全 文 ：黑松与松材线虫互作早期 NO应答信号
与外在因子的关系*
俞禄珍摇 吴小芹**摇 叶建仁摇 张赛男
(南京林业大学森林资源与环境学院, 江苏省有害生物入侵预防与控制重点实验室, 南京 210037)
摘摇 要摇 松树与松材线虫互作中,NO 作为重要的信号分子参与调控寄主对松材线虫入侵的
应答反应,但松材线虫入侵寄主后,是松材线虫还是其代谢产物激发寄主体内 NO 应答信号
尚不明确.本研究用松材线虫活体、线虫分泌物、虫体研磨液等分别接种黑松,研究接种早期
黑松体内 NO合成酶(NOS)活性和 NO 含量变化与后期松树症状发展的关系.结果表明: 采
用虫体研磨液、线虫分泌物处理后黑松体内 NOS 活性和 NO 含量均升高;各处理黑松外部均
出现感病症状.说明在松树与松材线虫互作中,除线虫活体作用外,线虫体或分泌物中的物质
也可激发松树体内 NO应答信号的表达,诱导下游应答响应的发生,导致黑松感病. 15 ~ 25 益
条件下,随着温度升高,接种黑松体内 NOS活性增强,NO含量升高,感病症状出现较早;随着
干旱胁迫程度的增强,接种黑松体内 NOS活性、NO含量大致呈逐步升高趋势,感病症状也较
早出现.在一定范围内,温度升高和干旱程度加剧可诱发感病黑松体内 NO 相关信号途径表
达增强,并加速病程发展.表明在一定条件下,高温干旱环境有利于松材线虫病的发生可能与
寄主体内 NO应答信号增强有关.
关键词摇 松材线虫摇 NOS摇 NO摇 线虫分泌物摇 环境因子
*国家自然科学基金项目(30972369)、江苏省高校自然科学研究项目(11KJA22002)、“十二五冶国家科技支撑计划项目(2012BAD19B0703)、
国家重点基础研究发展计划项目(2009CB119200)和江苏高校优势学科建设工程项目(PAPD)资助.
**通讯作者. E鄄mail: xqwu@ njfu. edu. cn
2012鄄08鄄27 收稿,2013鄄01鄄06 接受.
文章编号摇 1001-9332(2013)03-0646-07摇 中图分类号摇 S763. 1摇 文献标识码摇 A
Relationships between nitric oxide response signal and external factors during the early
interaction between Pinus thunbergii and Bursaphelenchus xylophilus. YU Lu鄄zhen, WU Xiao鄄
qin, YE Jian鄄ren, ZHANG Sai鄄nan (College of Forest Resources and Environment, Nanjing Forest鄄
ry University, Jinangsu Province Key Laboratory for Prevention and Management of Invasive Species,
Nanjing 210037, China) . 鄄Chin. J. Appl. Ecol. ,2013,24(3): 646-652.
Abstract: In the interaction between Pinus thunbergii and Bursaphelenchus xylophilus, nitric oxide
(NO) is an important signaling molecule involving in the early response of P. thunbergii to the in鄄
vasion of B. xylophilus. However, it is unclear that whether the NO production by P. thunbergii is
triggered by the invaded B. xylophilus or its secreted metabolites. In the present study, the P.
thunbergii was inoculated with living B. xylophilus, its secretion, and the suspension of grinded B.
xylophilus, respectively, and the nitric oxide synthase (NOS) activity and NO content in the P.
thunbergii were detected at the early stage. In all treatments, the inoculated P. thunbergii appeared
disease symptoms, and the NOS activity and NO content in the P. thunbergii inoculated with B. xy鄄
lophilus secretion and grinded B. xylophilus suspension increased, suggesting that besides living B.
xylophilus, its contents or secretion could also trigger the expression of NO response signal in P.
thunbergii, inducing the downstream response and causing the disease development of P. thunbergi.
