and NPR1-independent and jasmonic acid-de-
pendent signaling pathway ［J］. Plant Journal，2004，39
（3）：381-392.
［21］ Siddiqui I A，Shaukat S S. Systemic resistance in tomato
induced by biocontrol bacteria against the root-knot ne-
matode， Meloidogyne javanicais independent of salicylic
acid production ［J］. Journal of Phytopathology，
2004，152：48-54.
种不发病，伤口接种虽然发病，但病斑扩展慢，为黑
色小条斑。而在田间，如遇上低温、阴雨天气，茎秆上
的病斑扩展速度较快，易造成大面积表皮黑色坏死。
这可能是由于接种室内的温度、 湿度条件与田间自
然发病的温、湿度不同造成的，还有可能是因为田间
低温冷害对番茄的组织结构或生理生化产生一定影
响，使其抗病能力下降，更有利于病菌的侵染扩展，
其中涉及的致病机制尚有待探究。另外，番茄在广西
四季均有种植，但目前广西主要在种植的冬、春番茄
上发现此病，而夏、秋番茄上较少发生，低温、阴雨的
气候有利于病情扩展。 据甘肃报道，该病在 7～8 月
高温、多雨的夏季发病严重。这说明丁香假单胞菌番
茄致病变种在不同的生态条件下经过长期进化表现
出差异，有必要对其病原学进行深入研究。
参考文献
［1］ 方中达 . 植病研究方法［M］. 第 3 版 . 北京：中国农业
出版社，1998.
［2］ 东秀珠，蔡妙英 . 常见细菌系统鉴定手册［M］. 北京：科
学出版社，2001.
［3］ 黄立飞，罗忠霞，房伯平，等 . 我国甘薯新病害—茎腐病
的研究初报［J］. 植物病理学报，2011，41（1）：18-23.
［4］ Garibaldi A， Minuto A， Scortichini M， et al. First report
of syringae leafspot caused by Pseudomonas syringae pv.
syringae on tomato in Italy ［J］. Plant Disease Notes，
2007，91（11）：1518.
［5］ Jones J B， McCarter S M， Gitaitis R D. Association of
Pseudomonas syringae pv. syringae with a leaf spot dis-
ease of tomato transplants in southern Georgia ［J］. Phy-
topathology，1981，71：1281-1285.
［6］ 赵廷昌，于莉，孙福在，等 . 番茄细菌性斑点病及其防治
［J］. 植物保护，1999，25（4）：56.
［7］ 赵廷昌，孙福在，宋文生 . 番茄细菌性斑点病病原菌鉴
定［J］. 植物病理学报，2001，31（1）：37-42.
［8］ 杨春泉，陈宜修，林玉，等 . 福建省番茄细菌性斑点病的
病原鉴定 ［J］. 福建农林大学学报 （自然科学版 ），
2008，37（6）：570-574.
［9］ 邓刚，屈星，陈秀蓉，等 . 甘肃番茄细菌性斑点病病原菌
鉴定［J］. 植物保护，2008，34（5）：47-51.
［10］ 赵丽涵，谢关林，金扬秀，等 . 番茄细菌性斑疹病病原
鉴定及其病害症状鉴别 ［J］. 植物保护，2006，32（5）：
45-47.
...........................................
13· ·