全 文 ：第 27卷 第 1期
2008 年　2 月
华　中　农　业　大　学　学　报
Journal of H uazhong Ag ricultural Univ ersity
Vo l.27　No.1
Feb.2008 , 41 ～ 45
毛豹皮樟感染白粉病菌后生理生化的变化＊
朱　莲1 , 2)　刘应高1)＊＊　李贤伟1)　朱天辉1)
(1)四川农业大学林学园艺学院 ,雅安 625014;2)四川省内江市林业局 , 内江 641000)
摘要　测定了毛豹皮樟(老鹰茶)不同品种受白粉病菌侵染后在各感病时期多个生理生化指标的变化及与
抗病性的关系。结果表明:毛豹皮樟受白粉病菌侵染后 ,植株体内过氧化氢酶(CA T)、多酚氧化酶(PPO)、过氧
化物酶(POD)、比活性及可溶性糖含量的变化与白粉病抗性呈正相关;苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性的变化则与
抗病性呈负相关;可溶性蛋白含量在感病期间病叶均低于健康叶 ,而且均在感病末期时降幅达最大 ,但各品种间
变化差异不大。
关键词　毛豹皮樟;品种;白粉病;生理生化
中图法分类号　S 432.2 +1　　文献标识码　A 　　文章编号　1000-2421(2008)01-0041-05
收稿日期:2007-04-11;修回日期:2007-06-12
＊国家“十五”攻关项目(2004BA606A-06)资助
＊＊通讯作者.lyg927@263.net
朱　莲 ,女 , 1981年生 ,四川农业大学林学园艺学院硕士研究生 ,雅安 625014
　　毛豹皮樟 Li tsea coreana var.lanuginose(Mi-
go)Yang et P.H .Huang ,俗称老鹰茶 ,是一种集
饮用功效 、药用功效和工业用途的常绿小乔木 ,其产
品的开发利用有很好的前景 ,也是四川省部分地区
退耕还林树种之一。近年来四川省雅安老鹰茶树种
植区白粉病发生较普遍 ,严重影响了其生长和食用
价值 。
白粉病菌 Ery siphe 能侵染多种单 、双子叶植
物[ 1] ,给农作物造成重大的经济损失。特别是对于
茶饮料植物而言 ,筛选和培育抗病品种是防治白粉
病最经济 、安全和有效的方法 。抗病性的研究 ,对于
植物抗病育种以及保持和提高品种的抗病能力等有
重要的意义。从生理生化角度进行抗性鉴定克服了
常规鉴定方法因受多种因素影响而导致的耗时长 、
耗量多的缺点。
目前对老鹰茶白粉病生理生化方面的研究 ,国
内外尚无报道。笔者结合病情指数研究了抗性不同
的老鹰茶品种(系)感染白粉病菌后的各种酶活性及
保护物质含量的变化 ,旨在为老鹰茶抗白粉病研究
提供理论依据。
1　材料与方法
1.1　供试材料
选用对白粉病菌具有不同反应的 2个老鹰茶品
种(系),设抗病品种(系)为 1号 ,感病品种(系)为 8
号 ,并以各发病时期的健康叶为对照。供试植物为
四川省雅安市中里镇良种茶场的 2 a 生茶苗 ,种于
病圃田与试验田中。病圃田发病均匀 、严重 ,感病品
种历年发病率均为 100%。通过计算 ,试验田中1号
品种病情指数 0.35 ,8号品种病情指数 0.82。鉴定
出老鹰茶 1 号品种表现为抗病 , 8号品种表现为感
病[ 2] 。
1.2　样品取样方法
发病 、健康叶片的采集均为同一时间内田间茶
苗各品种生长高度相近的当年生新梢芽下第 4 、5
叶 ,按植株感病程度分为早 、中 、晚 、末 4个时期 ,每
8 d采样 1次。采样标准:感病早期 ,1号品种和8号
品种病叶上有均深红色斑点;感病中期 ,各品种病叶
10%以下的面积均被白色菌丝体覆盖;感病晚期 ,
1号品种 10%～ 30%的叶片被菌丝体覆盖 , 8 号品
种 40%～ 65%的叶片被菌丝体覆盖;感病末期 ,1号
品种和 8号品种病叶上菌丝体均消失 ,全为枯死斑 。
1.3　测定方法
酶的提取和测定:取适量叶片 ,加 H 3 PO 4缓冲
液(含适量 EDTA)和不溶性 PVP。冰浴中匀浆 ,
4 ℃离心 20 min ,收集上清-80 ℃冷冻保存备用 。
酶活性测定于常温下操作完成 。
1)过氧化氢酶(CAT)活性的测定。参照王晶
