全 文 ：2013 年第 35 卷第 4 期 中国麻业科学 PLANT FIBEＲ SCIENCES IN CHINA
文章编号:1671 － 3532 (2013)04 － 0191 － 04
烟草疫霉菌对剑麻重要防御酶活性影响的研究
赵艳龙 ，周文钊* ，李俊峰，杨玉梅
(中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，广东 湛江 524091)
收稿日期:2013 － 05 － 24
基金项目:现代农业产业技术体系建设专项资金资助 (编号:CAＲS － 19)
作者简介:赵艳龙 (1968 －) ，男，本科，高级农艺师，研究方向:热带作物病虫害综合防治。Tel:13531070157，E － mail:
zylyym@ 163. com
* 通讯作者:周文钊 (1965 －) ，男，本科，副研究员。Tel:13828212360，E － mail:zwenzhao@ 163. com。
摘 要:对剑麻接种烟草疫霉菌前后几种重要防御酶的活性变化规律进行了研究。结果表
明:对照 (只接种培养基，不接种烟草疫霉菌)的剑麻，SOD、PPO、CAT 三种酶活性 6d 之内
没明显变化。接种烟草疫霉菌的剑麻，SOD酶活性 6d 之内也没明显变化;PPO酶活性，呈现先
下降，后上升，再下降，再上升的趋势;CAT酶活性，接种后 2d无明显变化，2d后呈上升，6d
后达到最高。
关键词:剑麻;烟草疫霉菌;酶活性
中图分类号:S563. 8 文献标志码:A
Changes of Important Defensive Enzyme Activities
in Sisal after Inoculation with Phytophthora Nicotianae
ZHAO Yan － long，ZHOU Wen － zhao，LI Jun － feng，YANG Yu － mei
(South Subtropical Crops Ｒesearch Institute，Chinese Academy of Tropical
Agricultural Sciences，Zhanjiang Guangdong 524091，China)
Abstract:Changes of the important defensive enzyme activities in sisal during inoculation with Phy-
tophthora nicotianae was studied. The results showed that SOD，PPO and CAT contents of sisal (control
group)without being inoculated with P. nicotianae didn’ t change significantly in six days. The experi-
ment also showed that SOD contents of sisal (treatment group)being inoculated with P. nicotianae also-
didn’ t change significantly in six days，however PPO contents decreased firstly and then increased，and
then decreased and increased again，and CAT contents didn’ t change significantly in two days after the
inoculation and increased after two days and reached the highest value in six days.
Key words:sisal;Phytophthora nicotianae;enzymes activity
剑麻 (Agave sisalana)斑马纹病是危害剑麻最严重的病害，其病原菌主要为烟草疫霉菌
(Phytophthora nicotianae van Breda de Haan)［1，2，3］。大量研究表明，超氧化物岐化酶 (SOD)、多
酚氧化酶 (PPO)、过氧化物酶 (CAT)是植物体内的重要防御酶，参与活性氧清除及本酚类、
木质素和植保素等抗病相关物质的合成，与植物的抗病性密切相关［4，5，6］。关于剑麻保护酶的活
性，仅有干旱、盐与低温胁迫条件下的少数几篇报道［7，8］，对酶与剑麻抗病性的关系未见报道，
本文以易感病剑麻品种 H. 11648 为材料，在接种烟草疫霉菌前后，分别测定剑麻叶片中 SOD、
PPO、CAT活性，试图分析病菌对剑麻生理反应的影响，为进一步开展剑麻抗病机制的研究奠定
基础，对剑麻抗病育种工作有重要意义。
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1 材料与方法
1. 1 试验材料
剑麻 H. 11648 盆栽苗，50cm高;烟草疫霉菌由中国热带农业科学院南亚热带作物研究所保
存。
1. 2 试验方法
1. 2. 1 接种前酶活性测定
取 6 株生长基本一致的盆栽苗，其中 3 株作为对照，3 株作为处理。从最下部开始，每株各
