全 文 ：植物保护学 现代农业科技 2015年第 11期
生防菌粗毒素对猪殃殃防御酶及叶片细胞膜透性的影响
程 亮 1，2
（1青海省农林科学院植物保护研究所，青海省农业有害生物综合治理重点实验室，青海西宁 810016； 2农业部西宁作物有害生物科学观测实验站）
摘要 为了揭示生防菌的致病机理，用 3株生防菌粗毒素处理猪殃殃叶片，测定其过氧化氢酶（CAT）、超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化
物酶（POD）的活性、电导率和丙二醛（MDA）含量，探讨生防菌粗毒素对叶片防御酶活性及叶片细胞膜透性的影响。结果表明，3 株生防菌粗
毒素使猪殃殃叶片组织细胞膜透性上升，MDA 含量上升；毒素处理后的猪殃殃叶片中 POD、SOD 和 CAT 的活性均较不处理的对照升高。
关键词 生防菌；粗毒素；猪殃殃；防御酶；叶片细胞膜透性；影响
中图分类号 S432.1；S718.81 文献标识码 A 文章编号 1007-5739（2015）11-0136-03
Effect of Crude Toxins from Biocontrol Fungi on Defensive Enzymes Activity and Membrane Permeability
of Galium aparine L.
CHENG Liang 1，2
（1 Institute of Plant Protection，Qinghai Academy of Agriculture and Forestry Science，Key Laboratory of Agricultural Integrated Pest Management in
Qinghai Province，Xining Qinghai 810016； 2 Scientific Observing and Experimental Station of Crop Pest in Xining in Ministry of Agriculture ）
Abstract The aim was to clarify the pathogenic mechanism of three biocontrol fungi in Galium aparine L..The peroxidase （POD），superoxide
dismutase（SOD），catalase（CAT） activity，electrical conductivity as well as malondialdehyde（MDA） content of Galium aparine L. leaves were measured
to study the effect of crude toxins of three fungi. The results demonstrated that toxin increased permeability of cell membrane ，over-oxidation of cell
membrane and content of MDA in Galium aparine L. leaf tissue，and activities of POD，SOD and CAT in treated leaves were higher than those in control
leaves.
Key words biocontrol fungi；crude toxins；Galium aparine L.；defense-related enzymes；malondialdehyde；effect
猪殃殃（Galium aparine L.）是青海农田主要恶性杂草，
降低作物的产量和品质，而且农药的大量、重复使用，导致
猪殃殃产生抗药性 [1]。因此，生物除草剂的研究进入了崭新
的发展阶段。真菌除草剂是使杂草感染病害而达到控制其
生长的目的 [2]。植物病原毒素是植物病原菌产生的对寄主植
物有毒性的代谢产物，是导致植物病害发生的主要因素之
一 [3]。利用植物病原真菌毒素来控制杂草生长，已显示出良
好的发展前景。
植物病原菌毒素可应用于植物抗病品种的筛选，可作
为研究植物代谢的探针，而作为生物防治制剂是研究开发