With the increasing temperature at 15-25 益, both the NOS activity and the NO content in inocula鄄
ted P. thunbergii increased, and the disease symptoms appeared earlier. The same patterns of NOS
activity, NO content, and disease symptoms were also observed under increasing drought stress. It
was suggested that within a definite range, increased temperature and drought stress could enhance
the NO signal expression in inoculated P. thunbergii and accelerate its disease development, and
应 用 生 态 学 报摇 2013 年 3 月摇 第 24 卷摇 第 3 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇
Chinese Journal of Applied Ecology, Mar. 2013,24(3): 646-652
thus, the disease development of inoculated P. thunbergii under high temperature and drought con鄄
dition could be related to the enhancement of the NO response signal in the host.
Key words: Bursaphelenchus xylophilus; nitric oxide synthase; nitric oxide; secretion of nematode;
environmental factor.
摇 摇 松材线虫病是松树的毁灭性病害.我国自 1982
年在南京首次发现该病以来,目前已扩展到多个省
份,对我国林业生产造成了重大损失,已成为我国森
林最重要的病害之一[1-2] .近年研究发现,一氧化氮
(nitric oxide,NO)是植物体内重要的信号分子,参与
调控植物的生长发育过程,并在植物对病原物入侵
应答反应中起着重要的作用[3-5] . 松树受松材线虫
(Bursaphelenchus xylophilus)侵染后,松树体内会产
生大量的 NO,且 NO作为重要的信号分子参与调控
寄主对松材线虫入侵的应答反应. 同时,NO 合成酶
(nitric oxide synthase,NOS)是调控松树体内 NO 产
生的重要酶[6] .植物寄生线虫对寄主造成的伤害包
括两个方面:一是在组织内取食,造成机械损伤;二
是食道腺产生的分泌物对寄主细胞造成直接或间接
的作用[7] .在松树鄄松材线虫互作早期,是松材线虫
在树体内的取食、迁移作用,还是松材线虫的分泌物
或虫体物质诱发了寄主 NO 应答信号,目前尚不清
楚.研究发现,高温、干旱的气候条件有利于松材线
虫病的发生和流行[8] . 而高温、干旱条件是否与寄
主松树体内 NOS 活性、NO 信号分子的积累有关也
不清楚.
本研究选取对松材线虫高度感病的黑松(Pinus
thunbergii)为材料,采用松材线虫活体、线虫分泌物、
虫体研磨液等分别接种黑松,研究松树与松材线虫
互作早期黑松体内 NOS 和 NO 含量变化,并跟踪观
察松树外部症状,以期弄清松材线虫入侵后,寄主体
内 NO应答信号可能被激发的因子.同时,研究不同
温度、干旱胁迫条件下接种黑松体内 NOS 和 NO 含
量的变化,探讨高温或干旱胁迫条件下松材线虫病
发生发展与寄主松树体内 NO 信号应答的相关性.
这对于深入了解松树鄄松材线虫互作机制具有重要
的参考意义.
1摇 材料与方法
1郾 1摇 供试材料
供试松材线虫 17 号虫株分离自江苏连云港感
病黑松,保存于南京林业大学森林病理实验室.
线虫活体制备:采用贝尔曼漏斗法分离在灰葡
萄孢(Botrytis cinerea)上纯培养保存的松材线虫,将
获得的线虫用 0. 1%的硫酸链霉素表面消毒 5 min,
用无菌水洗涤 3 次,配置成 3000 条·mL-1的线虫悬
浮液,即为线虫活体[9] .
线虫分泌物的制备:分离纯培养获得的线虫,用
0. 1%的硫酸链霉素表面消毒 5 min,再用无菌水洗
涤 3 次,将线虫配置成 1. 0伊106条·mL-1的悬浮液,
然后转入无菌水中振荡培养,培养条件为 25 益 200
r·min-1 . 72 h后 4000 r·min-1离心 15 min,取上清
液经 0. 22 滋m 微膜过滤,即获得线虫分泌物粗提
液[10-11] .
线虫研磨液制备:分离纯培养保存的松材线虫,
将获得的线虫用 0. 1% 的硫酸链霉素表面消毒 5
min,用无菌水洗涤 3 次,配置成 3000 条·mL-1的线
虫悬浮液;加无菌水冰浴研磨,得到 3000 条·mL-1
线虫的研磨液.