DOI :10.13300/j.cnki.hnlkxb.2008.01.013
　　 华 中 农 业 大 学 学 报 第 27 卷　
英等的方法[ 3] 进行 。反应体系包括酶粗提液 0.2
mL ,磷酸缓冲液(pH 7.8)1.5 mL ,蒸馏水 1 mL。
逐管加入 0.3 mL 0.1 mol的 H2O 2 ,每加完 1管立
即计时 ,并迅速倒入石英比色杯中。在 240 nm 下测
吸光度 ,每隔 1 min读数 1次 ,共 4 min。对照用缓冲
液代替酶液。测 OD560值 ,酶比活性以 1 min 内 A240
减少 0.1的酶量为1个酶活力单位(U1)。
2)多酚氧化酶(PPO)活性的测定 。采用邻苯二
酚法[ 4] 进行 。取 50 mmol/L 磷酸缓冲液(pH 5.5)
3.5 mL ,加入 1 mL 0.1 mol/ L 邻苯二酚和 0.5 mL
酶液 ,保温 15 min后于 525 nm 波长下测定其光密
度值 ,以每分钟每毫克蛋白质的 OD值变化 0.01为
1个酶活力单位(U 2)。
3)苯丙氨酸解氨酶(PA L)活性的测定 。参考王
敬文等的方法[ 5] 进行 。酶检测反应液组成:0.2
mol/L 硼酸缓冲液(pH 8.8)2 mL ,0.02 mol/L L-
苯丙氨酸 2 mL ,蒸馏水 2 mL ,酶液0.8 mL ,0.2 mL
6 mol/ L 盐酸终止反应 。以蒸馏水替代酶液设为对
照 ,其余操作相同。测 290 nm 处光密度值的变化 ,
以OD 值变化 0.01为 1个酶活性单位(U 3)。
4)过氧化物酶(POD)活性的测定。参照张志
良的方法[ 6] ,用愈创木酚法测定 POD活性。反应体
系包括:0.05 mo l/L 磷酸缓冲液 2.0 mL , 2%H 2O 2
1.0 mL ,0.05 mo l/L 愈创木酚 1.0 mL 和酶液 0.1
mL 。以煮沸 5 min 的酶液为对照 。反应体系加入
酶液后 ,于 37 ℃水浴中保温 15 min ,然后冰浴中加
入 20%三氯乙酸 2.0 mL 终止反应 ,过滤 ,于 470
nm 处测定吸光度。以每分钟光密度变化 0.1为 1
个酶活性单位(U 4)。
5)可溶性糖的测定 。按苯酚比色法测定 ,并以
葡萄糖作标准曲线计算可溶性糖含量[ 7] 。
6)蛋白质含量的测定。采用考马斯亮蓝 G-250
测定蛋白质含量[ 3] 。
上述各项指标测定时 ,每个测定项目均进行 3
次重复。测定后按下式计算各生理指标变化率:
变化率(%)=A1 -A0
A0
×100
式中 A1为供试品种感病叶片的值(酶活性 ,可
溶性糖 ,可溶性蛋白质含量);A0为供试品种健康叶
片的值(酶活性 ,可溶性糖 ,可溶性蛋白质含量)。
1.4　数据处理
利用 SPSS 数据处理系统 ,分别对供试品种间
感病 4个时期各生理指标变化值进行相关性分析 。
2　结果与分析
2.1　白粉病菌对不同品种 4种酶活性的影响
1)过氧化氢酶(CA T)的活性变化 。1号品种和
8号品种对照叶体内 CAT 酶活性变化紊乱 ,与抗病
性无关。2个品种病叶体内的 CA T 酶活性变化复
杂 ,呈“下降-上升-下降”趋势且相互吻合 。另外 ,
1号品种体内 CA T 酶活性高于 8号品种 ,其处理与
对照间的变化差异极显著(P<0.01),即 1号品种
病叶增幅值明显高于 8 号品种 ,减幅亦低于8号品
种。1号品种和 8号品种在感病期间的幅度变化分
别为早 期 98.20%、 38.43%, 中 期 35.72%、
48.93%, 晚期 54.13%、40.50%, 末期 23.59%、
79.79%(图 1-A)。
2)苯丙氨酸解氨酶(PA L)的活性变化 。受白粉
病菌侵染后 2个品种的 PAL 含量在整个发病时期
总体均呈上升趋势 ,且 1号品种 PA L 含量总体水平
低于 8号品种(图 1-B)。对照中 PA L 活性在整个
调查时期变化则较乱 ,与抗性不相关。在感病早期
1号品种和 8号品种病叶 PAL 酶活增幅均最大 ,分
别为 0.66%和 25.94%,之后逐渐减小 ,但在感病末
期略为上升。8号品种 PA L 的相对含量要比 1 号
品种成倍数级升高 ,差异极显著(P<0.01)。
