全 文 ：口 `T 华 北 农 学报 · 2 0 0 5, 2 0 ( l ) : 7 5 一 7 7
水杨酸对拟南芥防卫反应酶系的诱导
曾 群 ` , 陈慧勤` , 赵淑清` , 赵 占军“
( 1 山西大学生物技术研究所 化学生物学与分子工程教育部重点实验室 , 山西 太原 0 30 0 0 6 ;
2
. 山西省农业科学院食用菌研究所 , 山西 太原 03 0 0 0 6)
摘要 : 系统研究 了水杨酸对拟南芥苯丙氨酸解氨酶 、过氧化物酶 、 多酚氧化酶和脂氧合酶活性的影响 。 用 10 “ g /
m L SA 喷雾处理生长 28 d 的拟南芥植株 ,结果发现 , 经 sA 处理后 , 拟南芥叶片中 以 L , PO D , POP 和 L O X 活性都迅
速增强 , P A L 活性在处理后 12 h 达到高峰 , 较高的 PA L 活性可维持到 48 h 。 OP D , P P ( ) 和 L O X 活性在 SA 处理后 48
h 达到高峰 , 而在 24 一 9 6 h 内都可保持较高的 P O D 和 P P O 活性 。 这些生理指标的变化与 SA 诱导拟南芥植物的抗病
性相吻合 。
关键词 :水杨酸 ;拟南芥 ;防卫酶系 ;诱导
中图分类号 : 5 67 . 2 文献标识码 : A 文章编号 : 10 0 0 一 7 09 1 ( 2 0 05 ) 0 1 一 0 0 7 5 一 0 3
I n d u e t i o n o f S e v e r a l D e fe n s e R e s P o n s e E n z ym e s i n A r a b i d o P s i s
S e e d l i n g s b y S a l i c y l i c A c i d
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.
K e y w o r d s : A r a b id o p s i s : S a li e y l ie a e i d : D e f e n s e e n
z
y m e s ; In d u e t i o n
水杨酸 ( S al i以 ic ac id S A ) 是植物系统获得抗
性 ( S A R )信号转导途径 中的一个内源信号分子 ,在
植物的 S A R 信号转导和抗病反应中起着关键 的作
用川 。 sA 作为 S A R 信号转导途径的一种内源信号
分子 ,其作用在烟草 、 黄瓜和拟南芥等植物中已得到
明确的证实 。 在这些植物中 ,未被病原物感染 的植
株体内 SA 含量很低 。 当被病原物感染之后 , SA 水
平在感染植株的韧皮部急剧增加 ,这种增加的内源
SA 足以诱导病程相关 ( p a t h o g e n e s is 一 r e la t e d , p R )蛋
白的表达 ,并与 sA R 建立密切相关 [2 一 5 〕。 应用外源
SA 也可诱发烟草 、 黄瓜和拟南芥等多种植物积 累
P R 蛋白 ,并产生抗真菌 、 细菌 、 病毒等多种病原物
的抗性 。 本试验研究外源 S A 对拟南芥幼苗叶片中
与防卫反应有关的几种生理指标的影响 , 以探讨 S A
诱导植物抗病性的作用机制 。
1 材料和方法
1
.
1 供试材料
拟南芥 ( A ar 占i d o P s i 、 t入a l i a n a L . H e y n h )种子
用 0 . 5 % 次氯酸钠加 0 . 1% T ir ot n X 一 1 0 0 表面消毒
收稿日期 : 2 0 0 4 一 0 5 一 2 8
基金项 目 : 国家 自然科学基金 ( 3 0 0 0 0 1 12 ;) 山西省青年科技研究基金 (2 0 0 01 0 3 7 ) ; 山西省教育厅高校科技研究开发基金 ( 2 0 0 5) 资助
作者简介 : 曾 群 ( 19 69 一 ) ,女 , 山西太原人 ,硕士 , 主要从事分子植物病理学研究工作 ; 赵淑清为通讯作者 。
1
. , .愁u而。。l—. 1翻E. LI一 8 1翻I.C_10 m in ,再用无菌水冲洗 3 遍 , 然后悬浮于 0 . 4 % 低熔点琼脂糖溶液中 ,接种于 M S 培养基上 。 将培养皿置于 4 ℃冰箱处理 48 h ,之后转人光照培养箱培养 。 培养 箱温度 2 2 ℃ , 连续 光 照 , 光 照强 度 3 0拼m ol (/ m , · s ) 。 培养 7 d 后 ,转入人工土壤 (营养土 :蛙石 = 2 : l) 中继续培养 ,培养室温度 18 一 2 2 ℃ ,光照强度 10 0 拌m o l / ( m Z · S ) , 光暗周期 16 h沼 h 。1 . 2 处理方法生长 2 8 d 的拟南芥 oC lu m b i a ( oC l 一 0 ) 植株用10 陀m/ L S A 喷雾处理 ,对照用水喷雾处理 ,处理后
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1 2 0 h 取样 , 重复 3 次 ,
提取蛋白 ,并进行酶活性测定 。
1
.