1郾 2摇 试验设计
采用 2. 5 年生黑松盆栽苗进行松材线虫活体、
线虫分泌物、线虫研磨液、线虫活体+分泌物处理试
验,测定其对黑松体内 NOS 活性、NO 含量的影响.
供试黑松在温室内生长,日平均温度为 28 益 . 采用
人工皮接法,将松材线虫活体(每株 3000 条)、线虫
分泌物(每株 3 mL,每 7 d添加 1 次,共添加 6 次)、
线虫研磨液(3000 条线虫研磨液 /株)、线虫活体+分
泌物(每株 3000 条活虫,且每 7 d 添加 1 次线虫分
泌物,共添加 6 次)接种到黑松体内. 前期试验表
明,在日平均气温 28 益条件下,接种处理 24 h 后,
黑松体内 NOS活性、NO含量达到峰值,故确定接种
后 24 h采样,采集针叶用于测定. 将未经任何处理
的松苗作为对照(CK).每处理设 5 个重复.
在不同温度胁迫处理试验中,选择 5 年生健康
日本黑松,剪取粗细大致相同(直径约 0. 4 cm)的松
枝,放入装有自来水的玻璃容器中培养且每天换水.
将黑松离体枝分别置于 15、25、35 益培养箱中培养
1 d后,采用人工皮接法接种松材线虫,接种量为每
株 2000 条.在接种松材线虫后的 24 h,采集针叶用
于测定.采用相同温度下未经接种处理松苗离体枝
作为 CK.每处理设 5 个重复.
在不同干旱胁迫处理黑松试验中,选择 5 年生
健康日本黑松,剪取粗细大致相同(直径约 0. 7 cm)
7463 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 俞禄珍等: 黑松与松材线虫互作早期 NO应答信号与外在因子的关系摇 摇 摇 摇 摇 摇
的松枝,分别放入装有 0% PEG(无胁迫)、20% PEG
(相当于 - 0. 63 MPa 渗透势,中强度干旱胁迫)、
30% PEG(相当于-1. 13 MPa 渗透势,强度干旱胁
迫)溶液的玻璃容器中进行不同干旱胁迫处理. 松
苗离体枝未经接种,插入 0% PEG 溶液培养的处理
设为 CK.将各处理黑松离体枝置于 25 益培养箱中
培养 1 d后,采用人工皮接法接种松材线虫,接种量
为每株 2000 条. 在接种松材线虫后的 24 h 采集针
叶用于测定.每处理设 5 个重复.
各接种处理后,连续观察黑松外部感病症状,统
计发病率.
1郾 3摇 测定方法摇
NOS酶活性采用 NOS 试剂盒测定[12] . 将各处
理 0. 5 g针叶放入 Tris鄄HCl(pH 7. 4)缓冲液 2. 5 mL
液氮研磨匀浆,4 益冷冻离心(10000 r·min-1 )15
min,上清液储存备用,参考试剂盒说明书进行测定
(试剂盒购自南京建成生物工程研究所).取上清液
100 滋L,加入 600 滋L反应液(含 L鄄精氨酸、核苷酸、
钙调素、四氢、硝基四唑和氯化钙),混匀后,加入反
应终止液,测定 A530 值.
NO 含量测定采用一氧化氮检测(硝酸还原酶
法)试剂盒法,购自南京建成生物工程研究所.将各
处理采集的黑松针叶分别取 0郾 5 g,用 0郾 1 mol·L-1
的磷酸缓冲液(pH 7. 4)液氮研磨匀浆,4 益冷冻离
心(10000 r·min-1)15 min,取上清液,按照试剂盒
操作规程测定[13] . 取上清液 100 滋L,依次加入
NADPH 5 滋L、FAD 10 滋L、NR 5 滋L,混匀后 37 益孵
育 15 min,加入 LDH 缓冲液 10 滋L、LDH 10 滋L,混
匀后 37 益孵育 5 min,再加入 Griess 试剂玉50 滋L、
Griess试剂域 50 滋L,混匀后,室温孵育 10 min,测定
A540 值.