3)过氧化物酶(POD)的活性变化 。1号品种和
8号品种在感病期间病叶的 POD含量总体均高于
对照叶(图 1-C)。8号品种的 POD含量在被白粉病
菌侵染早期时达顶峰 ,增幅为 61.54%,之后随对照
的变化而变化 ,且趋于平缓。而 1号品种的 POD值
在早期时增幅也达最大 , 处理比对照增加了
217.65%,此后随感病时间的增加而下降 ,降幅变化
较大 。同时 ,1号品种和 8号品种的 POD含量存在
倍数级的差异(P <0.05),其动态变化势在晚期和
末期时正好相反。
4)多酚氧化酶(PPO)的活性变化。1号品种和
8号品种健叶的 PPO值一直较接近 ,而病叶的酶活
性变化较大(图 1-D)。8号品种的 PPO 总体表现为
大于 1号品种 ,且差异极显著(P<0.01)。1号品种
叶片的 PPO 活性在受病原菌侵染后急剧上升 ,在感
病中期时酶活性是对照的 1.5倍 ,到感病晚期时达
峰值 ,是对照的 2倍 。此后缓慢下降 ,于感病末期时
又低于对照。而 8号品种在受病原菌侵染后叶片内
的 PPO 活性变化缓慢 ,变幅也较小 ,与 1号品种病
叶内的 PPO 活性相比一直处于较低的水平。
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　第 1 期 朱　莲等:毛豹皮樟感染白粉病菌后生理生化的变化 　
图 1　不同品种过氧化氢酶(A)、苯丙氨酸解氨酶(B)、过氧化物酶(C)和多酚氧化酶(D)活性的变化
Fig.1　Changes of CAT(A), PAL(B), POD(C), and PPO(D)activity in different cultivars
Ⅰ .早期 Early stage;Ⅱ.中期 Metaphase s tage;Ⅲ.晚期 Later s tage;Ⅳ.末期 Las t stage
2.2　白粉病菌对可溶性糖和蛋白含量的影响
1)可溶性糖 。试验结果表明 ,抗 、感品种对照叶
中可溶性糖含量与品种的抗病性有一定相关性 ,抗
病品种 1号均高于感病品种 8号。受白粉病病菌侵
染后 ,1 号品种叶片的可溶性糖含量也均高于 8 号
品种 ,差异显著(P<0.05),且变化趋势基本一致 ,
呈“降低-升高-降低”的变化。抗 、感品种病叶的
可溶性糖含量均低于对照 ,感病早期降幅分别为
39.77%和46.93%;之后出现反弹 ,在感病中后期逐
渐高于对照 ,并于感病晚期达峰值(抗 、感病品种分
别为57.41%和 43.80%),感病末期时又略微下降
(图 2-A)。
2)可溶性蛋白。抗 、感病品种可溶性蛋白含量
在感病期间病叶值均低于健叶值 ,并且均在末期时
降幅达最大 ,其处理比对照分别降低了17.54%和
8.40%。1号品种病叶的可溶性蛋白含量在感病晚
期与对照相比降幅最小 ,为 2.15%,而 8 号品种病
叶在感病中期时降幅最小 ,为 0.97%(图 2-B),但 2
个品种病叶可溶性蛋白含量的变化差异不显著
(P>0.05)。
图 2　不同品种可溶性糖(A)和可溶性蛋白含量(B)的动态变化
Fig.2　Dynamic changes to the content of soluble sugar(A)and soluble protein(B)in different cultivars
Ⅰ .早期 Early stage;Ⅱ.中期 Metaphase s tage;Ⅲ.晚期 Later s tage;Ⅳ.末期 Las t stage
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　　 华 中 农 业 大 学 学 报 第 27 卷　
3　结论与讨论
过氧化氢酶(CAT)是细胞内保护酶系统的重
要成员之一 ,它使 H 2O 2转化为 H 2O 和其它物质 ,
通过对植株体内活性氧的调节来增强植株对环境的
抵抗力。本试验结果表明 ,当病原菌侵染植株后 ,植
株体内水杨酸含量增加 , 与水杨酸结合蛋白 1
(SABP1即 CA T)结合 ,引起 CA T 构象变化导致酶
活性降低 H 2O 2含量增加 ,且后者通过直接杀灭和
