全 文 ：第 3 1卷 第 4 期
3 1 8 9年 12月
植 物 病 理 学 报
A CI
,
A PM Y T O P A T H O L O G IC A S IN IC A 塑 ·月J e C - 1 3 , N o
。
4
1 9 8 3
花斑叶病对番木瓜叶绿体光
合电子传递链的影响
孙谷畴
( 中国科学院华南植物研究所
提 要
榷致花斑叶病的番木瓜 ( C ar `ca P a P 口夕。 )叶子的离体叶绿体的D C P I P光 还
原活性显著地较健康叶子的低 。 当加入人工 电子供体二苯卡巴阱能提高 D C P I P
的光还原活力。 催病叶子的离体叶绿体对D C M U的抑 制敏 感。 在 远红光照射
下 , 催病叶子离体叶绿体的 5 4 n m吸收降低的变化较健康叶子的显著为低 。 可
能表明花斑叶病的侵染降低番木瓜叶子的叶绿体光还原活性 , 影响非循环光合
电子传递。 摧病叶子离体叶绿体细胞色素 sb . 。的光诱导吸收变化相似于健 康叶
子的离体叶绿体 。 花斑叶病的侵染对循环光合 电子传递链无 显著的影响。
番木瓜 ( C ar `ca P a P a y a ) 是我国南方常见水果 , 果实年产量每亩达 3 5 0 0公斤 。但我
国南方雨季多湿 , 番木瓜叶子常催致花斑叶病 , 致使叶子失绿和枯黄 , 严重挫伤植株生
长势和造成果实减产 。 严重者使植株萎死 , 甚至整个种植园凋废 。 D e c k e r等〔 l 〕曾 研究
过番木瓜花斑叶病对叶片光合作用的影响 , 但对于花 斑 叶病对 番木瓜叶片光合作用影
响的生化机理所知甚少 。 本文报道 了花斑叶病对番木瓜叶子叶绿体光合电子传递链的影
响 。
材 料 和 方 法
本试验以 “ 穗中红 ” 番木瓜栽培品种为材料 。 番木瓜种子来自广州河南园艺场 。 植
株盆栽在盛有田土和适宜堆肥的混合土壤中 , 每周用稀释的 H ao g l an d培 养 液浇灌 。 气
温28 至 30 ℃ 。 自然光周期 。 选择植株第三或第四片的健康和催病的番木瓜叶子为材料 ,
稚病叶子具有明显的失绿斑点。 收集的叶片用蒸馏水冲洗和揩干后剪成小片 , 在预冷后
加入 0 。 4M蔗糖一 0 . 0 1M N a C I的 0 . 0 5M T r i s一 H C I缓冲液 ( p H 7 . 2 ) 。 在M E S捣碎机慢速
15 秒和快速 30 秒下破碎 。匀浆液通过 4 层纱布过滤 , 滤出液在 日立 Zo P R一 52 D冰冻离心机
1 0 0 0 x g离心 10 分钟 , 沉淀悬于上述捣碎缓冲液匀浆 ,然后在冰冻离心机 1 0 0 0 x g离心 10 分
钟 ,沉淀物悬于少量含。 . 4 x M蔗糖一 o . 01 M N a CI 的 o . 05 M T r is 一 H CI 缓冲液 , 适当稀释
后测定叶绿体的 D C PI P光还原活性 。 以 P y e U in ca m S P S一50 0型双光束分光光度计侧定
D C P IP在 6 0 0 n m的吸收降低和细胞色素的氧化还原 〔 2’ 8 〕。 以 A r n o n方法〔们测 定叶绿
素含量 。
本文简写如下: DCP IP 为二级笨阶艘肠 , D P C为二苹卡巴麟 , DC MU 为 3一 (3 , 4一二抓笨羞 》一 1 , 1一二 甲价 .