割取一片完好的叶片，带回实验室，洗净、晾干后，及时测定其 SOD、PPO、CAT活性。
1. 2. 2 接种
将保存的烟草疫霉菌用 PDA 培养基活化，置于 28℃生化培养箱中活化培养 7d，作为接种
用，从麻苗最下部的叶片开始选择完好叶片全部接种，接种位置距叶片基部 10cm，接种时先用
75%酒精消毒，刺伤表皮组织，将直径 6mm的菌块带菌丝一面贴于伤口 (对照的 3 株，将同样
大小的空白 PDA贴于伤口) ，用棉花保湿，置于 28℃环境条件下培养。
1. 2. 3 接种后酶活性测定
分别于接种后连续 5d，每天测定叶片的 SOD、PPO、CAT活性。叶片取样同 1. 2. 1。
1. 2. 4 酶活性测定方法
SOD活性测定采用氮蓝四唑法［9］，以每分钟抑制 NBT 光化还原的 50%为一个酶活性单位;
CAT活性测定采用比色法［10］，以每分钟 D240 值变化 0. 01 为一个酶活性单位;PPO 活性测定采
用邻苯二酚法，反应体系为:2. 9ml0. 05mol /L 磷酸缓冲液 (pH 值 7. 8)、1ml0. 1mol /L 邻苯二
酚，0. 1ml酶液，加入酶液后于 30℃保温 10min，立即加入 2ml 20% (W/V)的 TCA (三氯乙
酸)终止反应，测 398nm OD值，以△OD398nm / g·Fw·min表示酶活性。
2 结果与分析
2. 1 对照剑麻的酶活性变化
不接种烟草疫霉菌的剑麻，其 SOD、CAT、PPO三种酶的活性，在接种前后的变化情况见表
1。经方差分析，在接种培养基前后 6d，三种酶的活性变化无显著差异。
表 1 对照的剑麻酶活性的变化情况
Tab. 1 Change of the important defensive enzyme activities of the control group
处理后 SOD活性 PPO活性 CAT活性
0d 412. 552Aa 8. 262Aa 50. 667Aa
1d 406. 324Aa 8. 498Aa 54. 667Aa
2d 389. 434Aa 8. 525Aa 53. 333Aa
3d 363. 918Aa 8. 260Aa 50. 667Aa
4d 414. 222Aa 8. 413Aa 49. 333Aa
5d 418. 750Aa 8. 258Aa 49. 333Aa
注:数字后的字母表示 Duncan新复极差检验结果，不同大写字母表示处理间差异达显著水平 (p ＜ 0. 05) ，不同
小写字母表示处理间差异达极显著水平 (p ＜ 0. 01)
2. 2 处理剑麻的酶活性变化
接种烟草疫霉菌的剑麻，其 SOD、CAT、PPO三种酶的活性，分别如图 1、图 2 和图 3 所示。
从图 1 可见:H. 11648 麻在接种烟草疫霉菌前后 6d内，SOD活性变化不大，经显著性测验表明，
6d 间的 SOD活性无显著差异。从图 2 可见:H. 11648 麻在接种烟草疫霉菌后，前 2d内，CAT活
性变化不大，但从第 3d后明显上升，至第 5d达到高峰，显著性测验也验证了该结论。从图 3 可
291 中国麻业科学 第 35 卷
见:H. 11648 麻在接种烟草疫霉菌后，PPO活性，第 1d 显著下降，第 2d 又显著上升，第 3d 没
多大变化，第 4d又显著下降到最低点，但第 5d 又上升到最高点。表 2 对接种前后 SOD、CAT、
PPO活性的变化进行了显著性测定。
图 1 H. 11648 麻接种烟草疫霉菌后 SOD活性变化
Fig. 1 Change of SOD contents of Agave hybrid No. 11648 inoculated with P. nicotianae
图 2 H. 11648 麻接种烟草疫霉菌后 CAT活性变化
Fig. 2 Change of CAT contents of Agave hybrid No. 11648 inoculated with P. nicotianae
图 3 H. 11648 麻接种烟草疫霉菌后 PPO活性变化
Fig. 3 Change of PPO contents of Agave hybrid No. 11648 inoculated with P. nicotianae
表 2 接种前后 SOD、CAT、PPO酶活性变化情况
Tab. 2 Change of the important defensive enzyme activities of Agave hybrid No. 11648 before and after inoculation
处理后 SOD活性 PPO活性 CAT活性
0d 438. 494Aa 8. 355Aa 52. 000Aa
1d 395. 257Aa 7. 821Aa 48. 000Bb
2d 379. 623Aa 8. 585Aa 51. 000Cc
3d 381. 443Aa 8. 457Aa 210. 667Dd
4d 413. 333Aa 7. 558Bab 448. 000Dd
5d 363. 750Aa 8. 437Bb 793. 333Dd
注:数字后的字母表示 Duncan新复极差检验结果，不同大写字母表示处理间差异达显著水平 (p ＜ 0. 05) ，不同
小写字母表示处理间差异达极显著水平 (p ＜ 0. 01)
391第 4 期 赵艳龙等:烟草疫霉菌对剑麻重要防御酶活性影响的研究
3 结论与讨论