间接激活作用达到抗病目的;而细胞内 H 2O 2的积
累势必再次激活 CA T ,通过转化降低其含量 ,进而
从整体上呈现 CA T 指标波动[ 8] 。另外 ,植株感病
早期 ,1号的 CA T 活性上升显著高于 8号 ,其增幅
是后者的 1.5 倍 。这说明 1 号能够维持较高的
CA T 活性 ,具有较强的活性氧清除能力 ,防止过度
过氧化。这表明植物抗性与品种有密切的关系。
苯丙氨酸解氨酶(PAL)的抗病作用已被广泛研
究。作为苯丙烷类代谢的关键酶 ,它能促进细胞结
构屏障(木质素等)和抗病菌物质(绿原酸 、黄酮类和
植物保卫素等)的合成 ,增强植物抗病性 。植物受病
原菌侵染后 , 苯丙氨酸解氨酶(PAL)活性与抗病程
度呈正相关 ,从而提出以植物细胞内的 PAL 活性水
平作为植物抗病性的生理指标[ 9-11] 。但本试验结果
表明 ,在 8号受到白粉病病菌侵染后 PA L 酶活上升
幅度远大于 1号 ,呈现与抗性的负相关 。笔者认为 ,
PA L酶活性的提高是植物遭受病原病菌侵害的一
种生化症状 ,符合范德普朗克的“蛋白质是病原菌食
物”的理论[ 12] 。在本试验中 , PAL 与白粉病菌分泌
蛋白发生共聚 ,使其丧失抗病催化作用的同时其含
量降低刺激细胞产生出更多的 PAL ,从而导致了病
害的加剧 。而抗病品种被病原菌侵染后 ,其 PA L 比
活力上升幅度很小 ,从而减轻了病菌孢子的刺激作
用 ,另外我们也不排除抗病品种可能还存在其他的
抵御途径 ,协助机体完成病害的抵御。
本试验结果表明 ,老鹰茶感病后 ,抗 、感病品种
的 PPO 、POD活性水平皆高于对照 ,说明寄主受到
病原菌侵染后 , PPO 、POD活性均有不同程度的增
高。并且 1号品种的 PPO 、POD活性的峰值明显高
于和早于 8号品种。这反映了抗病品种对病菌侵染
做出快速准确地反应 ,启动相关防卫机制的能力 。
相反感病品种受侵染后 ,酶和抗性物质合成缓慢积
累量少不足以抵抗侵染而发病 。氧化还原酶类
PPO 、POD活性的变化与抗病程度呈正相关。此结
果与前人报道一致 ,可以考虑作为老鹰茶抗性鉴定
的生理生化判断指标[ 13-15] 。
另外 ,老鹰茶抗病品种对照叶中可溶性糖含量
明显高于感病品种的对照值 ,说明抗病品种的基础
活性物质高于感病品种 ,是一种先天抑制物质 。当
老鹰茶感病后各品种的可溶性糖含量的处理与对照
的变化幅度由负值到正值的过程 ,说明了病原菌和
植株本身二者间的竞争生存机制。糖是病原微生物
所必需的营养物质 ,病菌的侵染要消耗植株体内的
糖。同时 ,糖类也是植物进行光合作用的最初产物
和进行碳水化合物代谢的底物。在植株感病早期 ,
叶片光合作用较小 ,使得病叶的可溶性糖含量低于
对照值。之后随着植株的生长 ,一方面植物通过加
强叶片光合作用来抵御病原菌的进一步为害 ,同时
通过降低植株渗透压来补偿性的增加本已降低的吸
水吸肥能力而使病叶的可溶性糖含量逐渐高于对照
值。这种在感病前后的可溶性糖含量变化在抗病品
种中表现更显著的现象 ,说明了老鹰茶白粉病是低
糖病害 ,与国外学者的观点一致[ 16] 。
在病原菌侵染过程中 ,由于老鹰茶叶片的感病
组织的细胞结构受损 ,使蛋白质的合成场所被破坏 ,
蛋白质合成受阻 ,在蛋白质水解酶作用下导致可溶
性蛋白质含量随病情的加重呈下降趋势 。这与白宝
璋等人的研究结果一致[ 17] 。另外 ,抗 、感病品种降
幅的不同步性说明了植株自身体内调节强度的差异
性。但是抗 、感性品种之间下降幅度的变化差异很
小 ,效果并不明显 ,是否作为抗性鉴定指标还有待进
一步研究 。
不同研究者在生理生化指标与植物抗性关系的
研究中得出的结论受到选用植株的种属和数量 、具
体病原菌种类以及各种研究手段的影响 。同时先前
很多研究针对病原菌的侵染到植株症状显现整个过
程 ,偏重感病前后结果的比较而忽略了感病过程中
酶活性的动态变化 ,存在一定的时间局限性 。在
PPO 活性与抗病性关系上 ,就存在抗病和感病植株
PPO 值孰高孰低的争论[ 12-13 , 16 , 18] , 笔者认为这是
PPO 活性在感病的不同时期变化所致 。笔者对老
鹰茶受白粉病菌的侵染和扩展过程中其自身的生理