1郾 4摇 数据处理
所有数据均采用 SPSS 15. 0 软件进行单因素方
差分析(琢=0. 05).
2摇 结果与分析
2郾 1摇 松材线虫及其代谢物对黑松体内 NOS 活性和
NO含量的影响
采用松材线虫活体、线虫分泌物、虫体研磨液等
分别处理黑松,结果发现,处理 24 h 后,虫体研磨液
处理的黑松体内 NOS活性最高,甚至高于经线虫活
体处理约 20% ;线虫分泌物处理后,黑松体内 NOS
活性与线虫活体处理大致相同,高于未接种处理 CK
约 50% ,但与 CK相比差异未达到显著水平.线虫活
体+分泌物处理的黑松体内 NOS活性要高于单独接
种线虫活体、线虫分泌物处理,但差异未达到显著水
平(图 1).
对各处理黑松体内 NO 含量测定发现,松材线
虫虫体研磨液处理后,黑松体内 NO 含量与线虫活
体处理相当,均显著高于 CK;线虫分泌物处理,其体
内 NO含量较低,但仍高于 CK 约 50% . 线虫活体+
分泌物处理后,黑松体内 NO含量最高,高于单独接
种线虫活体、线虫分泌物处理,其中与线虫分泌物处
理间的差异达到显著水平(图 1).
这表明除松材线虫活体外,采用虫体研磨液处
理可诱导黑松体内 NOS活性、NO含量大量升高,且
对黑松体内 NOS 活性、NO 含量的诱导作用甚至与
线虫活体处理的相当. 采用线虫分泌物处理对黑松
体内 NOS活性、NO含量也有一定的诱导作用,但作
用不及虫体研磨液明显. 各处理黑松 NOS 活性越
高,其体内 NO 含量也较高,进一步印证了 NOS 是
黑松体内 NO产生的重要酶.
2郾 2摇 松材线虫及其代谢物处理下黑松的发病症状
对各处理的黑松外部症状观察发现,松材线虫
分泌物、虫体研磨液处理后,黑松会出现松针变软、
图 1摇 不同处理黑松体内 NOS活性和 NO含量的变化
Fig. 1摇 NOS activity and NO content in Pinus thunbergii under
different treatments.
LS:松材线虫活体+分泌物 Living B. xylophilus and its secretion; L:线
虫活体 Living B. xylophilus; S:线虫分泌物 Secretion of B. xylophilus;
G:线虫研磨液 Suspension of grinded B. xylophilus; CK:对照 Control.
不同小写字母表示处理间差异显著(P<0. 05) Different small letters
meant significant difference among treatments at 0. 05 level. 下同 The
same below.
846 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
发黄,梢头弯曲下垂、树脂分泌减少的症状.接种 15
d后,接种线虫活体和虫体研磨液处理的黑松感病
率为 20% ;而接种线虫分泌物处理的黑松尚未发
病;接种线虫活体+分泌物处理黑松感病率为 40% .
30 d 后,接种虫体研磨液处理的黑松感病率达
60% ;接种线虫活体处理的黑松感病率 20% ;而接
种分泌物的处理仍未表现出感病症状;线虫活体+
分泌物处理的黑松感病率为 60% . 45 d 后,接种虫
体研磨液处理的黑松感病率最高,达 80% ,接种线
虫活体处理的黑松感病率达 60% ,接种线虫分泌物
处理的感病率达 40% ;线虫活体+分泌物处理组黑
松感病率达 60% (表 1).
2郾 3摇 不同温度下接种黑松体内 NOS和 NO的变化
由图 2 可以看出,在 25 和 35 益条件下,接种松
表 1摇 不同接种处理后黑松发病率
Table 1 摇 Disease rate of Pinus thunbergii under different
inoculation treatments (%)
接种后时间
Time after
inoculation (d)
LS L S G
10 0 0 0 0
15 40 20 0 20
30 60 20 0 60
45 60 60 40 80
LS:松材线虫活体+分泌物 Living B. xylophilus and its secretion; L:线
虫活体 Living B. xylophilus; S:线虫分泌物 Secretion of B. xylophilus;
G:线虫研磨液 Suspension of grinded B. xylophilus; CK:对照 Control.