T r肠为三经甲基抓甚 甲烧 。
植 物 病 理 学 报1 3卷
结 果 和 讨 论
一 、 报致花斑叶病和健康的番木瓜叶子离休叶绿体的 。 C pI P 光还原活性的比较
表1 表明以相 同的叶绿素含量为基础 ,
催病叶子离体叶绿体的D C PI P光还原 活力较
健康叶子的离休叶绿体低45 % , 即叶子催病
后叶绿体内由水至 D C P IP 的电子传递速率显
著地较健康叶子的低 。 M o n t a l b i n i 等 〔 6 〕亦
证明小麦锈病的侵染降低叶绿体非循环光合
磷酸化作用的电子传递速率。 催病的番木瓜
叶子离体叶绿体在加入人工 电子供体二苯卡
巴 阱 ( D P C ) 后能提高 D C P IP 光还原活力
3 9
。
2% ; 而健康叶子的离体叶绿体在加入二
苯卡巴麟后 , D C PI P 的光还原活力 略 有 抑
制 。 以上结果表明花斑叶病侵染番木瓜叶子
表 1 很致番木瓜花斑叶病的叶子和健康
叶子的离体叶绿体 的光还原活性
卜 m ol 书 /毫克叶绿素 · 小时 {处 理
H
:
O , D C P I P}D PC` D C P IP
增加 ( 十 )或
减少 ( 一 )的
百 分率
健康叶子 的 }
离体叶绿体 ·
{
抽致花斑叶 一
2 5 1
。
8 2 3 8
。
7 } 一 5。 2
病的叶子离 } 13了· 9 }阵叶绿体 1 .
1 9 2
。
0 } + 3 9
。
2
反应液含有 ( 8 毫升 ) : 15 0卜M T r i s 一 H C I, 3 0林M
NaC I
, 12 0卜M 蔗锗 , 9 协M IX二P IP , 2 0雌叶绿
素 。 沮度 2 2 . C。 4 0 0 0 0 勒 克司照光 。 反应时间
3 0秒 。
能显著地降低全电子传递链的电子传递速率。 加入人工电子供体能促进光系统 I 活力
番木瓜花斑叶病的侵染对光系统 I 氧化侧成员的影响尤为显著 。
二 、 祖病的和佑康的番木瓜叶子离体叶绿体对D C M U抑制敏感性的比较
表 2表明加入 D C M U ( 1 x 1 0一 M )能抑
制健康叶子离体叶绿体的水至 D C PI P 电 子
传递速率的 17 . 2% , 而催致花斑叶病的叶子
离体叶绿体对 D C M U的抑制更为敏感 。 在相
同的D CM U浓度下 , 水至 D C P I P的 电子传
递被抑制 2 3 . 2% 。 在小麦 , 锈病的侵染抑制
叶绿体的光化反应〔 6, 7 〕 , 可能病菌侵染后
分泌一种与D C M U相似 的 物质 , 抑制电子
传递和非循环光合磷酸化作用 。 M a g y a R o s y
等〔 8 )认为粉霉菌 ( E r夕s i P h e P o l夕夕o n i D C )
侵染甜莱叶子时亦有相似的结果 。 花斑叶病 贡
表 2 恨致花斑叶病的和健康的铸木瓜
叶子离体叶绿体 对 D C M U 敏感
性的比较
卜 m o l e s /走克叶绿素
。 小时
一
D CM U + D CM U
{抑翩百
分率
健康叶子 的离体叶
绿体
扭致花斑叶病叶子的离体 叶绿体
反应滚 s m l,
3 4 7
。
1
Za 7
.
z } 17
.
2
同表 1 .
搜染番木瓜叶子的离体叶绿体表现全电子传 二
递链对 D c M u 抑制敏感 。 可能当叶子摧病 奋
后 , 叶绿体的自我调节能力较健康叶子的叶
绿体低 , 它对外源的 D C M U表现更为敏感 。
三 、 二的和性康的番木瓜叶子离体叶母休的细脸色介光诱导位异光奋的比较
图 l 表明健康的番木瓜叶子离体叶绿体
对红光和远红光照射的典型反应〔们 。在远红
光照射后表现细胞色素 f的 5 5 4 n m吸收降低 ;
图 1 很病和健康的香木瓜叶于离休叶绿
体的细胞 色素光诱导氧化还原
反应混合液 3 奄升 , 包含 T r i s H C I ( PH s . o )
1 5 0林M , N别C 13 0卜M , p于绿素 2 0卜g 。 红光 <
0 8 0 n m . 远红光 < 7 2 0n m 。
4 期 孙 谷畴 : 花斑叶病 对番木瓜叶绿体光合电子传递 链的影响 4 9
而在红光照射后 出现 54 n m吸收的增高 。 在红光照射下细胞色素 f被光还原 , 而在远红
光照射下细胞色素 f则被氧化 。 催病叶子的离体叶绿体在远红光照射后所表现 的 5 54n m
吸收降低的变化较健康叶子的显著为低 。 在第二次远红光照射时仅表现极微 弱 的 吸 收
降低 。 结果表明催致花斑叶病后叶绿体的细胞色素 f光还原活性较健康叶子 的低 , 细胞
色素 f的光还原部分 地被阻塞 。
图 2 为摧病和健康叶子离体叶绿体细胞色素
b( b
o . 。 )的光诱导差异光谱 。 表明在抗坏血酸还原
D C P I P条件下 , 催病和健康的叶子离体叶绿体皆
表现 5 67 ~ 5 6 5 n m吸收降低 。 健康叶子离体叶绿体
主要表现 5 4 5 n m 吸收的降低 ; 而催病叶子 离体叶
绿体在 5 65n m吸收降低的变化最为显著 。 表明催
病叶子离体叶绿体的细胞色素 b 。。 6『有着较高的氧
化水平 。 根据两个光系统的假说 , 细胞色素 b 。 。 。
为循环光合电子传递链的成员 , 花斑叶病的侵染
对番木瓜叶子叶绿体的循环 电子传递链的电子传
递没有明显的影响 。
对于花斑叶病对番木瓜叶子叶绿体光合电子
传递链影响的原初过程仍有待研究 。 本文结果表
波 长