生物源农药的一个新途径，尤其是将其应用于开发新型环
境友好型生物源农药上，以确保生产、生活及整个生态安
全。近年来研究发现，很多植物病原真菌分泌的毒素具有杀
草活性。如董金皋等 [2]从 Alternaria solani 培养滤液中分离
到的交链孢酸对苋菜 [Amaranthus tricolor L.]、油菜（Brassica
campestris L.）、稗草 [Echinochloa crusgalii（L.）Beauv.]均有一
定的防除效果；姜述君等[4]研究认为画眉草弯孢霉 Curvularia
eragrostidis 菌株 QZ-2000 毒素（helminthosporin）可开发成为
防除马唐 [Digitaria sanguinalis（L.）Scop.]的微生物除草剂 。
植物病原真菌毒素结构的多样性导致了其作用机理的复
杂性[5]。
1 材料与方法
1.1 供试植物及生防菌
生防菌 HZ-1、PA-2、HL-1菌株由笔者所在实验室分离
纯化并保存。猪殃殃（Galium aparine L.）生长于青海省农林
科学院植物保护研究所试验田。
1.2 粗毒素制备与提取
生防菌毒素的培养基质选用 Fries 培养液 [6]。将菌株移
接至 PDA 平板培养基上，25 ℃下培养 7 d，沿菌落边缘打出
直径为 5 mm的菌饼，接入装有 100mL Fries培养液的 250 mL
三角瓶内，每瓶接 3 片，25 ℃恒温 150 r/min 振荡培养。培养
液经 4 层纱布过滤，再用普通滤纸抽滤，减压蒸馏过滤液至
原体积的 1/3，取浓缩液用等体积的正丁醇萃取 3 次合并正
丁醇相，将正丁醇回收，即获粗毒素膏状物。
1.3 粗毒素处理及酶活性测定
配制浓度为 5 mg/mL 粗毒素液（毒素先用 3%二甲基亚
砜助溶，然后用蒸馏水稀释至相应浓度），手持小喷壶接种
于处于 7~8 叶健康猪殃殃植株上，接种量为 50 mL/株，接种
后的植株用塑料薄膜覆盖保湿。每个处理重复 4 次，以只接
种无菌 Fries培养液作空白对照（CK）。分别于接种后 12、24、
36、48、60、72 h 取样，分装于自封袋 4℃保存，备用。
超氧化物歧化酶（SOD）、过氧化物酶（POD）及过氧化氢
酶（CAT）的活性测定参考高俊凤 [7]的方法。
1.4 粗毒素对细胞质膜透性影响的测定
1.4.1 电导率测定。参考王桂清等[8]的方法，称取样品 0.3 g，
剪碎（大小 0.25 cm2），放入装有 4 mL 清水的离心管中，以无
菌双重水电导率（S2）作空白，在 25℃恒温培养箱中处理 24 h，
测各组电导率（有胚根离心管电导率为 S1）。
电导率（μS/cm）=S1-S2
相对电导率提高率（%）=（处理组电导率-对照组电导
率）/对照组电导率×100
1.4.2 MDA含量测定。分别称取处理后猪殃殃叶片 0.3 g，加
0.4 mL 三氯乙酸（TCA）研磨至匀浆，用 TCA 定容至 1 mL，
4 000 r/min 离心 10 min。取上清液用于 MDA含量的测定，参
照郝建军等[9]方法进行。
MDA含量提高率（%）=（处理组 MDA含量-对照组 MDA
基金项目 国家自然科学基金（31160371）；国家“十二五”科技支撑计
划（2012BAD19B02）。
作者简介 程亮（1978-），男，河南林州人，硕士，副研究员，从事杂草
生物防治研究工作。
收稿日期 2015-04-28
136
含量）/对照组 MDA含量×100
1.5 数据分析方法
采用 Excel 2007 和 SPSS13.0 进行数据分析。
2 结果与分析
2.1 粗毒素对猪殃殃叶片 POD 活性的影响
POD 活性变化结果如图 1 所示。3 株生防菌粗毒素处
理猪殃殃叶片后 12～24 h，POD 活性呈急剧上升，到 24 h 达
到最大值，生防菌 PA-2、HZ-1 和 HL-1 菌株粗毒素处理的
猪殃殃叶片 POD 活性比对照活性分别增加 251.40% 、
333.90%和 250.33%，粗毒素处理 24～48 h 内，POD 活性呈缓
慢下降趋势；处理 48～72 h 时，POD 酶活性变化逐渐平缓，
但对照组的POD 活性始终低于处理组的活性水平。
2.2 粗毒素对猪殃殃叶片 SOD 活性的影响
