全 文 ：植物病理学报
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一
1 8 6( 20 0 4 )
芜蓄花叶病毒对寄主植物叶片 P SH功能的影响
付东亚 ’ ,2 , 洪 健 “ ` , 陈集双 ` , 蒋德安 `
(` 浙江大学生命科学学院 ; “ 浙江大学分析测试中心 , 杭州 31 0 0 2 9)
E f f e c t s o f T u r n iP m o s a i e v i r u s i n f e e t i o n o n t h e f u n c t i o n s o f P S l l i n h o s t P l a n t l e a v e s
F U D o n g
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文章编号 : 0 4 1 2一 0 9 1 4 ( 2 0 0 4 ) 0 2 一 0 1 8 4 一 0 3
芜普花叶病毒 ( T u r n 华 m o s a i 。 v i r u : , T u M v )
是 十字花科蔬菜作物上最重要 的病原病毒之一 ,
T u M V 在青菜 、 榨菜 、 芥菜 、 油菜等作物上 的主要
发病症状为花叶和畸形 ,研究植物病毒致花叶症状
的机理有助于建立新的病毒控制理论 。 近年来 , 对
于病毒影响寄主植物光合作用的机理研究 日益受
到 重 视卜 3 〕 , 王 春 梅 等 报 道 了 黄 瓜 花 叶 病 毒
(C M V )对烟草叶片和叶绿体光合 活性的影响闭 ,
郭兴启等报道 了烟草感染 马铃薯 Y 病毒 (P V Y )后
光合作用的变化规律川 。 我们在对 T u M V 侵染寄
主植物光合作用影响测定 的基础上 , 进一步研究青
菜和芥菜 2 种寄主植物的光合链电子传递活力和
叶绿素荧光动力学参数的变化 , 以探明病毒对寄主
植物叶片光系统 n ( P S I D 功能的影响 。
1 材料与方法
1
.
1 病毒和寄主植物
芜蓄花叶病毒榨菜分离物 T u M V J C一 1 由本
实验室分离保存 。 供试寄主植物青菜苏州青 品种
( B r a s s i c a 。 h i n e n s i: I J
.
C v
.
S u z h o u )和温州芥菜品种
(刀 . , u n ` 、 e a I J . Cv . W e n z h o u )在防虫温室 中盆栽 ,
在 2 片真叶时按常规机械摩擦接种病毒 ,对照为未
接种病毒的健康青菜和芥菜 ,在相同条件下进行管理 。
1
.
2 叶绿体 的提取和光合链电子传递活性的测定
叶绿体的提取参照叶济宇等的方法川 。 光合链
电子传递活性的测定参照李德耀等川的方法 ,用薄
膜氧电极和 自动记录装置分段测定叶绿体电子传
递全链 ( P S I + P S l l ) 、 光系统 I ( P S I ) 的吸氧能力 以
及 P lS l 的放氧活性 。 每个处理 3 次重复 。
1
.
3 叶片荧光动力学参数的测定
接种 T u M V 10 d 的青菜 、 芥菜以及各 自的健
康对照暗处理 30 m in 以上 。 用 P A M 一 2 0 0 0 型便携
式荧光仪在室温下测定每株植物叶片的叶绿素固
定荧光 ( F 。 ) 、 可变荧光 ( F v ) 、 最大荧光 ( F m ) 、 光化学
荧光淬灭 (q P ) 、 非光化学荧光淬灭 ( q 、 )和光系统 H
量子产率 (中P lS l ) , 计算 F , / F 。 、 F v / F 「。 值 。 测量部
位 为顶 部 数第 3 张 叶 片 , 测 定用 光 强 度 为 6 0
拜m ol ’ m 一 2 · s 一 ` 。 每个处理 4 次重复 。
2 结果与讨论
2
.
1 T u M V 侵染对光合链电子传递活性的影响
由单位质量 叶绿素在单位 时间内的吸氧或放
氧值 统 计结 果 可 以 看 出 (表 1 ) , 青 菜 和芥 菜 受
T u M V 侵染后 ,全链电子传递速率 ( H ZO一M V )分
收稿 日期 : 2 00 3一 0 7一 0 4 ; 修 回日期 : 2 00 3一 0 9一 1 8
基金项 目 : 国家 自然科学基金资助项 目 ( 3 9 9 7 0 0 6 7)
通讯作者 : 洪 键 , 研究员 , 主要从事植物病理和分 子生物学研究 ; E 一 m ial : 。h on g @ zj .u de .u cn
DOI : 10. 13926 /j . cnki . apps . 2004. 02. 015
l期 付东 亚 , 等 :芜著花叶病毒对寄主植物叶片 P lS l 功能的影响 1 8 5
T a b l e 1 A c t i v i t i e s o f e l e c t r o n t r a n s P o r t i n h e a l t h a n d T u M V
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.