`切 ` 50 ` 6亡, 、 7口 `已口 , 的
l’A成;· 、。à
稚病呀子离停树绳捧健碌时于肠停叶钾释
图 2 稚病和健康的番木瓜叶子离体叶绿体细胞 色素的光诱导吸收变化 ( 执坏血酸还原 D C P I P )
反应混合物 8 毫升 , 包含 T r i s 一H C I ( PH S . 0 )
1 5 0卜m , N aC 13 0卜m , 叶绿素 2 0卜9 .
明花斑叶病的侵染对番木瓜叶子叶绿体光合电子传递链成员的一 些 功 能的 影响 。 在甜
菜和小麦也曾观察到病菌侵染引起叶绿体片层垛叠程度的变化〔 .8 9 〕。 番木瓜花斑叶病
的侵染显著地降低光合作用的光化学过程可能是造成病害的原因 。
今 考 文 狱
( 1 〕 D e e k e r , J . P . , M ar e o , A . T io . , l g s s P五o t o盯 n出e s is o f P叩 ay a as A f f e e t e d b了 L e a f M o sa ie · Jo u r -
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〔 , 〕巩 r k n o tu or v , N . N . , K a lat e il e v , V . A . , uR b in , A . B . , i 。了4 A D o u b l e Wva e le n ` th D if f e r e cn e
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4 : 1 3 8~ 1 4 3
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〔 8 〕 A v r o n , M . , C il acn e , B
. ,
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o t t e v d助 . P 。 4 5 5~ 4 6 3。
( 4 〕 A r n o n , D . 1. , 20 4 9 oC p p e r E n z y m e s 孟n I so lat e d C h lo r o p la s t s . OP ly Ph e n o l一 o x idas e i n B e t a V u lg ar -
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2 4 : 1 ~ 1 5
.
〔石〕 M o n t a l b in i , P . B u e h a n a n , B . B . , 10 7` E f f e e t o f a R u s t In f e e t io n o r Ph o t o p h o s p o r 了I a t i o n b y 150 -
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P la n t P a t h o l
. ,
4 : 19 1~ 1 0 6
.
〔 6 〕 S e o t t , K . J . , Sm il li e , R . M . , i , 63 P o s i b l e R e la t i o n hs i p b e t , e e n Ph o ro盯 n th e s i s a n d t il e R i s e i扛
R
e s Pi r a t io n i n D i
s e as e d L e a v e s
.
N a t u r e
,
19 7 : 13 19~ 13 2 0
。
( 7 〕 A l le n , P · J . , 19 5 4 P h y s io l o g le a l A s p e e t s o f F u n g u s D i se as e s o f P la n t s · A n . R e v · P l即* P h y s i o l . ,
6 : 2 2 5~ 2 48
。
〔 8 〕 M ag y ar o sy , A . C . , cS h u r m a n n , P . , Buc han an , B o B . B . , 19 7 6 E f f e e t o f oP , e yr M i ld e份 玩 fe c -
` O植 物 病 理 学 报 3 1卷
ti 曲i nP hot o盯 nt he si s妙 L e幻 e s如 C h d lo r叩 l妇 t so f Su` a rB e et s。P l助 t外 y si o l· 5 7 :8 46~ 48 9 -
〔 9〕 价 t a h, M . C · , 1 9 7 4 Ch lor o p las t s U l t r as tr uc tu r e an d E t妙 l e n e P r叱 u e t i o n o f S e n e sc i n ` 姐 d uR st -
i此 e e te d 伪贾 p e a eL va e s 。 伪。 。 J 。 肠 t 。 , 5 2 : 2 5 9 1~ 25 9 7 -
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