图 2摇 不同温度处理黑松体内 NOS活性和 NO含量
Fig. 2摇 NOS activity and NO content in Pinus thunbergii under
different temperature treatments.
I: 接种 Inoculated.
材线虫 24 h后,黑松体内 NOS活性明显高于 CK;在
15 益 条件下,接种黑松体内 NOS 活性与 CK 持平.
在 3 个温度处理中,25 益下接种和 CK 黑松体内
NOS活性均高于另两组处理.
25 益下,接种 24 h后黑松体内 NO含量亦显著
高于 CK;35 益 下,接种黑松体内 NO 含量高于
CK60% ,但差异不显著;而在 15 益下,其体内 NO含
量与 CK差异不大. 3 个处理中,25 益下接种黑松体
内的 NO含量明显高于 15 益 和 35 益处理.这表明
在 15 ~ 25 益条件下,随着温度的升高,接种松材线
虫后黑松体内 NOS 活性逐步增强,NO 含量逐步升
高.在一定范围内,温度升高有利于增强松材线虫入
侵后寄主体内 NO相关应答信号的表达.而在 35 益
条件下,接种黑松体内 NO 相关应答信号的表达低
于 25 益,则可能与其峰值表达时间早于 24 h有关.
2郾 4摇 不同温度条件下接种黑松的发病情况
观察不同温度处理下接种黑松离体枝感病症状
发现,接种 15 d 后,35 益处理的接种黑松枝条发病
率达 66% ,而 15 益、25 益处理中,接种黑松尚未表
现出感病症状;接种 20 d 后,35 益处理的黑松已全
部发病,而 15 益、25 益处理的黑松仍未发病. 30 d
后,25 益处理接种黑松开始发病,感病率达 66% ,而
15 益处理的接种黑松仍未发病. 35 d 后,25 益、35
益处理所有接种黑松均已感病,而 15益处理接种黑
松仍未感病.这表明在 15 ~ 35 益条件下,随着温度
升高,接种黑松发病更早,速率更快(表 2).
2郾 5摇 不同干旱胁迫下接种黑松体内 NOS 活性和
NO含量差异
由图 3 可以看出,不同干旱胁迫下,各处理接种
黑松体内 NOS活性均显著高于 CK.其中,强度干旱
胁迫(30% PEG 溶液)下,接种黑松体内 NOS 活性
最高,显著高于其他处理;中强度干旱胁迫(20%
PEG)下,接种黑松体内 NOS 活性次之;非干旱胁迫
(0% PEG)下,黑松体内 NOS活性最低.
表 2摇 不同温度处理下接种黑松的发病率
Table 2 摇 Disease rate of Pinus thunbergii under different
temperature treatments (%)
接种后时间
Time after
inoculation (d)
温度 Temperature (益)
15 25 35
10 0 0 0
15 0 0 66
20 0 0 100
30 0 66 100
35 0 100 100
9463 期摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 俞禄珍等: 黑松与松材线虫互作早期 NO应答信号与外在因子的关系摇 摇 摇 摇 摇 摇
图 3摇 不同干旱处理黑松体内 NOS活性和 NO含量
Fig. 3摇 NOS activity and NO content in Pinus thunbergii under
different drought stresses.
玉: 0% PEG; 域: 20% PEG; 芋: 30% PEG; CK:对照 Control.
摇 摇 接种 24 h后,中强度、强度干旱胁迫下,接种黑
松体内 NO含量均显著高于 CK. 其中,强度干旱胁
迫处理黑松体内 NO 含量高于中强度干旱胁迫;非
干旱胁迫下,接种黑松体内 NO 含量约为 CK 的 3
倍,但差异不显著.