SOD 活性变化结果如图 2 所示。3 株生防菌粗毒素处理
猪殃殃叶片后 12～36 h，SOD 活性持续下降，但高于对照，处
理 36～72 h 时，SOD 活性变化呈现波浪平缓趋势，处理 72 h
时HZ-1、HL-1 和 PA-2 粗毒素处理 SOD 活性比对照组分
别升高了 26.52%、39.00%和 31.34%。
2.3 粗毒素对猪殃殃叶片 CAT 活性的影响
CAT 活性变化结果如图 3 所示。粗毒素处理猪殃殃叶
片后 CAT 活性随处理时间的延长总体呈现下降的趋势，处
理72 h 时与对照活性基本一致。但 HL-1 菌株粗毒素处理
12～24 h内，CAT 活性急剧上升，24 h 时 CAT 酶活达到高峰，
随着时间的延长 ，CAT 活性急剧下降，72 h 后与对照 CAT
活性水平相当；而 PA-2 菌株粗毒素处理后的 12～72 h 期间，
CAT 活性水平呈现小幅度的波动状态，在 48 h 猪殃殃叶片
CAT 活性呈现一个小高峰 ，处理 72 h 后与对照 CAT 活性
基本一致。HZ-1 菌株毒素处理后，在 12～72 h 期间整体呈
下降趋势。
2.4 粗毒素对猪殃殃叶片电导率的影响
生防菌粗毒素对猪殃殃叶片电导率的影响如图 4 所
示。用生防菌粗毒素处理时间的长短对猪殃殃叶片相对电
导率的影响显著，不同生防菌变化程度不同 。随时间的延
长，处理组电导率总体先降低后缓慢升高趋势，12～60 h 呈
现缓慢下降趋势，60～72 h 相对电导率小幅升高，分别比对
照升高了 116.41%、90.07%和 97.09%；而对照中相对电导率
始终处于平缓下降趋势，处理 72 h 时，有 1 个小幅上升，但
对照的相对电导率明显低于处理相对电导率。
2.5 粗毒素对猪殃殃叶片 MDA 的影响
粗毒素对猪殃殃叶片 MDA 含量的影响如图 5 所示。生
防菌粗毒素处理时间的长短对猪殃殃叶片 MDA 含量的
影响显著，不同生防菌的变化趋势与粗毒素对电导率的影
响相似。与 CK 相比，72 h 时，增幅分别为 52.72%、39.02%和
41.65%。
3 结论与讨论
植物病原真菌在侵染寄主植物过程中，毒素是其主要的
致病因子之一，可导致植物生理失调，最终导致细胞死亡 [10]。
致病毒素可导致寄主植物叶片组织内防御系统酶活性
发生变化。一般情况下植物体内活性氧的产生和清除处于动
态平衡。本试验研究表明经生防菌粗毒素处理后，猪殃殃叶
片 POD 活性高于空白对照水平，并呈现一定的波动性，而
CAT 表现为先升高后降低但大部分时间高于对照水平，与
史俊卿等[11]用立枯丝核菌毒素处理人参幼苗发现其 POD 和
CAT 活性都呈先上升后下降趋势的结果基本一致。本试验
SOD 酶的活性表现为持续下降可能是由于毒素致使细胞产
2 000
250
500
750
1 000
1 250
1 500
1 750
0
12 60483624 72
时间∥h
PO
D
活
性
∥
U/
（ g
·
m
in
）
PA-2
HL-1
HZ-1
CK
图 1 生防菌粗毒素对猪殃殃叶片 POD 活性的影响
500
200
250
300
350
400
450
150
SO
D
活
力
∥
U/
（ g
·
m
in
）
12 60483624 72
时间∥h
PA-2
HL-1
HZ-1
CK
图 2 生防菌粗毒素对猪殃殃叶片 SOD 活力的影响
2 000
600
800
1 000
1 400
1 600
1 800
CA
T
活
性
∥
U/
（ g
·
m
in
）
1 200
PA-2
HL-1
HZ-1
CK
12 60483624 72
时间∥h
图 3 生防菌粗毒素对猪殃殃叶片 CAT 活性的影响
60
10
20
30
40
50
0
相
对
电
导
率
∥
μs
/c
m
12 60483624 72
时间∥h
PA-2
HL-1
HZ-1
CK
图 4 生防菌粗毒素对猪殃殃叶片相对电导率的影响
程 亮：生防菌粗毒素对猪殃殃防御酶及叶片细胞膜透性的影响
137
植物保护学 现代农业科技 2015年第 11期
处理
药前 第 1 次药后 10 d 第 2 次施后 10 d 第 2 次药后 20 d 保产效果
病情指数 病情指数 防效∥% 病情指数 防效∥% 病情指数 防效∥% 折合产量∥kg/hm2 较 CK2±∥%