3. 1 剑麻在用针刺伤后，贴上 PDA 培养基，其 SOD、CAT、PPO 的活性，前后 6d 都没有明显
变化，说明针刺对剑麻表皮造成的微小伤口，不足以对剑麻内部的生理生化等新陈代谢产生影
响，因此，对叶片中的酶活性也较少影响。
3. 2 接种烟草疫霉菌后，CAT活性前 2d变化不大，但第 3d显著上升，至第 5d达到高峰。这是
因为 CAT是一种活性氧清除剂，当剑麻接种疫霉菌后，感病的剑麻组织会产生一系列的生理生
化反应，O2
－积累，加速染病细胞死亡，限制病菌进一步扩展，随后 CAT 上升，清除过多积累
的 O2
－，避免造成膜脂过氧化伤害健康细胞，与刘琳［10］报道的结果相同。但 SOD 活性的变化规
律与 CAT活性的变化规律不同，它没有显著的变化，这与刘琳［10］、周小慧［11］、陈艺晖［12］等报
道的结果不相符，但与苗则彥［13］报道的结果相同，需要留待以后继续验证。
3. 3 多酚氧化酶 (PPO)是酚类物质氧化的关键酶，参与植物体内酚类物质氧化产生醌类和参
与木质素的合成，以杀死和抑制病原菌的繁殖而起到抗病作用［14］。关于 PPO 与植物抗病性的关
系，已见的报道各不相同［4，15，16］剑麻接种烟草疫霉菌后，PPO活性表现为先下降，后上升，再下
降，又上升的特点，接种病原菌后 1d，PPO 活性受到一定的抑制，而后显著上升，可能因为接
种成功后，植物组织发生了激烈的反应，因而 PPO 活性升高，以阻止病原菌的扩展，但因为
H. 11648 是高感品种，其抵抗力有限，至第 4d又出现活性下降，第 5d又出现周期性的上升。
3. 4 关于 SOD等抗性酶系统与植物抗病性的关系，前人研究了很多，但得出的结论各有异同，
本文仅以高感品种 H. 11648 为试材，对接种病原菌后，几种防御酶的活性变化作了初步探讨，
为研究酶活性与剑麻抗病性的关系奠定了一定基础。今后应以多种抗性剑麻品种为材料，对其
相关性作更深一步的研究，为指导剑麻抗病育种作出贡献。
参考文献:
［1］李道和 . 剑麻栽培 ［M］ . 北京:中国农业出版社，1998．
［2］孙光明 . 剑麻栽培工 ［M］ . 北京:中国农业出版社，2007．
［3］陈锦平，刘清芬 . 龙舌兰麻杂种 11648 斑马纹病病原烟草疫霉菌 (Phytophthora nicotianae Breda)生物学及形态特征的
初步研究 ［J］ . 热带作物学报，1982，3 (1) :65 － 70．
［4］ 徐建华，利容千，王建波 . 黄瓜不同抗病品种感染镰刀菌枯萎病菌后几种酶活性的变化 ［J］ . 植物病理学报，1995，
25 (3) :239 － 242．
［5］赵光伟，徐永阳，徐志红，等 . 甜瓜白粉病抗性反应中相关防御酶活性变化 ［J］ . 中国农学通报，2009，25 (16) :
206 － 209．
［6］ Bera，S. C. Control of black rot disease of cauliflower by chemical ［J］ . Pesticides ，1986，20 (9) :51 － 52．
［7］ 张学财，周文钊，李俊峰 . 低温胁近下 4 个剑麻品种的 SOD、POD、CAT变化 ［J］ . 中国热带农业，2009，4:47 －
50．
［8］ 唐永昶 . 不同浓度 PEG和 NaCl胁迫下剑麻生理生化及根毛形态的研究 ［D］ . 四川绵阳，西南科技大学，2009．
［9］ 李合生 . 植物生理生化实验原理及技术 ［M］ . 北京:高等教育出版社，2001:167 － 169．
［10］ 刘琳，侯喜林，王利英，等 . 不结球白菜感染芜菁花叶病毒后 4 种防御酶活性变化及其抗病相关性 ［J］ . 南京农业
大学学报，2009，32 (3) :14 － 18．
［11］ 周小慧，Joseph N. Wolukau，李英，等 . 甜瓜蔓枯病抗性与 SOD、CAT、POD 活性变化的关系 ［J］ . 中国瓜菜，
2007 (2) :4 － 6．
［12］ 陈艺晖，林河通，林艺芬，等 . 拟茎点霉侵染对龙眼果实采后果皮褐变和活性氧代谢的影响 ［J］ . 中国农业科学，
2011，44 (23) :4858 － 4866．
［13］ 苗则彥，赵奎华，刘长远，等 . 葡萄抗感白腐病品种 PAL酶、PPO酶、SOD 酶活性比较 ［J］ . 沈阳农业大学学报，
2003，34 (3) :177 － 180．
［14］ Andresen I，Becken W，SChliiter K，et a1． The identification of leaf thinon as one of the main jasmonate induced proteins of
barley (Hordeam vulgate) ［J］． Plant Molecular Biology，1992，19:193 － 204．
［15］张俊华，崔崇士． 不同抗性南瓜品种感染 Phytophthora capsici 病菌后几种酶活性测定 ［J］． 东北农业大学学报，
2003，34 (2) :124 － 128．
［16］ 李盾，王振中，林孔勋． 花生体内几种酶的活性与抗锈病的关系 ［J］． 华南农业大学学报，1991，12 (3) :1 － 6．
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