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.
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3 6
.
3 8 2 5 士 2 . 3 0 7 6 A
2 3
.
8 8 6 2 士 2 . 6 7 3 7 B
B
别降低 6 . 4 %和 64 . 6写 ; P S l l 电子传递速率 ( H ZO
~ D C I P ) 分别降低 56 . 9%和 34 . 3 % , 与健康对照
的差异均达到极显著水平 ( P < 。 . 01 ) ; P SI 的电子
传 递 速 率 ( D C I P ~ M V ) 分 别 降 低 2 5 . 8 %和
24
.
7%
,与健康对照相比均未达到显著水平 。
2
.
2 T u M V 侵染对叶片荧光诱导动力学参数的影响
接种 T u M V I O d , 青菜 、 芥菜的 F v / F 。 、 F v / F n l
比值均有不同程度的降低 。 与对照相比 ,感病青菜的
F
v
/ F
。 和 F v / F m 值分别降低 27 . 4 %和 5 . 8 % , 与健
康对照的差异达极显著水平 (尸 < 0 . 0 1 ) ;感病芥菜
的 F v / F 。 、 F 、 / F n 、 值受影响程度较轻 ,仅降低 2 . 2%
和 0 . 3% ,与对照相 比无显著性变化 (表 2 ) 。 中P lS l
和 q P 值都有不同程度的降低 , q N 值较对照有所增大 。
以上实验结果表明 ,青菜和芥菜受 T u M V 侵
染后 , 整个光合 电子传递链 的活性受 到了严 重干
扰 ,全链及分区段电子传递活性呈现不同程度 的下
降 , 主要是 P S H 活性受到抑制 ,同时 P SI 活性也受
到了影响 。 叶绿素荧光动力学参数的变化也反映出
光能利用及环境胁迫的信息 ,感病叶片的 F v / F 。 和
F
v
/ F
。 比值减小 , 表 明 P S H 的潜在光化 学活性 和
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T u M V
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B
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r a t i o i n h e a l t h a n d
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原始光能转化效率均降低 ,光合碳同化的能量不如
对照充足 ; 中P lS l 下降则表明 P S H 电子传递 的量
子 产量 降低 , 将 使为光 合碳 同化提供 的 A T P 和
N A D P H 量减少 ; q 。 代表荧光光化学淬灭效率 , 主
要 与 P lS l 反应 中心受体 Q 、 的氧化 还原状态 有
关 , T u M V 侵染使 q P 值降低 , Q A 更趋于还原态 ,使
得 P S H 反应 中心开放部分 比例下降 , 而关闭部分
比例提高 , 这些关闭状态 的 P S H 反应 中心不能进
行稳定电荷分离 , 因而不能参与光合电子的线性传
递 。 q N 代表荧光非光化学淬灭效率 , 反映 P lS l 反
应 中心非辐射性耗散能力的大小 , q N 值增大 , 表明
病毒已对寄主植物造成胁迫 , 寄主叶片被迫通过非
辐射性热耗散释放 P lS l 吸收的过多能量 , 导致用
于光合作用的光能减少 ,光合作用能力降低 。 与青
菜相 比 , 芥菜的 F v / F 。 和 F v / F 。 、 受影响较小 ,其 它
参数变化也不完全一致 ,可能是不同植物对同一种
病毒造成胁迫的反应存在着差别 。
叶绿素荧光动力学测定进一步证实了 T u M V
抑制 P S n 的光化学活性 , 干扰 P S I 和 P S H 之间的
能量分配和能量传递 ,从而影响到寄主植物的光合
磷酸化和碳同化 。 据上述结果可以认为 ,病毒侵染
后 可能首先作用 于 P lS l , P lS l 的活性 降低是使整
个光合电子传递链受阻 、 进而影响寄主植物光合作
用的一个重要原因 。
T r e a t m e n t
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R a t io R a t i o 参考文献
B c h i n e n s : s
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4 7 0 5 A
3
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2 8 3 2 B
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0
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5 6 0 9 士
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3 8 0 8 a
0
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0 1 2 0 A
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O1 3 2 B
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1 6 8植物病理学报 3 4 卷
P h y
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责任编辑 : 林春 芽
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名十出l十。干·+,1``千t+.:十出留斗干畜lt,.声
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