这表明随着干旱胁迫程度的增加,接种黑松体
内 NOS 活性和 NO 含量大致呈现出逐步升高的趋
势,即干旱胁迫下,受松材线虫侵染的松树体内 NO
相关信号表达增强.
2郾 6摇 不同干旱胁迫下接种黑松的发病情况
不同干旱胁迫处理下,松材线虫侵染黑松的离
体枝发病率见表 3. 接种 8 d 后,强度干旱 (30%
PEG溶液)、中强度干旱(20% PEG 溶液)处理的接
种黑松已开始发病,感病率均达到60% ,而非干旱
表 3摇 不同干旱处理黑松离体枝的发病率
Table 3 摇 Disease rate of Pinus thunbergii under different
drought stresses (%)
接种后时间
Time after
inoculation
(d)
干旱处理 Drought stress
0% PEG溶液
0% PEG
solution
20% PEG溶液
20% PEG
solution
30% PEG溶液
30% PEG
solution
5 0 0 0
8 0 60 60
11 40 60 80
15 40 100 100
20 100 100 100
(0% PEG溶液)处理的接种黑松尚未发病;接种 11
d 后,强度干旱处理的接种黑松发病率最高,达
80% ,中强度干旱处理次之,达 60% ,非干旱胁迫处
理组的发病率最低,仅为 40% ;15 d 后,中强度、强
度干旱处理的接种黑松全部发病,而非干旱胁迫处
理的发病率仅为 40% ;20 d 后,各处理接种黑松均
全部发病.这表明随着干旱胁迫程度的增加,接种黑
松离体枝的发病加快(表 3).
3摇 讨摇 摇 论
NO是植物体内重要的信号分子,参与调节植
物体内多种生理过程[14] .研究发现,NO参与调控了
感病植物体内应答响应[15-16] . 本研究表明,松树与
松材线虫互作中,除松材线虫活体作用外,线虫分泌
物、虫体物质也可诱导寄主体内 NO 应答信号的产
生;且松材线虫体物质的诱导作用要强于线虫分泌
物.同时,一定温度、干旱条件下,受松材线虫侵染的
黑松发病严重程度与黑松鄄松材线虫互作早期体内
NO应答信号较强相关. 此外,黑松体内 NO 含量高
低与 NOS 活性强弱明显相关,进一步印证了在黑
松鄄松材线虫互作体系中,NOS 调控黑松体内 NO 含
量的重要酶.
本试验中,除松材线虫活体外,松材线虫虫体研
磨液、松材线虫分泌物处理后也可诱导黑松体内
NOS活性增强、NO含量不同程度地累积,并使部分
黑松萎蔫死亡,且症状和松材线虫病的症状相同.这
表明在松树鄄松材线虫互作过程中,除线虫活体取
食、迁移作用外,虫体物质、虫体分泌物也可诱导寄
主体内 NO应答信号的表达,并可能影响相应生理
响应的发生.其中,持续添加松材线虫分泌物可致部
分黑松苗出现感病症状(感病率达 40% ),但首次采
用松材线虫分泌物处理后,黑松体内 NOS 活性和
NO含量并未显著增加,且松材线虫活体+分泌物处
理的黑松体内 NOS 活性和 NO 含量也未显著高于
单接松材线虫活体. 这似乎表明本试验所采用的松
材线虫分泌物一次性接种量并不能达到诱导黑松体
内相关应答响应的发生及感病症状的出现,只有该
浓度的松材线虫分泌物持续作用才具有致病作用.
汪来发等[17]采用单独接种松材线虫分泌物的方法,
发现仅能造成松苗部分针叶枯死,且针叶部分出现
枯死的松树在 3 个月内可恢复正常生长,松材线虫
分泌物对松树有致病作用,但与接种量有关,这与本
研究结论相似.另外,本试验中松材线虫虫体研磨液
处理的黑松体内 NOS 活性和 NO 含量显著高于接
056 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷
种线虫分泌物处理,且黑松发病率也高于线虫分泌
物处理.这可能是因为线虫虫体经研磨后,其体内某
些物质能够更充分地释放,诱导 NO 应答信号的表
达,导致较早出现感病症状,而且症状更严重.