3 几种酶的提取与活性测定
PA L 提 取与 活性测 定参 照文 献 仁6 , 7 〕进行 。
P O D 和 P P O 待 测酶液 的制 备 : 取拟 南芥 叶片 50
m g
, 加入 p V p 1 0 m g ,预冷的提取液 5 0 0 拌L 。 研磨
成匀浆 ,移至离心管中 。 在 4 ℃下 10 0 0 0 : m/ in 离
心 3 0 m in ,取上清 , 冷藏备用 。 提取液为磷酸缓冲
盐溶液 ( P B s ) [“ 〕 , p H 6 . 5 。 P o D 和 P P o 活性测定参
照朱广廉等的方法 〔9〕。
L O X 活性的测定参照文献「6」的方法进行 。
1
.
4 酶粗提取液蛋白含 , 测定
蛋白质含量参照 B r a d f o r d t LO〕考马斯亮兰 2G 5。
方法测定 。 用牛血清白蛋白 ( B S A )作标准曲线 。
华 北 农 学 报 2 0卷
2
.
2 S A 对叶片中 P O D 活性的影响
经 SA处理后 , 拟南芥叶片中 P O D 活性在 24 h
内迅速增强 ,到 48 h 时达到最高 , 处理后 24 一 72 h
一直维持较高水平 。 之后开始缓慢降低 ,但在整个
测定时间内 P O D 活性仍然高于未处理的 (图 2) 。
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图 2 S A 对拟南芥叶片中 P O D 活性的影响
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2
.
3 S A 对叶片中 P P O 活性的影响
经 SA 处理后 ,拟南芥叶片中 P P O 活性急剧增
强 ,在处理后 48 h 时活性达到最高 , 以后逐渐降低 ,
但直到 12 0 h 时仍然高于未处理的 (图 3 ) 。
2 结果与分析
2
.
1 S A 对叶片中 P A L 活性的影响
经 SA 处理后 ,拟南芥叶片中 P A L 活性有很大
增强而且上升很快 ,处理后 12 h 达到高峰 , 且在 12
一 4 8 h 内一直维持较高的水平 。 之后 PA L 活性逐
渐降低 , 到 72 h 时 ,活性降到较低水平 ,以后基本保
持不变 ,但直到 12 0 h 时仍然高于未处理的 (图 1 ) 。
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图 3 S A 对拟南芥叶片中 P P O 活性的影响
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图 1 S A 对拟南芥叶片中 P A L 活性的影响
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图 4 SA 对叶片中 LO X 活性的影响
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纯 · 1 E if 沈 t of SA on PA L act i对 yt in . e a 甲e s of 内m b id o声 is
一 . ` T .曾 群等 : 水杨酸对拟南芥防卫 反应酶 系的诱导 … l 〔U [ L助R自E二陀. U·吕I目I. C 2. 4 S A 对叶片中 LO X活性的影响经 SA 处理后 , 叶片中 L O X 活性在处理后 2 4 h变化不大 , 2 4 h 以后酶活性开始急剧增强 , 4 8 h 时达到高峰 。 之后开始缓慢降低 , 但在整个测定时间内都高于未处理的 (图 4) 。经 t 检验 , 水杨 酸处理 与对照 间 PA L , PO D ,P P O 和 L O X 差异均极显著 ( P ( 0 . 0 1 ) 。3 讨论P A L 被认 为是植物防卫反应的一个生理生化指标 。 M in a m ia u k a 和 U r i t a n i 首先发现植物感染病原菌后 P A L 活性有明显增强的现象 。 以后陆续 发现多种植物在受到不同的病原菌感染后 P A L 活力均有升高 ,并且与植物的抗病性密切相关 〔川 。 P A L是大豆生物合成植物抗毒素的一个关键酶 , 但拟南芥的植物抗毒素是叫噪类的化合物 ,它的合成不需要 P A L [` 2〕 。 在拟南芥中 , PA L 介导合成木质素和水杨酸 ,从而产生抗病性 〔’ 3〕 。 我们用 s A 处理拟南芥植株后 , 叶片 中 P A L 酶活性迅速提高 , 这与 S A的诱导抗病作用相一致 。 PO D 在由酚类聚合成木质素中起着重要的作用 。 因此 , 它在植物体内的活性也与植 物抗病性有着密切 的关系 。 本研究用 10咫而 L 的 SA 处 理 拟 南 芥 植 株 后 , 处 理 叶 片 中P O D , P P O 和 L O X 活性都有不同程度的增强 ,酶活性最高峰出现的时间与 S A 诱导抗病作用的最佳时间基本 一致 [ `4 , ’ 5 〕 , 这说 明 sA 处理后 P A L 活性 、
P ( ) 1) 活性 、 P P O 活性和 LO X 活性的增加可能是 S A
诱导拟南芥抗性的机制之一 。
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