生化变化分阶段进行了研究 ,旨在从生理生化角度
对茶树品种的选育和遗传分析提供理论依据 。本试
验结果表明 ,在适当的时期对品种中的 CA T 、POD 、
PPO 酶活性及可溶性糖含量的变化进行测定 ,可以
作为老鹰茶树对白粉病抗性鉴定的生化指标 。
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　第 1 期 朱　莲等:毛豹皮樟感染白粉病菌后生理生化的变化 　
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Physiological and Biochemical Changes in Litsea coreana var.lanuginose
Infected by Powdery Mildew
ZHU Lian
1 , 2)　LIU Ying-gao 1)　LI Xian-wei1)　ZHU Tian-hui1)
(1)College of Forestry and Hort iculture , Sicuan Agricultural Universi ty ,Yaan 625014 , China;
2)
Forestry Bureau of N ei j iang Ci ty ,S hichan Prov ince , Neij iang 641000 ,China)
Abstract　The act ivities of phenylalanine ammonia lyase (PAL), peroxidase (POD), polyphenol
oxidase(PPO), catalase(CA T), so luble sugar and so luble pro tein content in the leaves of tw o Litsea
coreana var.lanuginose cultiv ars , w ith one resistant and another susceptible to pow dery m ildew , were
detected af ter ino culation.The results showed that the amount of so luble sugar and the changes o f
CA T , POD , PPO activit ie s in the inoculated ear o f dif ferent Li tsea coreana var.lanuginose varieties
were posi tively co rrelated w ith their various resistances to pow dery mildew .The changes of PA L activi-
ty in the tw o cult ivars , how ever , were negat ively co rrelated w ith their resistances to pow dery mildew .
Compared to the control(non-inoculated leaves), the soluble protein ex t racted f rom the inoculated leav-
es w ere signif icantly less , and had a dramatic decline at the later stage.However , no differences of solu-
ble pro tein contents we re found between the tw o cult ivars.
Key words　Li tsea coreana var.lanug inose;cult ivars;powdery mildew ;phy siolog y and bio chemis-
t ry
(责任编辑:陈红叶)
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