B1 4.58 4.79 79.39 5.00 87.76 11.46 75.89 50 175 37.54
B2 5.42 6.04 78.04 6.67 86.20 11.25 80.00 46 929 28.64
B3 6.88 14.17 59.41 16.88 72.49 17.92 74.91 41 301 13.22
B4 5.63 12.08 57.71 13.96 72.20 15.63 73.25 39 804 9.11
CK2 2.71 13.75 - 24.17 - 28.13 - 36 480 -
表 3 不同药剂浸种对魔芋软腐病防效的影响
产上播种前以 72%农用链霉素可湿性粉剂 1 000 万 U、或者
20%噻菌铜可湿性粉剂 500倍液进行浸种，具有明显的提前
出苗期、促进齐苗、增加叶盘直径与苗高，减少病原菌侵染
机会，降低发病率。在病害始发期用 50%氯溴异氰尿酸可溶
性粉剂 1 000 倍液或 20%叶枯唑 500 倍液每间隔 10 d 连续
防治 2次，其防效明显、且持效期长，对魔芋保产效果明显。
4 参考文献
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防效研究[J].西南大学学报：自然科学版，2012，34（2）：17-22.
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代农业科技，2007（4）：44-45.
79.39%，第 2次施药后 10 d相对防效为 87.76%，其余第 1、2
次药后 10 d相对防效依次为处理 B2、B3、B4。处理 B1、B2差异
显著、防效较高。
第 2 次施药后 20 d 调查，处理 B2相对防效为 80.00%，
其余相对防效依次为处理 B1、B3、B4。处理 B1、B2防效与持效
期显著长于其他药剂。
处理 B2、B1 保产效果明显较 CK2 增产，增产率分别为
37.54%、28.64%。
3 结论与讨论
试验结果表明，做好播种前及病害始发期这 2 个时期
的病害预防及防治，对软腐病有较强的抑制作用，建议在生
处理 病情指数
防效
%
折合产量
kg/hm2
较 CK1±
%
A1 14.58 46.16 51 075 38.98
A2 16.67 38.44 48 189 31.13
A3 18.75 30.76 43 140 17.39
A4 15.42 43.06 39 795 8.29
CK1 27.08 - 36 750 -
表 2 不同药剂浸种对魔芋软腐病的防效与增产效果
（上接第 135页）
18
2
4
6
8
10
12
14
16
0
M
DA
含
量
∥
m
m
ol
/L
12 60483624 72
时间∥h
PA-2
HL-1
HZ-1
CK
图 5 生防菌毒素对猪殃殃叶片丙二醛（MDA）含量的影响
生大量超氧阴离子 SOD 与超氧阴离子发生作用而使其活
性降低，与史俊卿等 [11]研究 SOD 活性都表现为先升高后下
降的结果并不完全一致。
本试验结果表明，处理前期，随时间的延长叶片相对电
导率逐渐下降，随着处理时间的继续延长，各处理的电导率
逐渐上升，且电导率始终高于对照。张园园等 [12]用高粱靶斑
病菌粗毒素处理高粱胚根，发现高粱靶斑病菌粗毒素对高
粱胚根细胞膜透性有显著影响，此次试验的结果与其基本
一致。本研究中猪殃殃叶片 MDA 含量在处理 24 h时达到了
高峰，尽管出现波动基本都高于对照水平，说明 3 株生防菌
产生的致病毒素能引起猪殃殃叶片细胞膜透性上升，MDA
含量上升，说明致病毒素引起细胞膜的伤害，最终导致细
胞死亡。该试验结果与万佐玺等 [13]研究结果一致。但生防菌
致病毒素在细胞膜上的受体以及信号的传递等有待进一步
研究。
致病毒素的作用机理是一个复杂的问题，只有深入研究
致病毒素的作用机理，才能使得致病毒素的应用研究更具
目标。
4 参考文献
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∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥∥
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