有研究表明,松材线虫的分泌物中含有纤维素
酶,且具有致病作用[18-19] . 松材线虫伴生细菌在松
材线虫致病过程中发挥明显的协同促进作用,有些
伴生细菌种类还可产生导致植物细胞死亡的毒
素[20-24] .本试验中所采用的线虫分泌物为线虫水培
液粗提取物,且持续添加松材线虫分泌物后,黑松才
表现出感病症状,这是否与松材线虫伴生细菌产生
的毒素有关? 袁为敏等[25]从松材线虫体内分离得
到内生细菌,并推测内生细菌对松材线虫有一定的
生理生态作用.本试验松材线虫分泌物、虫体研磨液
中是否含有某些物质具有激发 NO 应答信号及致病
作用,该过程是否与松材线虫的伴生细菌相关,还有
待于进一步研究.
研究表明,温、湿度是影响松材线虫病程发展的
重要因素[26] . 一定条件下,温度越高、天气越干旱,
越有利于松材线虫病的发生和流行.本试验中,随着
干旱胁迫程度的增加,接种黑松体内 NOS 活性逐步
增强,NO含量增加,其感病症状也出现较早. 推测
干旱的环境条件有利于松材线虫入侵后寄主体内
NO应答信号的表达,进而导致受 NO调控的生理生
化响应的发生,加速了黑松感病症状的出现.
在不同温度处理试验中,接种松材线虫 24 h
后,25 益条件下接种黑松体内 NOS 活性高于 15 益
处理,且 NO 含量更高,较早出现感病症状. 这暗示
在 15 ~ 25 益范围内,温度的升高有利于黑松松材线
虫病程的发展,可能与其体内 NO 应答信号较强相
关. Jikumaru等[27]研究表明,随着温度降低(25 ~ 16
益),松材线虫的运动能力降低,运动的高峰期也推
迟. Ichihara等[28]研究发现,低温抑制松材线虫在松
树茎部的运动迁徙过程,低温下,松材线虫不易侵入
到松树木质部树脂道和皮层. 可以推测,本试验 15
益下,感病松树体内的线虫运动迁徙能力弱于 25 益
处理,因此对寄主的伤害也较小,寄主体内 NO应答
信号的反应也较弱.在 35 益条件下,黑松体内 NOS
活性、NO含量均低于 25 益处理,即 25 ~ 35 益下,随
着温度的升高,接种黑松体内 NO 应答信号的表达
并未增强;但 35 益处理的黑松却更早发病,症状表
现更严重.这可能与试验所选取的采样时间(接种
松材线虫后 24 h)有关.前期研究表明,日平均气温
28 益条件下,接种松材线虫 24 h 后黑松体内 NOS
活性、NO 含量均达到最高峰,因此,24 h 为试验最
佳采样监测时间.在 35 益条件下,松材线虫的运动、
迁徙能力强,黑松体内代谢更快,因此寄主对松材线
虫入侵的应答反应也更迅速,NO 应答信号可能早
于 24 h已达峰值,因此在 24 h其体内 NO含量虽未
高于 25 益处理,但已较早启动相应生理响应,其感
病症状较早出现.
本研究对黑松鄄松材线虫互作中与 NO 应答信
号相关的生物因子、非生物因子进行研究,结果发
现,除松材线虫活体外,一定量的线虫分泌物、虫体
研磨液也能激发 NO 应答信号,且对黑松具有一定
的致病作用.一定范围内的高温和干旱胁迫下,接种
黑松发病程度与黑松体内 NO 应答信号存在一定的
相关性.这对于深入了解松树鄄松材线虫互作机制具
有重要参考意义.
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作者简介摇 俞禄珍,女,1987 年生,硕士研究生.主要从事松
材线虫病研究. E鄄mail: yu_luzhen@ sina. com
责任编辑摇 肖摇 红
256 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 应摇 用摇 生摇 态摇 学摇 报摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 摇 24 卷